The Chemist | Journal of the American Institute of Chemists

The Chemist Volume 91 | Number 1
ISSN 1945-0702
False-Positive Drug Test for Methamphetamine Dr. David M. Manuta & Deborah F. Cate Manuta Chemical Consulting, Inc. (MC2), 431 Gordon Avenue, Waverly, OH 45690-1208 (Sähköposti: )
Public Understanding of Chemistry: Kemia ja sen sosiaalis-poliittis-taloudellinen konteksti muuttuvat jatkuvasti. Elämäämme vaikuttava kemia ja kemiaan perustuva teknologia tekevät elämästä monimutkaista ja ristiriitaista ja asettavat pohjan kemian julkista ymmärtämistä koskevalle pohdinnalle. Public Understanding of Chemistry -osiossa pyritään käsittelemään kemiaa tosielämän kontekstissa alkuperäisillä kirjoituksilla (artikkelit/ kannanotot/policy briefs) ja/tai hyvämaineisissa lähteissä julkaistuilla artikkeleilla ja kolumneilla (joita käytetään luvalla). Jaoston perustava päätoimittaja: David Devraj Kumar, jaoston toinen päätoimittaja: David M. Manuta

Abstract: Ehdonalaiseen vapauteen päästetyn henkilön virtsan laboratoriotutkimuksissa ilmeni mahdollinen väärä positiivinen testitulos metamfetamiinille. Metamfetamiinin ja pseudoefedriinin, joka on käsikauppalääkkeen Sudafed®:n ainesosa, kemiallisten rakenteiden vertailu sekä itse testin virheellisyys tekevät tästä johtopäätöksestä kohtuullisella tieteellisellä varmuudella ei epätodennäköisen.
Key Words: immunoassay (IA), metamfetamiini, dekstroamfetamiini, pseudoefedriini, Sudafed®

Esittely

Joulukuun 22. päivänä 2015 kerättiin virtsanäyte (UA) entiseltä vangilta, jota epäiltiin metamfetamiinin käytöstä. Kun testi oli positiivinen, häntä vastaan nostettiin sittemmin syyte. Koska uhkana oli, että hänen voimassa olevaa vapauttamistaan rikottaisiin, hän otti yhteyttä konsultoivaan kemistiin, tohtori David Manutaan Manuta Chemical Consulting, Inc:stä, jotta hän voisi tarkastella tapaustaan. Hän väitti, ettei hän ollut aiemmin saanut positiivista tulosta mistään väärinkäyttöhuumeista ehdonalaiseen vapauteen pääsynsä jälkeen. The Colorado Department of Corrections (CDOC) järjesti kuulemistilaisuuden 12. tammikuuta 2016.

Taustatiedot

Vastaajan tohtori Manutalle faksatussa asiakirjassa hän kuvaili tuolloin käyttämänsä lääkkeet, mukaan lukien reseptilääkkeet. Vastaaja ilmoitti myös, että metamfetamiinin testilukema oli 377 ng/ml (nanogrammaa millilitrassa). Amfetamiinin testilukemaksi ilmoitettiin myös 275 ng/ml. Nanogramma on metrinen massayksikkö, joka vastaa yhden gramman miljardisosaa (10-9 g), joka on tyypillisen ihmissolun massa.

Vastaaja ilmoitti testilaboratorioksi Redwood Toxicology Laboratory (RTL). RTL sijaitsee Santa Rosassa, Kaliforniassa. Koska testaus sijaitsee Kaliforniassa, virtsanäytteet on kerättävä ja säilytettävä hyväksyttyjen protokollien ja standardien mukaisesti ennen niiden lähettämistä laitokseen. CDOC:n henkilökunnan on pakattava nämä virtsanäytteet asianmukaisesti hyväksyttyjen menetelmien mukaisesti, jotta saatuja testituloksia voidaan pitää merkityksellisinä.

Joulukuun 14. päivänä 2015 päivätyssä lääkärinlausunnossa todetaan, että vastaajan lääkäri määräsi FLONASE-nenäsumutetta, neo-synefriini-nenäsumutetta ja Adderall XR:ää. Muita vastaajan lääkärin toteamia lääkkeitä ovat Albuterol, Advair ja Lisinopril.

Vastaaja totesi myös, että hän ja jotkut hänen perheenjäsenensä olivat äskettäin käyttäneet Sudafed®-valmistetta nenän ja sivuonteloiden sairauksiin. Sudafed®:n vaikuttava aine on kemiallinen pseudoefedriini.

Kuva 1. Dekstroamfetamiinin rakenne (C9H13N)

Kuva 2. Metamfetamiinin rakenne (C10H15N)

Kuva 3. Pseudoefedriinin (C10H15NO)

Keskustelu

CDOC:n säännöksissä hyväksytään immunomääritysmenetelmien (IA) ja kaasukromatografia-massaspektrometrian (GC-MS) käyttö väärinkäytettävien huumausaineiden tunnistamiseksi virtsasta . ImmunoChemistry Technologies, LLC:n mukaan immunomääritysmenetelmät mahdollistavat tiettyjen molekyylien nopean tunnistamisen. ImmunoChemistry Technologies -tekniikan etuna on, että näillä tekniikoilla voidaan analysoida useita näytteitä päivässä. IA:n kaltaisilla nopeilla tunnistustekniikoilla voidaan saada vääriä positiivisia testituloksia. Positiivisen näytteen tarkistaminen GC-MS:llä mahdollistaa suuremman luottamuksen testitulokseen.

Redwood Toxicology Laboratory (RTL), virtsatestauslaboratorio, ilmoittaa, että viikoittain tehdään noin 85 000 virtsatutkimusta väärinkäyttöhuumeiden varalta. Tämä läpimenotaso viittaa siihen, että RTL:ssä käytetään immunomääritysmenetelmiä . Tämä valtava läpimeno vastaa 12 000 näytettä päivässä, 500 näytettä tunnissa ja yli 8 näytettä minuutissa. Alle 10 sekuntia näytettä kohti näyttää olevan tavanomainen analysointiaika. Analyysituloksia ei välttämättä tarkisteta ennen niiden lähettämistä CDOC:lle.

RTL:llä on kaksi menetelmää metamfetamiinin määrittämiseksi virtsasta. Ensimmäisen menetelmän raja-arvo on 500 ng/ml ja toisen menetelmän raja-arvo on 1000 ng/ml . Metamfetamiinin toteamisrajaksi ilmoitettiin 250 ng/ml.

Keskeistä on, että vastaajan virtsan metamfetamiinin näennäinen pitoisuus oli 377 ng/ml. Tämä taso on alle sen raja-arvon, jonka edellisessä kohdassa mainitut RTL-menetelmät voivat havaita. On epävarmuutta siitä, mitä CDOC:n henkilökunnan vastaajalle ilmoittamassa positiivisessa testissä todella mitattiin.

Sudafed®:n lisäksi vastaajan tiedettiin käyttävän myös Adderall XR:ää. Adderall XR:ää määrätään muun muassa tarkkaavaisuus- ja ylivilkkaushäiriön (ADHD) oireiden hallintaan. Vastaajalla oli aiemmin diagnosoitu ADHD. Lääkärin määräyksen mukaan vastaaja otti kerran päivässä 20 mg:n kapseleita.

Yksi Adderall XR:n ainesosista on dekstroamfetamiini (C9H13N) . Metamfetamiini (C10H15N) on kemialliselta rakenteeltaan samankaltainen kuin dekstroamfetamiini , samoin kuin pseudoefedriini (C10H15NO) .

Kuva 4. Metamfetamiinin massaspektri

Kuva 5. Pseudoefedriinin massaspektri

Yhtäläisyydet näiden kolmen kemiallisen rakenteen välillä ovat silmiinpistäviä. Tämän vuoksi on kohtuullisen tieteellisen varmuuden vuoksi syytä epäillä, ovatko RTL:n henkilökunnan käyttämät immunomääritysmenetelmät riittävän herkkiä erottamaan nämä hyvin samankaltaiset molekyylit johdonmukaisesti ja luotettavasti toisistaan.

National Institutes of Health tarjoaa tietoja Sudafed®:n vaikuttavana aineena olevan pseudoefedriinin biologisesta puoliintumisajasta. Pseudoefedriinin puoliintumisaika on noin kuusi (6) tuntia. Virtsan pH:sta riippuen pseudoefedriinin poistuminen aikuisilla voi kestää jopa 16 tuntia . Tämä tarkoittaa, että kohtuullisella tieteellisellä varmuudella vastaajan virtsassa olisi pseudoefedriinijäämiä kuuden tunnin biologisen puoliintumisajan sisällä.

Tämän tiedon perusteella on varmasti mahdollista, että jos vastaajaa olisi vaadittu toimittamaan virtsanäyte lähempänä sitä ajankohtaa, jolloin hän oli viimeksi ottanut Sudafed®-valmistetta, pseudoefedriinijäämät olisi voitu havaita. Tällöin on perusteltua ajatella, että Sudafed®-valmisteesta peräisin olevaa pseudoefedriinijäämää olisi voitu löytää metamfetamiinin sijasta hiljattain otetusta positiivisesta näytteestä. RTL:n kattavaan virtsan huumetestiin 22 väärinkäytettävän huumeen osalta ei sisälly pseudoefedriinin havaitsemista .

Metamfetamiinin ja pseudoefedriinin kemiallisen rakenteen samankaltaisuuden perusteella voisi olettaa, että niiden massaspektrit näyttäisivät samanlaisilta. Kansallisen standardointi- ja teknologiainstituutin (National Institute of Standards and Technology, NIST) referenssimassaspektrit vahvistavat tämän, kuten kuvista 4 ja 5 voidaan nähdä. Näiden molekyylien erottaminen toisistaan vaatisi kokenutta kemistiä, joka perustuisi immunomääritystestien tietojen perusteelliseen tarkasteluun. CDOC:n sopimuslaboratorion suuren läpimenon vuoksi metamfetamiinin ja pseudoefedriinin välisiä hienovaraisia massaspektrisiä eroja ei ilmeisesti tutkittu tarkemmin.

Loppupäätelmät

CDOC tekee yhteistyötä RTL:n kanssa virtsasta mahdollisesti löytyvien laittomien aineiden nopeassa tunnistamisessa. Vastaaja toimitti virtsanäytteet pyydettäessä. Tämä oli ilmeisesti ensimmäinen kerta, kun yhdessä vastaajan virtsanäytteessä todettiin olevan mahdollisesti laitonta ainetta.

Pseudoefedriinin kuuden tunnin biologisen puoliintumisajan perusteella on mahdollista, että vastaajalla oli pseudoefedriinijäämiä virtsassaan samanaikaisesti tämän testinäytteen tuottamisen kanssa. Tässä tapauksessa metamfetamiinin tunnistaminen pseudoefedriinijäämien esiintyessä johtaa vääriin positiivisiin tuloksiin.

Kuten myös reseptilääke Adderall XR:ssä on amfetamiinia. Amfetamiinin massaspektri olisi saatava, kun tämä virtsanäyte analysoidaan. Tässä tapauksessa amfetamiinin esiintyminen ei ole todellinen väärä positiivinen tulos, vaan se on pikemminkin se, mitä odotetaan havaittavan lääkkeestä, jossa amfetamiini on yksi sen ainesosista.

Kun otetaan huomioon dekstroamfetamiinin (Adderall XR:ssä), metamfetamiinin ja pseudoefedriinin samankaltaiset kemialliset rakenteet, tällä hetkellä käytössä oleva immunomääritystekniikka ei ehkä ole johdonmukaisesti ja luotettavasti kyllin herkkä, jotta se pystyisi erottamaan toisistaan näiden molekyylien hienovaraisia eroja. Näin ollen väärä positiivinen tulos metamfetamiinin osalta ei ole epätodennäköinen.

Massaspektrien ”kirjaston” sisältävien automatisoitujen järjestelmien tulon myötä nykyaikaiset instrumentit suorittavat tuntemattoman tai näytteen massaspektrin ja ”kirjastossa” olevan tunnetun tai referenssimassaspektrin vertailun. Tuntemattoman tai näytteen massaspektrin ja ”kirjastossa” olevan tunnetun tai referenssimassaspektrin vastaavuus toimii usein, mutta ei aina, hyvin. Koska metamfetamiinin ja pseudoefedriinin massaspektrit ovat lähes erottamattomia, tämä olisi esimerkki, jossa voisi syntyä väärä positiivinen tulos.
Jos pseudoefedriinin massaspektriä ei ole ”kirjastossa”, automaattinen järjestelmä yrittää silti löytää vastaavuuden. Metamfetamiinin massaspektri on kohtuullisella tieteellisellä varmuudella se, mikä voi olla tämän yhteensovitusprosessin tulos. Luottamalla pelkästään ”kirjastoon” ilman kokeneen kemistin tekemää positiivista tunnistusta tämä on todennäköisesti johtanut väärään positiiviseen tulokseen.

RTL:n valtavaan läpimenokykyyn liittyy tulevaisuudennäkymiä, jotka liittyvät järjestelmän epätäydelliseen puhdistamiseen ajojen/kokeilujen välillä. Tämä voi johtaa ristikontaminaatioon, joka perustuu edellisestä ajosta/kokeilusta järjestelmään jääneeseen metamfetamiinin jäännösmäärään.

Lisäksi pseudoefedriinin vakioannos aikuisille on 60 mg. mg:n ja ng:n välillä on kuusi suuruusluokkaa. Tämän seurauksena jopa useiden biologisten puoliintumisaikojen jälkeen ehdonalaisessa vapaudessa olevan henkilön virtsassa metamfetamiinina havaitun pseudoefedriinin pitoisuus olisi mikrogrammaa millilitrassa (μg/ml). Tällaiset pitoisuudet olisivat kohtuullisen tieteellisen varmuuden mukaan kyllästäneet herkän ilmaisimen. Lisäksi, jos ehdonalaisessa vapaudessa oleva olisi ollut metamfetamiinin vakiokäyttäjä, hänen testinsä olisi kohtuullisen tieteellisen varmuuden mukaan ollut positiivinen metamfetamiinin osalta useammin kuin tämän yhden kerran.

Kun kaikki tässä esitetyt tiedot luetaan ymmärryksellä, on selvää, että kerätystä virtsanäytteestä saatiin vääriä positiivisia tuloksia metamfetamiinin ja amfetamiinin osalta.

Vastaaja katsottiin syyttömäksi kuulustelussaan 12. tammikuuta 2016. Hänen ulkonaliikkumiskieltonsa päättyi ja hänen nilkkavalvontalaitteensa poistettiin tuolloin. CDOC valitti alkuperäisestä vapauttavasta tuomiosta. Ehdonalaiseen vapauteen päästetty vanki vapautettiin, kun valitus ei tuottanut tulosta.
Hän on nyt vapaa mies.

1. Solu (biologia). Science Daily. Haettu 3/10//2017 osoitteesta https://www.sciencedaily.com/terms/cell_(biology).htm
2. Administrative Regulation (Regulation Number 300-20 effective October 15, 2014) for Offender Drug Screening. Haettu 1/11/2016 osoitteesta http://www.doc.state.co.us/sites/default/files/ar/0300_20_101514.pdf
3. Mikä on immunomääritys? ImmunoChemistryTechnologies, LLC. Haettu 1/11/2016 osoitteesta https://www.immunochemistry.com/resource/what-immunoassay/
4. Prescribed Medications and Potential False-Positive Urine Drug Screens. Haettu 1/11/2016 osoitteesta http://www.medscape.com/viewarticle/726897
5. Virtsatestauspalvelut/Laboratoriopalvelut. Redwood Toxicology Laboratory. Haettu 1/11/2016 osoitteesta https://www.redwoodtoxicology.com/services/urine_testing
6. Reditest Panel-Dip/Test Devices. Redwood Toxicology Laboratory. Haettu 1/11/2016 osoitteesta https://www.redwoodtoxicology.com/devices/doa_panel-dip
7. Adderall XR – Advanced Patient Information. Drugs.com. Haettu 1/11/2016 osoitteesta http://www.drugs.com/cons/adderall-xr.html
8. Dekstroamfetamiinin rakenne – Structural Biochemistry/Adderall. Wikikirjat. Haettu 1/11/2016 osoitteesta fi.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Adderall#/media/File:Dextroamphetamine_structure.png
9. Methamphetamine Chemical Structure. ChemSpider – Royal Society of Chemistry. Haettu 3/10/2017 osoitteesta http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.10379.html
10. Pseudoefedriini Chemical Structure. ChemSpider – Royal Society of Chemistry. Haettu 3/10/2017 osoitteesta http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.6761.html
11. Pseudoefedriini – C10H15NO – PubChem. National Institutes for Health. Haettu 1/11/2016 osoitteesta pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/pseudoephedrine#section=Absorption-Distribution-and-Excretion
12. Kokonaisvaltainen huumetestaus. Redwood Toxicology Laboratory. Haettu 1/11/2016 osoitteesta https://www.redwoodtoxicology.com/docs/services/comprehensive_drug_testing.pdf
13. NIST Chemistry WebBook. National Institutes of Standards and Technology. Haettu 1/11/2016 osoitteesta http://webbook.nist.gov/chemistry

.