Determinación de cocaína por espectrometría vibracional

Resumen

RESUMEN DE LA TESIS DOCTORAL Clara María Pérez Alfonso. DETERMINACIÓN DE COCAÍNA POR ESPECTROMETRÍA VIBRACIONAL. Universitat de València. La cocaína es una sustancia con actividad anestésica y psicoactiva que se obtiene a partir de la hoja de la planta de la coca (Erythroxylon coca o Erythroxylon novogranatense). Esta sustancia es responsable de gran parte de los casos de hospitalización por problemas agudos y muertes relacionadas con el consumo de drogas en Europa. Es la droga de abuso objeto de mayor número de incautaciones después de la planta de cannabis y el hachis, la que se encuentra en matrices más variadas y la que sufre mayor adulteración de todas las sustancias ilegales que se analizan en los laboratorios forenses de Control de Drogas. En esta Tesis Doctoral se plantea el estudio y desarrollo de nuevos métodos para la determinación de cocaína en muestras decomisadas utilizando medidas por espectrometría infrarroja tanto en el infrarrojo próximo (NIR) como en el medio (MIR) combinadas con el empleo de la quimiometría, a través del análisis multivariante. En particular se han desarrollado un conjunto de aplicaciones forenses para la determinación de cocaína en muestras incautadas mediante espectroscopia infrarroja que permiten obtener medidas directas, de forma rápida y no destructiva, evitando la generación de residuos y eliminando los riesgos que suponen para el operador el uso de disolventes y reactivos. Además se ha planteado el uso de la espectroscopia infrarroja como método de screening para el análisis de rutina de muestras sospechosas de contener cocaína, así como evaluar la presencia de sustancias adulterantes que permitan un seguimiento de las muestras. En concreto, en esta Tesis, se han desarrollado cinco aplicaciones: 1) Determinación de cocaína en muestras de polvo por medida directa en viales de vidrio mediante reflectancia difusa en el infrarrojo cercano (DR-NIR) y regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS). 2) Detección de cocaína y sus adulterantes en muestras mediante una rutina basada en la medida directa por reflectancia total atenuada en el infrarrojo medio (ATR-MIR) empleando PLS. 3) Determinación cuantitativa de cocaína en matrices impregnadas mediante el uso de modelos PLS-ATR-MIR y PLS-DR-NIR, utilizando en este último caso una sonda de fibra óptica. 4) Determinación de cocaína en muestras líquidas mediante PLS-ATR-MIR. 5) Determinación y evaluación, utilizando medidas ATR-MIR, de la presencia de cocaína en muestras decomisadas que contienen sustancias enmascarantes de su aspecto y de su detección mediante ensayos cualitativos convencionales. En estos estudios se ha comprobado que tanto la espectroscopia DR-NIR como ATR-MIR permiten realizar determinaciones cuantitativas comparables en cuanto a exactitud y precisión a las de los métodos de referencia basados en empleo de la cromatografía de gases con detector de ionización de llama (GC-FID), que es la técnica utilizada en la actualidad en los Laboratorios Oficiales de Control de Drogas, con una mínima manipulación de la muestra y sin requerir el uso de disolventes ni reactivos, lo cual redunda en beneficios para el operador y el medio ambiente. Ambas técnicas pueden considerarse no destructivas, lo que permite conservar la muestra para futuros análisis en caso que fuera requerido. Debido a que se trata de técnicas relativamente económicas, que están al alcance de la mayoría de laboratorios de análisis, debido al tipo de instrumentación que se requiere, y al reducido coste que supone el mantenimiento de los equipos, ha motivado su paulatina incorporación a los laboratorios de análisis. Además, el desarrollo y disponibilidad de equipos portátiles permitiría llevar a cabo las determinaciones in situ y de forma rápida. En los estudios realizados se ha puesto a punto una estrategia que permite caracterizar las muestras teniendo en cuenta la presencia de cocaína y de las sustancias adulterantes que la puedan acompañar a partir del espectro ATR-MIR de las muestras, sin necesidad de un tratamiento previo de las mismas, evidenciando que la espectroscopia ATR-MIR permite realizar determinaciones cualitativas de cocaína con ayuda de los algoritmos de comparación de espectros. Para ello, se ha construido una bibliotecas de espectros a partir de muestras y mezclas caracterizadas y, mediante el empleo de tests de identidad y conformidad, se puede de forma sencilla aumentar la capacidad de la técnica como herramienta para el análisis cualitativo, como paso previo para la cuantificación de la cocaína presente en las muestras, incluso en aquellas muestras a las que se les ha añadido alguna sustancia para enmascarar los test presuntivos de color que habitualmente se emplean en la identificación de esta sustancia. La combinación de estas técnicas espectroscópicas NIR y MIR con los métodos de reconocimiento de pautas, como son el análisis de conglomerados (HCA) o el análisis de componentes principales (PCA), permite una evaluación y clasificación rápida de las muestras, dando como resultado una toma de decisión respecto del tipo de patrones o muestras caracterizadas a partir de los cuales se deben construir los modelos de calibración multivariante, de modo que ofrezcan la máxima capacidad predictiva en el análisis de cocaína en diferentes tipos de muestras sólidas provenientes del tráfico ilícito y que, en el caso de las disoluciones de cocaína y los tejidos impregnados, puedan analizarse sin la necesidad un tratamiento previo.