ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

TẠ THÙY LINH

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XỬ LÝ MẪU NƯỚC TIỂU
ĐỂ PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHẤT MA TÚY TỔNG HỢP
NHÓM ATS BẰNG PHƯƠNG PHÁP CE-C4D

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

H à Nộ i


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

TẠ THÙY LINH

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XỬ LÝ MẪU NƯỚC TIỂU
ĐỂ PHÂN TÍCH MỘT SỐ CHẤT MA TÚY TỔNG HỢP
NHÓM ATS BẰNG PHƯƠNG PHÁP CE-C4D

Chuyên ngành: Hóa phân tích
Mã số: 60440118

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

ATS trong nước tiểu bằng phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn
không tiếp xúc (CE-C4D) với các kết quả: tối ưu được điều kiện phân tích để tách
đồng thời 4 chất ma túy MA, MDA, MDMA và MDEA; giới hạn phát hiện của MA
sau khi chiết và trước khi chiết là 10ppb và 500ppb [29].
3


Tuy nhiên, do nền mẫu nước tiểu thường khá phức tạp, chứa rất nhiều chất
khác nhau như ezym, vitamin, axit amin, các hợp chất hữu cơ khác và đặc biệt là
một lượng lớn các ion như: Na+, NH4+, Mg2+, Cl-, SO42-,… Hơn nữa, hàm lượng các
chất ma túy tổng hợp có thể rất thấp nên các thành phần khác trong nền mẫu sẽ gây
khó khăn cho phương pháp phân tích. Vì thế, để có kết quả phân tích tốt thì việc
làm sạch và làm giàu mẫu là rất cần thiết. Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài
“Nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số chất ma túy tổng
hợp nhóm ATS bằng phương pháp CE-C4D” trên cùng thiết bị đo mà không khảo
sát lại điều kiện tối ưu, nhằm nâng cao khả năng ứng dụng của phương pháp CEC4D đối với phân tích ma túy nói riêng và các nhóm chất khác nói chung, đáp ứng
nhu cầu thực tế.

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Giới thiệu chung về ma túy tổng hợp nhóm ATS

Ma túy là các chất gây nghiện có nguồn gốc tự nhiên ho ặc nhân t ạo
[2], khi đưa vào cơ thể sống có thể làm thay đổi một hay nhiều chức năng

tâm - sinh lý của cơ thể. Sử dụng ma túy nhiều lần sẽ bị lệ thuộc cả v ề
thể chất lẫn tâm lý, gây hậu quả nghiêm trọng cho cá nhân, gia đình và xã
hội.

Những con số trên đây là tính cả những người từng một lần thử qua ma
tuý (có thể chưa nghiện). Còn về số người nghiện ma tuý kinh niên,
UNODC ước tính vào khoảng 18 đến 38 triệu người. Hằng năm có
khoảng 200.000 người chết vì ma túy. Thực tế này cho thấy ma túy có ảnh
hưởng xấu đến kinh tế, văn hóa của toàn thế giới. Vì v ấn đề nghiêm
trọng nên ngày 26/6 hàng năm được Liên Hợp Quốc chọn làm “Ngày
quốc tế phòng, chống lạm dụng ma túy” [10].
Methamphetamine thống lĩnh thị trường các loại ma túy tổng hợp
toàn cầu và đang mở rộng ở Đông Á và Đông Nam Á. Sử dụng
methamphetamine dạng tinh thể ngày càng tăng ở các khu vực thuộc Bắc
Mỹ và châu Âu. Hiện nay, ATS vẫn là chất ma túy chủ y ếu s ử d ụng ở
Nhật. Ngoài ra, số nguời đã sử dụng ATS ở Thụy S ĩ là 8%, Đức 2,8%,
Tiệp Khắc 1,6%, Brazil là 5%. Tại Úc 25% nam và 12% nữ tuổi t ừ 20- 24
đã thử dùng ATS. Số lượng các vụ bắt giữ ATS kể từ năm 2009 – tăng
gần gấp đôi ở mức trên 144 tấn trong năm 2011 và 2012, và vẫn ở m ức
độ cao vào năm 2013 – cho thấy thị trường ATS mở rộng nhanh chóng
trên toàn cầu. Cho đến tháng 12 năm 2014, có tổng cộng 541 lo ại ch ất
kích thần mới (NPS) có tác động tiêu cực đến sức khỏe đã được phát
hiện và báo cáo tại 95 quốc gia và vùng lãnh thổ - gia t ăng 20% so v ới s ố
lượng 450 loại của năm ngoái.
1.2.2. Ở Việt Nam
6


Tại Việt Nam, tình hình buôn bán, vận chuyển ma túy ngày càng phức tạp.
Cuộc chiến chống buôn lậu ma túy đã diễn ra trên 30 năm qua, ngày càng trở lên
khốc liệt. Bọn tội phạm ma túy tự trang bị vũ khí quân dụng, ngày càng hung hăng,
dùng mọi phương tiện để vận chuyển ma túy vào Việt Nam hay quá cảnh từ Việt
Nam đi các nước khác. Trong vài năm gần đây, trên hai tuyến biên giới Việt


nhóm tuổi sử dụng), trong đó sử dụng phổ biến hơn ở nhóm dưới 40 tuổi
[12].
Như vậy, để thực hiện đẩy lùi được ma túy thì việc quan trọng là
phải có nguồn chứng cứ kịp thời nhằm thực thi luật pháp và điều trị ngộ
độc, cai nghiện. Do đó việc xây dựng một phương pháp giám định ma túy
nhanh, chính xác là rất cần thiết.
1.3. Một số phương pháp xác định ma túy tổng hợp nhóm ATS
Việc phân tích ma túy tổng hợp nhóm ATS được thực hiện bằng nhiều
phương pháp khác nhau như các phương pháp sắc ký, phương pháp điện hóa,

phương pháp phân tích miễn dịch học, phương pháp điện di mao quản…
1.3.1. Phương pháp điện hóa
E.M.P.J. Garrido cùng cộng sự [15] đã tiến hành nghiên cứu tính
chất

điện

hóa

của

amphetamin

(A),

methamphetamin

(MA),

methylenedioxyamphetamin (MDA) và methylenedioxymethamphetamin

vì thế việc nghiên cứu phương pháp để xử lý làm giàu m ẫu là rất cần
thiết. Hiện nay có 2 phương pháp chiết xuất thuờng dùng l à chi ết l ỏng –
lỏng và chiết pha rắn.
1.4.1. Phương pháp chiết lỏng – lỏng
Chiết lỏng-lỏng là phương pháp chiết dựa trên sự phân bố khác
nhau của chất tan giữa hai pha không trộn lẫn vào nhau th ường m ột pha l à
nước và pha còn lại là dung môi hữu cơ không tan hoặc rất ít hòa tan trong
nước. Quá trình chiết là quá trình chuyển chất tan từ pha nước vào pha
hữu cơ được thực hiện qua bề mặt tiếp xúc giữa hai pha nhờ các tương tác
hóa học giữa tác nhân chiết và chất cần chiết [8,9].
Để có được kết quả chiết tốt, quá trình chiết phải có các điều kiện
chiết cần thiết. Điều kiện chiết chất phân tích vào pha hữu cơ:
9


+ Dung môi chiết và dịch chiết là hai pha không được trộn lẫn, trong
đó dung môi phải có độ tinh khiết cao, đảm bảo không làm nhiễm b ẩn
chất phân tích;
+ Hệ số tách α càng khác 1 càng tốt
+ Cân bằng chiết đạt được nhanh và thuận nghịch, sự phân lớp phải
rõ ràng để giải chiết được tốt
+ Phải chọn được điều kiện chiết tối ưu bao gồm pH của dung dịch,
nồng độ tác nhân chiết, nồng độ thuốc thử, chất phụ gia…
Phương pháp chiết lỏng – lỏng có thể áp dụng cho các chất bay hơi,
chất lỏng và rắn với những ưu điểm như các thiết bị đơn giản, hiện có rất
nhiều dung môi tinh khiết với độ hòa tan và chọn lọc tốt, hòa tan m ẫu
thuận lợi và phù hợp với thiết bị sắc ký.
1.4.2. Phương pháp chiết pha rắn
Chiết pha rắn là một dạng sắc ký lỏng được cải tiến thành hấp th ụ
pha rắn với các cơ chế khác nhau. Kỹ thuật này dựa trên nguyên tắc s ự


MDEA) bằng phương pháp điện di mao quản, sử dụng detector đo độ d ẫn
không tiếp xúc theo kiểu kết nối tụ điện (CE-C4D).
2.1.2. Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đề ra, các nội dung nghiên cứu cần thực
hiện bao gồm:
- Tổng quan tài liệu về các phương pháp khác nhau để xác định đồng
11


một số hợp chất ma túy tổng hợp nhóm ATS và các phương pháp x ử lý
mẫu nước tiểu.
- Xây dựng đường chuẩn của các chất phân tích.
- Đánh giá phương pháp phân tích (xác định LOD, LOQ, độ đúng, độ
chụm).
- Nghiên cứu, tối ưu quy trình chiết lỏng và chiết pha rắn để xử lý làm
sạch, làm giàu mẫu nước tiểu.
- Áp dụng phân tích một số mẫu nước tiểu do Viện Khoa học hình sự
và Đội giám định hóa học – Phòng kỹ thuật hình sự - CATP Hà Nội cung
cấp.
- Thực hiện phân tích đối chứng một số mẫu bằng phương pháp
GC/MS do Viện Khoa học hình sự thực hiện.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp phân tích
Phương pháp phân tích là phương pháp điện di mao quản sử dụng
detector độ dẫn không tiếp xúc kết nối kiểu tụ điện (CE – C 4D). Thiết bị
này

được


(1: Hộp thế an toàn, 2: Bộ điều khiển cao thế, 3: Cảm biến đo độ dẫn không
tiếp xúc, 4: Ống dẫn dung dịch đệm, 5: Núm điều chỉnh , 6: Bộ phận điều
khiển, 7: Bình khí nén)
2.3. Hóa chất và thiết bị
2.3.1. Hóa chất
Tất cả các hóa chất sử dụng đều thuộc loại tinh khiết phân tích v à
được pha chế bằng nước deion.
2.3.1.1. Chất chuẩn
- MA (Lipomed, hàm lượng dạng bazơ =80,2%)
- MDA (Lipomed, hàm lượng dạng bazơ = 82,8%)
- MDMA (Lipomed, hàm lượng dạng bazơ = 83,71%)
- MDEA (Lipomed, hàm lượng dạng bazơ = 84,66%)
2.3.1.2. Hóa chất, dung môi
- L- Arginine (C6H14N4O2) (Fluka, hàm lượng > 99,5%)
- Axit acetic (CH3COOH), (PA, Merck, Đức)
- Axit clohydric (HCl), (PA, Merck, Đức)
- Axit photphoric (H3PO4) (PA, Deajung, Hàn Quốc, 85%)
13


- Natri hydroxyd (NaOH), (PA, Merck, Đức)
- Methanol (CH3OH), (PA, Merck, Đức)
- Etyl axetat (CH3COOC2H5), (PA, Deajung, Hàn Quốc, >99,9%)
- 2-propanol (C3H8O), (PA, Deajung, Hàn Quốc, >99,8%)
- Diclometan (CH2Cl2), (PA, Deajung, Hàn Quốc, 99%)
2.3.1.3. Chuẩn bị các dung dịch hóa chất
* Pha các dung dịch chuẩn gốc
Cân chính xác từng chất phân tích trên cân phân tích (độ chính xác
0,1mg): 0,0125 g MA, 0,0121 g MDA, 0,0119 g MDMA, 0,0118 g MDEA

tích; áp dụng phân tích một số mẫu thực tế và tiến hành đối chứng với phương pháp
truyền thống (GC-MS) do Viện Khoa học Hình sự thực hiện.

3.1. Xây dựng đường chuẩn của các chất phân tích
3.1.1. Xây dựng đường chuẩn
Các dung dịch sử dụng để lập đường chuẩn có nồng độ trong khoảng 5÷120
với MA và 10÷140ppm với MDA, MDAM, MDEA và được pha loãng từ các dung
dịch chuẩn gốc ban đầu. Mỗi dung dịch được bơm 3 lần và thực hiện quá trình điện
di trên thiết bị điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc với các
điều kiện tối ưu như sau:
- Mao quản silica đường kính trong ID = 50 µm, tổng chiều dài: 60cm (chiều
dài hiệu dụng 53cm).
- Phương pháp bơm mẫu: Thủy động lực học kiểu xiphông ở độ cao 10 cm.
- Thời gian bơm mẫu: 45 s
15


- Dung dịch đệm điện di: Arg/Ace (10 mM) pH = 4,5.
- Thế tách: 10 kV
- Giá trị diện tích pic trung bình là kết quả được sử dụng để lập đường chuẩn.

Bảng 3.1. Phương trình hồi quy của các chất phân tích
Chất phân

Hệ số tương quan

Phương trình hồi quy

tích
MA

0,9989

MDEA

(1,3137±0,0290)x
y
=
(-0,8904±3,7057)

+

0,9996

=

(1,3182±0,0513)x
Từ các kết quả trên cho thấy hệ số tương quan R2 của các chất phân
tích đều lớn hơn 0,99 đồng thời giá trị P value
với các dung môi chiết khác nhau (đường 1,2,3 tương ứng với dung môi
1,2,3)
Từ kết quả trên ta thấy etyl acetat là dung môi cho hiệu quả chiết tốt
nhất, hiệu suất thu hồi từ 78-102%. Ngoài ra, etyl acetat l ại d ễ bay h ơi,
không độc hại rất thuận lợi cho quá trình chiết nên chúng tôi l ựa ch ọn
dung môi này cho các khảo sát tiếp theo.
3.2.2. Khảo sát pH của môi trường chiết
Hệ số phân bố của dung môi chiết phụ thuộc vào độ pH của dung
dịch vì vậy sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của quá trình chiết về
độ thu hồi cũng như khả năng làm sạch, làm giàu mẫu. Mà các chất phân
tích có pKa trong khoảng 9,7 - 9,9, vì thế chúng tôi đã khảo sát ảnh hưởng
của pH môi trường chiết đến hiệu suất chiết trong khoảng pH xung quanh
giá trị pKa, cụ thể là từ 7 đến 11, sử dụng NH4OH để điều chỉnh pH. Kết
quả được thể hiện trong hình 3.7:

17


Hình 3.7.
Đồ thị
biểu diễn
sự phụ
thuộc
hiệu suất
thu hồi
vào pH
môi trường chiết
Từ kết quả trên ta thấy, tại pH từ 8-10 cho hiệu quả chiết tốt đối với tất cả
các chất phân tích.Trong đó, hiệu suất thu hồi tại pH=9 là cao nhất do vậy chúng tôi
lựa chọn pH =9 là pH chiết tối ưu.


1000


Hình 3.8. Điện di đồ kết quả khảo sát với lượng dung môi
chiết khác nhau
Như vậy, quy trình chiết lỏng – lỏng tối ưu như sau:
Lấy 5 ml mẫu nước tiểu vào ống nghiệm có nắp xoáy; kiềm hóa mẫu về pH
= 9 bằng dung dịch NH4OH 25% (kiểm tra bằng giấy quỳ); chiết mẫu bằng 3 ml
etyl axetat, lắc trong vòng 10 phút; ly tâm cho tách lớp; hút lớp etyl axetat (lớp
trên), đuổi dung môi bằng dòng khí N2, hòa tan cặn chiết với lượng metanol thích
hợp (100µL) rồi phân tích trên thiết bị CE-C 4D. Với quy trình này, giới hạn phát
hiện đạt được với MA là 10ppb, với MDA, MDMA, MDEA là 50ppb.

3.3. Nghiên cứu, tối ưu các điều kiện của quá trình chiết pha rắn nhằm
xác định MA, MDA, MDMA, MDEA trong mẫu nước tiểu
3.3.1. Khảo sát lựa chọn cột chiết
Dựa trên các vật liệu sẵn có trong phòng thí nghiệm, chúng tôi sử dụng hai
loại cột SCX và C18 để tiến hành xử lý mẫu.

Kết quả khảo sát quy trình xử lý mẫu nước tiểu trên cơ sở sử dụng
hai loại cột chiết C18 và SCX được thể hiện trong hình 3.10 và bảng 3.16:
Bảng 3.16. Hiệu suất thu hồi của quá trình chiết khi sử dụng cột SCX và cột C18

Loại cột
SCX
C18

MA
79,9


4: dung dịch đệm photphat pH 8

5: dung dich đệm amoni pH 9

6: dung dịch đệm amoni pH 10

Hình 3.12. Hiệu suất thu hồi của chất phân tích ở các pH khác nhau của
đệm
Nhìn vào kết quả trên ta thấy ở pH = 9, độ thu hồi của các chất là thấp nhất
và ở pH = 6, độ thu hồi của các chất là lớn nhất. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn pH đệm
tối ưu là 6.
3.3.3. Khảo sát thành phần dung dịch rửa tạp
Nền mẫu nước tiểu thường khá phức tạp, chứa rất nhiều chất khác nhau như
ezym, vitamin, axit amin, các hợp chất hữu cơ và các ion như: Na +, NH4+, Mg2+,Cl-,
SO42-,… để giảm ảnh hưởng của các chất này đến kết quả phân tích điện di thì cần
lựa chọn dung môi rửa tạp phù hợp, làm giảm các ion ảnh hưởng và hạn chế rửa
giải chất phân tích ra khỏi cột trong giai đoạn này.
Do vậy, chúng tôi khảo sát bốn hệ dung dịch rửa tạp khác nhau bao gồm:
Dung dịch 1: 1,0 mL H20  1,0 mL n-hexan 2,0 mL MeOH/H20 (1/9 v/v)
Dung dịch 2: 2,0 mL MeOH/H20 (1/9 v/v)

20


Dung dịch 3: 1,0 mL axit axetic2,0 mL MeOH/H20 (1/9 v/v)
Dung dịch 4: 1,0 mL H20  1,0 mL H3PO4 (10mM) 2,0mL MeOH/H20 (1/9
v/v)

3.3.4. Ảnh hưởng của thể tích dung dịch axit H3PO4 dùng để rửa tạp đến hiệu

với thể tích H3PO4 rửa tạp khác nhau
3.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của dung môi rửa giải
Chúng tôi tiến hành khảo sát các các loại dung môi rửa giải sau:
Dung môi A: 2,0 mL hỗn hợp clorofom/2 - propanol/NH4OH 25% (80/20/2 v/v/v)
Dung môi B: 2,0 mL hỗn hợp CH2Cl2/2 - propanol/NH4OH 25% (80/20/2 v/v/v)
Dung môi C: 2,0 mL Methanol
Dung môi D: 2,0 mL hỗn hợp etyl axetat/MeOH/NH4OH 25% (78/20/2 v/v/v)
Kết quả thu được được thể hiện trong hình 3.15 và bảng 3.20:

21


MA

MDA
MDMA

10 mV

Dung m«i A
MDEA

Dung m«i B
Dung m«i C
Dung m«i D
400

600

800

và kết quả được nêu trong bảng 3.26) để phân tích một số mẫu nước tiểu của người
bị tình nghi đã sử dụng các chất ma túy tổng hợp do Viện Khoa học hình sự và Đội
giám định hóa học – Phòng kỹ thuật hình sự - CATP Hà Nội cung cấp.

Các mẫu nước tiểu sau khi chiết được pha loãng với t ỉ l ệ thích h ợp
sau đó tiến hành phân tích điện di bằng phương pháp thêm chuẩn.
Mức 0: không thêm chuẩn vào mẫu phân tích
Mức 1: thêm một lượng dung dịch chuẩn MA thích hợp vào mẫu phân tích
Kết quả phân tích cho thấy, các đối tượng sử dụng ma túy với liều lượng và
thời gian sử dụng khác nhau sẽ cho hàm lượng MA trong các mẫu nước tiểu khác
nhau. Hàm lượng có sự khác biệt khá lớn, dao động trong khoảng từ 0,3 đến
42,4ppm.

KẾT LUẬN
Với đề tài “nghiên cứu quy trình xử lý mẫu nước tiểu để phân tích một số
chất ma túy tổng hợp nhóm ATS bằng phương pháp CE-C 4D”, luận văn đã thu

được một số kết quả sau:
- Xây dựng đường chuẩn cho MA trong khoảng nồng độ 5 ÷ 60 ppm
và 10 ÷ 120 ppm với các chất MDA, MDMA, MDEA. Tất cả các ph ương
trình hồi quy đều cho hệ số tương quan R 2> 0,998. Giới hạn phát hiện và
giới hạn định lượng của MA là 0,5 ppm và 1,7 ppm, của các chất MDA,
MDMA, MDEA là 2,5 ppm và 8,3 ppm. Các giá tr ị CV % đều nh ỏ h ơn 3%
nằm trong giới hạn cho phép.
- Tối ưu quy trình xử lý mẫu bằng chiết lỏng – lỏng và chiết pha
rắn. Phương pháp xử lý mẫu cho độ thu hồi của các chất nằm trong
khoảng 95,5 ÷ 102,0 %. Với quy trình này, giới hạn phát hiện v à gi ới h ạn
định lượng trong mẫu nước tiểu đạt được của MA lần lượt l à 10 ppb v à
23