Lysergsäurediethylamin (LSD), oder "Acid", wie es im Volksmund genannt wird, ist eine kontrollierte Substanz der Liste 1, die starke euphorisierende und sensorisch verändernde Eigenschaften hat. Bei gefährdeten LSD-Konsumenten sind lang anhaltende psychopathologische Folgen wie auditive/visuelle Halluzinationen und Psychosen nachgewiesen worden. LSD wird in der Regel auf bunten, saugfähigen "Blotter"-Papieren für die sublinguale und orale Verabreichung getupft. Für den bequemen Nachweis von LSD ist ein flexibles System erforderlich, das in der Lage ist, die Zielsubstanz in Gegenwart potenzieller Störfaktoren - einschließlich Farbstoffen, Substraten und Lösungsmitteln - bei minimaler Probenverarbeitung nachzuweisen. In dieser Application Note werden reale Testsimulationen unter Verwendung von SERS-Materialien (Surface-Enhanced Raman Scattering) und Testproben beschrieben, die aus mit Tinte bedruckten und farbig gefärbten Papiermatrizen bestehen, die mit LSD versetzt sind. Es werden einfache Extraktionsverfahren aufgezeigt, mit denen die Zielsubstanz herausgelöst und Füllstoffe, Tinten und Farbstoffe entfernt werden können, die fluoreszieren oder die Identifizierung von LSD anderweitig erschweren.
MISA (Metrohm Instant SERS Analyzer) und MIRA XTR DS (Metrohm Instant Raman Analyzer) sind ideale Lösungen für die schnelle Identifizierung einer Reihe von illegalen und gefährlichen chemischen Substanzen vor Ort. Die einfach zu verwendenden Testkits und die flexible Probenahme ermöglichen eine schnelle und genaue Abfrage verdächtiger Materialien mit minimalem Zeit-, Schulungs- und Kostenaufwand.
Die Raman-Spektroskopie ist eine hervorragende Methode zum Nachweis von Massengütern und Chemikalien, auch wenn es ihr an Empfindlichkeit für den Nachweis von Spuren mangelt. Wenn LSD-gesättigte Papierprodukte mit Raman untersucht werden, wird das Spektrum durch das Substratsignal dominiert. SERS ist jedoch empfindlich genug, um den Wirkstoff in typischen Einzeldosis-Straßenproben mit 20-400 μg LSD nachzuweisen.
Es wurden SERS-Messungen von LSD-Proben durchgeführt, die aus unbedrucktem Chromatographiepapier extrahiert wurden. Serielle Verdünnungen von 1 mg/mL LSD in Methanol wurden auf einzelne Papierquadrate pipettiert, was LSD-Testkonzentrationen von 20, 10, 5, 2 und 1 μg/0,635 cm2 ergab. Nach dem Trocknen wurde jedes Quadrat in ein Glasfläschchen gelegt, mit 500 μl Ag-Kolloid geschüttelt und fünf Minuten lang ruhen gelassen, um die Extraktion zu erleichtern. Das Papier wurde entfernt, und 100 μl 0,9 % NaCl wurden in das Fläschchen gegeben. Diese Mischung wurde vorsichtig geschüttelt und eine Minute lang ruhen gelassen, bevor das Fläschchen in den Fläschchenhalter am MISA eingesetzt und mit dem ID Kit OP gemessen wurde.
Abbildung 1 zeigt das Konzentrationsprofil von LSD auf Chromatographiepapier, was auf eine effiziente und schnelle wässrige Extraktion der Zielsubstanz hinweist. Bemerkenswert ist das Fehlen von spektralen Störungen durch das Papiersubstrat. Das Konzentrationsprofil lässt auf eine Nachweisgrenze von etwa 1 μg LSD schließen, was für ein zuverlässiges Screening konfiszierter Drogenproben ausreichend ist.
Um die Auswirkungen von Farbstoffen auf die SERS-Identifizierung von aus Papier extrahiertem LSD zu bewerten, wurde das im vorherigen Abschnitt beschriebene Verfahren sowohl mit Papier, das mit farbigem Toner lasergedruckt wurde, als auch mit Papier, das mit einer Mischung aus Lebensmittelfarbstoffen beschichtet war, wiederholt. Wie die beiden unteren Spektren in Abbildung 2 zeigen, verringern beide Behandlungen die Intensität und Auflösung des LSD-Signals erheblich. Dies ist größtenteils auf die Fluoreszenzemissionen der Farbstoffe zurückzuführen, die das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) der Signaturpeaks verringern.
Ein einfaches Probenreinigungsverfahren, das auf einer Flüssig-Flüssig-Extraktion basiert, verbesserte die Signalintensität drastisch. Bei dieser Abwandlung des Extraktionsverfahrens wurde getrocknetes LSD-gesättigtes Papier in ein Glasfläschchen gegeben, das 500 μl Wasser und 10 μl 1 mol/L NaOH enthielt. Dieses Gemisch wurde leicht geschüttelt, 500 μL Dichlormethan (DCM) zugegeben und das Gemisch anschließend erneut geschüttelt. Nach der Phasentrennung wurde die (untere) DCM-Schicht, die LSD enthielt, vorsichtig in ein neues Fläschchen pipettiert, das Lösungsmittel durch Verdampfen entfernt und der verbleibende Feststoff in einer Lösung aus 500 μL Ag-Kolloid, 10 μL 1 mol/L HCl und 50 μL 0,9% NaCl resuspendiert. Der Inhalt wurde vorsichtig gemischt und mit MISA gemessen.
Durch dieses Verfahren wird LSD in seine freie Basenform umgewandelt, die selektiv in DCM solvatisiert wird und von wasserlöslichen Toner- und Lebensmittelfarbstoffen getrennt werden kann.
Der simulierte reale Nachweis von LSD wurde mit handelsüblichen Blottern aus perforiertem Kunstdruckpapier durchgeführt. Auch hier wurden 0,635 cm2 große Quadrate des Blotters mit 20 μl einer 1 mg/ml LSD-Lösung getränkt. Die erste wässrige Extraktion der LSD-gesättigten Blotter-Quadrate ergab ein komplexes Spektrum, bei dem es sich offenbar um eine Mischung aus LSD und einer anderen Verbindung handelte (grünes Spektrum in Abbildung 3). Die wässrige Extraktion eines unbehandelten Blotter-Quadrats und ein Bibliotheksabgleich mit der Organic Chemicals v3 KnowItAll® Raman-Spectral Library (Handheld) from Wiley ergab eine hochgradig zuverlässige Korrelation (HQI = 0,79) mit Rhodamin 6G. Rhodamin 6G ist ein Fluoreszenzfarbstoff, der in Druckfarben und manchmal als Farbstoff in gefälschten Lebensmitteln verwendet wird (siehe AN-RS-014 für weitere Informationen). Es ist stark Raman/SERS-aktiv und kann das LSD-Signal verdecken.
Um LSD von Rhodamin 6G zu trennen, wurde ein Blotter-Quadrat in ein Glasfläschchen gegeben und mit 500 μl Wasser, dann mit 20 μl 1 mol/l Weinsäure und schließlich mit 0,5 mL DCM geschüttelt. Die wässrige Phase (oberste Schicht) wurde für die SERS-Messung in ein separates Fläschchen mit 500 μL Ag-Kolloid und 50 μL 0,9 % NaCl pipettiert. Die Behandlung mit Weinsäure führt zur Bildung des Weinsalzes von LSD, das in Wasser löslich ist und von Rhodamin 6G, das in der DCM-Schicht verbleibt, getrennt werden kann. Dieses einfache Reinigungsverfahren führte zu einem sehr starken und sauberen LSD-Signal (orangefarbenes Spektrum in Abbildung 3). Dieses Experiment zeigt, dass farbige Störfaktoren auf handelsüblichen Blottern für den empfindlichen SERS-Nachweis von LSD leicht entfernt werden können.
Die beiden nachstehenden Verfahren veranschaulichen die geeignete Auswahl des Lösungsmittels für die Abtrennung von LSD von verschiedenen Arten von Farbstoffen, die den Nachweis behindern könnten. In einem realen Szenario kann eine große Vielfalt von Farbstoffen vorhanden sein. Die beste Vorgehensweise für jede Probe kann das Experimentieren mit beiden hier aufgeführten Extraktionszusammenfassungen beinhalten:
LSD mit wasserlöslichem Farbstoff
- Mit verdünnter NaOH und DCM schütteln
- Entfernen Sie vorsichtig die (untere) DCM-Schicht in ein separates Fläschchen und verdampfen Sie das Lösungsmittel
- Probe in Kolloid, HCl und NaCl resuspendieren
- SERS messen
LSD mit lösungsmittellöslichem Farbstoff
- Mit verdünnter Säure und DCM schütteln
- Entfernen Sie vorsichtig die (obere) wässrige Schicht in ein separates Fläschchen
- Kolloid und NaCl hinzufügen
- SERS messen
Die SERS-Funktionen von MISA und MIRA XTR DS ermöglichen eine schnelle Vor-Ort-Identifizierung von LSD in verdächtigen Straßenproben mit einfachen, benutzerfreundlichen Verfahren. Einzigartig an dieser Anwendung ist die Möglichkeit, alternative Extraktionen durchzuführen, um realen Situationen gerecht zu werden und gleichzeitig die Reinigung der Proben so einfach wie möglich zu halten. Dies bietet eine schnelle und tragbare Alternative zu herkömmlichen analytischen Labortestverfahren und den damit verbundenen Kosten für Zeit, Material und Personal. Die hochmodernen Testlösungen von Metrohm unterstützen auch weiterhin den Nachweis und die Regulierung von illegalen Substanzen.
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