title: Profiling of Selected Drugs of Abuse by Capillary Electrophoresis/Electrospray Ionization-Mass Spectrometry and by Gas Chromatography/Electron Impact Ionization-Mass Spectrometry
title: Materialvergleichsuntersuchungen ausgewählter Rauschgifte mittels Kapillarelektrophorese-Elektrospray-Ionisations- und mittels Gaschromatographie-Elektronenstoß-Ionisations-Massenspektrometrie
Creators: name: Dieckmann, Susanne
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2016
Subjects: Heroin
Rauschgiftmaterialvergleich
Drogenanalytik , Amfetaminderivate , Kapillarelektrophorese-Massenspektrometrie
Enantiomerentrennung , Ecstasy
Metamfetamin
Drug profiling , Gas Chromatography/Mass Spectrometry
Amphetamine type stimulants
Capillary Electrophoresis/Mass Spectrometry
Chiral analysis
GC-MS
Cocain
Chemistry and allied sciences
Chemie

description: 3,4-Methylenedioxymethamphetamine-hydrochloride (MDMA-HCl) is
      typically the main active substance in Ecstasy tablets. In
      this work the influence of different reaction conditions
      (temperature, reaction time, pressure and chemical origin of
      precursor batch) on the organic impurity profiles of MDMA
      resulting from the reductive amination via PtO2/H2 was
      examined. The variation of the reaction temperature as well
      as the change of precursor batch has a large impact on the
      resulting impurity profile. By using the target compounds of
      the internationally applied harmonised profiling GC-MS
      method, an accurate classification of all samples derived
      from the same synthetic route (same reducing agent) was
      prevented due to the impact of the variation of reaction
      temperature or change of the precursor batch on the impurity
      profile. This can lead to misinterpretation of the profiling
      results. Variation of the conditions during the precipitation
      step has also influence on the organic impurity profiles of
      the end product, but less than the influence due to a change
      of the reducing agent. The profiling result strongly depends
      on the selected target compounds. Most of the illicit drugs
      and some adulterants occur as optical isomers with different
      psychotropic activities. Especially for illicit
      methamphetamine and Ephedra alkaloid samples not only the
      enantioselective determination of the active substance but
      also the enantioselective determination of the chiral
      impurities is important for intelligence purposes with
      respect to the discrimination of different production
      batches. Therefore it is important to have a flexible and
      sensitive analytical method for the chiral separation and
      unambiguous identification of drugs and adulterants belonging
      to different families of compounds. In this work a CE-ESI-MS
      method was optimized which allows the chiral identification
      of different drugs, adulterants and impurities. Enantiomeric
      resolution was achieved by adding cyclodextrins to the
      running buffer. With the developed method it was also
      possible to discriminate between different batches of illicit
      methamphetamine samples by comparing their chiral impurities.
      The chiral CE-DAD method, which was described in this work,
      is also suitable for the discrimination between different
      batches of methamphetamine samples by comparing their chiral
      impurities, but this method has less sensitivity and an
      unambiguous identification of the trace components is not
      possible. The identification power and sensitivity of the
      chiral analysis was increased by using CE-ESI-MS. In
      addition, an achiral CE-ESI-MS procedure was optimized for
      the chemical profiling of heroin and cocaine samples. Because
      of its high matrix tolerance, CE is often used for the
      chemical profiling of heroin and cocaine. To obtain higher
      sensitivity and selectivity, capillary electrophoresis
      coupled to mass spectrometry was applied in this work. The
      additives and by-products in several seized heroin and
      cocaine samples were analysed and quantified using this
      CE-ESI-MS-method. It was possible to discriminate between
      different batches of cocaine samples and different batches of
      heroin samples by comparing the additives and by-products. In
      comparison to the GC-MS methods routinely used for the
      chemical profiling of heroin and cocaine, no time consuming
      sample preparation is required when using the CE-ESI-MS
      method. The results of this work show the suitability of
      capillary electrophoresis coupled with mass spectrometry as
      an analysis method for the organic profiling of a wide range
      of drugs of abuse. It was possible to discriminate between
      different batches of illicit drug samples by comparing the
      main active substance as well as the by-products, additives
      and impurities. The analysis method is also suitable for the
      chiral identification of a wide range of drugs and
      adulterants.
description: 3,4-Methylendioxymetamfetamin-Hydrochlorid (MDMA-HCl) ist
      typischerweise der Hauptwirkstoff in Ecstasy-Tabletten. Ein
      Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses
      unterschiedlicher Synthesebedingungen (Reaktionszeit,
      Reaktionsdruck, Reaktionstemperatur und chemischer Ursprung
      der Vorläufersubstanz (Edukt-Charge)) bei der Herstellung von
      MDMA-Hydrochlorid mittels reduktiver Aminierung mit
      Platinoxid/Wasserstoff auf das Spurenverunreinigungsprofil
      des Endproduktes. Das Ergebnis dieser Arbeit zeigt, dass
      sowohl die Änderung der Reaktionstemperatur als auch die
      Verwendung unterschiedlicher Edukt-Chargen einen großen
      Einfluss auf das resultierende Spurenverunreinigungsprofil
      des Endproduktes haben. Bei Verwendung der für die
      international genutzte harmonisierte GC-MS-Methode
      vorgesehenen Targetkomponenten für den Materialvergleich von
      MDMA-Hydrochlorid ist eine präzise Einteilung aller Proben
      nach verwendeter Syntheseroute (unterschiedliche
      Reduktionsmittel) nicht mehr möglich, wenn sich die
      Reaktionstemperatur oder die Edukt-Charge ändert. Dies kann
      zu Missinterpretationen der Ergebnisse beim Materialvergleich
      führen. Auch konnte gezeigt werden, dass Änderungen der
      Fällungsbedingungen ebenfalls einen Einfluss auf die
      organischen Spurenverunreinigungsprofile haben. Dieser ist
      jedoch geringer als der Einfluss durch die Verwendung
      unterschiedlicher Reduktionsmittel. Die resultierenden
      Profilingergebnisse sind sehr stark von der Wahl der
      betrachteten Targetkomponenten abhängig. Ein weiterer
      Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Prüfung der Eignung von
      CE-DAD und CE-ESI-MS für den Materialvergleich verschiedener
      Rauschgifte. Die meisten Rauschgifte sowie einige
      Zusatzstoffe illegaler Rauschgiftzubereitungen liegen als
      optische Isomere mit unterschiedlichen psychotropen
      Aktivitäten vor. Insbesondere bei illegalen
      Metamfetaminzubereitungen kann die enantioselektive
      Bestimmung der aktiven Substanz sowie die enantioselektive
      Bestimmung der chiralen Verunreinigungen Hinweise auf die
      verwendete Syntheseroute und die eingesetzten
      Vorläufersubstanzen geben und sie kann zur Identifizierung
      von Distributionswegen und zum Nachweis von
      Rauschgiftmaterialzusammenhängen herangezogen werden. Somit
      ist die enantioselektive Bestimmung des Rauschgiftes an sich,
      aber auch die enantioselektive Bestimmung der chiralen
      Zusatzstoffe und Verunreinigungen von forensischer Relevanz.
      In dieser Arbeit wurde eine chirale CE-ESI-MS-Methode
      optimiert, welche sich gut für die enantioselektive
      Bestimmung verschiedener Rauschgifte, Zusatzstoffe und
      Verunreinigungen eignet. Enantioselektivität wurde durch
      Zugabe von Cyclodextrinen zum Laufpuffer erreicht. Diese
      CE-ESI-MS-Methode eignet sich ebenfalls für den
      Metamfetamin-Materialvergleich. Es ist möglich,
      unterschiedliche Chargen illegaler Metamfetaminzubereitungen
      zu unterscheiden indem die chiralen Verunreinigungen
      verglichen werden. Das in dieser Arbeit beschriebene chirale
      CE-DAD-Verfahren wurde hier ebenfalls erfolgreich für den
      Materialvergleich von Yaba-Tabletten herangezogen, stieß aber
      im Hinblick auf Empfindlichkeit und Erfassbarkeit der
      Komponenten an seine Grenzen. Eine sichere Identifizierung
      der Spurenverunreinigungen ist nicht möglich. Das
      Analyseverfahren zur Identifizierung chiraler
      Spurenverunreinigungen mittels CE-ESI-MS hat die
      Identifizierungssicherheit und Empfindlichkeit der chiralen
      Analytik erheblich verbessert. Weiterhin wurde in dieser
      Arbeit eine achirale CE-ESI-MS-Methode für den
      Materialvergleich von Heroin- und Kokainproben optimiert.
      Kapillarelektrophorese wird aufgrund der hohen Matrixtoleranz
      häufig als Analysemethode für den Materialvergleich von
      Heroin und Kokain eingesetzt. Hier wurde CE ESI MS aufgrund
      der hohen Empfindlichkeit und Identifizierungssicherheit als
      Analyseverfahren gewählt. Mit der in dieser Arbeit
      verwendeten achiralen CE-ESI-MS-Methode ist es möglich,
      unterschiedliche Chargen von sowohl Heroin- als auch
      Kokainproben durch Vergleich der Peakflächen der relevanten
      Targetkomponenten zu unterscheiden. Hierbei handelt es sich
      um einen Materialvergleich anhand von Nebenkomponenten auf
      Hauptwirkstoffebene sowie anhand von Zusätzen. Die bereits
      mittels GC-basiertem Profilingverfahren festgestellten
      Gruppierungen der Proben konnten nachvollzogen werden. Die
      Ergebnisse dieser Arbeit zeigen die grundsätzliche Eignung
      der Kapillarelektrophorese gekoppelt mit
      massenspektrometrischer Detektion als Analyseverfahren für
      den organischen Materialvergleich von Betäubungsmitteln
      unterschiedlicher Substanzklassen, sowohl auf der Ebene der
      Haupt- und Nebenkomponenten, als auch auf der Ebene der
      Spurenverunreinigungen. Auch ist das Analyseverfahren sehr
      gut für die chirale Identifizierung einer breiten Palette an
      Betäubungsmitteln und Zusätzen geeignet.