Alat serba boleh dan berkuasa untuk pemeriksaan dadah forensik

TEMUDUGA 04

Robert Steiner, MS
Ketua Saintis Forensik dan Pakar Instrumen
Jabatan Sains Forensik Virginia

Spektrometer jisim AccuTOF-DART® yang inovatif mempercepatkan dan memudahkan pengenalpastian dan penjelasan ubat yang tidak diketahui

Setiap bulan, 1,000-1,200 pakej bukti masuk ke Makmal Bahan Kawalan Pusat di Jabatan Sains Forensik Virginia. Ia datang dalam pelbagai bentuk--serbuk putih, coretan bahan tumbuhan, kapsul, tablet--selalunya dengan berbilang spesimen untuk ujian dalam setiap bungkusan. Kadang-kadang ia hanya picagari, penimbang, paip atau peralatan dadah yang lain. Semua sampel ini adalah bukti dalam kes dadah yang disyaki, dan terpulang kepada Bob Steiner dan rakan sekerjanya untuk mengenal pasti mereka.

"Anda tidak tahu apa yang anda ada. Serbuk putih itu mungkin kokain. Kemudian sekali lagi, ia mungkin tepung jagung atau gula. Kapsul itu boleh menjadi ubat pereka terbaru, farmaseutikal haram atau tiruan luar pesisir. Silap mata, "kata Steiner , "adalah untuk dapat memahami data yang anda perolehi."

Dengan begitu banyak sampel dan sedikit masa untuk memprosesnya, makmal Steiner harus dapat menjana data analisis dengan cepat, dengan keyakinan maksimum terhadap keputusan. Di situlah spektrometer jisim JEOL AccuTOF-DART masuk.

DART: Analisis Langsung dalam Masa Nyata

Sebagai permulaan, AccuTOF-DART adalah lebih pantas--jauh lebih pantas--berbanding kaedah analisis lain seperti kromatografi, LC-MS atau GC-MS yang biasanya digunakan dalam analisis forensik. Mula hingga selesai, analisis mengambil masa kira-kira 10 minit, berbanding 45 minit atau lebih untuk kaedah lain. Steiner menerangkan, "Terdapat cara cepat untuk menyaring jumlah yang tidak diketahui menggunakan teknik kromatografi, tetapi anda benar-benar tidak mengetahui identiti sebatian yang anda lihat. AccuTOF-DART membolehkan anda menemui sebatian yang ada dan segera menentukan piawaian diperlukan untuk membandingkan untuk pengesahan akhir ubat-ubatan."

Ia lebih mudah juga. Anda boleh menentukan komposisi kimia dengan segera dan menghasilkan spektrum jisim beresolusi tinggi dan tepat hanya dengan meletakkan sampel, dalam bentuk asalnya, di antara sumber ion DART dan salur masuk spektrometer jisim AccuTOF.

Dengan pengalaman lebih 30 tahun sebagai ahli kimia dadah dan spektrometri massa, Steiner telah menjadi perintis aktif dalam penggunaan teknologi DART untuk analisis forensik. Dia hadir pada "kelahiran" instrumen itu apabila pencipta bersama Dr. Robert (Chip) Cody, JEOL USA, Inc., membentangkannya pada Persidangan Sanibel 2005, dan ingat berfikir, "Jika teknologi ini boleh melakukan separuh daripada apa yang dia berkata, ia akan merevolusikan apa yang kita lakukan."

Ternyata, ia telah.

Senjata ampuh dalam perang melawan "ubat pereka"

Sebagai tambahan kepada ubat penyalahgunaan yang lebih biasa, makmal Bob Steiner telah melihat lebih banyak ubat pereka sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Mereka telah menjadi sebahagian besar daripada beban kes, dan pasukan itu melakukan segala yang mungkin untuk kekal selangkah di hadapan pelanggar undang-undang.

Ubat pereka adalah analog struktur atau fungsi bahan terkawal yang meniru kesan farmakologi sebatian asal. Ia dicipta secara khusus untuk mengelak undang-undang dadah sedia ada, dan amat berbahaya kerana ia tidak dikawal, tidak diuji dan tidak diketahui asal usulnya. Ubat pereka yang paling biasa dicipta dengan mengubah suai struktur kimia ubat sedia ada, tetapi banyak juga disintesis sebagai formulasi yang sama sekali baru.

Dari segi sejarah, kebanyakan ubat pereka adalah sama ada opioid, halusinogen atau steroid anabolik--yang dipanggil "rekreasi" atau ubat yang meningkatkan prestasi. Walau bagaimanapun, senarai itu telah berkembang untuk memasukkan perangsang pereka, penenang pereka, dan juga pereka sildenafil (Viagra®). Malah, pasaran gelap seluruh dunia untuk farmaseutikal tiruan kini dianggarkan lebih daripada $200 bilion.

Menggunakan AccuTOF-DART, Steiner dapat dengan cepat dan yakin membandingkan ubat pereka yang disyaki terhadap perpustakaan rujukan dalaman yang komprehensif yang merangkumi spektrum jisim dan maklumat struktur untuk lebih daripada 2,300 sebatian. Apabila ubat pereka baharu muncul di pasaran--kadang-kadang sebanyak beberapa setiap minggu--data itu ditambahkan pada perpustakaan.

"Ini boleh menjadi alat yang sangat berkuasa, " kata Steiner. "Kami baru-baru ini menerima notis mengenai ubat Jadual I baharu (iaitu, tiada penggunaan perubatan, ketagihan tinggi dan potensi penyalahgunaan) dadah dari Jerman, dan menambahkannya ke perpustakaan kami. Dua minggu kemudian, sampel datang melalui makmal kami yang sepadan dengan profil betul-betul ! Terima kasih kepada kekayaan data daripada AccuTOF-DART, kami dapat mengenal pastinya, sesuatu yang kami tidak boleh lakukan menggunakan instrumen GC-EI-MS tradisional sahaja."

Dadah "rempah" menimbulkan satu set cabaran yang unik

Selalunya dipasarkan sebagai "selamat," alternatif undang-undang kepada ganja, produk yang dipanggil "Rempah-rempah" ialah subset ubat pereka yang mengandungi sebatian kanabinoid sintetik. Pengilang cuba mengelak sekatan undang-undang dengan menggantikan bahan kimia yang berbeza dalam campuran mereka. Sebatian ini--dan terdapat beratus-ratus daripadanya--juga sebahagian daripada beban kerja forensik yang berkembang pesat.

Steiner menerangkan, "Bilangan ubat-ubatan ini telah melonjak tinggi, dan kami melihat lebih banyak daripada mereka sepanjang masa. Dengan internet, mudah bagi ahli kimia garaj untuk mencari artikel tentang cara membuatnya. Jadi mereka mengubah sedikit struktur, tambah fluorin di sini atau klorin di sana--dan kini mereka mempunyai produk baharu. "Perkara yang kemas ialah AccuTOF-DART memberikan berat molekul jisim yang tepat. Jadi kita boleh membangunkan formula kimia daripada jisim, dan kemudian menyelidik formula. Kami telah sangat berjaya menggunakan pendekatan itu, dan tidak akan ke mana-mana tanpa DART."

"Instrumen itu benar-benar mengubah cara kami melakukan kerja kami."

Sebahagian besarnya disebabkan oleh kejayaan dalam makmal Bob Steiner, tiga makmal Bahan Kawalan lain di seluruh Komanwel Virginia akan mendapat AccuTOF-DART baharu. "Ia satu langkah ke hadapan yang hebat," kata Steiner. "Sejak kami mendapat AccuTOF-DART kami pada tahun 2006, bilangan ubat yang kami lihat telah meningkat secara eksponen, dan ia menjadi alat yang sangat penting untuk kami miliki di makmal ini. Ia menjadikannya lebih mudah untuk menyelesaikan kerja kami. Dan yang paling penting , ia memberi kami keupayaan untuk mengikuti semua perubahan."

Bagaimana DART berfungsi

Dalam DART, potensi elektrik digunakan pada aliran gas (biasanya helium atau nitrogen), mengubahnya menjadi plasma, yang kemudiannya dipecat pada permukaan sampel yang diletakkan di dalam jurang antara sumber ion dan salur masuk penganalisis. Ini menukarkan atom dan molekul di permukaan kepada ion, yang diarahkan ke spektrometer jisim masa penerbangan (TOF-MS). Oleh kerana DART mampu mengionkan sampel di udara terbuka, ia mengurangkan atau menghapuskan keperluan untuk sebarang penyediaan sampel atau pelarut khas.

25I-NBOH, atau 2C-I?

2C-I ialah ubat jalanan Jadual I; 25I-NBOH ialah derivatif pereka yang lebih mujarab--pada masa ini tanpa status undang-undang di AS--dibentuk dengan menambahkan N-(2-hydroxybenzyl) pada amina. Pada Accu-TOF-DART, keseluruhan molekul 25I-NBOH terprotonasi jelas diselesaikan, membawa kepada pengenalan positif. Menjalankan analisis yang sama oleh GC-EI-MS, tanpa langkah derivatisasi yang memakan masa, secara konsisten akan tersilap mengenal pasti kompaun sebagai 2C-I, disebabkan oleh degradasi terma dalam port suntikan GC suhu yang lebih tinggi.

Teknik pengesahan novel untuk farmaseutikal

Makmal forensik Steiner mendapat 100 atau lebih sampel farmaseutikal setiap bulan untuk pengesahan. "Kami mendapat kapsul dan tablet sepanjang masa dalam kes kami berfungsi untuk bahan terkawal yang disyaki. Kami dapat memerhatikan tanda pada pil, mencari pangkalan data tanda yang diterbitkan, pergi ke DART, dan dalam 10 minit kami telah mengesahkan komposisi dan kerja analisis selesai."

Disiarkan: Mei 2015

DART (Analisis Langsung dalam Masa Nyata)