Xây dựng quy trình phân tích jwh 018 và 4 chất chuyển hóa trong mẫu nước tiểu bằng phương pháp sắc ký khí khối phổ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------

PHẠM NGỌC TUẤN

ĐỀ TÀI :
XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH JWH-018
VÀ 4 CHẤT CHUYỂN HĨA TRONG MẪU NƢỚC TIỂU
BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ KHỐI PHỔ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-----------------------------------

PHẠM NGỌC TUẤN

ĐỀ TÀI :
XÂY DỰNG QUY TRÌNH PHÂN TÍCH JWH-018
VÀ 4 CHẤT CHUYỂN HĨA TRONG MẪU NƢỚC TIỂU
BẰNG PHƢƠNG PHÁP SẮC KÝ KHÍ KHỐI PHỔ
Chuyên ngành :Kỹ thuật hóa học
Mã số: CA170300

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1. PGS. TS TRẦN THỊ THÚY
2. PGS. TS TRẦN VIỆT HÙNG

Hà Nội - 2019


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi chân thành cảm ơn Viện Kỹ thuật hóa học, bộ mơn Hóa Phân tích
đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và làm luận văn.
Tôi xin bày tỏ lời cám ơn chân thành và sự kính trọng đối với PGS.TS. Trần Thị
Thúy, PGS.TS.Trần Việt Hùng các thầy cô đã nhận tôi là học viên và hướng dẫn
trong suốt q trình tơi thực hiện bản luận văn này. Các thầy cơ đã tận tình chỉ bảo cả
về lĩnh vực khoa học cũng như trong cuộc sống.Tôi đã học được rất nhiều từ những
điều chỉ dẫn, những buổi thảo luận chuyên môn và phong cách khoa học trong công
việc của các thầy cô. Tôi cảm phục những hiểu biết sâu sắc về chuyên môn, những
khả năng cũng như sự tận tình của các thầy cơ.Tơi cũng rất biết ơn sự kiên trì của các
thầy cơ đã đọc cẩn thận và góp ý kiến cho bản thảo của luận văn. Những kiến thức mà
tôi nhận được từ các thầy cô không chỉ là bản luận văn mà trên hết là cách nhìn nhận,
đánh giá cũng như phương thức giải quyết vấn đề một cách toàn diện trong khoa học
và sự trải nghiệm của cuộc sống. Tôi luôn kính trọng và biết ơn các thầycơ.
Tơi xin gửi lời cảm ơn đến Đại tá Nguyễn Văn Hòa - Viện Trưởng Viện Pháp y
Quân đội đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi được nghiên cứu làm luận văn tại viện.
Tôi xin trân trọng cám ơn Th.S Đặng Đức Khanh - Chủ Nhiệm Khoa Độc Học Viện Pháp y Quân đội, Th.S Nguyễn Thị Ngọc Minh và các đồng nghiệp, đã giúp đỡ
tơi rất nhiều trong suốt q trình thu thập thông tin, số liệu, thực hiện các thực nghiệm
của luận văn, đồng thời có những đóng góp gợi mở q báu trong q trình tơi hồn
thiện luận văn.
Cuối cùng, tôi muốn giành lời cảm ơn cho những người thân u nhất của
tơi.Bản luận văn này là món q quý giá tôi xin được tặng cho cha mẹ và gia đình
thân u của tơi.
Hà Nội, tháng 9 năm 2019

Tác giả luận văn

Phạm Ngọc Tuấn

i


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình của riêng tôi dưới sự hướng dẫn của
PGS.TS. Trần Thị Thúy, PGS.TS.Trần Việt Hùng. Các kết quả nêu trong luận văn
là trung thực và chưa từng công bố trong bất kỳ một cơng trình nào.
Tác giả luận văn

Phạm Ngọc Tuấn

ii


DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
STT

Ký hiệu/

Tiếng Anh

Chữ viết tắt

Gas chromatography- mass

Tiếng việt

1

GC/MS

2

LLOQ

Lower limit of quantification

Nồng độ dưới hạn dưới

3

RSD

Relative standard deviation

Độ lệch chuẩn tương đối

4

SD

Standard deviation

Độ lệch chuẩn

5

SPE

Solid-phase extraction

Chiết pha rắn

6

TB

Mean

Trung bình

7

IUPAC

pectrometry

International Union of Pure and
Applied Chemistry

Sắc ký khí khối phổ

Danh pháp Hóa học theo Liên
minh Quốc tế về Hóa học và
hóa học ứng dụng

8

SPME

Solid phase microextraction

Kỹ thuật vi chiết pha rắn

9

MSD

Mass selective detector

Detector khối phổ

10

EI

Energy ionizing

Năng lượng ion hóa

11

M/Z

Mass-to-charge ratio

Tỷ lệ khối lượng tính phí

12

LC/MS

13

IS

Internal standard

Nội chuẩn

14

SC

Synthetic Cannabis

Cần sa tổng hợp

Liquid chromatography-mass
spectrometry

iii

Sắc ký lỏng khối phổ

15

THC

Tetrahydrocannbinol

Cần sa

16

SIM

Selected Ion Monitoring

Chọn lọc Ion

17

Sr

Surrogate

Chất thay thế

BSTFA+1%T

Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetam

MCS

ide + 1%Trimethylchlorosilane

18

19

20

21

22

23

24

25

26

JWH-0184OH
JWH-0185OH
JWH-018COOH
JWH-0186OH
JWH-0185OH-d5
JWH-0186OH-d9
JWH-0185OH-d5
JWH 0186OH-d9

JWH-018 N-4-Hydroxypentyl

JWH-018 N-5-Hydroxypentyl

JWH-018 N-Pentanoic acid

JWH-018 6-Hydroxyindole

JWH 018 N-5-hydroxypentyl-d5

JWH 018 6-hydroxyindole-d9

JWH 018 N-5-hydroxypentyl-d5

JWH 018 6-hydroxyindole-d9

27

CB

Cannabinoid

28

BSTFA

N,O-Bistrifluoroacetamide

29

TMCS

Trimethylsilyl clorua

iv


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ ii
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .............................................................. iii
DANH MỤC CÁC BẢNG ....................................................................................... viii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................... ix
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN....................................................................................... 3
1.1.Tổng quan về cần sa tổng hợp .............................................................................. 3
1.1.1.Định nghĩa và phân loại ................................................................................. 3
1.1.2.Cách tạo ra sản phẩm chứa cần sa tổng hợp ................................................ 4
1.1.3.Tính chất vật lý và hóa học của JWH-018..................................................... 5
1.1.4.Dược động học của JWH-018 và các chất chuyển hóa ................................ 7
1.1.5.Tác dụng dược lý ............................................................................................. 8
1.2. Tổng quan về mẫu nƣớc tiểu ............................................................................. 10
1.3. Tổng quan về các kỹ thuật xử lý mẫu nƣớc tiểu phân tích JWH-018........... 11
1.3.1. Phương pháp thủy phân .............................................................................. 11
1.3.2. Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng ............................................................................ 12
1.4. Tổng quan kỹ thuật tạo dẫn xuất ..................................................................... 13
1.4.1. Dẫn xuất hoá bằng tác nhân Acyl ............................................................... 15
1.4.2. Dẫn xuất hoá bằng tác nhân Alkylsilyl ....................................................... 15
1.5. Tổng quan về phƣơng pháp sắc ký khí khối phổ ............................................ 17
1.5.1. Cấu tạo của hệ thống sắc ký khí khối phổ .................................................. 18
1.5.2. Kỹ thuật ph n t ch và ưu nhược điểm của sắc

h

hối phổ ................ 19

1.5.3. Phương pháp định t nh và định lượng của sắc kí khí khối phổ ................ 20
1.6. Các phƣơng pháp xác định JWH-018 trong mẫu nƣớc tiểu hiện nay trên thế
giới .............................................................................................................................. 21
1.6.1. Phương pháp xử lý mẫu .............................................................................. 21
1.6. . Phương pháp ph n t ch ............................................................................... 22

v


CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 23
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ......................................................................................... 23
2.2. Hóa chất, dụng cụ và thiết bị nghiên cứu ........................................................ 24
2.2.1. Hóa chất ....................................................................................................... 24
2.2.2. Dụng cụ và thiết bị. ...................................................................................... 24
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................... 25
.3.1. Phương pháp hồi cứu. ................................................................................. 25
.3. . Phương pháp thực nghiệm. ......................................................................... 25
.3.3. Đánh giá quy trình ph n t ch. .................................................................... 29
.3.4. Phương pháp định t nh và định lượng chất phân tích............................... 29
.3.5. Phương pháp xử lý số liệu. .......................................................................... 30
2.3.6. Ứng dụng quy trình xây dựng được phân tích mẫu thực tế ...................... 30
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 31
3.1. Kết quả khảo sát điều kiện phân tích JWH-018 và 4 chất chuyển hóa trên
thiết bị GC/MS........................................................................................................... 31
3.2. Khảo sát độ chọn lọc. ......................................................................................... 34

3.3. Kết quả khảo sát độ ổn định của thiết bị GC/MS. .......................................... 35
3.4. Kết quả khảo sát tìm điều kiện về nhiệt độ, thời gian để dẫn xuất 4 chất
chuyển hóa JWH-018-6OH, JWH-018-COOH, JWH-018-4OH, JWH-018-5OH38
3.5. Khảo sát lựa chọn dung môi chiết lỏng lỏng. ................................................... 40
3.6. Kết quả khảo sát khoảng tuyến tính, giới hạn phát hiện của thiết bị đối
vớiJWH-018 và 4 chất chuyển hóa .......................................................................... 42
3.7. Đánh giá quy trình phân tích. ........................................................................... 45
3.7.1. Kết quả khảo sát độ lặp lại của quy trình phân tích................................... 45
3.7.2. Kết quả khảo sát độ thu hồi của quy trình phân tích ................................. 46
3.7.3. Tóm tắt quy trình phân tích ......................................................................... 48
3.8. Kết quả phân tích mẫu thực tế giám định. ...................................................... 49
3.9. BÀN LUẬN ......................................................................................................... 50
3.9.1. Quy trình chiết mẫu ..................................................................................... 50

vi


3.9.2. Phản ứng tạo dẫn xuất ................................................................................ 50
3.9.3.Phương pháp ph n t ch GC/MS ................................................................... 50
3.9.4. Phân tích mẫu thực tế. ................................................................................. 51
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................... 52
4.1. KẾT LUẬN ......................................................................................................... 52
4.2. KIẾN NGHỊ ........................................................................................................ 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 54
PHỤLỤC……………………………………………………………………………57

vii


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1.Bảng phân loại các nhóm cần sa tổng hợp [2] ...................................................... 4
Bảng 1.2. Trình bày tổng quan về JWH-018 và các chất chuyển hóa của JWH-018 ........ 5
Bảng 1.3. Hằng số ái lực (Ki) của THC và 1 số chất SC với các thụ thể CB1,
CB2[15,16,17] ........................................................................................................................ 9
Bảng 1.4. Các dung môi chiết phổ biến .............................................................................. 13
Bảng 2.1. Nhóm chất nghiên cứu và các chất chuyển hóa ................................................ 23
Bảng 2.2. Hàm lượng các chất khảo sát xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính ....... 28
Bảng 3.1. Điều kiện phân tích sắc ký khí khối phổ………………………………….34
Bảng 3.3. Thời gian lưu tương đối của 5 chất phân tích và 2 chất surrogate so với 1chất
nội chuẩn (IS1). .................................................................................................................... 34
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát độ ổn định của thiết bị dựa vào tR......................................... 36
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát độ ổn định của thiết bị dựa vào diện tích pic. ....................... 37
Bảng 3.6. Số liệu khảo sát ở 60 oC; Thời gian 20; 40; 60; 120 phút. ................................ 38
Bảng 3.7. Số liệu khảo sát ở 70 oC; Thời gian 20; 40; 60; 120 phút. ................................ 38
Bảng 3.8. Số liệu khảo sát ở 80 oC; Thời gian 20; 40; 60; 120 phút. ................................ 39
Bảng 3.9. Kết quả khảo sát lựa chọn dung môi chiết mẫu................................................. 40
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát lựa chọn dung môi chiết mẫu. ............................................. 41
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát đường chuẩn nội .................................................................. 42
Bảng 3.12. Kết quả xây dựng phương trình hồi quy tuyến tính của 5 chất phân tích với
chất nội chuẩn JWH-018-d9. ............................................................................................... 43
Bảng 3.13. Kết quả khảo sát độ lặp lại của quy trình phân tích ở 3 điểm hàm lượng khác
nhau. ...................................................................................................................................... 46
Bảng 3.14. Kết quả khảo sát độ thu hồi của quy trình phân tích ....................................... 47
Bảng 3.15. Kết quả phân tích mẫu nước tiểu thực tế ………………...……………..49

viii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Một số dạng cần sa tổng hợp ........................................................................ 5
Hình 1.2.Sự liên kết giữa chất gốc và các chất chuyển hóa của JWH-018(ở trên) và
THC (ở dưới) với thụ thể CB1....................................................................................... 8
Hình 1.3.Thành phần chính trong nước tiểu…………………………………………….. 10
Hình1.4 :Chiết lỏng-lỏng trên phễu chiết. (a) trước khi chiết, 100% chất phân tích
trong pha 1. (b) Sau khi chiết, hầu hết chất cần phân tích trong pha 2, tuy nhiên một
chút vẫn bị lưu giữ lại trong pha 1[21]. ..................................................................... 12
Hình 1.5. Thiết bị GC-MS trong phân tích ................................................................. 18
Hình 1.6.

cấu tạo của thiết bị sắc ký khí khối phổ ............................................. 18

Hình 1.7. (a) Hình ảnh cột mao quản; (b) cấu tạo cắt ngang của cột mao quản. ...... 19
Hình 3.1.Phổ khối full SCAN của JWH-018 ............................................................... 31
Hình 3.2. Phổ khối full Scan của JWH-018-6OHI-TMS………………………………..32
Hình 3.3. Sắc ký

(SIM) một số mảnh phổ (m/z) phân tích JWH-018 .................... 33

Hình 3.4. Sắc ký

(SIM) hỗn hợp 5 chất phân tích và 3 chất nội chuẩn ................. 33

Hình 3.5.Sắc ký

phân tích mẫu nước tiểu blank .................................................... 35

Hình 3.6. Đ thị biểu diễn tư ng quan tuyến tính của JWH-018 với chất nội chuẩn 43
Hình 3.7. Đ thị biểu diễn tư ng quan tuyến tính của JWH-018-4OH với chất nội
chuẩn………………………………………………………………………………………….44

Hình 3.8. Đ thị biểu diễn tư ng quan tuyến tính của JWH-018-6OH với chất nội
chuẩn ........................................................................................................................... 44
Hình 3.9. Đ thị biểu diễn tư ng quan tuyến tính của JWH-018-5OH với chất nội chuẩn..45
Hình 3.10. Đ thị biểu diễn tư ng quan tuyến tính của JWH-018 COOH với chất nội
chuẩn ........................................................................................................................... 45
Hình 3.11.

tóm tắt quy trình phân tích mẫu ...................................................... 48

ix


MỞ ĐẦU
Cần sa tổng hợp (SC) được phát hiện sử dụng trái phép trên thế giới vào
khoảng năm 2004 đến nay. Các hợp chất SC xuất hiện trên thị trường dưới các tên
gọi khác nhau như K2, Spice Gold, Spice Silver, Spice Diamond, Yucatan Fire,
Sence, Chill X, Smoke… Trong các sản phẩm thảo dược [1] SC được sử dụng nhiều
tại các nước như Mỹ, Úc và New Zealand và Châu Âu. Năm 2015, một số chất ma
túy mới xâm nhập vào Việt Nam được phát hiện là SC dạng thảo dược hoặc tinh thể
dưới tên gọi như K2, Spice, cỏ Mỹ…[19]
SC xuất hiện trên thị trường đa dạng và phong phú cả về hình thức lẫn đối
tượng sử dụng.Tình hình sử dụng trái phép các chất SC hiện nay diễn ra rất phức
tạp từ học sinh, sinh viên đến người lao động và ở các độ tuổi khác. Những năm gần
đây ở nước ta một bộ phận không nhỏ thanh thiếu niên sử dụng cần sa tổng hợp
giống như thuốc lá thường. Hút cần sa tổng hợp đang trở thành thứ "mốt ngầm''
trong một bộ phận bạn trẻ mới lớn muốn chứng tỏ mình '' sành điệu''.
Các chất SC có ảnh hưởng nguy hại tới sức khỏe hơn cả cần sa tự nhiên. Các
nghiên cứu dịch tễ học, lâm sàng và phịng thí nghiệm trong 10 năm qua cho thấy
việc sử dụng SC thường xuyên có tác dụng phụ xấu đến sức khỏe bao gồm chứng
phụ thuộc, tăng nguy cơ tai nạn xe cơ giới, chức năng hô hấp bị suy yếu, bệnh tim

mạch và tác động bất lợi đến phát triển tâm lý xã hội vị thành niên và sức khỏe tâm
thần. Do đó, việc xác định định tính và định lượng chính xác được các chất SC
trong các đối tượng khác nhau ngày càng trở nên cấp thiết với các nhà khoa học nói
chung và các cơ quan chức năng có vai trị kiểm sốt việc sử dụng các chất SC nói
riêng.
SC được tạo ra bằng cách hịa tan các chất trong các dung môi hữu cơ như
ethanol, aceton sau đó phun hoặc ngâm với các loại thảo dược. Khi đó, các loại thảo
dược như sen, súng, cây họ đậu… đóng vai trị là vật chủ mang các chất SC. Trong
số các loại SC hay được sử dụng, tiêu biểu là JWH-018 có mặt trong thành phần của
hầu hết các chất SC hay được sử dụng.

1


Hiện nay, có nhiều phương pháp như sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc khí khí
(GC), sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký lỏng khối phổ (LC/MS hoặc
LC/MS/MS hoặc UPLC/MS/MS) được dùng để phát hiện các chất SC [20]. Tuy
nhiên, các phương pháp này chỉ thích hợp với các q trình phân tích nhằm xác
định các chất SC và các chất chuyển hóa hàm lượng cao. Mẫu máu, nước tiểu là các
đối tượng nghiên cứu có hàm lượng các chất SC và chất chuyển hóa rất nhỏ, thường
từ 5 đến khoảng 100 ng/ml. Do vậy, ngoài việc lựa chọn phương pháp chiết, làm
giàu và làm sạch chất SC thì cần lựa chọn phương pháp phân tích có độ nhạy cao.
Phương pháp sắc ký khí khối phổ (GC/MS hoặc GC/MS/MS) là phương pháp được
trang bị hầu hết ở các tổ chức giám định pháp y hiện nay với ưu điểm về độ nhạy và
tính kinh tế do trong quy trình chuẩn bị mẫu sẽ áp dụng kỹ thuật tạo dẫn xuất nhằm
tăng độ nhạy của thiết bị.
Ở Việt Nam hiện nay chưa có đề tài nghiên cứu phân tích SC đặc biệt là
JWH-018 và 4 chất chuyển hóa của nó trong mẫu nước tiểu. Xuất phát từ những lý
do trên, tơi thực hiện đề tài ''Xây dựng quy trình phân tích JWH-018 và 4 chất
chuyển hóa trong mẫu nƣớc tiểu bằng phƣơng pháp sắc ký khí khối phổ''.

2


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về cần sa tổng hợp

1.1.1. Định nghĩa và ph n loại
Cần sa tổng hợp (SC) được định nghĩa là những chất hóa học do người tổng
hợp. Những chất này tương tác với thụ thể trong não và các cơ quan khác giống như
delta 9 THC có trong cây cần sa tự nhiên.Cần sa tổng hợp được phát hiện sử dụng
trái phép trên thế giới vào khoảng năm 2004 đến nay. Các sản phẩm thảo dược có
chứa các hợp chất SC xuất hiện trên thị trường dưới các tên gọi khác nhau như K2,
Spice Gold, Spice Silver, Spice Diamond, Yucantan Fire, Sence, Chill X,
Smoke…[1]. Khi đó một số chất được trộn vào thảo dược ngụy trang dưới dạng
thuốc lá mà trong đó khơng có thành phần của thuốc lá và cần sa tự nhiên, nhưng
khi sử dụng thì có hiệu ứng tương tự đến mạnh hơn hàng trăm lần so với THC có
trong cần sa tự nhiên [2]. Chính vì vậy, từ năm 2009 một số nước như Australia,
Pháp, Đức, Ba Lan, Thụy Điển đã đưa tồn bộ những sản phẩm có chứa các hợp
chất cần sa tổng hợp vào luật ma túy [2]. Chất UR-144 được phát hiện bắt giữ ở
Hàn Quốc năm 2012, chất này cũng được phát hiện phổ biến ở Châu Âu, Nhật Bản
và Mỹ, nó là chất SC được tìm thấy hầu hết trong các mẫu phân tích SC ở Nga năm
2012. Một số nước như New Zealand, Nga đã cấm một số SC năm 2012, Anh và
Mỹ cấm năm 2013 [4].
Phân loại SC.
Mặc dù được gọi là cần sa tổng hợp nhưng đa số các chất SC khơng có mối
liên quan về cấu trúc hóa học với các chất có trong cần sa tự nhiên. Hiện nay, dựa
vào cấu trúc hóa học cần sa tổng hợp được chia ra thành các nhóm được trình bày

trong bảng 1.1.

3


Bảng 1.1.Bảng phân loại các nhóm cần sa tổng hợp [2]
STT

Chất thƣờng gặp

Tên nhóm

1

Classical

HU-210

2

Cyclohexylphenols

CP 47, 497 (C7;C8); CP 55,940

3

Naphthoylindoles

JWH-018; JWH-073; AM-2201; JWH-122…

4

Naphthymethylindoles

JWH-175

5

Naphthylmethylindenes

JWH-176

6

Benzoylindoles

AM-694; RCS-4

7

Naphthoylpyrroles

JWH-030

8

Phenylacetylindoles

JWH-250

9

Adamantoylindoles

AB-001; AM-1248

10

Tetramethylcyclopropylindoles

XLR-11; UR-144; A-796, A-260; AB-005

1.1.2. Cách tạo ra sản phẩm chứa cần sa tổng hợp
SC thường được hịa tan trong các dung mơi hữu cơ như Ethanol, aceton sau
đó phun hoặc ngâm với các loại thảo dược. Khi đó thực vật đóng vai trị là vật chủ
mang các chất SC. Các như loại thảo dược thường được dùng là cây sen, súng, cây
họ đậu…Quá trình phun, ngâm tẩm cần sa tổng hợp với thảo dược trái phép thường
xảy ra sai sót như tạo ra "Điểm nóng" hóa chất hoặc khu vực có tiềm năng gây nguy
hiểm cao thường có nồng độ chất cần sa lớn, đối tượng không may sử dụng các mẫu
này sẽ dẫn đến tác hại nguy hiểm ở mức độ cao hơn của các biểu hiện thông thường
khi sử dụng SC, đặc biệt hơn là dẫn đến tử vong.

4


Hình 1.1. Một số dạng cần sa tổng hợp
1.1.3. Tính chất vật lý và hóa học của JWH-018
Bảng 1.2.Trình bày tổng quan về JWH-018 và các chất chuyển hóa của JWH-018
STT
1

Thông tin chất

Công thức cấu tạo

JWH-018
Tên IUPAC: (1-pentyl-1H-indol-3-yl)-1naphthalenyl-methanone.
CTPT: C24H23NO
KLPT: 341,5 g/mol
Được tìm thấy trong hỗn hợp thảo dượcloại
Spice / K2 và có thể có đặc tính gâyđộc cho
hệ thần kinh. JWH-018 được quyđịnh là hợp
chất Bảng I tại Hoa Kỳ. Sảnphẩm này được
dành cho nghiên cứu và các ứng dụng pháp y.

2

JWH-018 4 Hydroxypentyl
Tên IUPAC: (1-(4-hydroxypentyl)-1H-indol3-yl)(naphthalen-1yl)methanone
CTPT: C24H23NO2
KLPT: 357,5 g/mol
JWH-018 4 hydroxypentyl) là chất chuyển
hóa chính của JWH 018, được hình thành
trong q trình chuyển hóa 1 pha và có thể

5


phát hiện trong nước tiểu ở dạng glucuronid
hóa. Tính chất sinh học của nó chưa được

kiểm tra. Sản phẩm này được dành cho lĩnh
vực pháp y.
3

JWH-018 5 Hydroxypentyl
Tên IUPAC:(1-(5-hydroxypentyl)-1H-indol3-yl)(naphthalen-1-yl)methanone
CTPT: C24H23NO
KLPT: 357,4 g/mol
Chất chuyển hóa JWH-018 5-hydroxypentyl
là một chất nội chuẩn phân tích được phân
loại là một cannabinoid tổng hợp. Nó là một
chất chuyển hóa tiết niệu chính của JWH 018
được đặc trưng bởi q trình monohydroxyl
hóa chuỗi N-alkyl. Trong các mẫu nước tiểu,
nó gần như glucuronid hóa hồn tồn. Sản
phẩm này dành cho nghiên cứu và ứng dụng
pháp y.

4

JWH-018 N Pentanoic acid
Tên

IUPAC:5-(3-(1-naphthoyl)-1H-indol-1-

yl)-pentanoic acid
CTPT: C24H21NO3
KLPT: 371,4 g/mol
Chất chuyển hóa axit JWH 018 N- pentanoic
là một chất chuyển hóa nhỏ trong nước tiểu

của JWH 018, được đặc trưng bởi q trình
carboxyl hóa chuỗi N- alkyl. Trong các mẫu
nước tiểu, chất chuyển hóa này gần như
glucuronid hóa hồn tồn.

6


5

JWH-018 6 Hydroxyindole
Tên IUPAC: (6-hydroxy-1-pentyl-1H-indol3-yl)(naphthalen-1-yl)-methanone
CTPT: C24H23NO2
KLPT: 357,4 g/mol

1.1.4. Dược động học của JWH-018 và các chất chuyển hóa
Hầu hết SC được dùng để giải trí bằng cách hít. Khi nghiên cứu về hấp thu
và phân bố, Poklis và cộng sự (2012) đã nghiên cứu dược động học trên chuột sau
khi hít đến 200 mg "cỏ" có chứa 10,8 mg (5,4 % khối lượng) JWH-018. Sáu con
chuột, sau 20 phút sử dụng thì giải phẫu, có nồng độ JWH-018 trong máu là 82±42
ng/ml, 1990±72 ng/g trong gan và 510±166 ng/g não. Sau đó tác giả cũng nghiên
cứu dược động học trên máu và não của 2 nhóm mỗi nhóm 5 con chuột sau khi hít
10 phút sản phẩm "Magic Gold" có chứa 3,6 % JWH-018, 5,7 % JWH-073 và 0,1 %
JWH-398. Trong nhóm đầu, sau 20 phút sử dụng thì giải phẫu, nồng độ trong máu
là 88±42 ng/ml JWH-018 và 134±62 ng/ml JWH-073, nồng độ trong não là 317±81
ng/g JWH-018 và 584±163 ng/g JWH-073. JWH-398 không thấy trong bất kỳ mẫu
nào. Nhóm thứ 2, sau 20h sử dụng thì giải phẫu, chỉ có 2 con chuột phát hiện thấy
JWH-018 trong máu (3,4 và 9,4 ng/ml) và chỉ có 1 con phát hiện thấy JWH-073 ở
nồng độ 4,3 ng/ml. Nồng độ trung bình của JWH-018 trong não là 19±9 ng/g, trong
cả 5 con chuột đều phát hiện thấy nồng độ JWH-018; đối với JWH-073 khơng tìm

thấy trong bất kỳ con chuột nào sau 20 h. Tỉ lệ trung bình của các chất ở trong
não/máu sau 20 h là 4,4 đối với JWH-018 và 5,2 với JWH-073 [5].
Chimalakonda và cộng sự [6] đã xác định các chất chuyển hóa bước 1 được
tìm thấy trong các mẫu nước tiểu của người sử dụng là JWH-018 3-Hydroxypentyl,
JWH-018 N 4-Hydroxypentyl, JWH-018 N 5-Hydroxypentyl, axit JWH-018 Npentanoic, JWH-018 5-Hydroxyindole, JWH-018 6-Hydroxyindole. Khi nghiên cứu
in vitro trên vi thể gan người thì sản phẩm chính tạo thành là JWH-018 6Hydroxyindole (19%) và JWH-018 N-Hydroxypentyl (18%). Hầu hết các chất

7


chuyển hóa của JWH-018 được bài tiết trong nước tiểu ở dạng liên kết với axit
glucuronic.
1.1.5. Tác dụng dược lý
Các chất SC có tác dụng dược lý giống THC có trong cây cần sa, do các SC
và THC đều là những chất chủ vận gắn với thụ thể cannabinoid (CB). Có 2 loại thụ
thể cannabinoid là CB1 và CB2. Thụ thể CB1 có trong nhiều trong não, tủy sống,
gây ra những tác dụng bao gồm giảm đau, tăng nhịp tim, giảm huyết áp, khơ miệng,
mất khả năng điều hịa, giảm miễn dịch và các tác động lên tâm thần [7,5]. Thụ thể
CB2 chủ yếu tập trung ở lá lách và ở các tế bào miễn dịch, làm suy giảm miễn dịch
ở mức độ trung bình do giảm chu kỳ sống của tế bào, ức chế sản sinh tế bào, giảm
sản sinh cytokine và protein hoạt hóa bạch cầu [7,8].

Hình 1.2.Sự liên kết giữa chất gốc và các chất chuyển hóa của JWH-018
(ở trên) và THC (ở dưới) với thụ thể CB1
Tuy có tác dụng dược lý giống nhau nhưng độ mạnh, nồng độ để gây nên cùng
một mức tác dụng, thời gian tác dụng của các SC và THC khác nhau. Về bản chất,
THC cho thấy hoạt tính của chất chủ vận một phần với thụ thể CB1 và CB2, trong
khi các SC đều là chất chủ vận toàn phần với những thụ thể này, vì vậy các SC gây
ra những tác dụng tối đa khi liên kết với các thụ thể [9-12]. Thêm vào đó, ái lực liên
kết các chất chủ vận với các thụ thể CB1, CB2 khác nhau dẫn đến tác dụng dược lý

gây ra mạnh yếu khác nhau. Hằng số Ki là hằng số ái lực của các chất chủ vận với
thụ thể, giá trị của hằng số này tỉ lệ nghịch với độ mạnh của các chất chủ vận. Tuy

8


nhiên, tùy từng tác nhân nghiên cứu, hằng số Ki của 1 chất có thể khác nhau
[13,14]. Bảng 1.3 dưới đây cho thấy hằng số Ki của THC và SC nghiên cứu với các
thụ thể CB. Ta thấy, hằng số ái lực của THC lớn hơn của các SC trên cùng một tác
nhân nghiên cứu, do đó khả năng liên kết của THC với các thụ thể CB yếu hơn so
với các SC. Vì vậy, hầu hết các SC tác dụng mạnh hơn và thời gian duy trì tác nhân
lâu hơn.
Bảng 1.3. Hằng số ái lực (Ki) của THC và 1 số chất SC với các thụ thể CB1, CB2
[15,16,17]
Tên chất

THC

Ki (nM)
CB1

CB2

67

36

762
JWH-018

9,0±5

2,9±2,6

Tác nhân nghiên cứu

Tài liệu tham khảo

[3H]CP-55,940

Wiley JL, 2013

[3H]rimonabant

Wiley JL, 2013

[3H]rimonabant

Auwarter V, 2013;Wiley
JL, 2013

JWH-073

8,9±1,8

≤159

[3H]rimonabant

Auwater V, 2013; Wiley

JL, 2013

UR-144

29

4,5

[3H]CP-55,940

Wiley JL, 2013

150

1,8

[3H]CP-55,940

Frost J.M,2010

[3H]rimonabant

Auwater V, 2013; Wiley

368

JL, 2013
XLR-11

24

2,1

[3H]CP-55,940

Wiley JL, 2013

Một điểm khác nhau rõ rệt giữa các SC và THC là sự hình thành các chất
chuyển hóa có ái lực liên kết cao với các thụ thể CB. Trong khi đó, những trường
hợp sử dụng THC, chỉ có 1 trong những chất chuyển hóa chính của THC (là 11-OHTHC) được biết đến là có hoạt tính thần kinh và duy trì sự gắn kết với CB1 và CB2
[8,14].

9


Cụ thể, trong các sản phẩm chuyển hóa của JWH-018, chất chuyển hóa có
hoạt tính của chất chủ vận tồn phần là JWH-018 N 5-Hydroxypentyl và JWH-018
6-Hydroxyindole duy trì ái lực cao với CB1 [18, 9, 10]. Các chất chuyển hóa của
JWH-018 cũng gắn với thụ thể CB2 do ái lực cao với các thụ thể này. Ái lực liên
kết với CB2 có thể được xếp theo thứ tự JWH-018 > THC > JWH-018 N 5Hydroxypentyl > JWH-018 6-Hydroxyindole > JWH-018 N 4-Hydroxypentyl >>
axit JWH-018 Pentanoic.
1.2. Tổng quan về mẫu nƣớc tiểu
Cho tới nay, nước tiểu là mẫu được sử dụng rộng rãi nhất để thử nghiệm lạm
dụng ma túy. Mẫu nước tiểu có những ưu điểm là thể tích lớn và nồng độ tương đối
cao do tác dụng cô đặc nồng độ lên 100 lần ở thận (mỗi phút, khoảng 125 ml huyết
tương được lọc qua thận và cô đặc thành xấp xỉ 1 ml nước tiểu). Có rất nhiều những
tài liệu về phân tích ma túy và các chất chuyển hóa của chúng trong mẫu nước tiểu,
chủ yếu về dược động học và sự thải trừ các chất chuyển hóa trong nước tiểu.

Hình 1.3.Thành phần chính trong nước tiểu

* Các thành phần vô cơ
- Natri và kali, Canxi và magie, Clorua, Phosphat, Sulfat, Bicarbonat.

10


Bên cạnh những thành phần vô cơ kể trên, nước tiểu cịn có thể có lượng nhỏ
các ngun tốt vi lượng như kẽm, iod, arsenic, sắt, đồng, chì....
* Các thành phần hữu cơ
- Urê, Axít uric, Creatinin và creatin, Axít hippuric, Protein.
Ngoài những chất hữu cơ kể trên, nước tiểu còn chứa những chất hữu cơ
khác như sắc tố mật (bilirubin), muối mật, sản phẩm chuyển hóa của sắc tố mật
(urobilinogen), vitamin, các hormon và sản phẩm chuyển hóa của chúng (như
gonadotropin, ostrogen, pregnandiol...), các sản phẩm phân giải acid amin ở ruột
(indol, skatol, indoxyl...).
1.3. Tổng quan về các kỹ thuật xử lý mẫu nƣớc tiểu phân tích JWH-018
Trước khi phân tích các chất SC trong mẫu máu và nước tiểu bằng sắc ký khí
khối phổ thường phải sử dụng các kỹ thuật như thủy phân để tách liên hợp, chiết
mẫu, làm sạch và dẫn xuất hóa. Mục đích của chiết và làm sạch là tách chất cần sa
ra khỏi mẫu dịch sinh học, loại một số tạp chất trong mẫu dịch sinh học có ảnh
hưởng đến q trình phân tích, kỹ thuật dẫn xuất hóa mẫu làm tăng độ nhạy của
phép phân tích, phù hợp hơn với điều kiện phân tích sắc ký. Một số các kỹ thuật sử
dụng là thủy phân, chiết lỏng lỏng, chiết pha rắn, dẫn xuất nhóm(-OH; -COOH)
bằng tác nhân acyl hóa.
1.3.1. Phương pháp thủy phân
Để phân tích cần sa tổng hợp và những sản phẩm chuyển hóa bằng sắc ký khí
khối phổ, cần phải thủy phân các sản phẩm liên hợp, chủ yếu là liên hợp glucuronid
trong máu và nước tiểu.
Liên kết glucuronid có thể là ether (acetal), ester (acylal) hoặc N- hay SGlucuronide. Phương pháp thủy phân nhanh và ít tốn kém là ủ với acid vơ cơ mạnh,
ví dụ acid hydrochloric 5 mol/L ủ trong 15-30 phút, nhiệt độ 100 oC dưới áp suất

thường.
Hiện nay, thủy phân bằng cách ủ với enzym β-glucuronidase hoặc
arylsulfatase (trong 15 giờ ở 35 oC) là phương pháp thủy phân khá đặc hiệu và điều
kiện tương tối nhẹ nhàng nhưng tốn thời gian và kinh phí. Có nhiều enzym có thể
dùng để thủy phân, phổ biến là Escherichia coli hoặc Helix pomatia. Các enzym

11


khác nhau có hoạt tính thủy phân tốt nhất ở những điều kiện pH khác nhau. Ví dụ,
pH tối ưu cho Helix pomatia là 4,5 trong khi của Escherichia coli là 6,8.
1.3.2. Kỹ thuật chiết lỏng - lỏng
Các chất ma túy thường có đặc tính thân dầu. Để chiết các chất phân tích
thân dầu từ mẫu sinh học, thường sử dụng phương pháp chiết lỏng – lỏng với dung
môi hữu cơ, không tan trong nước ở pH phù hợp.
Chiết lỏng – lỏng là phương pháp được sử dụng để làm sạch hoặc để tách
một hoặc một nhóm các cấu tử ra khỏi mẫu gốc dựa vào sự phân bố khác nhau của
chất tan trong hai chất lỏng khơng thể hịa trộn vào nhau, thường là nước và một
dung môi hữu cơ.

Hình 1.4: Chiết lỏng-lỏng trên phễu chiết. (a) trước khi chiết, 100% chất
phân tích trong pha 1. (b) Sau khi chiết, hầu hết chất cần phân tích trong pha 2, tuy
nhiên một chút vẫn bị lưu giữ lại trong pha 1[21].
Tốt nhất nên sử dụng dung mơi ít phân phân cực. Việc lựa chọn dung mơi có
khả năng chiết q tốt có thể làm giảm độ chọn lọc của do lẫn nhiều tạp chất. Đặc
tính của một dung mơi chiết lý tưởng:
-

Có khả năng chiết tốt (Hịa tan chất phân tích tốt).

-

Ít tan trong nước.

-

Khối lượng riêng nhỏ hơn nước.

12


-

Khả năng bay hơi vừa phải để dễ dàng loại bỏ khi cần giảm thể tích mẫu,
nhưng cũng khơng q dễ bay hơi để đảm bảo không bị mất mẫu trong
q trình xử lý.

-

Ổn định/ trơ về mặt hóa học (khơng chứa chất ổn định).

-

Ít độc hại (đối với đường hơ hấp và tiếp xúc qua da).

-

Ít gây kích ứng.

-

Rẻ tiền,tinh khiết.

-

Khơng hấp thụ UV hoặc có hoạt tính quang điện.

-

Khơng có những đáp ứng hoặc mất hiệu quả trên các detector
NPD/ECD/MS.
Những dung môi chiết hay sử dụng được liệt kê trong Bảng 1.4
Bảng 1.4. Các dung môi chiết phổ biến
Khối lượng

Nhiệt độ

Độ phân

Độ tan trong

riêng (g/cm3)

sôi (oC)

cực

nước (g/L)

Butyl acetat

0,88

125

4,0

7,0

Chloroform

1,49

61,2

4,1

8,0

Dichoromethan

1,32

40

3,4

3,4

Diethyl ether

0,71

34,6

2,8

60,5

Ethyl acetat

0,90

77

4,4

4,3

Ether dầu

0,65

40-60

-

0,0

n-Hexan

0,65

68,7

0,1

0,0095

Toluen

0,87

111

2,3

0,53

Tên dung môi

1.4. Tổng quan kỹ thuật tạo dẫn xuất
Kỹ thuật dẫn xuất hóa sử dụng trong phân tích có mục đích chính là tạo ra
chất mới có khả năng phù hợp hơn về một số điều kiện nhằm đáp ứng tốt cho
phương pháp phân tích như sắc ký khí, sắc ký lỏng hoặc phương pháp phân tích
khác. Các chất hữu cơ khi phân tích bằng phương pháp sắc ký khí thì mẫu phải hóa
hơi trong điều kiện nhiệt độ làm việc của thiết bị. Do đó để tăng khả năng hóa hơi

13

của một số chất có nhóm chức hydroxyl, carboxylic, amin, thiol, phosphate... thì kỹ
thuật thường được sử dụng là tạo dẫn xuất. Kỹ thuật dẫn xuất hóa có thể làm giảm
độ phân cực của chất phân tích bằng cách chuyển những nhóm chức phân cực thành
những nhóm ít phân cực, như vậy sẽ hạn chế khả năng hấp phụ trong q trình sắc
ký khí do tương tác của nhóm chức phân cực gây ra. Ngoài ra kỹ thuật dẫn xuất hố
thường áp dụng cho việc phân tích các chất có nồng độ thấp do các chất sau khi dẫn
xuất thì khả năng thích ứng với thiết bị sắc ký, detector là tốt hơn, tạo nên các pic
cân đối hơn, độ nhạy cao hơn.
Mục tiêu của dẫn xuất hoá:
- Tạo các hợp chất mới phù hợp hơn cho phương pháp phân tích (tăng khả
năng hóa hơi, bền nhiệt …).
- Làm tăng hiệu quả sắc ký (Thay đổi thời gian lưu, giảm hoặc loại bỏ doãng
pic, tăng độ phân giải và hệ số đối xứng ).
- Tăng khả năng phát hiện của thiết bị đối với chất phân tích. Như dẫn xuất
với tác nhân có Clo, flo sẽ làm tăng độ nhạy cho detector ECD, hoặc dẫn xuất với
tác nhân TMCS sẽ tạo ra chất có nhóm TMS và phân tích bằng khối phổ sẽ tạo ra
phổ khối đặc trưng cho chất phân tích.
Các nhóm chức trong phân tử thường có khả năng tạo dẫn xuất là có nguyên
tử hydro linh động kết hợp với nguyên tử oxy, nitơ, … Như vậy các nhóm chức có
khả năng tạo dẫn xuất như hydroxyl (-OH), carboxylic (-COOH), amins (R2-NH)…
Chọn tác nhân dẫn xuất:
Tác nhân dẫn xuất là chất được sử dụng làm thay đổi hóa học một hợp chất
và tạo ra một hợp chất mới có các tính chất phù hợp để phân tích trong GC hoặc
LC. Lựa chọn tác nhân dẫn xuất thích hợp cho phân tích GC thường dựa vào các
tiêu chí sau:
- Hiệu suất phản ứng dẫ xuất phải cao > 95 %
- Trong q trình tạo dẫn xuất khơng làm thay đổi cấu trúc của hợp chất
- Không làm mất mẫu trong quá trình phản ứng
- Tạo ra hợp chất mới có tính ổn định cao.

14