Nghiên cứu LC-MS/MS: Xác định ma túy Opiat và đánh giá dịch tễ học từ nước thải tại Hà Nội

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

1. ĐẶT VẤN ĐỀ

2. TỔNG QUAN VỀ MA TUÝ

2.1. Định nghĩa

2.2. Phân loại ma túy

2.2.1. Phân loại theo nguồn gốc

2.2.2. Phân loại theo tác động lên thần kinh trung ương

2.2.2.1. Nhóm gây ức chế hệ thần kinh trung ương

2.2.2.2. Nhóm gây kích thích thần kinh trung ương

2.2.2.3. Nhóm gây ảo giác

2.3. Một số ma túy và chất chuyển hoá nghiên cứu

2.3.1. Heroin (HER)

2.3.1.1. Công thức hóa học

2.3.1.2. Tính chất vật lý

2.3.1.3. Cơ chế tác dụng

2.3.1.4. Chất gốc và quá trình chuyển hoá tạo morphin

2.3.2. Cocain (COC)

2.3.2.1. Công thức hóa học

2.3.2.2. Tính chất vật lý

2.3.2.3. Cơ chế tác dụng

2.3.2.4. Chất gốc và quá trình chuyển hoá tạo benzoylecgonin

2.3.3. Codein (COD)

2.3.3.1. Công thức hóa học

2.3.3.2. Tính chất vật lý

2.3.3.3. Cơ chế tác dụng

2.3.3.4. Chất gốc và quá trình chuyển hóa tạo Morphin

2.3.4. Morphin (MOR)

2.3.4.1. Công thức hóa học

2.3.4.2. Tính chất vật lý

2.3.4.3. Cơ chế tác dụng

2.3.4.4. Quá trình chuyển hóa của Morphin

2.3.5. Benzoylecgonin (BEN)

2.3.5.1. Công thức hóa học

2.3.5.2. Tính chất vật lý

2.3.5.3. Chất gốc và quá trình chuyển hóa tạo BEN

2.4. Tình hình sử dụng ma túy ở Việt Nam

2.5. Tổng quan về phương pháp phân tích dư lượng ma túy và chất chuyển hóa của nó có trong nước thải

2.5.1. Phương pháp xử lý mẫu

3. ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP ƯỚC TÍNH MỨC ĐỘ TIÊU THỤ MỘT SỐ MA TÚY NHÓM OPIAT

3.1. Nguyên vật liệu, thiết bị và đối tượng nghiên cứu

3.1.1. Đối tượng nghiên cứu

3.1.2. Hoá chất và chất chuẩn. Máy móc – trang thiết bị

3.2. Phương pháp nghiên cứu

3.3. Xây dựng và thẩm định các phương pháp định lượng dư lượng một số ma túy trong nước thải bằng LC-MS/MS

3.3.1. Ứng dụng phương pháp để đánh giá dư lượng ma túy trong nước thải

3.4. Phương pháp ước tính mức độ tiêu thụ một số ma túy nhóm opiat

4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

4.1. Xây dựng phương pháp phân tích. Tối ưu hóa điều kiện khối phổ

4.2. Khảo sát điều kiện sắc ký

4.3. Xây dựng phương pháp xử lý mẫu

4.4. Thẩm định phương pháp phân tích

4.4.1. Độ thích hợp hệ thống

4.4.2. Giới hạn định lượng

4.5. Ước tính mức độ tiêu thụ một số ma túy nhóm opiat theo các mùa trong năm bằng phương pháp WBE

4.5.1. Thu thập mẫu

4.5.2. Sự xuất hiện của dấu ấn sinh học trong nước thải

4.5.3. Mức độ tiêu thụ một số ma túy nhóm opiat theo mùa

4.6. Bàn luận về phương pháp xử lý mẫu và phân tích ma túy trong nước thải

4.7. Bàn luận về phương pháp dịch tễ học dựa trên phân tích nước thải WBE

5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Tổng quan về LC MS MS và ứng dụng phân tích Opiat

Phương pháp LC-MS/MS (Sắc ký lỏng ghép khối phổ hai lần) đang ngày càng khẳng định vai trò quan trọng trong phân tích định lượng các chất có nồng độ cực thấp trong các nền mẫu phức tạp. Trong lĩnh vực giám sát và đánh giá dịch tễ học ma túy, LC-MS/MS được sử dụng để xác định chính xác nồng độ các chất ma túy và chất chuyển hóa của chúng trong các mẫu nước thải. Khả năng phân tích nhanh, độ nhạy cao và độ đặc hiệu vượt trội giúp LC-MS/MS trở thành công cụ đắc lực trong việc đánh giá mức độ sử dụng ma túy trong cộng đồng. Nghiên cứu này tập trung vào việc áp dụng LC-MS/MS để xác định ma túy Opiat và đánh giá dịch tễ học tại Hà Nội. Theo Luật Phòng, chống ma tuý số 73/2021/QH14 của Việt Nam, chất ma túy là các chất gây nghiện, chất hướng thần được quy định trong danh mục chất ma túy do Chính phủ ban hành.

1.1. Giới thiệu chung về phương pháp phân tích LC MS MS

Sắc ký lỏng ghép khối phổ hai lần (LC-MS/MS) là kỹ thuật phân tích hiện đại, kết hợp khả năng tách chất của sắc ký lỏng (LC) và khả năng định danh, định lượng của khối phổ (MS/MS). Mẫu được tách thành các thành phần riêng biệt trên cột sắc ký, sau đó được ion hóa và phân tích khối lượng để xác định chính xác từng chất. LC-MS/MS cho phép phát hiện các chất với độ nhạy cao, ngay cả khi chúng có nồng độ rất thấp trong mẫu. Kỹ thuật này ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong phân tích môi trường và dược phẩm. Điều quan trọng cần có một phương pháp có độ chính xác và độ nhạy cao. Hướng nghiên cứu về WBE là một hướng nghiên cứu mới ở Việt Nam đã được triển khai gần đây.

1.2. Ứng dụng LC MS MS trong phân tích dư lượng ma túy

Trong lĩnh vực kiểm soát ma túy, LC-MS/MS đóng vai trò quan trọng trong việc xác định và định lượng các chất ma túy, chất chuyển hóa của chúng trong nhiều loại mẫu, bao gồm mẫu máu, nước tiểu và nước thải. Phân tích nước thải bằng LC-MS/MS cung cấp thông tin quan trọng về mức độ sử dụng ma túy trong cộng đồng, giúp các nhà quản lý và hoạch định chính sách đưa ra các quyết định phù hợp. Phương pháp LC-MS/MS để xác định Opiat có độ chính xác cao. Opiat có công thức phân tử là C21H23NO5, khối lượng phân tử là 369,4 g/mol.

II. Thách thức giám sát Opiat và vai trò phân tích nước thải

Tình hình sử dụng trái phép các chất ma túy, đặc biệt là nhóm Opiat, đang diễn biến phức tạp tại nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Việc giám sát và kiểm soát tình hình này đòi hỏi các phương pháp hiệu quả và đáng tin cậy. Phân tích nước thải để xác định ma túy là một phương pháp tiếp cận đầy tiềm năng, cung cấp bức tranh tổng quan về mức độ sử dụng ma túy trong cộng đồng. Các hoạt động sản xuất, mua bán, vận chuyển từ các nước vào khu vực giáp biên giới Việt Nam như Lào, sau đó "tuồn" vào Việt Nam để vận chuyển đi nước thứ ba tiêu thụ. Theo báo cáo của Cơ quan phòng chống Ma túy và Tội phạm Liên hợp quốc (UNODC) số lượng thuốc ma túy bị bắt giữ ở Việt Nam tăng mạnh trong giai đoạn năm 2018 đến 2020, sau năm 2020 do tình hình Covid-19 diễn ra phức tạp nên số lượng ma túy giảm đến năm 2022 [33].

2.1. Vấn đề sử dụng Opiat và ảnh hưởng đến cộng đồng

Opiat là nhóm các chất ma túy có nguồn gốc từ cây thuốc phiện hoặc được tổng hợp tương tự, có tác dụng giảm đau và gây nghiện mạnh. Việc sử dụng Opiat trái phép gây ra nhiều hệ lụy cho sức khỏe cá nhân, an ninh trật tự xã hội và sự phát triển kinh tế. Để xây dựng được các chính sách y tế công cộng nhằm bảo vệ người dân khỏi tình trạng lạm dụng ma túy điều quan trọng là phải thống kê được kịp thời và chính xác về tỷ lệ sử dụng các loại thuốc trên trong cộng đồng [12].

2.2. Ưu điểm và hạn chế của phương pháp dịch tễ học nước thải

Phương pháp dịch tễ học nước thải (WBE) dựa trên việc phân tích các chất thải trong nước thải để ước tính mức độ sử dụng các chất đó trong cộng đồng. WBE có ưu điểm là cung cấp thông tin nhanh chóng, khách quan và bao quát về tình hình sử dụng ma túy, không phụ thuộc vào các báo cáo tự nguyện hoặc các hệ thống giám sát truyền thống. Tuy nhiên, WBE cũng có một số hạn chế, chẳng hạn như khó khăn trong việc xác định nguồn gốc của các chất ma túy và sự ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến kết quả phân tích.

2.3. Tổng quan về phương pháp phân tích dư lượng ma túy trong nước thải

Trong phân tích các mẫu môi trường như nước thải luôn gặp khó khăn do sự ảnh hưởng của nhiều thành phần tạp chất và nồng độ chất cần phân tích thường rất nhỏ. Chính vì vậy, mục tiêu của quá trình xử lý mẫu là loại bỏ các chất gây nhiễu và làm giàu chất cần phân tích. Phương pháp xử lý mẫu phổ biến nhất hiện nay là chiết pha rắn (Solid Phase Extraction- SPE).

III. Phương pháp LC MS MS Xác định Opiat trong nước thải Hà Nội

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp LC-MS/MS để xác định và định lượng các chất Opiat và chất chuyển hóa của chúng trong các mẫu nước thải thu thập tại Hà Nội. Các mẫu nước thải được xử lý để loại bỏ tạp chất và làm giàu các chất cần phân tích trước khi được đưa vào máy LC-MS/MS để phân tích. Phương pháp này cho phép xác định chính xác nồng độ của từng chất Opiat trong mẫu nước thải.

3.1. Quy trình lấy mẫu và xử lý mẫu nước thải

Quá trình lấy mẫu nước thải cần tuân thủ các quy trình nghiêm ngặt để đảm bảo tính đại diện và tránh nhiễm bẩn. Các mẫu nước thải được thu thập tại các điểm khác nhau trong hệ thống thoát nước thải của Hà Nội và được bảo quản ở nhiệt độ thấp để ngăn chặn sự phân hủy của các chất Opiat. Sau khi thu thập, các mẫu nước thải được xử lý bằng các phương pháp chiết tách và làm sạch để loại bỏ các tạp chất và làm giàu các chất cần phân tích. Hiện nay, phương pháp xử lý mẫu phổ biến nhất hiện nay là chiết pha rắn (Solid Phase Extraction- SPE).

3.2. Tối ưu hóa điều kiện phân tích LC MS MS cho Opiat

Để đạt được độ nhạy và độ chính xác cao trong phân tích LC-MS/MS, cần tối ưu hóa các điều kiện phân tích, bao gồm lựa chọn cột sắc ký phù hợp, thiết lập các thông số khối phổ tối ưu và sử dụng các chất chuẩn nội thích hợp. Việc tối ưu hóa này đảm bảo rằng các chất Opiat được tách ra một cách hiệu quả và được phát hiện với độ nhạy cao nhất. Cần tối ưu hóa các điều kiện phân tích, bao gồm lựa chọn cột sắc ký phù hợp, thiết lập các thông số khối phổ tối ưu và sử dụng các chất chuẩn nội thích hợp.

IV. Đánh giá dịch tễ học sử dụng LC MS MS Kết quả tại Hà Nội

Dữ liệu thu thập được từ phân tích LC-MS/MS các mẫu nước thải tại Hà Nội được sử dụng để ước tính mức độ sử dụng các chất Opiat trong cộng đồng. Các kết quả này cung cấp thông tin quan trọng về tình hình sử dụng ma túy tại Hà Nội, giúp các nhà quản lý và hoạch định chính sách đưa ra các biện pháp can thiệp phù hợp. Kết quả này cũng cho thấy việc đánh giá dư lượng ma túy sử dụng có sự khác biệt giữa các mùa trong năm do có sự thay đổi về yếu tố môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng) mà các nghiên cứu trước đây chưa đánh giá được sự khác biệt này.

4.1. Ước tính mức độ sử dụng Opiat dựa trên dữ liệu nước thải

Việc ước tính mức độ sử dụng Opiat dựa trên dữ liệu nước thải đòi hỏi việc sử dụng các mô hình toán học phức tạp, có tính đến các yếu tố như lưu lượng nước thải, dân số và tỷ lệ bài tiết của các chất Opiat. Các mô hình này cho phép chuyển đổi nồng độ các chất Opiat trong nước thải thành ước tính về mức độ sử dụng ma túy trong cộng đồng. Mức độ tiêu thụ của các chất gây nghiện trong cộng đồng dựa vào nồng độ các chất chuyển hoá của chúng trong nước thải, hệ số thải trừ, lưu lượng xả thải và dân số của khu vực khảo sát.

4.2. Phân tích xu hướng sử dụng Opiat theo thời gian và địa điểm

Dữ liệu thu thập được từ phân tích nước thải có thể được sử dụng để theo dõi xu hướng sử dụng Opiat theo thời gian và địa điểm. Phân tích này cho phép xác định các khu vực có mức độ sử dụng Opiat cao hơn và theo dõi sự thay đổi trong xu hướng sử dụng ma túy theo thời gian. Phương pháp dịch tễ học nước thải (Wastewater-Based Epidemiology) đã và đang được nghiên cứu và áp dụng rộng rãi trên thế giới nhằm cung cấp thông tin về việc tiêu thụ hoặc phơi nhiễm với các hóa chất bao gồm thuốc, sản phẩm chăm sóc sức khỏe, ma túy, rượu và thuốc lá.

V. LC MS MS và dịch tễ học nước thải Triển vọng tương lai

Nghiên cứu này chứng minh tiềm năng của phương pháp LC-MS/MS kết hợp với dịch tễ học nước thải trong việc giám sát và đánh giá tình hình sử dụng ma túy trong cộng đồng. Trong tương lai, phương pháp này có thể được sử dụng để đánh giá hiệu quả của các biện pháp can thiệp phòng chống ma túy và để phát hiện sớm các xu hướng sử dụng ma túy mới.

5.1. Ứng dụng LC MS MS trong giám sát sức khỏe cộng đồng

Ngoài việc giám sát ma túy, LC-MS/MS còn có thể được sử dụng để giám sát các chất khác trong nước thải, chẳng hạn như các chất ô nhiễm môi trường, các chất dược phẩm và các chất chỉ thị sinh học. Điều này cho phép giám sát sức khỏe cộng đồng một cách toàn diện và hiệu quả.

5.2. Phát triển các phương pháp phân tích LC MS MS mới

Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục phát triển các phương pháp phân tích LC-MS/MS mới để nâng cao độ nhạy, độ chính xác và tốc độ phân tích. Các phương pháp này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về tình hình sử dụng ma túy và các vấn đề sức khỏe cộng đồng khác.

Xác định nồng độ một số ma tuý nhóm Opiat và chất chuyển hóa của nó trong nước thải bằng LC-MS/MS và bước đầu đánh giá dịch tễ học dựa trên phân tích nước thải