Atık su bazlı epidemiyolojik çalışmalarda yasal ve yasadışı madde analizlerine yönelik optimum koşullarının belirlenmesi
Determination of optimum conditions for legal and illegal substance analysis in wastewater-based epidemiological studies
Yazar: DUYGU YEŞİM OVAT
Danışman: PROF. DR. SERAP ANNETTE AKGÜR
Ege Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Madde Bağımlılığı Ana Bilim Dalı / Madde Bağımlılığı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Adli Tıp = Forensic Medicine ; Kimya = Chemistry

Özet:
Avrupa Birliği Madde Ajansı (European Union Drugs Agency, EUDA), madde kullanım eğilimlerine ilişkin geleneksel veri toplama yöntemleri dışında topluma yönelik somut laboratuvar verileri sunabilmesi avantajları nedeni ile Atık Su Bazlı Epidemiyolojisi  (Wastewater Based Epidemiology, WBE) çalışmaları yeni ve yenilikçi madde izleme yaklaşımı olarak adlandırarak bu yaklaşımla yapılan çalışmalara ihtiyaç olduğunu duyurmuştur. Bu tez çalışmasının amacı halihazırda mevcut sayısız analitik tekniğe alternatif sunmaktan ziyade, bu alanda yapılan çalışmaların belirsiz ve üzerinde durulmayan, ancak analiz sonucunda önemli fark yaratabilecek olan unsurları tamamlayabilmektir. Çalışmada; öncelikle psikoaktif maddelerden amfetamin, benzoilekgonin, kodein, kokain, kotinin, morfin, nikotin, pregabalin, 3-OH Kotinin, 3,4-Metilendioksiamfetamin (MDA), 3,4-metilenedioksi-N-metilamfetamin (MDMA), 11-nor-Δ9-Tetrahydrocannabinol-9 karboksilik asit, 4-fluoro MDMB-BUTICA, ADB-BUTINACA ve MDMB-4en-PINACA'nın sularda analizine yönelik stabilite faktörlerinden pH ve sıcaklık faktörlerinin seçilen maddelere etkisinin zamana bağlı olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Tez çalışmasının ikinci aşamasında ektraksiyon yönteminde analize etki edebilecek faktörlerden SPE kartuş seçimi, çözücü seçimi ve numunelerin ekstraksiyon öncesi ve sonrası filtrasyonun analiz sonucuna etkisi incelenmiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde; sentetik maddelerin sularda analizinde uygulanan SPE prosedüründe  analiz öncesi numunelerin asidifikasyonu, MCX kartuş kullanılması ve uçurulan elüsyonların %100 asetonitril içinde geri çözülerek LC-MS/MS'e enjekte edilmesi maddelerin analiz sonuçlarının olması gereken gerikazanım aralığında elde edilmesinde önemli fark yaratacağı görülmüştür. SPE prosedürü öncesi numunelerin cam microfiber filtreden geçirilmesinin sentetik maddeler için anlamlı bir kayıp yaratmadığı da tespit edilmiştir. Klasik maddelerin analizinde ise metamfetamin ve benzoilekgonin hariç Bond Elute SPE kartuş ile yapılan çalışmalarda geri kazanımlar HLB sorbent içeren denemelere göre %17.24 daha yüksek elde edilmiştir. SPE prosedürü sonrasında analitlerin geri çözülerek LC-MS/MS'e enjekte edilmesinde kullanılan çözücülerin geri kazanımları arttırmada önemli bir fark yaratmadığı görülmüştür. Ancak örneklerin LC-MS/MS analizi öncesinde mikrofiltreden geçirmenin analiz sonuçlarına etki edebilecek düzeyde bir analit kaybı yaratabileceği ve bu nedenle bu belirsizliğin hesaplamalarda dikkat edilmesi gerektiği saptanmıştır. Bu tez çalışması ile atıksularda madde analizlerine azaltıcı ya da arttırıcı yönde etkisi olan koşulların tanımlanması ve analizlerin optimum koşullarda gerçekleştirilmesi için veriler değerlendirilmiştir.

Abstract:
The European Union Drugs Agency (EUDA) has called Wastewater Based Epidemiology (WBE) studies as a new and innovative drug monitoring approach due to the advantages of providing concrete laboratory data for the community other than traditional data collection methods on substance use trends and announced the need for studies conducted with this approach. The aim of this thesis is not to provide an alternative to the numerous analytical techniques already available, but rather to complement the obscure and under-emphasized aspects of the work done in this field, which could make a considerable difference in the outcome of the analysis. In this study, the psychoactive substance -amphetamine, benzoylecgonine, codeine, cocaine, cotinine, morphine, nicotine, pregabalin, 3-OH-Cotinine, 3,4-Methylenedioxyamphetamine (MDA), 3,4-methylenedioxy-N-methylamphetamine (MDMA), 11-nor-Δ9-Tetrahydrocannabinol-9-carboxylic acid, 4-fluoro MDMB-BUTICA, ADB-BUTINACA and MDMB-4en-PINACA were analyzed in water in order to investigate the effect of pH and temperature factors on the selected substances depending on time. In the second stage of the thesis study, the effects of SPE cartridge selection, solvent selection and pre- and post-extraction filtration of water samples on the analysis results were examined. According to the results, acidification of the samples before analysis, use of MCX cartridges and injection of the elutions back into LC-MS/MS by dissolving them in 100% ACN in the SPE procedure applied in the analysis of synthetic substances in water will make a considerable difference in obtaining the analysis results of the substances in the range of 80-120%. It was also found that passing the samples through a glass microfiber filter prior to the SPE procedure did not result in significant losses for synthetic substances. In the analysis of classical substances, with the exception of methamphetamine and benzoylecgonine, recoveries were 17.24% higher with the Bond Elute SPE cartridge than with the HLB sorbent. The solvents used to re-dissolve the analytes after the SPE procedure and inject them into LC-MS/MS did not make a noticeable difference in increasing the recoveries. However, it was determined that passing the samples through a microfilter before LC-MS/MS analysis may cause a loss of analyte that may affect the analysis results and therefore this uncertainty should be considered in the calculations. With this thesis study, data were evaluated in order to identify the conditions that have a decreasing or increasing effect on substance analysis in wastewater and to perform the analysis under optimum conditions.