Analisi forense

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo.

a cura di Luigi Campanella, ex Presidente SCI

Nell’analisi forense due approcci differenti sono state applicati al monitoraggio delle droghe da abuso.

Il primo si basa su un test immunologico preliminare di screening che ha il vantaggio di rapidità, disponibilità in situ, kit analitici, elevate ricadute. Ci sono però anche degli svantaggi quali la specificità ridotta, i falsi positivi, la reattività traversale.

Per tali motivi a questi test preliminari ne seguono alcuni confermativi generalmente eseguiti mediante HPLC e gas cromatografia accoppiate alla spettrometria di massa. Con questi metodi si ottiene, oltre al rivelamento, la determinazione quantitativa dei composti. Recentemente l’elettroforesi capillare e le tecniche ad essa correlate hanno dimostrato il loro potenziale nell’analisi forense con elevate capacità separative, possibilità di automazione, ridotto consumo di reagenti e piccoli volumi da analizzare. L’elettroforesi capillare diviene pertanto una valida alternativa,complementare in ogni caso alla cromatografia convenzionale.

Capillaryelectrophoresis

L’elettroforesi capillare è pensata per separare le specie basandosi sulla dimensione del rapporto di carica all’interno di un piccolo capillare riempito con un elettrolita

Inoltre le tecniche elettroforetiche possono essere eseguite con dispositivi micro fluidici per le separazioni in situ e l’analisi quali-quanti-tativa dei composti di interesse. Questo aspetto di portabilità potrebbe essere molto utile per rinforzare le agenzie che testano droghe di abuso nell’ambiente di lavoro o controllano autisti sospettati di essere sotto effetto di droghe o ancora atleti durante una competizione sportiva. I vantaggi derivanti dai costi ridotti per lo smaltimento di solventi o rifiuti ha valorizzato l’ipotesi di miniaturizzare in cromatografia dove si sono progressivamente imposti sistemi microcapillari e sistemi cromatografici nanoliquidi.

Il numero di applicazioni di queste tecniche cromatografiche in campo forensico è ancora relativamente basso ma in continua crescita. Vale la pena di sottolineare che le tecniche miniaturizzate di separazione sia elettroforetiche che cromatografiche giocano un ruolo fondamentale nelle separazioni chirali. In questo contesto la discriminazione chirale di una droga e/o dei suoi metaboliti può essere utilizzata in farmacodinamica, in tossicologia, nel controllo per distinguere l’abuso dall’impiego farmaceutico/medico.

L’UNDOC, l’ufficio delle Nazioni Unite per crimini e droghe ha di recente riportato che l’abuso globale di oppiacei rimane essenzialmente stabile e continua ad essere uno dei principali problemi mondiali. Tra questi l’eroina è la più consumata e la sua determinazione è quella dei suoi metaboliti e delle sue impurezze è di certo una sfida alla comunità dei chimici analitici impegnati nell’analisi forense. L’elettroforesi capillare è di certo una soluzione comunemente accettata. La determinazione del rapporto delle impurezze di base dell’eroina come la morfina, la codeina, la monoacetilmorfina,la papaverina, l’acetilcodeina, la papaverina fornisce preziose informazioni circa la provenienza geografica di un campione illecito di eroina.

I principali problemi nella determinazione di droghe di abuso e loro metaboliti nei liquidi biologici sono rappresentati dalle interferenze endogene, dal tempo richiesto per la preparazione del campione e le sue manipolazioni ,dal piccolo volume in cui il campione deve essere trattato visto che ci riferiamo a tecniche miniaturizzate. Per risolvere questi problemi sono state adottate molte strategie per tecniche miniaturizzate appropriate alla manipolazione di piccoli volumi. Lo scopo di queste strategie è di garantire opportuni limiti di rivelazione per le tecniche miniaturizzate e di assicurare che essi siano paragonabili a quelli offerti dai dispositivi tradizionali. L’elettroforesi capillare accoppiata alla spettrometria di massa consente limiti di rilevazione dell’ordine di 0.01-0.2 ng/mL con un fattore di guadagno rispetto ai metodi tradizionali pari a 100-200 . Gli stessi limiti possono essere abbassati di 10 volte con alcuni accorgimenti sperimentali. La preconcentrazione consente ulteriori miglioramenti in quanto permette di partire da volumi più grandi di quelli contemplati dalla elettroforesi capillare. Queste tecniche sono oggi applicate anche all’analisi della cocaina, delle anfetamine e delle droghe biogeniche che si originano dalle medicine tradizionali e che rappresentano un nuovo campo dell’analisi forense.

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Stricnina

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Brucina

Gli alcaloidi stricnina e brucina possono ad esempio essere impiegati come adulteranti delle droghe di strada con conseguenti intossicazioni fino alla morte. Un altro problema al quale le tecniche miniaturizzate possono dare un significativo contributo è quello delle multi-droghe nelle quali a volte coesiste un numero elevatissimo di composti la cui determinazione può risentire, per ognuno di essi, delle interferenze da parte di altri per cui è necessario ricorrere a metodi ifenati capaci di accoppiare elevate capacità separative e caratteristiche analitiche .di elevata qualità in termini di accuratezza, precisione, limite di rivelabilità. Con questo approccio a livello dei laboratoro della Polizia e dei Carabinieri sono state risolte miscele di anfetamine, oppiacei e droghe ipnotiche e loro metaboliti.

Sostanzialmente possiamo concludere dicendo che il problema dell’uso crescente di droghe pone questioni di sicurezza, di igiene, di ambiente rispetto ai quali la chimica analitica con le sue tecnologie ed i suoi metodi ifenati e miniaturizzati può dare un contributo sostanziale consentendo di rivelare la presenza di tali droghe in materiali diversi ivi compresi i liquidi biologici e quindi lo studio di processi farmacocinetici e farmacodinamici. Le possibilità di lavorare in sistemi miniaturizzati riduce costi, rifiuti, tempi, difficoltà di automazione. Fra tali tecniche l’elettroforesi capillare e la cromatografia liquida sembrano le più promettenti.

Riferimenti.

S.Schiavone,Ann.Ist.Sup.San. 2004,40,41-46


I.Santori TAB 3,Ann.Sc.Sup.Medica Locarno,giugno 2006

J.Cai,J.Chromat 1995,703,677-692

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Nota del postmaster. Le tecniche cui si fa riferimento nel post sono in parte basate sulla cromatografia. La cromatografia è un metodo antichissimo di separazione basato sulla diversa afffinità di una sostanza per il mezzo poroso attraverso cui essa passa. Tracce di questa idea si trovano già a partire dagli egiziani e il metodo è citato nel Simposio di Platone e rappresentato artisticamente.

Modernamente la ripartizione di una miscela di composti gassosi o liquidi fra due fasi una fissa e l’altra mobile rappresenta l’essenza della cromatografia. Si usano colonne di materiali porosi, a volte molto sottili, “capillari”, impaccate in tubi di metallo; oppure semplicemente carta di caratteristiche opportune; la separazione fra le componenti avviene per trasporto da parte di una fase a sua volta scelta in modo opportuno nella quale viene iniettata la miscela da esaminare; si possono anche applicare le medesime tecniche per la separazione di quantità macroscopiche di prodotti diversi.

egyptsiphoning

Plat. Sym. 175d

[175δ] ἀπολαύσω, σοι προσέστη ἐν τοῖς προθύροις. δῆλον γὰρ ὅτι ηὗρες αὐτὸ καὶ ἔχεις: οὐ γὰρ ἂν προαπέστης.

καὶ τὸν Σωκράτη καθίζεσθαι καὶ εἰπεῖν ὅτι εὖ ἂν ἔχοι, φάναι, Ἀγάθων, εἰ τοιοῦτον εἴη σοφία ὥστ᾽ ἐκ τοῦ πληρεστέρου εἰς τὸ κενώτερον ῥεῖν ἡμῶν, ἐὰν ἁπτώμεθα ἀλλήλων, ὥσπερ τὸ ἐν ταῖς κύλιξιν ὕδωρ τὸ διὰ τοῦ ἐρίου ῥέον ἐκ τῆς πληρεστέρας εἰς τὴν κενωτέραν. εἰ γὰρ οὕτως ἔχει καὶ

“Vieni qui, Socrate, mettiti accanto a me, che io possa apprendere subito per contatto diretto i tuoi pensieri là nel vestibolo; a qualcosa devono pure aver condotto le tue riflessioni, se no saresti ancora là”. Socrate si siede e fa: “Sarebbe una buona cosa, Agatone, se i pensieri potessero scivolare da chi ne ha più a chi ne ha meno per contatto diretto, quando siamo accanto, tu ed io; come l’acqua che, attraverso un filo di lana, passa dalla coppa più piena alla più vuota. Se è così, voglio subito mettermi al tuo fianco, perché la tua grande e bella saggezza possa riempire la mia coppa. Che per la verità è un po’ così, incerta come un sogno, mentre la tua sapienza è limpida e può sfavillare ancora di più, lei che ha brillato con lo splendore della tua giovinezza e ier l’altro ha fatto faville davanti a più di trentamila greci, che prendo tutti a miei testimoni!”

Popular Science Monthly Volume 16 February 1880

(1880) Ancient Methods of Filtration By Henry Carrington Bolton

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