TNU Journal of Science and Technology
230(05): 139 - 146
http://jst.tnu.edu.vn 139 Email: jst@tnu.edu.vn
QUANTIFICATION OF PRECURSORS OF METAMPHETAMINE AND
4,3-DIMETHYLENOXYMETAMPHETAMINE IN WASTEWATER BY GC-MS/MS
Dang Thi Ngoc Lan, Bui Le Van, Vu Ngan Binh, Tran Nguyen Ha*
Hanoi University of Pharmacy
ARTICLE INFO
ABSTRACT
Received:
05/9/2024
In synthetic narcotics, amphetamine type stimulants (ATS) are the most
commonly produced and used group. The analysis of precursors in
wastewater of manufacturing nacortics is the basis for indicating the
possibility of illegal drug production facilities. This scientific tool will
contribute to the area investigation quickly, accurately and effectively. In
this study, the GC-MS/MS method was used to simultaneously quantify 7
precursors of metamphetamine and 4,3-dimethylenoxymetamphetamine.
The analytical conditions: column HP5-MS 30 m, heli carrier gas with flow
rate 1.2 ml/min, temperature gradient program; sample injection volume 1
μl, vaporization chamber temperature 260ºC. Mass spectral conditions:
power temperature 230ºC, Filament current 35 A; Quad 1 temperature:
150ºC, Quad 2 temperature: 150ºC, and MRM. The method was validated
according to AOAC 2016 guidelines: system suitability (RSD < 1.6%),
specificity, linearity (R>0.994), LOD (5 - 50 ppb) and LOQ (15 - 100 ppb),
repeatability (RSD < 11%) and recovery (80.16% - 105.33%) all
satisfactory.
Revised:
21/01/2025
Published:
22/01/2025
KEYWORDS
Amphetamine
MET
MDMA
GC-MS/MS
Wastewater
XÂY DNG PHƯƠNG PHP ĐNH LUNG MỌT S TIN CHT NHM
METAMPHETAMIN VÀ 4,3-DIMETHYLENOXYMETAMPHETAMIN
TRONG NƯỚC THẢI BNG GC-MS/MS
Đặng Thị Ngọc Lan, Bùi Lê Vân, Vũ Ngân Bình, Trần Nguyên Hà*
Trường Đại học Dược Hà Nội
TÓM TẮT
Ngày nhận bài:
05/9/2024
Trong số các loại ma túy tổng hợp, kích thích thần kinh loại amphetamin
(Amphetamine type stimulans - ATS) là nhóm được sản xuất và sử dụng
khá phổ biến. Cc ha chất, dung môi, chất xc tc được sử dụng trong qu
trnh sản xuất ma ty gi l tin chất. V vy, s xuất hiện đng thi ca
chng trong nước thải là mt trong nhng căn c cho thấy khả năng tn tại
cc cơ sở sản xuất trái phép ma túy gần nhng khu vc đ. Căn c đc đim
môi trưng, đối tượng xc đnh, nhm nghiên cu đ sử dụng phương php
phân tch GC/MS-MS đ đnh tnh, đnh lượng chnh xc mt số tin chất,
góp phần phục vụ công tc điu tra khoanh vùng được nhanh chóng và hiệu
quả. Trong nghiên cu ny, phương php GC-MS/MS được sử dụng đ
đnh lượng đng thi 7 tin chất ca metamphetamin và 4,3-
dimethylenoxymetamphetamin với cc điu kiện phân tích: ct HP5-MS
30 m, khí mang He với tốc đ dòng 1,2 ml/pht, chương trnh gradient nhiệt
đ; th tích tiêm mẫu 1µl, nhiệt đ bung ho hơi 260ºC. Điu kiện khối
phổ: Nhiệt đ ngun 230ºC, Dòng filament 35 A; Nhiệt đ quad 1: 150ºC,
Nhiệt đ quad 2: 150ºC, chế đ đo MRM. Phương php được thẩm đnh
theo AOAC 2016, với các tiêu ch như đ phù hợp hệ thống (RSD < 1,6%),
đ đc hiệu, khoảng tuyến tính (R > 0,994), LOD (5 - 50 ppb) và LOQ (15
- 100 ppb), đ lp lại (RSD < 11%) và tỉ lệ thu hi (80,16% - 105,33 %)
đu đạt yêu cầu.
Ngày hoàn thiện:
21/01/2025
Ngày đăng:
22/01/2025
DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.11066
* Corresponding author. Email: hatn@hup.edu.vn
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 139 - 146
http://jst.tnu.edu.vn 140 Email: jst@tnu.edu.vn
1. Giới thiệu
Trong bo co “World Drug Report 2021” ca Văn phòng Liên hiệp quốc v chống Ma ty v
Ti phạm (UNODC), việc sản xuất ATS m ch yếu sản xuất methamphetamin (MET) đ trở nên
phổ biến ở mc ton cầu. Giai đoạn 2009 - 2019, số lượng 3, 4 dimethylendioxymetamphetamin
(MDMA - thuốc lắc) và amphetamin (AM) b thu gi tăng gấp đôi th tnh riêng giai đoạn 2015 -
2019, MET chiếm 72% tổng số lượng ATS b thu gi [1]. Tại Việt Nam, thống kê cho thấy cc vụ
n v sản xuất, buôn bn, tng tr, vn chuyn vsử dụng ma ty tổng hợp ngy cng xuất hiện
dy đc. Cục Cảnh st điu tra ti phạm v ma tuý, B Công an cho biết, trong 6 thng đầu năm
2023, cc lc lượng chc năng thu gi gần 828.000 viên ma tuý tổng hợp [2]. Cc tin chất v c
th cả ma tuý tổng hợp cũng c th xuất hiện trong nước thải từ cc phòng điu chế b mt, cơ sở
sản xuất bất hợp php. Do đ nếu xc đnh được thnh phần ny trong nước thải sẽ l mt trong
cc căn c khoa hc đ pht hiện sớm, nhằm ngăn chn cc chất ny đưa vo tiêu thụ trong x hi.
Trên thế giới, nhiu phương php phân tch đ được ng dụng đ phân tch cc chất ma tuý như
GC-MS [3], [4]; LC-MS [5]. Tại Việt Nam, cc nghiên cu v ma ty trong nước thải gần đây
đang dần được quan tâm. Trần Th Thanh Huế v cng s (2022) đ xây dng phương php xc
đnh dư lượng ca methamphetamin, methylendioxymethamphetamin, ketamin trong nước thải
bằng LC-MS/MS kết hợp với SPE-HLB v ng dụng phân tch trên 15 mẫu nước thải lấy ở sông
Kim Ngưu [6]. Năm 2022, Trần Nguyên H v cng s cũng đ phân tch methamphetamin v chất
đn trong nước thải bằng sắc ký lỏng khối phổ UPLC-MS/MS [7]. Các kết quả công bố đu được
thẩm đnh theo hướng dẫn ca AOAC 2016 [8]. Tuy nhiên chng tôi chưa tm được ti liệu nghiên
cu cụ th no v tin chất ma ty MET v MDMA (4,3-dimethylenoxymetamphetamin) trong
nước thải được công bố tại Việt Nam.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Đối tượng nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cu: Tin chất trong nước thải ca qu trnh sản xuất MET v MDMA
+ Tin chất ca MET: benzyl cyanid (BCA), ethyl phenyl acetat (EPA), methyl phenylacetat
(MPA), 2-bromo propiophenon (BPP), propiophenon (PPP).
+ Tin chất ca MDMA: safrol (SAF), piperonyl methyl keton (PKM) trong nước thải.
- Đối tượng phân tích:
+ Mẫu nn: Mẫu nước thải đ kim tra không có các chất phân tích.
+ Mẫu thêm chuẩn: Các chuẩn tin chất được thêm ở nng đ đch vo mẫu nn.
+ Mẫu thc: Mt số mẫu nước thải từ các công ty sản xuất thu thp được ở mt số khu công
nghiệp trên đa bàn thành phố Hà Ni.
2.2. Hoá chất, chất chuẩn, thiết bị
- Hệ thống sắc ký khí khối phổ Agilent GC-MS/MS 7890A MS Triple Quad 7000B Agilent
(Mỹ) tại Trung tâm gim đnh ma túy Viện khoa hc hình s - B Công an.
- Ct mao quản HP5-MS 30 m, id 0,25 mm x 0,25 m (Agilent).
- Methanol, acid hydroclorid (Tây Ban Nha), Chloroform, n-hexan (Merck).
- Các chất chuẩn: BPP, EPA, MPA, PMK, PPP, SAF (USA); BCA (UK) hm lượng từ 95%
đến 99,5%.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Pha dung dịch chuẩn tiền chất trung gian, chuẩn làm việc
- Dung dch chuẩn hỗn hợp trung gian: Lấy chính xác 10 l dung dch chuẩn gốc ca mỗi
tin chất (BCA, EPA, MPA, BPP) và 50 l dung dch chuẩn gốc ca mỗi tin chất (PPP, SAF,
PMK) vo bnh đnh mc 10 ml và bổ sung methanol đến vạch được dung dch chuẩn hỗn hợp
khoảng 10 ppm. Dung dch được bảo quản ở 2 - 4C.
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 139 - 146
http://jst.tnu.edu.vn 141 Email: jst@tnu.edu.vn
- Dãy dung dch chuẩn hỗn hợp làm việc: Pha loãng từ dung dch chuẩn hỗn hợp trung gian bằng
dung môi methanol đến nng đ khoảng 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000, 5000 ppb. Các dung
dch này chỉ pha khi sử dụng.
2.3.2. Phương pháp phân tích
- Tối ưu ha điu kiện khối phổ: Tiến hành la chn ngun ion hóa, thế ion hóa, ion mẹ, điu
kiện phân mảnh và la chn ion con đ đnh tnh, đnh lượng.
- Phương php xử lý mẫu: Lấy mẫu nước thải theo cc tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) v lấy mẫu,
bảo quản mẫu: được acid hóa bằng dung dch HCl tới pH 2-3, ly tâm 5000 vòng/phút trong 5 phút
đ lắng tạp thô, thu lại phần dch trong phía trên, lc qua giấy lc cellulose. Tiếp tục khảo sát chiết
lỏng - lỏng và chiết pha rắn.
- Thẩm đnh phương php phân tch: Theo hướng dẫn ca AOAC 2016 [8] và EC 2002 [9] với
các chỉ tiêu đ phù hợp hệ thống, đ đc hiệu, giới hạn phát hiện, giới hạn đnh lượng, khoảng
tuyến tnh, đ đng, đ lp lại, tỷ lệ thu hi ca quy trình xử lý mẫu.
3. Kết quả và bàn luận
3.1. Khảo sát điều kiện khối phổ GC-MS/MS phân tích tiền chất
- La chn mảnh mẹ sử dụng chế đ Scan: Thế được gi cố đnh ở 70 eV. La chn mảnh mẹ
l mảnh c cưng đ lớn trong phổ MS cho cc khảo st tiếp theo.
- La chn mảnh con sử dụng chế đ Product ion: Thay đổi thế va chạm (collision energy - CE)
trong khoảng 20-30 eV đ phân mảnh ion mẹ thnh cc ion con. Ion con c cưng đ lớn nhất
được chn lm ion đnh lượng, ion con c cưng đ lớn và ổn đnh được la chn lm ion đnh
tính.
- La chn chế đ MRM: Thế phân mảnh (CE) cho từng chất được la chn sao cho tín hiệu
ca mảnh ion đnh lượng ca chất đ c cưng đ lớn và ổn đnh nhất. Kết quả cụ th ca từng
tin chất được trình bày ở bảng 1.
Bảng 1. Điều kiện khối phổ phân tích 7 tiền chất
TT
Tên chất
Mảnh mẹ
Mảnh con định
lượng (m/z)
CE (eV)
Mảnh con định
tính (m/z)
CE (eV)
1
BCA
117
90
20
89
20
2
BPP
105
77
20
51
20
3
EPA
91
65
20
41
20
4
MDMA
77
51
25
50
25
5
PMK
135
77
30
51
30
6
PPP
105
77
20
51
20
7
SAF
131
103
20
77
20
Như vy, khi thiết lp điu kiện khối phổ thế va chạm 20 eV, thế phân mảnh phù hợp, sử dụng
chế đ MRM, cc mảnh ion con đnh tnh v đnh lượng cho 7 chất cần phân tch đ đc trưng,
khc biệt v pht huy được ưu đim ca khối phổ 2 lần.
3.2. Khảo sát điều kiện sắc ký GC-MS/MS phân tích tiền chất
- Cc điu kiện sắc ký được khảo st bằng cch thay đổi chương trnh nhiệt đ, tốc đ dòng kh
mang trong khi cố đnh ct, chế đ tiêm mẫu da trên cc tham khảo v cc điu kiện sắc ký kh
thưng p dụng.
Chương trnh nhiệt đ đ được khảo sát và la chn theo bảng 2.
Bảng 2. Chương trình nhiệt độ GC phân tích tiền chất
Thi gian (phút)
0
1
12,2
13,2
16,5
17,5
Nhiệt đ (C)
90
90
180
180
280
280
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 139 - 146
http://jst.tnu.edu.vn 142 Email: jst@tnu.edu.vn
Cc kết quả trong bảng 2 cho thấy thi gian rửa giải khoảng 20 pht, chương trnh nhiệt đ
gradient từ 90C lên 280C đảm bảo tch được 7 tin chất với cc pic cân đối, phân giải tốt. Từ đ
đ xc đnh điu kiện sắc ký cụ th như sau:
+ Ct HP5-MS 30 m, id 0,25 mm x 0,25 m (Agilent)
+ Pha đng khí mang: He; Tốc đ dòng 1,2 ml/phút
+ Điu kiện tiêm mẫu: Th tích tiêm: 1µl, chế đ tiêm mẫu chia dòng (spilit), tỷ lệ 9:1; nhiệt đ
bung ho hơi 260C
+ Điu kiện khối phổ: Nhiệt đ ngun 230C; Dòng filament 35 A; Nhiệt đ quad 1: 150C;
Nhiệt đ quad 2: 150C
+ Chế đ gradient nhiệt đ như bảng 2.
3.3. Khảo sát quy trình xử lý mẫu
Qua khảo st, chiết lỏng - lỏng cho kết quả ổn đnh hơn chiết pha rắn (chiết pha rắn cho tn hiệu
ca BPP thấp). Mt khác, quy trnh tiến hnh nhanh, đơn giản, tiết kiệm, đ nhạy và đ tin cy cao,
ổn đnh. Do đ, nhm tc giả la chn quy trnh xử lý mẫu bằng chiết lỏng lỏng chung cho nhóm
tin chất như sau:
Lấy 5 ml nước thải, thêm NH4OH đc đ được dung dch có pH khoảng 8. Thêm 5 ml cloroform
cho vào 5 ml dung dch nước thải đ chuẩn b ở trên. Tiến hành chiết 2 lần, mỗi lần 5 ml chloroform,
gp dch chiết chloroform vo bnh đnh mc 10 ml, bổ sung dung môi đến vạch. Hút 2,00 ml dch
chiết chloroform vào ống nghiệm sạch, cô dưới lung kh nitơ ở nhiệt đ phòng đến khô. Hòa tan
cắn bằng 0,5 ml methanol, lắc xoáy 1 phút và tiêm sắc ký.
3.4. Thẩm định phương pháp phân tích
3.4.1. Độ đặc hiệu
Tiến hành phân tích mẫu trắng, mẫu nn nước thải không c cc đối tượng phân tích, mẫu nn
thêm chuẩn và các mẫu chuẩn. Hình 1 cho thấy trên sắc ký đ ca mẫu nn thêm chuẩn (d) xuất
hiện các pic có thi gian lưu tương ng với các pic trên sắc ký đ ca chuẩn hỗn hợp (c); trên sắc
ký đ ca mẫu trắng (a) và mẫu nn (b) không cho pic có thi gian lưu trùng với các pic trên sắc
ký đ ca chuẩn hỗn hợp. Số đim IP (đim nhn dạng – indenfication point) theo bảng 1 là 4 (1
ion mẹ bắn phá ra 2 ion con); đạt yêu cầu ca EC 2002.
(a)
(b)
(c)
(d)
Hình 1. Sắc ký đồ của mẫu trắng (a), mẫu nền (b), mẫu chuẩn hỗn hợp (c) và mẫu nền thêm chuẩn (d)
3.4.2. Độ phù hợp hệ thống
TNU Journal of Science and Technology
230(05): 139 - 146
http://jst.tnu.edu.vn 143 Email: jst@tnu.edu.vn
Tiến hnh sắc ký 6 lần hỗn hợp chuẩn ở nng đ 2 ppm với điu kiện đ khảo sát. Kết quả thẩm
đnh s phù hợp hệ thống được th hiện trong bảng 3. Kết quả ny đu đạt theo yêu cầu ca AOAC
2016: cc gi tr RSD ca thi gian lưu v diện tch pic ca mỗi chất phân tch đu < 2%.
Bảng 3. Kết quả thẩm định độ phù hợp hệ thống
BCA
PPP
MPA
EPA
SAF
BPP
PMK
Thời gian lưu
TB (phút)
4,31
4,54
4,62
5,25
5,69
6,58
7,38
RSD (%)
0,22
0,26
0,25
0,44
0,01
0,07
0,04
Diện tích pic
TB
202848
905903
379020
153834
22436
106974
74354
RSD (%)
1,39
0,56
1,04
1,13
1,42
1,58
1,57
3.4.3. Khoảng tuyến tính
Pha các mẫu chuẩn hỗn hợp có nng đ khác nhau từ chuẩn gốc 10 ppm: BCA, PPP, MPA,
EPA (50 ppb đến 5000 ppb); SAF, PMK (100 ppb đến 5000 ppb); BPP (200 ppb đến 5000 ppb);
phân tch theo điu kiện sắc ký trên. Mỗi nng đ tiêm 3 lần v xc đnh giá tr trung bình diện tích
pic chất phân tích. Kết quả xc đnh mối tương quan gia diện tích pic và nng đ chất phân tích
được trình bày ở bảng 4. Các giá tr đ chệch so với đim chuẩn ban đầu đu không nằm ngoài
khoảng giới hạn ± 15%.
Bảng 4. Kết quả thẩm định khoảng tuyến tính của các chất phân tích
BCA
PPP
MPA
EPA
Phương trình hồi
quy
y = 107,15x - 1539,4
y = 481,47x - 9872
y = 178,94x + 4528
y = 86,455x - 3298,9
R2
0,9950
0,9963
0,9995
0,9981
Độ chệch (%)
-10,65 - 11,81
-6,60 - 13,34
-11,84 - 3,97
-6,65 - 13,64
SAF
BPP
PMK
Phương trình hồi
quy
y = 12,823x - 1015,9
y = 78,785x - 13200
y = 39,522x - 1655,9
R2
0,9958
0,9959
0,9945
Độ chệch (%)
-8,09 - 13,47
-13,40 - 9,33
-11,22 - 13,34
3.4.4. Độ đúng và độ lặp lại
Đ đng ca phương php được đnh gi bằng tỷ lệ thu hi chất phân tch được thêm vào mẫu
nn ở 3 mc nng đ. Ở mỗi mc nng đ này, tiến hành sắc ký 6 lần đ đnh gi đ lp. Kết quả
đ đng v đ lp lại ca phương php được trình bày ở bảng 5.
Bảng 5. Kết quả thẩm định độ đúng và độ lặp lại
Chất phân
tích
Lượng thêm vào (ppb)
Độ lặp lại
Độ thu hồi
Yêu cầu của AOAC về độ đúng
RSD (%)
TB (%)
RSD (%)
TB (%)
RSD (%)
BCA
253,75
7,42
80,20
7,36
80% - 110%
11%
1015
4,36
85,83
4,19
2030
6,74
97,83
0,45
7,3%
PPP
261,75
3,70
81,85
4,38
11%
1047
3,06
97,00
0,61
2094
7,89
94,08
0,53
7,3%
MPA
266,5
2,97
80,16
3,65
11%
1066
4,50
92,56
8,27
2132
2,90
105,12
1,26
7,3%
EPA
257,5
5,05
85,27
0,73
11%
1030
6,28
105,33
4,97
2060
8,60
93,04
0,45
7,3%
SAF
287
5,34
80,83
4,32
11%
1148
6,45
85,99
0,61
2296
5,01
91,68
0,92
7,3%