Qualitative and quantitative determination of cocaine using mid-infrared spectroscopy and chemometrics

Datum: 3 juni 2020

Locatie: Online - -- - -- --

Tijdstip: 13 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Chemie

Promovendus: Joy Eliaerts

Promotor: Karolien De Wael, Koen Janssens & Natalie Meert

Korte beschrijving: ONLINE Doctoraatsverdediging Joy Eliaerts - Faculteit Wetenschappen - Departement Chemie



Abstract

Wereldwijd is cocaïne één van de meest inbeslaggenomen en gebruikte drugs. De huidige screening van cocaïne in inbeslaggenomen poeders wordt uitgevoerd met kleurtesten. De voornaamste nadelen van deze testen zijn een gebrek aan specificiteit en een subjectieve kleureninterpretatie (’50 shades of blue’). De hoge prevalentie van cocaïne en de beperkingen van de kleurtesten hebben ertoe geleid dat er een algemene interesse is in het ontwikkelen van een snelle methode voor identificatie en kwantificatie van cocaïne.

In dit doctoraat werd een nieuwe strategie ontwikkeld met behulp van Midden-InfraRood [MIR] spectroscopie en Support Vector Machines [SVM]. De SVM modellen resulteerden in een duidelijke output (cocaïne gedetecteerd/niet gedetecteerd) en in een betrouwbare schatting van de zuiverheid van cocaïne in verschillende soorten straatstalen. De MIR techniek gecombineerd met SVM is een eenvoudige, gebruiksvriendelijke en snelle methode voor het identificeren en kwantificeren van cocaïne.

De ontwikkelde chemometrische modellen werden in de praktijk toegepast op grote inbeslagnames van cocaïne. Er werd een strategie ontwikkeld om informatie te bekomen over de homogeniteit van loten, de aanwezigheid en de concentratie van cocaïne en zijn meest voorkomend versnijdingsmiddel, levamisol. Deze werkwijze had tot gevolg dat zowel het aantal staalnames als het aantal bevestigende analyses konden worden verminderd.

Verder werd nagegaan of de ontwikkelde modellen konden worden gebruikt bij een ander MIR instrument van hetzelfde merk. Voor het uitvoeren van deze kalibratietransfer werden verschillende mogelijkheden vergeleken. Een gemengd model, opgebouwd met data van beide instrumenten, was het meest succesvol en kon worden gebruikt op beide instrumenten voor het detecteren van cocaïne.

Om na te gaan of andere spectroscopische technieken zoals Raman en Nabij-InfraRood [NIR], naast de MIR techniek, kunnen worden aangewend voor het classificeren en kwantificeren van cocaïne, werd een vergelijkende studie uitgevoerd. In het algemeen presteerden deze technieken gelijkaardig en kunnen ze als goede alternatieven voor de MIR techniek worden beschouwd.

Ten slotte werden de huidige screeningstechnieken (kleurtesten en MIR spectroscopie) geëvalueerd voor de detectie van cocaïne in complexe smokkelstalen. Het detecteren van cocaïne was enkel mogelijk na het uitvoeren van een extractie vóór screeningsanalyse.

Als besluit kan gesteld worden dat de combinatie van spectroscopische technieken met chemometrische methoden een belangrijke meerwaarde biedt voor de initiële screening van cocaïne. Bovendien is een schatting van de zuiverheid mogelijk zonder het toepassen van ‘wet chemistry’. De vergaarde kennis in het kader van dit werk kan ook worden toegepast voor de detectie van andere veelvoorkomende drugs zoals heroïne en amfetamines.



Link: https://eu.bbcollab.com/guest/523ed83caa1e48c085c947ee7e059459