Gli scopi della tesi sono: (i) sviluppare un metodo per la quantificazione delle comuni sostanze d’abuso in una matrice non convenzionale, quale la polvere di banconote; (ii) utilizzare una strategia analitica green e quantizzarne la performance nell’ambito dei 12 principi della Chimica Verde; (iii) proporre agli enti preposti al controllo della circolazione delle droghe un metodo oggettivo per stimarne la circolazione in un dato ambito geografico-temporale. Si è utilizzata la tecnica cromatografica HPLC-HRMS. Sono state studiate diverse rampe e con la migliore, è stata costruita una retta di calibrazione su 5 livelli per: Anfetamina, MDA, MDMA, Cocaina e THC utilizzando i corrispondenti isotopologhi come ISTD. La validazione delle rette è stata prodotta mediante il software sviluppato dal gruppo di ricerca di Chimica Analitica Strumentale e Chemiometrica di UNITO. Si è dimostrato che le condizioni di flusso 0.3 mL/min e 30 °C danno la maggiore efficienza. Dal confronto della performance analitica tra etanolo e metanolo e si è osservato che il primo è migliore cromatograficamente, inoltre garantisce un ragguardevole punteggio secondo la metrica AGREE della greenness di 0.83/1.00. Sono stati esplorati tre diversi estraenti (fase mobile all’inizio della corsa cromatografica, etanolo ed acetone) con la procedura in batch, scegliendo di procedere con la fase mobile e con una sola estrazione per tre motivi: (i) miglior compresso fra resa estrattiva e greenness del metodo; (ii) massima compatibilità fra lo stadio pre-analitico e analitico. Si è verificato che anche incrementando il tempo di estrazione, la resa estrattiva non cambia significativamente. Infine, si è deciso di confrontare i risultati ottenuti dalla procedura batch con quelli di un’estrazione in flusso. I risultati evidenziano, in media, una resa estrattiva leggermente minore per il metodo in flusso. I campioni anlizzati sono polveri derivanti da: banconote , abitazione privata , scuola, edicola, tipografia. Data l’assenza di una matrice bianca, si sono confrontati i risultati conseguenti alla fortificazione del mix di standard interni deuterati sul campione reale, prima (“Before”) e dopo (“After”) l’estrazione, per studiare come lo standard deuterato venisse recuperato, assumendo che il suo recupero sia uguale a quello dell’analogo non deuterato. Dai risultati è chiaro che la matrice ha trattenuto una parte dello standard interno deuterato aggiunto prima dell’estrazione, per cui il rapporto delle aree dello standard della cocaina e del suo isotopologo risulta aumentato di quantità proporzionale alla diminuzione della presenza dello standard deuterato nell’estratto. Quindi, bisogna utilizzare i valori di concentrazione dei “Before”, tali risultati sono paragonabili a quelli presenti nella letteratura. Il rapporto fra le concentrazioni di cocaina nell’ “After” e nel “Before” rappresenta dunque la frazione di standard interno deuterato estraibile dalla polvere. Il risultato più importante è che l’unica sostanza presente con concentrazioni superiori al LOD è la cocaina. La maggiore difficoltà è stata la scarsa numerosità dei campioni, data la resistenza delle Banche nel fornirli. L’utilizzo della polvere di banconote si presta anche ad un'analisi “untargeted” che potrebbe garantire informazioni attendibili e preziose sull’esposizione di una certa popolazione alle sostanze stupefacenti, ai farmaci e ad altri residui di attività antropiche.

Sviluppo di un metodo green UHPLC – HRMS per la determinazione di sostanze stupefacenti nella polvere di banconote.

CATINI, CARLO
2022/2023

Abstract

Gli scopi della tesi sono: (i) sviluppare un metodo per la quantificazione delle comuni sostanze d’abuso in una matrice non convenzionale, quale la polvere di banconote; (ii) utilizzare una strategia analitica green e quantizzarne la performance nell’ambito dei 12 principi della Chimica Verde; (iii) proporre agli enti preposti al controllo della circolazione delle droghe un metodo oggettivo per stimarne la circolazione in un dato ambito geografico-temporale. Si è utilizzata la tecnica cromatografica HPLC-HRMS. Sono state studiate diverse rampe e con la migliore, è stata costruita una retta di calibrazione su 5 livelli per: Anfetamina, MDA, MDMA, Cocaina e THC utilizzando i corrispondenti isotopologhi come ISTD. La validazione delle rette è stata prodotta mediante il software sviluppato dal gruppo di ricerca di Chimica Analitica Strumentale e Chemiometrica di UNITO. Si è dimostrato che le condizioni di flusso 0.3 mL/min e 30 °C danno la maggiore efficienza. Dal confronto della performance analitica tra etanolo e metanolo e si è osservato che il primo è migliore cromatograficamente, inoltre garantisce un ragguardevole punteggio secondo la metrica AGREE della greenness di 0.83/1.00. Sono stati esplorati tre diversi estraenti (fase mobile all’inizio della corsa cromatografica, etanolo ed acetone) con la procedura in batch, scegliendo di procedere con la fase mobile e con una sola estrazione per tre motivi: (i) miglior compresso fra resa estrattiva e greenness del metodo; (ii) massima compatibilità fra lo stadio pre-analitico e analitico. Si è verificato che anche incrementando il tempo di estrazione, la resa estrattiva non cambia significativamente. Infine, si è deciso di confrontare i risultati ottenuti dalla procedura batch con quelli di un’estrazione in flusso. I risultati evidenziano, in media, una resa estrattiva leggermente minore per il metodo in flusso. I campioni anlizzati sono polveri derivanti da: banconote , abitazione privata , scuola, edicola, tipografia. Data l’assenza di una matrice bianca, si sono confrontati i risultati conseguenti alla fortificazione del mix di standard interni deuterati sul campione reale, prima (“Before”) e dopo (“After”) l’estrazione, per studiare come lo standard deuterato venisse recuperato, assumendo che il suo recupero sia uguale a quello dell’analogo non deuterato. Dai risultati è chiaro che la matrice ha trattenuto una parte dello standard interno deuterato aggiunto prima dell’estrazione, per cui il rapporto delle aree dello standard della cocaina e del suo isotopologo risulta aumentato di quantità proporzionale alla diminuzione della presenza dello standard deuterato nell’estratto. Quindi, bisogna utilizzare i valori di concentrazione dei “Before”, tali risultati sono paragonabili a quelli presenti nella letteratura. Il rapporto fra le concentrazioni di cocaina nell’ “After” e nel “Before” rappresenta dunque la frazione di standard interno deuterato estraibile dalla polvere. Il risultato più importante è che l’unica sostanza presente con concentrazioni superiori al LOD è la cocaina. La maggiore difficoltà è stata la scarsa numerosità dei campioni, data la resistenza delle Banche nel fornirli. L’utilizzo della polvere di banconote si presta anche ad un'analisi “untargeted” che potrebbe garantire informazioni attendibili e preziose sull’esposizione di una certa popolazione alle sostanze stupefacenti, ai farmaci e ad altri residui di attività antropiche.
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