Tổng quan về các phương pháp thử nghiệm thuốc và khả năng phù hợp với dịch vụ xét nghiệm tại chỗ giảm thiểu nguy hại

Lời tòa soạn: “Tổng quan về các phương pháp thử nghiệm thuốc và khả năng phù hợp với dịch vụ xét nghiệm tại chỗ giảm thiểu nguy hại” là công trình nghiên cứu của Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ. Ban biên tập trân trọng gửi đến quý độc giả trong ba kỳ. Kỳ này là các phương pháp phổ biến nhất để thử nghiệm các chất cấm, đề xuất các phương pháp thích hợp nhất, áp dụng đối với xét nghiệm tại chỗ.

TÓM TẮT

Trước cuộc khủng hoảng thuốc giảm đau nhóm opioid hiện nay trên toàn cầu, các cơ quan giảm thiểu nguy hại đang tìm cách giúp những người sử dụng thuốc giảm đau một cách an toàn hơn. Nhiều cơ quan giảm thiểu nguy hại đang nghiên cứu kỹ thuật kiểm tra các loại thuốc cấm để xác định và, nếu có thể, định lượng thành phần của chúng để người sử dụng đưa ra quyết định sáng suốt. Trong khi các kỹ thuật này đã được sử dụng nhiều năm qua ở châu Âu (Dự án nâng cao sức khỏe; Dịch vụ kiểm tra thuốc: Tiêu chuẩn thực hành tốt; Thông tin về thuốc châu Âu (TEDI) Nhóm làm việc; Thông tin về kiểm tra thuốc ở châu Âu, 2011; Thuốc và thuốc gây nghiện, Tập tin thực tế, 2001...), hiện nay, chúng chỉ bắt đầu được sử dụng ở Bắc Mỹ. Mục đích của bài báo này nhằm mô tả các phương pháp phổ biến nhất để thử nghiệm các chất cấm. Từ đó, tổng kết và đề xuất các phương pháp thích hợp nhất để áp dụng cho xét nghiệm tại chỗ.

Dựa trên đánh giá của chúng tôi, các phương pháp tốt nhất để xét nghiệm thuốc tại chỗ là quang phổ hồng ngoại cầm tay, quang phổ Raman, và quang phổ khối phổ di động ion. Khối phổ là tiêu chuẩn vàng hiện nay, trong phân tích thuốc kích thích. Nó sẽ hữu ích cho các cơ quan hoặc phòng khám có khả năng tài chính liên hệ với các công ty sản xuất các thiết bị này để thảo luận về việc sử dụng nhằm giảm thiểu nguy hại. Sự lựa chọn công nghệ thấp hơn, ví dụ như xét nghiệm tại chỗ/màu sắc và xét nghiệm miễn dịch, có phần hạn chế nhưng giá cả phải chăng và dễ sử dụng.

Từ khóa: giảm thiểu nguy hại, lạm dụng chất kích thích, thuốc giang hồ (Street drug), sử dụng thuốc quá liều, người sử dụng thuốc kích thích, tác dụng của thuốc kích thích, tác dụng phụ và hệ lụy của chất kích thích, phân tích thuốc.

1.    KHÁI QUÁT

Do cuộc khủng hoảng thuốc giảm đau nhóm opioid hiện nay ở Canada [1-3] và trên toàn cầu [4], các cơ quan giảm thiểu nguy hại đang tìm cách giúp những người sử dụng thuốc một cách an toàn hơn. Các địa chỉ giảm thiểu nguy hại và/hoặc phòng khám đang gia tăng số lượng và cung cấp dịch vụ trên toàn thế giới, khiến cho việc cung cấp các công cụ và kiến thức cần thiết cho nhân viên xét nghiệm tại chỗ, nhằm phục vụ xét nghiệm tại chỗ phù hợp với những người sử dụng thuốc là vô cùng quan trọng. Xét nghiệm thuốc kích thích và chất cấm đang ngày càng được xem như một chiến lược hiệu quả giảm thiểu nguy hại trên toàn thế giới [5-8], hỗ trợ giảm thiểu tác dụng phụ. Thật vậy, có nhiều phương pháp được sử dụng để thử nghiệm thuốc đã xuất hiện, ngay cả ở Bắc Mỹ, trong nhiều thập kỷ qua [9-11],

Gần đây, tại Canada, việc thử nghiệm thuốc ngày càng trở nên phổ biến hơn tại các lễ hội âm nhạc [12], ủy ban Thường trực về y tế [13] khuyến cáo Chính phủ Canada nên có sự miễn trừ trong Đạo luật quản lý thuốc và chất kích thích để xét nghiệm thuốc có thể tiến hành tại các địa điểm được chỉ định. Mặc dù có những rào cản pháp lý cần phải vượt qua khi xét nghiệm thuốc [6], nhưng có ba ưu điểm chính để kiểm tra thuốc trước khi chúng được tiêu thụ: Các hậu quả ngắn hạn và dài hạn (bao gồm việc sử dụng quá liều và tử vong) có thể được loại trừ; Các tổ chức khác và cơ quan y tế nhà nước (chẳng hạn như bệnh viện) và những người có thẩm quyền về lĩnh vực sức khoẻ cộng đồng có thể được thông báo khi một loại chất nguy hiểm đến tính mạng mới xuất hiện; Và một bức tranh toàn cảnh về thuốc lưu truyền trên toàn cầu có thể được nhìn nhận [5, 14-16], Mục đích của bài báo này là nhằm mô tả các phương pháp phổ biến nhất được dùng để thử nghiệm thuốc tại phòng thí nghiệm và xét nghiệm tại chỗ. Chúng tôi sẽ kết luận theo các ý kiến xét nghiệm các chất cấm tại chỗ. Trong bài báo, chúng tôi sử dụng thuật ngữ "thử nghiệm thuốc" để nói về hành động xét nghiệm thuốc cấm dưới hình thức dự kiến tiêu thụ. Xin lưu ý, các vấn đề xung quanh pháp lý liên quan và các mô hình dịch vụ, thử nghiệm thuốc nằm ngoài phạm vi của bài báo này.

2.    GIỚI THIỆU CHUNG VÈ PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM THUÓC

Các phương pháp sau đây đã được nhóm công tác khoa học xác nhận để phân tích các loại thuốc kích thích (SWGDRUG). Nhóm công tác khoa học bao gồm các chuyên gia chuyên môn về khoa học hợp tác với nhau để xác định các phương pháp phân tích tối ưu nhất và thống nhất xây dựng một tiêu chuẩn chung.

Thực tế, các phương pháp này đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc phân tích mẫu chất cấm chưa xác định và do đó cũng là phương pháp tốt nhất để sử dụng trong việc xác định các chất chưa biết. Không phải tất cả các phương pháp này đều có thể dễ dàng áp dụng trong mọi hoàn cảnh xét nghiệm tại chỗ. Vì một vài phương pháp yêu cầu kiến thức kỹ thuật cao và / hoặc môi trường trong phòng thí nghiệm. Do đó, bất kỳ phương pháp nào sau đây chỉ có thể áp dụng phù hợp với từng trường hợp cụ thể. Điều này là do một số phòng khám có thể dễ dàng tiếp cận các phương pháp phân tích tốt hơn, thông qua nguồn vốn trực tiếp hoặc qua hợp tác trong ngành, trong khi một số phòng khám phải dựa vào phương pháp và thiết bị thử kém chính xác hơn do thiếu kinh phí hoặc sự hỗ trợ cần thiết.

Các phương pháp phân tích yêu cầu nguồn tài chính lớn để đầu tư vào các trang thiết bị phù hợp. Điều này có thể đòi hỏi có quan hệ đối tác hoặc một bản phân tích chi tiết về chi phí-lợi nhuận hoặc cả hai. Để thông tin chính xác và cố gắng diễn giải một số chi tiết kỹ thuật liên quan, các phương pháp đã được chia nhỏ thành các tiêu đề phụ. Mỗi phương pháp có ba tiêu đề chính: “Phương pháp hoạt động?” (Một cuộc thảo luận ngắn gọn về nguyên lý hoạt động của phương pháp), “Các chất có thể được phát hiện và xác định chính xác đến mức nào?” và “Phương pháp dễ sử dụng ra sao?”. Các phương pháp cũng được phân chia thành hai mục lớn hơn: Phân tích tối ưu nhất, hoặc phương pháp xác định chính xác một chất/hỗn hợp và cũng có khả năng định lượng lượng chất, phân tích hoặc phương pháp xác định một chất và/hoặc hỗn hợp mà không xác định số lượng thành phần, ở cuối bài báo, chúng tôi sẽ đưa ra phần giới thiệu tập trung nghiêm túc vào các phương pháp/thiết bị tối ưu nhất, chỉ đưa ra các trường hợp xét nghiệm tại chỗ.

Không có - yêu cầu hoàn toàn không có kiến thức hoặc đào tạo. Cơ bản - người nắm kỹ thuật hoặc lý thuyết yêu cầu được đào tạo đơn giản (hàng giờ liền), nhưng không phải là chuyên gia trong lĩnh vực này, tức là người có kỹ năng/kiến thức trung cấp, nâng cao hoặc chuyên môn. Trung cấp - đòi hỏi kiến thức hoặc kỹ năng cao hơn, mặc dù có thể tiếp thu hướng dẫn trước đó (tức là, có được kinh nghiệm) trong khi người dùng cơ bản hoặc có hướng dẫn thêm từ người dùng nâng cao hoặc chuyên gia. Thường yêu cầu có vài ngày đến vài tuần kinh ng¬hiệm tùy thuộc vào kỹ thuật. Nâng cao - đòi hỏi một số lý thuyết hoặc kinh nghiệm ở cấp đại học hoặc sau đại học. Thường được giảng dạy trực tiếp hoặc gián tiếp bởi một chuyên gia trong bộ môn / lĩnh vực. Đôi khi, một người trung bình có thể trở nên tiên tiến mà không cần nâng cao trình độ học vấn do tích cực và chăm chỉ. Yêu cầu hàng tuần đến vài tháng (một học kỳ thông thường). Chuyên gia - một chuyên gia trong lĩnh vực đó, hầu hết được đào tạo sau trung cấp liên quan đến lĩnh vực này. Có thể là cử nhân, thạc sĩ, tiến sĩ hoặc được đào tạo chuyên môn rất cao. Cũng có thể được hướng dẫn từ một người nào đó của một công ty sản xuất thiết bị, tổ chức hội thảo hoặc một số loại hình đào tạo trực tiếp về cách sử dụng kỹ thuật hoặc thiết bị. Thông thường luôn đòi hỏi hàng tháng đến hàng năm tùy thuộc vào trình độ của đối tượng.

3.    PHÂN TÍCH TỐI ƯU NHÁT

3.1.    Khối phổ

Phương pháp hoạt động?

Khối phổ (MS) là phân biệt tốt nhất trong các kỹ thuật xét nghiệm thuốc. Phép đo phổ khối lượng đo chính xác khối lượng phân mảnh của các ion được xác định bởi khối lượng của chúng để tính tỷ lệ (m/z) và là tiêu chuẩn vàng hiện nay trong phân tích thuốc [17], Nói chung, phổ khối lượng đòi hỏi phải tách, ion hóa, và cuối cùng là phát hiện. Tách có thể được thực hiện thông qua sắc ký khí (GC), sắc kí lỏng (LC), hoặc điện di mao mạch (CE). Có nhiều phương pháp ion hóa khác nhau, ứng dụng phổ biến nhất trong phân tích các chất cấm là ion hóa điện tử (El), ion hóa hóa học tại áp suất khí quyển (APCI), ion hóa tia điện (ESI), ion hóa mẫu hấp thụ dựa trên sự hỗ trợ của các chất nền và năng lượng laser (MALDI), quang hóa áp suất khí quyển (APPI). (FAB), và phân tích trực tiếp gần đây hơn trong thời gian thực (DART). Phương pháp ion hóa có thể được nhóm lại thành các kỹ thuật cứng hoặc mềm.

Các kỹ thuật cứng như El, FAB, và APCI gây ra các phân tử thành phân mảnh tạo ra phổ khối phức tạp. Phân mảnh rất hữu ích trong phân tích, bởi vì các phân tử có các mẫu phân mảnh đã biết. Cơ sở dữ liệu phổ cho phép một máy tính nhanh chóng phù hợp với quang phổ và xác định các loại phân tử. Kỹ thuật cứng được giới hạn để phát hiện các phân tử nhỏ. Hầu hết các loại thuốc cấm đều là các phân tử nhỏ, ngoại trừ các loại thuốc có tính chất sinh học được tiêu thụ dưới dạng thô.

Các kỹ thuật ion hóa mềm như MALDI và ESI giảm thiểu sự phân mảnh và cho phép các phân tử được phân tích vẫn còn nguyên vẹn. Kỹ thuật ion hóa mềm có ích cho các phân tử sinh học lớn như protein.

DART đặc biệt được chú trọng vì nó cho phép kiểm tra không phá hủy nhanh và có thể định lượng nhanh chóng khi được áp dụng với tiêu chuẩn nội bộ. Một viên thuốc có thể được giữ ở phía trước của dòng khí và trong vài giây xác định các loài phân tử hiện diện. DART không yêu cầu tách từng loài phân tử trước khi phân tích, cho phép nhân viên chưa được đào tạo thu thập dữ liệu [18],

Các chất có thể được phát hiện và xác định chính xác đến mức nào?

Hầu như mọi chất có thể được xác định bằng cách sử dụng MS kết hợp với kỹ thuật tách sắc ký. Độ nhạy của khối phổ hiện tại cho phép phát hiện các chất phân tích ở nồng độ trong giới hạn attomolar (10-18) [19], MS đã tăng độ nhạy đối với một số kỹ thuật phân tích khác như máy phân tích, một bộ lọc khối lượng điện tích, giảm nhiễu nền (nghĩa là có thể tạo ra một dấu vân tay đọc/phân tích rõ ràng hơn). Nó thể hiện tính đặc hiệu tuyệt vời do các mẫu phân mảnh đặc trưng, độ phân giải cao và khả năng lọc độc đáo có sẵn đặc biệt là phổ khối lượng lớn hơn hoặc cao hơn [20], MS cung cấp thông tin về khối lượng phân tử và sự phong phú của đồng vị của các nguyên tố và giải quyết dữ liệu hóa học tạm thời, cho phép xác định độ chính xác cao. Các thiết bị mới hơn dễ sử dụng hơn và nhỏ hơn nhiều so với các phiên bản cũ. Giao diện với máy tính cho phép tìm kiếm cơ sở dữ liệu tinh vi, làm cho quá trình nhận dạng thuốc dễ dàng hơn.

Nhược điểm lớn của MS là mẫu được thử nghiệm lấy từ nguồn cung cấp bị phá hủy bởi quá trình thử nghiệm (DART là một ngoại lệ). Chỉ một mẫu cỡ rất nhỏ (miligram). Ngoài ra, còn tiếp tục mất phí do vật liệu tiêu hao cần thiết, và một số vật phẩm này là độc hại / nguy hiểm. Hỗn hợp phức tạp phải được tách bằng kỹ thuật sắc ký (hay sắc ký khí hoặc lỏng) để xác định chính xác từng thành phần (trừ khi sử dụng DART).

Phương pháp dễ sử dụng ra sao?

Chuyên môn cần thiết để sử dụng công nghệ này là trung cấp đến chuyên gia (đối với các định nghĩa về các thuật ngữ trong ngữ cảnh bài báo (1). Cá nhân nên có một số kiến thức lý thuyết về cách thức công nghệ và công cụ làm việc cụ thể và được đào tạo chuyên môn từ một chuyên gia. Chi phí của máy đo phổ khối có thể chênh lệch nhau rất nhiều từ 5000 USD đến 1.000.000 USD. Mặc dù sử dụng phổ kế khối lượng cũ chi phí có thể rẻ hơn, nhưng nhất thiết phải phù hợp với xét nghiệm thuốc tại chỗ. Ngoài ra, còn có các chi phí hoạt động liên tục đáng kể, chẳng hạn như thuốc thử sắc ký (tách), vật liệu tiêu hao khí (nitơ, heli, vv...), các hạng mục chuẩn bị mẫu, bảo dưỡng và dịch vụ định kỳ. Một số phòng thí nghiệm cung cấp dịch vụ MS với chi phí từ 5 đô la Mỹ đến 100 đô la Mỹ cho mỗi mẫu.

3.2.    Khối phổ di động lon

Phương pháp hoạt động?

Phép quang phổ khối phổ di động ion (IMS) phân tách và xác định các ion dựa trên tốc độ của chúng thông qua khí mang. Tính di động ion phụ thuộc vào ba đặc tính phân tử: điện tích, khối lượng giảm, và mặt cắt va chạm của ion. IMS yêu cầu ion hóa trước khi các mẫu được truyền vào thiết bị. Điều này có thể được thực hiện bằng ESI, MALDI, APPI, và sự phóng thích mạch vành hoặc bằng cách sử dụng các nguồn phóng xạ như nickel-63.

Có rất nhiều mẫu thiết kế cho máy quang phổ khối phổ di động ion, bao gồm ống trôi, bẫy ion, sóng di chuyển, dạng sóng không đối xứng cao và các loại di động khác biệt, ống trôi dạt IMS xác định tính di động của ion dựa trên khoảng thời gian cần thiết để các ion tiếp cận đầu dò. Nhiều công cụ hiện đại sử dụng một ống trôi để phân tích.

Mối quan tâm là trường phụ bất đối xứng của dạng sóng IMS trường cao bất đối xứng. Một máy đo trường cao bất đối xứng-dạng sóng ion di động phổ (FAIMS) sử dụng trường điện cao (mạnh) để điều khiển chuyển động của các ion thông qua một bộ lọc vật lý. Một trường xung điện có thể được áp dụng để chọn cho các ion có tính di động ion cụ thể. Chỉ những ion có tính di động được chọn cụ thể mới có thể duy trì quỹ đạo ổn định thông qua bộ lọc. Những cái khác sẽ đâm vào các tường bên và không tiếp cận được máy dò.

Các chất có thể được phát hiện và xác định chính xác đến mức nào?

Bất kỳ phân tử nhỏ nào của chất cấm có thể được phát hiện rất nhanh và chính xác. Độ nhạy FAIMS dựa trên nhiều đặc điểm của cả ion và môi trường vật lý. IMS có thể phát hiện một phân tử trong một tỷ (ppb) và được chọn lọc rất kỹ. Tính chọn lọc IMS có thể được tăng cường hơn nữa khi sử dụng FAIMS. FAIMS có thể hoạt động trong môi trường có mức nhiễu cao được điều chỉnh tối thiểu đối với điều kiện vận hành [21]. IMS không phá hủy và chỉ yêu cầu một mẫu rất nhỏ nếu một phương pháp định lượng yêu cầu xét nghiệm nguy hại. Việc xác định rất nhanh và có thể được thực hiện trong vài giây ngay cả đối với một mẫu phức tạp.

Phương pháp dễ sử dụng ra sao?

Các công cụ IMS không yêu cầu đào tạo người sử dụng. Chúng có thể được sử dụng để phân tích mẫu nhanh. Việc xác định yêu cầu cơ sở dữ liệu của các phân tử đã biết để so sánh với mẫu. Quá trình xây dựng một cơ sở dữ liệu yêu cầu đào tạo một nhà hóa học sử dụng với kỹ thuật hoặc một tiêu chuẩn. Khi được xây dựng, cơ sở dữ liệu có thể được tham chiếu từ bất kỳ công cụ nào mà không cần trợ giúp kỹ thuật bổ sung [22]. Định lượng là có thể khi sử dụng các tiêu chuẩn nội bộ hoặc các phương pháp có sẵn. IMS thường xuyên được các cơ quan thực thi pháp luật sử dụng tại các sân bay để phát hiện chất ma tuý và chất nổ. Bảo dưỡng tối thiểu, dễ sử dụng bởi nhân viên không có kỹ thuật, chi phí thấp, xác định nhanh và chính xác, chi phí tiêu dùng rất thấp và phương pháp luận phát triển làm cho IMS trở thành lựa chọn tốt nhất để nhận dạng thuốc.

3.3.    Quang phổ hồng ngoại

Phương pháp hoạt động?

Quang phổ hồng ngoại (IR) là một phương pháp phân biệt cao và dựa trên phép đo lượng bức xạ hồng ngoại được dựa trên bức xạ điện từ được phát ra hay bị hấp thụ từ mẫu. Dựa vào đặc tính của bức xạ phát ra hay hấp thụ và cường độ của chúng mà người ta có thể định tính hay định lượng thành phần các chất có trong mẫu. Sự hấp thụ quang phổ bằng cách truyền bức xạ hồng ngoại qua mẫu và xác định lượng phóng xạ tới (bức xạ thực sự chạm vào phân tử thay vì đi qua) được hấp thụ ở mỗi tần số IR [23].

Giải thích quang phổ cho phép xác định các nhóm chức năng phân tử. Quang phổ IR của một hợp chất phân tử tinh khiết cung cấp một dấu vân tay đặc biệt có thể dễ dàng phân biệt với mẫu hấp thụ IR của các hợp chất khác, bao gồm các hợp chất có cùng công thức hóa học, nhưng sắp xếp khác nhau của nguyên tử trong phân tử (được gọi là đồng phân) [23]. Một lợi thế của kỹ thuật IR là hầu như tất cả các hợp chất đều có chế độ rung động IR và do đó có thể xác định cả về chất lượng và định lượng. Tuy nhiên, phân tích định lượng có thể gây ra vấn đề với các mẫu và hỗn hợp chưa biết. Hầu hết các tài liệu mô tả các phương pháp định lượng tương đối đơn giản được thực hiện trong nghiên cứu dược phẩm với các tiêu chuẩn, phương pháp được kiểm soát. Trong khi định lượng các chất chưa biết về mặt kỹ thuật, thực tế theo từng trường hợp cụ thể và là một quá trình mất thời gian thường được các kỹ thuật viên và nhà hóa học trình độ cao trong các phòng thí nghiệm pháp y thực hiện. Những tiến bộ gần đây trong công nghệ IR đã cho phép phát triển các thiết bị IR di động.

Các chất có thể được phát hiện và xác định chính xác đến mức nào?

Khi phổ tham chiếu có sẵn, hầu hết các hợp chất có thể được xác định rõ ràng dựa trên phổ IR của chúng. Thuốc được xác định thông qua cơ sở dữ liệu có thể tìm thấy (ví dụ: http://webbook.nist.gov/). IR không thể phân biệt các chất đồng phân (tương tự như MS) [24], Theo SWGDRUG [24], IR có thể tạo ra thông tin đủ khả năng cung cấp chọn lọc dẫn đến khả năng phân biệt cao nhất. IR có thể phân biệt giữa các chất diastereome (như pseudoephedrine và ephedrine) và các dạng thuốc mạnh và nguyên chất/axit và muối. Các dạng thuốc mạnh và nguyên chất/axit và muối đề cập đến sự khác biệt về tính chất vật lý có thể làm thay đổi ứng dụng của chất. Thuốc mạnh và nguyên chất thường dễ bay hơi hơn và thường có điểm sôi thấp hơn, cho phép chất được hút. Dạng muối thường ổn định hơn và có khuynh hướng kết tinh và hòa tan trong nước, cho phép uống, hít hơi (hít qua mũi) hoặc tiêm. Một ví dụ phổ biến là crack cocaine (thuốc mạnh và nguyên chất) và cocaine (muối). Thực tế, chúng là cùng một loại thuốc (cocaine), và tác động thực tế trên cơ thể là như nhau, nhưng do sự hấp thụ và liều lượng khác nhau dựa trên phương pháp sử dụng, có thể quan sát phổ phản ứng khác nhau đối với từng loại thuốc. Một trong những lợi ích đáng chú ý của quang phổ IR là không cần phá hủy mẫu được cung cấp - cân nhắc khi làm việc với thuốc và những người sử dụng thuốc. Đồng thời, nó chỉ đòi hỏi một cỡ mẫu rất nhỏ trong phạm vi miligam hoặc nhỏ hơn. Ngoài ra, các mẫu có thể được nghiên cứu ở hầu hết trạng thái vật lý (chủ yếu là chất rắn hoặc chất lỏng). Can thiệp thường xảy ra và gây khó khăn trong việc nhận dạng.

Phương pháp dễ sử dụng ra sao?

Trình độ chuyên môn cần thiết để sử dụng công nghệ này thay đổi tùy theo thiết bị. Có các thiết bị IR di động trên thị trường đã được tối ưu hóa cho trình độ kiến thức từ cơ bản đến trung cấp, ví dụ cho nhân viên sử dụng. Các thiết bị này có thể phân tích phổ thu được và tìm kiếm cơ sở dữ liệu nội bộ để hiển thị các chất hoặc chất được xác định trong hỗn hợp (với nồng độ nhất định, dựa trên thông số kỹ thuật của một thiết bị cụ thể). Đây được coi là thử nghiệm giả định hoặc định tính ở chỗ, nó chỉ có thể phân tích chính xác các thành phần của một chất hoặc hỗn hợp và đôi khi đưa ra một phân tích bán định lượng (tức là, xếp thứ tự ít nhất trong hỗn hợp). Để định lượng (phần trăm khối lượng theo tổng trọng lượng hỗn hợp), Sorak et al. đã chỉ ra rằng một số thiết bị IR di động có thể được sử dụng để phân tích định lượng sai số thấp [25]; mặc dù để giải thích phổ thu được trong các thiết bị này theo một cách định lượng, cần phải có kiến thức nâng cao về trình độ chuyên môn vì các thiết bị này không thực hiện nhiệm vụ đó cho người dùng. Nhiều thiết bị IR khác cũng đòi hỏi có một trình độ hiểu biết tối thiểu trung bình và một số yêu cầu nâng cao kiến thức chuyên môn để phân tích và định lượng chính xác các chất (bao gồm cả hoạt động của thiết bị và tìm kiếm cơ sở dữ liệu). Chi phí thiết bị hồng ngoại có thể ở bất cứ đâu từ mức thấp hàng nghìn đến 60.000 đô la Mỹ trở lên.

3.4.    Quang phổ Raman

Phương pháp hoạt động ?

Quang phổ Raman (RS) là một kỹ thuật quang phổ dựa trên sự tán xạ không đàn hồi sau khi nó tương tác với vật chất. Sự tương tác của bức xạ tới với các phân tử của chất tạo ra thông tin dao động phổ [26], Kỹ thuật này liên quan đến việc chiếu tia laser lên mẫu và phát hiện ánh sáng tán xạ. Một lượng nhỏ ánh sáng tán xạ được dịch chuyển năng lượng từ tần số laser do tương tác điện từ và phân tử trong mẫu [26], Phác họa cường độ của ánh sáng thay đổi so với tần số cho phổ Raman của mẫu. Một bước đột phá thú vị trong công nghệ này là phát triển các thiết bị đo phổ Raman cầm tay.Trong các thiết bị này, đáng chú ý nhất là thiết bị TruNarc của Thermo Fisher Scientific, đã được tối ưu hóa nhằm phát hiện lạm dụng thuốc với hành động “điểm và bắn” đơn giản. Các thiết bị này cũng tìm kiếm cơ sở dữ liệu và cung cấp cho người dùng thông tin rõ ràng về những chất được phát hiện.

Các chất có thể được phát hiện và xác định chính xác đến mức nào?

Hầu như bất kỳ loại thuốc nào cũng có thể được xác định bằng quang phổ Raman. Nó có thể được sử dụng để xác định các thành phần hoạt chất dược phẩm (API) cũng như các phân tử có cùng công thức hóa học nhưng có sự sắp xếp phân tử và dưới nhiều hình dạng khác nhau. Điều này rất quan trọng vì nhiều chất thần kinh mới đang nổi lên là đồng phân, dẫn xuất và tương tự như nhiều loại ma túy kinh điển. Có thể phân biệt giữa sự khác biệt nhỏ trong cấu trúc vật lý hoặc hóa học hỗ trợ rất nhiều trong việc xác định rõ ràng. Quang phổ Raman di động thậm chí đã được báo cáo có thể phát hiện ra thuốc kích dục rohypnol (flunitrazepam) trong đồ uống bị tăng vọt [27].

Quang phổ Raman có thể gặp khó khăn trong việc xác định các chất thể hiện huỳnh quang mạnh. Những chất này thường là chất ma tuý thực vật như heroin. Tuy nhiên, với việc chuẩn bị mẫu thích hợp, nó có thể phân tích ngay cả những chất này. Thiết bị quang phổ TruNarc Raman đã được chứng minh là có mức độ tương đồng rất cao với kết quả xét nghiệm (MS) đối với cocaine, heroin và metham- phetamine. Kết quả không chính xác thường liên quan đến các chất cấm hiện diện ở tỷ lệ phần trăm cực thấp của toàn bộ chất hỗn hợp. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng, cocaine có thể được phát hiện ở nồng độ thấp đến 5% khi cocain được cắt bằng sorbitol [28], Những chất khác đã được phát hiện dư lượng amphetamine (milli - microgram) [29], cần phải lưu ý đặc biệt rằng công nghệ này (TruNarc bởi Thermo Fisher Scientific) không cung cấp dữ liệu định lượng trong hoạt động nhận dạng “điểm và bắn”, mặc dù nó cung cấp thử nghiệm định tính rất chính xác và cực kỳ dễ sử dụng. Kỹ thuật Raman nói chung có thể xác định và định lượng (tùy thuộc vào thiết bị) một loạt các loại thuốc cấm, ngay cả trong sự hiện diện của các chất gây ô nhiễm và chất pha trộn [26], Do có nhiều chất được sử dụng để “cắt” các loại thuốc cấm, tính năng này là một tính năng quan trọng.

RS kiểm tra nhanh chóng và không phá hủy, không cần thuốc thử hóa học, có thể phát hiện các chất riêng biệt trong hỗn hợp, không bị ảnh hưởng bởi nước hoặc độ ẩm, và quan trọng là có thể phát hiện các chất thông qua bao bì trong suốt (chẳng hạn như túi nhựa và hộp thủy tinh). Chuẩn bị mẫu ít hoặc không cần thiết, mặc dù cần chuẩn bị mẫu cho các chất có độ huỳnh quang cao (bao gồm một số chất cắt). RS là lý tưởng cho cả hai loài hữu cơ, vô cơ và có thể sử dụng cho cả phân tích định tính và định lượng. Do sự tương đồng với IR (phát hiện các dạng chuyển động phân tử để xác định), Raman có các vấn đề tương tự với phân tích định lượng. Trong khi phân tích định lượng hoàn toàn có thể được thực hiện với quang phổ Raman, phương pháp này có thể là quá trình phức tạp hơn nhiều mà không thể thiết lập giảm thiểu nguy hại. Do khó khăn trong việc phân tích định lượng một cách nhanh chóng và dễ dàng trên nhiều mẫu chưa được biết, vấn đề quan trọng là sử dụng các thiết bị cầm tay di động được thiết kế đặc biệt để phát hiện các loại ma túy. Kết quả định tính có thể thu được trong một vài giây đến vài phút.

Chi phí của một chiếc RS có thể chênh lệch rất nhiều (từ mức thấp hàng ngàn đô la Mỹ đến hơn 50.000 đô la Mỹ). Giống như tất cả các thiết bị trước đây, quan trọng là lựa chọn công cụ thích hợp. Kiến thức nâng cao là bắt buộc đối với việc sử dụng các thiết bị không được tối ưu hóa cho thử nghiệm thuốc.

Phương pháp dễ sử dụng ra sao?

Trình độ chuyên môn cần thiết để sử dụng công nghệ này thay đổi tùy theo thiết bị, tương tự như IR. Một số phổ kế Raman đã được tối ưu hóa cho hành động “điểm và bắn”, đưa ra cách giải thích rõ ràng / đọc lại (các) chất được phân tích, và do đó, chỉ yêu chuyên môn cơ bản đến trung cấp để phân tích giả định. Các yêu cầu để phân tích định lượng cho phổ kế Raman “điểm và bắn” di động tương tự như IR. Sorak et al. cũng đã chỉ ra rằng một số phổ kế Raman xách tay có thể cung cấp phân tích định lượng đến độ chính xác cao [25], Các thiết bị đặc biệt khác hoặc các thiết bị cụ thể trong phòng thí nghiệm thường không đơn giản và có thể yêu cầu tìm kiếm cơ sở dữ liệu và giải thích kết quả. Việc này cần thiết nâng cao trình độ chuyên môn đến trung cấp, cao cấp hoặc chuyên gia, tùy thuộc vào thiết bị được chọn.

THANH BÌNH dịch
Nguồn: Thư viện Y khoa Quốc gia Hoa Kỳ (còn nữa)
Tạp chí Thử nghiệm Ngày nay số 10 tháng 08/2018.