ĐẶT VẤN ĐỀ Tệ nạn ma túy là hiểm họa đối với toàn xã hội, gây tác hại cho sức khỏe, là nguyên nhân dẫn đến nhiều loại tội phạm khác. Cùng với sự gia tăng của tệ nạn ma túy thế giới, những năm qua, tệ nạn ma túy nƣớc ta cũng tăng lên. Cần sa và các sản phẩm của cần sa đƣợc trồng, sản xuất và buôn bán bất hợp pháp tại nhiều quốc gia, chiếm 65% tổng số vụ bắt giữ ma túy trên thế giới (1.65 triệu vụ) thu giữ 5200 tấn cây cần sa và 1000 tấn nhựa cần sa năm 2006.Năm 2006, hiện có hơn 160 triệu ngƣời trên thế giới sử dụng cần sa thƣờng xuyên và hiện vẫn có xu hƣớng gia tăng [27]. Những năm gần đây ở Việt Nam, theo thống kê của Bộ Công an năm 2015, tỷ lệ sử dụng cần sa ở nƣớc ta chiếm khoảng 1,6-2% số ngƣời nghiện nhƣng tình hình sử dụng cần sa trong nhóm thanh thiếu niên ngày càng phổ biến hơn.Thời gian gần đây, cần sa lại đƣợc buôn bán dƣới nhiều hình thức: buôn bán công khai qua mạng hay đƣợc trồng trong vƣờn ngay tại các ngôi nhà trong thành phố.
Theo quy định tại Bộ Luật Hình sự Việt Nam 2015, tất cả các mẫu thu giữ nghi là ma túy đều phải giám định. Trong quy trình giám định, hầu hết các phƣơng pháp đều cần dùng đến chất chuẩn. Hoạt chất chính trong cần sa là Δ9-Tetrahydrocannabinol (THC). Chính hoạt chất đó làm cho ngƣời sử dụng cần sa có cảm giác hƣng phấn, tinh thần lên cao; khi dùng liều cao sẽ gây ảo giác; sử dụng lâu dài gây ra rối loạn tâm thần [47].
Để xác định và kết luận giám định là cần sa, ngoài giám định đặc điểm thực vật học, cần phân tích hàm lƣợng THC trong mẫu vật. Đến nay, Trung tâm giám định ma túy, Viện Khoa học hình sự đã thiết lập đƣợc một số chất chuẩn nhƣng chuẩn THC vẫn phải mua ở nƣớc ngoài với giá cao, thủ tục phức tạp và không chủ động trong công tác giám định tƣ pháp. Nhƣ vậy, với nhu cầu thực tiễn đòi hỏi có chất chuẩn phục vụ cho công tác giám định nên chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu chiết xuất, phân lập và tinh chế Δ9-tetrahydrocannabinol từ cây cần sa làm nguyên liệu thiết lập chất chuẩn” với các mục tiêu: 1 - Chiết xuất, phân lập, tinh chế Δ9-tetrahydrocannabinol từ cây cần sa có hàm lƣợng tối thiểu 95% làm nguyên liệu thiết lập chất chuẩn. - Nhận dạng, xác định cấu trúc và xác định tạp liên quan của Δ9- tetrahydrocannabinol tinh chế đƣợc.
- Xây dựng và thẩm định quy trình định lƣợng Δ9-tetrahydrocannabinol trong mẫu tinh chế. 2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1. Tổng quan đối tƣợng nghiên cứu 1. Tên khoa học và đặc điểm thực vật Cây cần sa có tên khoa học là: Canabis sativa, Họ Cần sa (Cannabaceae) [15] ❖ Phân loại theo thực vật học [15] Ngành -Tracheophyta Phân ngành-Pteropsida Lớp-Angiospermae Phân lớp-Vrticales Bộ-Dicotyledoneae Họ -Cannabaceae Chi - Cannabis ❖ Đặc điểm thực vật học Cần sa là một loài cây thân thảo, thân mọc thẳng đứng có thể cao tới 0.2 – 6m nhƣng phổ biến nhất cây cao từ 1 – 3 m [2],[15], [34],.
Chiều cao cây, độ phân nhánh phụ thuộc yếu tố môi trƣờng, di truyền và phƣơng pháp canh tác [12]. Lá cây màu xanh đậm, có răng cƣa, thô ráp cả hai mặt. Cặp lá đầu tiên chỉ có một lá chét, số lƣợng lá chét tăng dần, tối đa là 13 lá chét trên mỗi lá, phụ thuộc vào giống và điều kiện sinh trƣởng.Cặp lá bên dƣới thƣờng mọc đối trong khi cặp lá phía trên mọc so le [41]. Cần sa là loài cây lƣỡng tính hoặc hoa đơn tính khác gốc [3].
Các hoa cái mọc theo chùm gồm một trục chính là hoa lớn và nhánh là các hoa nhỏ. Các hoa đực mọc thành các chùy hoa lỏng lẻo [15]. Cây đực thƣờng cao hơn nhƣng không sum suê bằng cây cái [34]. Hạt cần sa có hình dạng bầu dục và hơi dẹt, màu xanh lục hoặc xám.
Khi chín hạt đổi màu thành nâu nhạt hoặc nâu [34]. Hạt không có nội nhũ, chứa nhiều dầu [3]. Quả có chứa một hạt giống gồm hai lá mầm, phần lớn là chứa các chất dự trữ [12]. 3 ❖ Trồng và thu hoạch cần sa Nếu ngƣời trồng không loại bỏ những cây đực và cây lƣỡng tính (bao gồm cả hoa đực và hoa cái) thì khi hoa đực trƣởng thành sẽ bung túi phấn ra.
Phấn hoa trong tự nhiên theo gió đến với hoa của cây cái. Hoa cái sau khi nhận đƣợc phấn sẽ thụ phấn và tạo hạt đến cuối vụ ngƣời trồng sẽ thu hoạch đƣợc hạt cần sa và những bông hoa nhỏ do hoa tập trung vào thụ phấn mà không phát triển hoa. Trên thế giới hiện nay, cần sa đƣợc trồng theo hai phƣơng thức chính: ngoài trời hoặc trong nhà. Để tăng hàm lƣợng THC trong cây:đối với cần sa trồng ngoài trời thƣờng đƣợc áp dụng kỹ thuật ngăn không cho hoa cái thụ phấn để không tạo hạt; nếu trồng cần sa trong nhà thì kiểm soát các yếu tố: nhiệt độ, pH đất, môi trƣờng (ánh sáng, khí) và kết hợp dùng kỹ thuật nhân giống[43].
Phần lớn những giống cần sa hiện nay có thời điểm thu hoạch vào khoảng tháng 5 hoặc tháng 10 hàng năm. Trên cây cần sa, lá hoa và quả là những phần chính chứa hoạt chất tác dụng lên hệ thần kinh đƣợc gọi là “những phần chứa ma túy”. Khi những bông hoa chuyển thành màu lốm đốm, cánh hoa quăn dần rồi chuyển màu nâu là dấu hiệu báo hiệu đã đến lúc thu hoạch cần sa. Thành phần hóa học trong cần sa Có khoảng 20 nhóm hợp chất trong cây cần sa, trong đó có 3 nhóm hợp chất chính là: Cannabinoids, Flavonoids, Terpenoid [15].
Thành phần Terpenoids và Flavonoids có ảnh hƣởng đến hoạt tính sinh học của nhóm Cannabinoids trong cây cần sa [34]. Tổng quan về nhóm hợp chất Cannabinoids Mechoulam và Gaoni (1967) định nghĩa Cannabinoids là: nhóm các hợp chất 21C có ở hầu hết ở các loài Canabis, bao gồm các dạng: trung tính, acid carboxylic (dạng A, B), các đồng phân và các sản phẩm chuyển hóa của chúng[11], [12]. Cannabinoids là thành phần hoạt tính sinh học chính của cây cần sa [26]. Hầu hết các bộ phận trong cây đều chứa Cannabinoids có nhiều trong lá và hoa nhƣng hạt không có thành phần này [11], [12].
4 Phân loại dựa theo cấu trúc hóa học có thể chia ra thành 10 nhóm: Cannabigerol, Cannabichromene, Cannabidiol, Delta-9-tetrahydrocannabinol, Delta-8-tetracannabinol, Cannabicycol, Cannabielsoin, Cannabinol và cannabinodiol, Cannabitrol và nhóm khác. Trong đó, hợp chất ∆9-Tetrahydrocannabinol (THC) thuộc nhóm Delta-9- tetrahydrocannabiol,có hoạt tính chính trên thần kinh trung ƣơng. Hàm lƣợng THC có trong cây phụ thuộc vào tính di truyền, điều kiện nuôi trồng, khí hậu, đất và số năm trồng [34]. Các bộ phận khác nhau thì hàm lƣợng ∆9-Tetrahydrocannabinol (THC) cũng có sự khác nhau, giảm theo thứ tự: nhựa, hoa, lá và ít có trong rễ, thân.
Trong hoa cái có 10-12% THC, lá có 1-2% THC và thân 0,1-0,3%. THC trong cây có hai dạng chính: dạng acid và dạng trung tính. THCA có thể chuyển hóa thành THC dƣới tác động của nhiệt độ. Trong ngành khoa học hình sự một số thành phần Cannabinoids đƣợc coi là đối tƣợng trong giám định đƣợc trình bày ở bảng 1.1 Các thành phần Cannabinoids có ý nghĩa trong khoa học hình sự Tên hợp chất và công thức Đặc điểm và tính chất - Công thức phân tử: C21H30O2 - Khối lƣợng phân tử: 314,46 g/mol ∆9-Tetrahydrocannabinol - Tên khoa học: THC (6aR)-6,6,9-trimethyl-3-pentyl-6a,7,8,10a- tetrahydrobenzo[c] chromen-1-ol - Thuộc nhóm Delta-9- tetrahydrocannabiol - Là chất bán rắn màu nâu, chất lỏng nhớt, hoặc là chất rắn màu vàng.
- Không tan trong nƣớc (2,8 g/l ở 230C), - Tan tốt trong Ethanol, Chloroform, Hexan. - Nhiệt độ nóng chảy: 155-157°C ở áp suất 0. - Khối lƣợng phân tử: 314.6 - Năng suất quay cực: [α]=-150,5 (dung 5 dịch trong Ethanol). - Phổ hấp thụ UV có 2 cực đại ở 282 nm và 276 nm.
- Dƣợc lý: giảm đau kháng viêm, chống nôn. ∆9-acid tetrahydrocannabinolic THCA - Công thức phân tử: C22H30O4 - Khối lƣợng phân tử: 358 g/mol - Thuộc nhóm Delta-9- tetrahydrocannabiol - Gần nhƣ không tan trong nƣớc, tan tốt trong dung môi ethanol, chloroform, hexan - Dƣợc lý: Kháng khuẩn, kháng sinh Cannabinol, CBN - Công thức phân tử: C21H26O2 - Khối lƣợng phân tử: 310,43 g/mol - Thuộc nhóm Cannabinol và cannabinodiol - Gần nhƣ không tan trong nƣớc, tan tốt trong dung môi ethanol, chloroform, hexan Cannabidiol, CBD - Công thức phân tử: C21H30O2 - Khối lƣợng phân tử: 314,46 g/mol - Thuộc nhóm Cannabinol và cannabinodiol - Gần nhƣ không tan trong nƣớc, tan tốt trong dung môi ethanol, clorofrom, hexan. Cannabigerol, CBG - Công thức: C21H32O2 - Khối lƣợng phân tử: 316,48 g/mol - Thuộc nhóm Cannabicycol 6 Các hợp chất trên có mối quan hệ với nhau thông qua 3 quá trình (hình 1.1) [27]: Quá trình sinh tổng hợp. Quá trình dercarboxyl hóa.
Quá trình thoái hóa nhƣ: oxy hóa, đồng phân hóa hay tác động của ánh sáng. CBGA nhờ các enzyme synthase (THCA, CBDA synthase) tạo thành dạng acid phổ biến trong cây là THCA, CBDA. Các dạng acid này có thể bị decarboxyl hóa thành dạng trung tính dƣới tác động của nhiệt độ, ánh sáng và các yếu tố khác tạo các sản phẩm THC, CBDtƣơng ứng. THC sẽ bị oxy hóa tạo CBN, đồng phân hóa tạo Δ8-Tetrahydrocannabinol (Δ8-THC).
Dựa vào thành phần hóa học đặc trƣng trên chia thành hai loại cần sa sợi và cần sa ma túy [19], [24], [40]. Ngƣời ta phân biệt hai loại cần sa trên dựa vào tỉ lệ hàm lƣợng THC và CBD. Bởi vì THC bị oxy hóa một phần thành CBN, nên tổng diện tích píc của THC và CBN đƣợc sử dụng và đƣợc chia cho diện tích của CBD. [ ] [ ] [ ] [THC]: diện tích pic của THC trên sắc kí đồ [CBN]: diện tích pic của CBN trên sắc kí đồ [CBD]: diện tích pic của CBD trên sắc kí đồ Hệ thống phân loại của Grlic: + X ≥ 1: Cần sa ma túy: hàm lƣợng THC cao, CBD thấp.
+ X ≤ 1: Cần sa lấy sợi (hay đƣợc gọi là cây gai dầu): hàm lƣợng THC thấp, CBD cao. Hiện nay, châu Âu quy định đối với cần sa lấy sợi thì hàm lƣợng THC ≤ 0,2% còn ở Châu Âu và Canada ≤ 0,3%.1 Mối quan hệ các thành phần chính trong cây cần sa [36] 1. Sử dụng cần sa [43] Theo Nghị định 73/2018/NĐ-CP quy định các danh mục chất ma túy và tiền chất thì cần sa và các chế phẩm trong cần sa đều thuộc danh mục các chất ma túy cấm sử dụng dƣới mọi hình thức.Các sản phẩm buôn bán trái phép bao gồm: nhựa cần sa, cây cần sa. 8 Cây cần sa Các bộ phận nụ hoa và các lá gần nụ hoa chứa một lƣợng đáng kể THC và chúng đƣợc gọi là “những bộ phận chứa ma túy”.