Способ экспрессного обнаружения наркотиков в пробах веществ

013534 Область техники Данное изобретение относится к области обнаружения незаконных наркотиков, в основном обнаружения кокаина в изъятых пробах веществ (здесь и далее - изъятые образцы). В описании настоящего изобретения под изъятым образцом понимается продукт, содержащий помимо кокаина также примеси и/или разбавители (называемые также разбавляющими веществами), которые используются для увеличения количества продукта и/или для скрытия (маскировки) наличия кокаина. Более подробно, данное изобретение относится к способам, основанным на флуоресценции веществ в растворе и, конкретно, на технологии спектральных флуоресцентных образов (СФО), которая дат возможность увеличить чувствительность обнаружения кокаина в анализируемых пробах веществ и позволяет различить наличие в пробе кокаина в форме основания и гидрохлорид кокаина. Уровень техники Устройство и способ для обнаружения наркотиков и их количественного анализа, основанные на технологии спектральных флуоресцентных образов (СФО), раскрыты в WO 2005111586. Устройство состоит из источника света ультрафиолетового и видимого спектральных диапазонов, узла конденсора/фильтра с приводом фильтра, монохроматора возбуждения с приводом дифракционной рештки, эталонного фотодетектора, кюветного узла для жидких, тврдых и порошкообразных образцов, фотодетектора для измерения поглощения, монохроматора регистрации с приводом дифракционной рештки и фотоэталонного детектора для регистрации спектра излучения пробы. Узел микроконтроллера предназначен для управления прибором обработки данных и для сообщения с внешним компьютером посредством различных видов соединений. Обнаружение и определение количества запрещнных наркотиков в анализируемом образце производится посредством одновременного измерения спектра излучения флуоресценции на каждом шаге длины волны возбуждения флуоресценции в заданных и фиксированных диапазонах возбуждения, излучения и поглощения таким образом, чтобы охватить специфические спектральные диапазоны возбуждения, и излучения флуоресценции, а также спектральные диапазоны поглощения всех основных наркотиков, примесей и разбавителей; и обработкой объединнного результата в экспертной компьютерной системе, основанной на комбинированном использовании предварительно подготовленной спектральной базы данных и специализированного программного обеспечения, состоящего из модулей идентификации, учета взаимодействия веществ в пробе и автоматической калибровки. Устройство и способ анализа изъятых образцов, раскрытые в WO 2005111586, имеют ограничения в обнаружении анализируемых веществ, в частности кокаина, по уровню их концентрации, так как специфические особенности в структуре СФО, вызываемые названными веществами, могут не распознаваться экспертной системой вследствие низкой концентрации и этих веществ, и помех, обусловленных влиянием примесей и разбавителей. Кроме того, указанное изобретение не предоставляет наджных средств для способных различить кокаин в форме основания и гидрохлорид кокаина из-за схожести спектральных структур СФО, свойственных обеим формам кокаина в воде. Необходимость в техническом решении, которое повысит избирательность (селективность) экспрессного анализа, связанного с обнаружением кокаина в смеси, содержащей разбавляющие вещества(примеси и разбавители), и позволит различить кокаин в форме основания и гидрохлорид кокаина, обусловлена правовыми требованиями по предупреждению распростанения запрещнных наркотиков. Действующая сейчас в США система приговоров по правонарушениям, связанным с кокаином (Комиссия по приговорам Соединнных Штатов. Нормативное руководство (Руководство по директивам, 2004, является следствием закона против злоупотребления наркотиками от 1986 г. Этот закон установил обязательные минимальные наказания для лиц, признанных виновными в торговле различными веществами, находящимися под контролем. Закон 1986 г. базируется на установленных минимальных количествах нелегально распространяемых наркотиков. Количества, дающие основания для назначения обязательных минимальных наказаний, являются разными для разных наркотиков, а в некоторых случаях и для разных форм одного и того же наркотика. При этом подход к кокаину в форме основания, обычно называемому крэк-кокаином, существенно отличается от подхода к гидрохлорид кокаину, называемому порошковым кокаином. Закон установил количественное соотношение 100 к 1 между двумя формами кокаина. Одно и то же наказание назначается в случае обнаружения 100-кратного количества порошкового кокаина в сравнении с крэком. В законе против злоупотребления наркотиками от 1988 г. Конгресс также отделил кокаиновую форму крэк от порошкового кокаина и прочих веществ, находящихся под контролем, установив обязательное минимальное наказание за простое владение (хранение) крэком. Это является единственным федеральным обязательным минимальным наказанием, назначаемым за первое правонарушение, связанное только с владением (хранением) вещества, находящегося под контролем. Согласно данному закону владение (хранение) более чем 5 г крэка, наказывается минимум 5-летним заключением в тюрьме. Владение (хранение) любым количеством любого другого вещества, включая порошковый кокаин, имевшее место в первый раз, квалифицируется как менее серьзное правонарушение, которое наказывается не более чем 1 годом тюрьмы. Приведнные документы свидетельствуют о необходимости обнаружения и различения кокаина в форме основания и гидрохлорид кокаина, а также обеспечения наджного и селективного обнаружения двух форм кокаина для эффективной борьбы с торговлей незаконными наркотиками и их злоупотреблением.-1 013534 Сущность изобретения Исходя из недостатков известного технического решения, первой целью настоящего изобретения является создание способа обнаружения наркотика в конфискованных пробах веществ, используя анализ на основе СФО, который даст возможность наджно и с высокой точностью различить кокаин в форме основания и гидрохлорид кокаина в образце. Следующей целью данного изобретения является повышение чувствительности СФО-анализа для обнаружения кокаина в основной форме в смесях с разбавляющими веществами. Для достижения вышеуказанных целей предлагаемый способ обнаружения наркотика в конфискованных пробах веществ основывается на анализе, выполняемом посредством технологии спектральных флуоресцентных образов, и предусматривает выполнение следующих этапов: приготовление из изъятого образца аликвотного (кратного) жидкого образца для анализа; введение аликвотного (кратного) образца в кювету прибора, измеряющего СФО; выполнение первого измерения СФО аликвотного (кратного) жидкого образца; фиксирование результата первого измерения СФО аликвотного (кратного) жидкого образца в качестве опорной величины; подготовка подкисленного аликвотного жидкого образца после выполнения первого измерения СФО; выполнение измерения СФО подкисленного аликвотного жидкого образца после того, как пройдт время, необходимое для растворения кокаина в форме основания; сравнение опорной величины и результата измерения СФО подкисленного аликвотного (кратного) жидкого образца и заключение об отсутствии кокаина в любой форме в изъятом образце, если опорная величина равна нулю и результат измерения СФО подкисленного аликвотного (кратного) жидкого образца также нулевой, или заключение о присутствии кокаина в форме основания в изъятом образце, если результат измерения СФО подкисленного аликвотного (кратного) жидкого образца превышает опорную величину; или заключение об отсутствии кокаина в форме основания и о присутствии гидрохлорид кокаина в изъятом образце считается доказанным, если результат измерения СФО подкисленного аликвотного жидкого образца ниже опорной величины или равняется ей и опорная величина отличается от нуля. Рекомендуемое время, требуемое для растворения кокаина в форме основания, составляет 3 мин. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - блок-схема двухэтапной процедуры анализа образца на предмет наличия в нм кокаина гидрохлорида и кокаина в основной форме; фиг. 2 - увеличение интенсивности флуоресценции кокаина в основной форме в воде (2 мг/мл) в двухэтапной процедуре; фиг. 3 - увеличение интенсивности флуоресценции кокаина в основной форме в воде (0,1 мг/мл) в двухэтапной процедуре; фиг. 4 - увеличение интенсивности флуоресценции кокаина в основной форме (0,02 мг/мл) в двухэтапной процедуре; фиг. 5 - временная зависимость возрастания флуоресценции кокаина в основной форме (2 мг/мл) после подкисления; фиг. 6 - временная зависимость возрастания флуоресценции кокаина в основной форме (0,1 мг/мл) после подкисления; фиг. 7 - временная зависимость возрастания флуоресценции кокаина в основной форме (0,02 мг/мл) после подкисления; фиг. 8 - интенсивность флуоресценции кокаина гидрохлорида (2 мг/мл) в двухэтапной процедуре; фиг. 9 - интенсивность флуоресценции кокаина гидрохлорида (0,02 мг/мл) в двухэтапной процедуре. Детальное описание изобретения Согласно данному изобретению первым этапом способа является подготовка жидкого образца для анализа. Для этой цели сухой образец для анализа (отобранное количество порошка или измельчнной таблетки), взятый специальным инструментом (лопаточкой), вводится в пробирку с очищенной водой, и вода перемешивается с порошком, чтобы способствовать растворению порошка в воде. После этого бертся кратная доля подготовленного жидкого образца и помещается в измерительную кювету прибора в соответствии с WO 2005111586 и измеряется СФО жидкого образца. После завершения измерения СФО экспертная система прибора производит его анализ для детектирования интересующего вещества в образце. Второй этап анализа в соответствии с данным изобретением включает дополнительную обработку остатка жидкого образца, его повторное измерение тем же прибором и последующий анализ измеренного СФО при помощи экспертной системы (фиг. 1). Второй этап требуется и выполняется при следующих условиях. 1. Если экспертная система после выполнения первого этапа анализа сообщает о необнаружении интересующего вещества, а именно кокаина. Такой результат может быть обусловлен двумя причинами:-2 013534 а) кокаин в образце отсутствует; б) концентрация кокаина в образце такая, что его флуоресценция слишком слабая для обнаружения,или на флуоресценцию влияют примеси и разбавители, препятствующие обнаружению кокаина экспертной системой; Такая неопределенность не позволяет сделать окончательный вывод в отношении наличия кокаина в образце. 2. Если экспертная система определила наличие кокаина на первом этапе выполнения анализа, то для окончательного результата требуется определение формы кокаина в образце, а именно является ли найденный кокаин гидрохлорид кокаином или кокаином в форме основания. В целях разрешения проблем, оставшихся после завершения первого этапа анализа, выполняется второй этап процедуры анализа(фиг. 1.). Данный этап основывается на комбинированном влиянии двух факторов. Первым фактором является то обстоятельство, что растворимость гидрохлорид кокаина в воде гораздо выше растворимости кокаина в форме основания. Гидрохлорид кокаина быстро растворяется в воде из-за его высокой растворимости (2-2,5 г/мл), а кокаин в форме основания не растворяется в воде при концентрациях выше чем 0,0017-0,0014 г/мл (The Merck Index, 13th edition, 2001). Из-за этого сухой образец, содержащий кокаин в форме основания, взятый для анализа, не может быть полностью растворен в условиях данной процедуры: часть нерастворенного кокаина в форме основания остается в пробирке при измерении опорной величины. Второй фактор заключается в том, что добавление кислоты (предпочтительно соляной) к жидкому образцу, подготовленному для первого этапа процедуры измерений, способствует реакции протонизации кокаина в форме основания, если он присутствует в образце, следствием которой является образование соли гидрохлорида,растворимость которой в жидком образце существенно выше(http://www.aapsj.org/view.aspart=ps050104). В результате этой реакции большая часть порошкового кокаина в форме основания превращается в гидрохлорид кокаина и растворяется, соответственно концентрация кокаина в растворе возрастает, и флуоресценция увеличивается. Это увеличение флуоресценции отражается в соответствующем изменении СФО на втором этапе измерения кокаина (фиг. 2-4), таким образом упрощая обнаружение кокаина экспертной системой. Фиг. 5-7 характеризуют временной процесс протонизации кокаина в форме основания в подкисленном образце, подтвердив, что минимальный промежуток времени, необходимый для подкисления жидкого образца перед измерением, проводимым прибором, составляет около 3 мин. Добавление кислоты к образцу, который содержит гидрохлорид кокаина, не приводит к возрастанию интенсивности флуоресценции в соответствующей точке СФО, определяющейся характерными длинами волн возбуждения и эмиссии. Интенсивность флуоресценции или остается на том же уровне, или снижается (фиг. 8-9). После завершения первого этапа анализа интенсивность флуоресценции кокаина в соответствующей спектральной структуре СФО, обусловленной кокаином, фиксируется в качестве опорной величины. Второй этап анализа выполняется путем добавления 1-2 капель соляной кислоты к остатку жидкого образца, приготовленного для первого этапа. Взятие аликвоты подкисленного жидкого образца и его повторное измерение производится в приборе в соответствии с WO 2005111586. Для подкисления (окисления) жидкого образца возможно использование и других кислот помимо соляной, но соляная кислота более предпочтительна для практического применения из-за е меньшей летучести и агрессивности. После повторного измерения образца интенсивность флуоресценции кокаина, обнаруженного на втором этапе анализа, - интенсивность второго этапа, сравнивается с опорной величиной. Если после завершения второго этапа анализа экспертная система по-прежнему не подтверждает наличие кокаина в подкисленном жидком образце, то отсутствие какого-либо кокаина в изъятом образце считается подтвержденным. Для жидкого образца, содержащего кокаин в форме основания, интенсивность флуоресценции кокаина на втором этапе будет выше, чем результат первого измерения из-за увеличения концентрации кокаина в растворе. Для жидких образцов, содержащих гидрохлорид кокаина, наоборот, интенсивность флуоресценции на втором этапе будет ниже, чем результат первого измерения, или останется такой же(фиг. 8-9). Следовательно, второй этап процедуры делает возможным различить наличие в образце гидрохлорид кокаина и кокаина в форме основания. Табл. 1 показывает типичное изменение интенсивности флуоресценции кокаина в форме основания в различной процентной концентрации, зафиксированное заявителем в ходе лабораторных экспериментов. Табл. 2 показывает типичное изменение интенсивности флуоресценции гидрохлорид кокаина с разбавляющими веществами, зафиксированное заявителем в ходе лабораторных экспериментов. Таблица 2 Представленные выше данные подтверждают эффективность процедуры подкисления образца для наджного обнаружения как гидрохлорид кокаина, так и кокаина в форме основания, а также для их различения. Аналитическая процедура, состоящая из двух этапов, позволяет различить гидрохлорид кокаина и кокаина в форме основания. В результате наблюдается существенное увеличение флуоресценции кокаина в форме основания и снижение флуоресценции гидрохлорид кокаина. Временная зависимость изученного эффекта подкисления показывает, что требуется около 3 мин, чтобы обеспечить изменение и дальнейшую стабилизацию интенсивности флуоресценции. Увеличение флуоресценции кокаина в форме основания после подкисления обеспечивает также более высокую чувствительность анализа методом СФО для данной формы кокаина. Поэтапное осуществление данного изобретения представлена ниже. 1. Помещение надлежащего количества изъятого образца в тестовый контейнер с надлежащим объмом чистой воды. 2. Растворение данного количества изъятого образца в течение 3 мин, позволяя, таким образом, нерастворимым материалам осесть на дно контейнера. 3. Взятие надлежащей аликвоты растворенного образца (жидкий образец) и помещение ее в изме-4 013534 рительную кювету прибора согласно WO 2005111586. 4. Измерение СФО аликвоты жидкого образца и определение наличия в СФО специфической спектральной структуры, характеризующей кокаин. Измерение интенсивности флуоресценции кокаина на первом этапе двухэтапной процедуры. 5. Подкисление остатка жидкого образца с возможными нерастворимыми частицами и задержка в течение надлежащего времени (минимум 3 мин) для растворения нерастворенных частиц в возможной степени, одновременно позволяя нерастворимым веществам осесть на дно тестового контейнера. 6. Взятие надлежащей аликвоты подкисленного жидкого образца и помещение его в измерительную кювету прибора согласно WO 2005111586. 7. Измерение СФО аликвоты и определение наличия в СФО специфической спектральной структуры, характеризующей кокаин. Измерение интенсивности флуоресценции кокаина на втором этапе двухэтапной процедуры. 8. Сравнение интенсивности флуоресценции кокаина на первом и втором этапе двухэтапной процедуры, если на первом этапе была обнаружена интенсивность флуоресценции кокаина. Более высокая интенсивность на втором этапе указывает, что в образце с улицы присутствует кокаин в форме основания. И наоборот, пониженная или неизмененная интенсивность на втором этапе указывает на присутствие в образце гидрохлорид кокаина. Отсутствие флуоресценции кокаина на обоих этапах указывает на отсутствие в образце как кокаина в форме основания, так и гидрохлорид кокаина. Рабочим диапазоном для обнаружения и дифференцирования кокаина в образце является содержание кокаина в пределах от 5 до 100%. Согласно процедуре такое содержание эквивалентно от 1 до 20 мг кокаина на 10 мл воды. Нижний фактический уровень обнаружения кокаина в образце составляет около 1% или 0,2 мг на 10 мл воды. Интенсивность флуоресценции кокаина зависит от его концентрации в этом пределе. Процедура обнаружения кокаина в форме основания и различение его и гидрохлорид кокаина может быть обеспечена экспертной системой, анализирующей СФО автоматически. Такая экспертная система учитывает не только форму и позицию спектральной структуры кокаина в СФО, но и анализирует интенсивность флуоресценции: появление типичной спектральной структуры кокаина или возрастание его флуоресценции после подкисления образца используется как доказательство наличия кокаина в форме основания. Данные, приведенные ниже, показывают увеличение интенсивности СФО кокаина в форме основания и снижение интенсивности СФО гидрохлорид кокаина после подкисления их растворов в дистилированной воде. Исследование временной зависимости этих изменений дополняет указанные изменения. Табл. 3 показывает результаты применения двухэтапной аналитической процедуры для различения кокаина в форме основания и гидрохлорид кокаина, полученые заявителем в ходе лабораторных экспериментов. Таблица 3 Описанное выше осуществление изобретения не определяет объем его правовой охраны, а иллюстрирует только один вариант его реализации в правовых пределах, определенных формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ для обнаружения наркотиков в образцах изъятых веществ, основанный на анализе, выполняемом посредством спектрального-флуоресцентного анализа, который предусматривает приготовление жидкого образца для анализа из образца изъятого вещества;-5 013534 введение аликвотного жидкого образца в измерительную кювету прибора, измеряющего интенсивность флуоресценции; осуществление первого измерения с аликвотным жидким образцом; отличающийся тем, что после первого измерения в жидкий образец добавляют кислоту; после прохождения времени, достаточного для растворения кокаина в форме основания, подкисленный аликвотный жидкий образец вводят в измерительную кювету прибора для второго измерения интенсивности флуоресценции; измеряют интенсивность флуоресценции подкисленного аликвотного жидкого образца; сравнивают результаты первого и второго измерений, и если результат измерения подкисленного аликвотного жидкого образца превышает опорную величину, присутствие кокаина в форме основания в изъятом образце считается доказанным, или если результат измерения подкисленного аликвотного жидкого образца ниже опорной величины или равен ей и опорная величина отличается от нуля, отсутствие кокаина в форме основания и присутствие гидрохлорид кокаина в изъятом образце считается доказанным, или если результат измерения подкисленного аликвотного жидкого образца равен опорной величине и опорная величина равна нулю, то отсутствие любого вида кокаина в изъятом образце считается доказанным. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления аликвотного жидкого образца сухой образец растворяется в очищенной воде и объем, необходимый для измерения, берется из жидкого образца. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве очищенной воды используется дистилированная вода. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество кислоты, добавляемой в жидкий образец, составляет от 1 до 2 капель. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что лимит времени, предусмотренный для растворения кокаина в форме основания, составляет минимально 3 мин. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что используемой кислотой является соляная кислота. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ осуществляют на месте изъятия образцов веществ.