The Chemist | Journal of the American Institute of Chemists

The Chemist Volume 91 | Number 1
ISSN 1945-0702
Fout-positieve drugstest op methamfetamine Dr. David M. Manuta & Deborah F. Cate Manuta Chemical Consulting, Inc. (MC2), 431 Gordon Avenue, Waverly, OH 45690-1208 (E-mail: )
Publiek begrip van chemie: De chemie en haar sociaal-politiek-economische context blijven veranderen. De chemie en de op chemie gebaseerde technologie die ons leven beïnvloeden, zorgen voor de complexiteit en de controverse van het leven en vormen de basis voor het denken over het begrip van de chemie bij het grote publiek. De sectie Publiek begrip van chemie zal trachten de chemie in een reële context te plaatsen met originele bijdragen (artikelen/standpunten/beleidsnota’s) en/of gepubliceerde artikelen en columns in gerenommeerde bronnen (met toestemming gebruikt). Stichtende sectieredacteur: David Devraj Kumar, Sectie Co-redacteur: David M. Manuta

Afbeelding: Een mogelijk vals-positief testresultaat voor methamfetamine is opgetreden tijdens het laboratoriumonderzoek van de urine van een voorwaardelijk vrijgelatene. Een vergelijking van de chemische structuren van methamfetamine en pseudoefedrine, een ingrediënt van het vrij verkrijgbare geneesmiddel Sudafed®, alsmede de feilbaarheid van de test zelf, maken deze conclusie, met een redelijke mate van wetenschappelijke zekerheid, niet tot een onwaarschijnlijke uitkomst.
Key Words: immunoassay (IA), methamfetamine, dextroamfetamine, pseudo-efedrine, Sudafed®

Inleiding

Op 22 december 2015 werd een urinemonster (UA) afgenomen bij een ex-gedetineerde die verdacht werd van methamfetaminegebruik. Toen de test positief terugkwam, werd hij vervolgens aangeklaagd. Met het vooruitzicht van een schending van zijn bestaande vrijlating opdoemend, reikte hij uit naar een adviserend chemicus, Dr. David Manuta bij Manuta Chemical Consulting, Inc., om zijn zaak te herzien. Hij beweerde dat hij sinds zijn voorwaardelijke vrijlating niet eerder positief had getest op misbruikdrugs. Een hoorzitting werd gehouden door The Colorado Department of Corrections (CDOC) op 12 januari 2016.

Achtergrondinformatie

In het document dat door de verdachte naar Dr. Manuta werd gefaxt, beschreef hij de medicijnen die hij op dat moment gebruikte, inclusief voorgeschreven recepten. De beklaagde gaf ook aan dat de testuitslag voor methamfetamine 377 ng/mL (nanogram per milliliter) was. Een testwaarde voor amfetamine werd ook gerapporteerd als 275 ng/mL. Het nanogram is een metrische massa-eenheid gelijk aan een miljardste van een gram (10-9 g), de massa van een typische menselijke cel .

De verweerder identificeerde het testlaboratorium als Redwood Toxicology Laboratory (RTL). RTL is gevestigd in Santa Rosa, CA. Aangezien de tests in Californië worden uitgevoerd, moeten de urinemonsters volgens aanvaarde protocollen en normen worden verzameld en bewaard voordat zij naar de faciliteit worden verzonden. Het CDOC-personeel moet deze urinemonsters op de juiste wijze verpakken, volgens de geaccepteerde methodologieën, zodat de verkregen testresultaten als zinvol kunnen worden beschouwd.

In een medisch rapport van 14 december 2015 wordt opgemerkt dat de arts van Beklaagde FLONASE neusspray, neo-synephrine neusspray en Adderall XR heeft voorgeschreven. Andere door de arts van Beklaagde genoteerde medicijnen zijn Albuterol, Advair, en Lisinopril.

De Beklaagde merkte ook op dat hij en enkele van zijn familieleden onlangs Sudafed® hadden ingenomen voor neus- en sinusziekten. Het werkzame bestanddeel van Sudafed® is de chemische stof pseudo-efedrine.

Fig 1. Structuur van dextroamfetamine (C9H13N)

Fig 2. Structuur van methamfetamine (C10H15N)

Fig 3. Structuur van pseudo-efedrine (C10H15NO)

Discussie

CDOC-regelgeving keurt het gebruik van immunoassay-methoden (IA) en gaschromatografie-massaspectrometrie (GC-MS) voor de identificatie van drugs in urine goed. Volgens ImmunoChemistry Technologies, LLC , bieden de immunoassay methodologieën een snelle identificatie van specifieke moleculen. Een voordeel van ImmunoChemistry Technologies is dat via deze technieken veel monsters op één dag kunnen worden geanalyseerd. Via de snelle identificatietechnieken zoals IA kunnen vals-positieve testresultaten worden verkregen. Een controle van een positief monster met GC-MS maakt het mogelijk meer vertrouwen te hebben in het testresultaat .

Redwood Toxicology Laboratory (RTL), het laboratorium dat gebruikt wordt voor de urinetesten, geeft aan dat er wekelijks ongeveer 85.000 urinalyses worden gedaan op Drugs of Abuse. Deze verwerkingscapaciteit wijst erop dat bij RTL immunoassay-methoden worden gebruikt. Deze enorme verwerkingscapaciteit komt overeen met 12.000 monsters per dag, 500 monsters per uur, en meer dan 8 monsters per minuut. Minder dan 10 seconden per monster lijkt de gebruikelijke analysetijd te zijn. Beoordeling van de analyseresultaten kan niet worden gedaan voordat ze naar CDOC worden verzonden.

RTL heeft twee methoden voor het bepalen van methamfetamine in urine. De eerste methode heeft een afkapgrens van 500 ng/mL en de tweede methode heeft een afkapgrens van 1000 ng/mL . De detectielimiet voor methamfetamine werd gerapporteerd op 250 ng/mL.

Een belangrijke kwestie is dat het schijnbare niveau van methamfetamine van de verdachte in zijn urine 377 ng/mL was. Dit niveau is lager dan de grenswaarde die de in de vorige alinea genoemde RTL-methoden kunnen opsporen. Er bestaat onzekerheid over wat daadwerkelijk is gemeten bij de positieve test die het CDOC-personeel aan de beklaagde heeft gemeld.

Naast Sudafed® was het bekend dat de beklaagde ook Adderall XR gebruikte. Adderall XR wordt onder meer voorgeschreven om de symptomen van Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) te bestrijden. De verweerder was eerder gediagnosticeerd met ADHD. Op voorschrift van zijn arts nam Beklaagde eenmaal daags 20 mg capsules.

Een van de ingrediënten van Adderall XR is dextroamfetamine (C9H13N). Methamfetamine (C10H15N) vertoont in zijn chemische structuur overeenkomsten met dextroamfetamine, evenals pseudo-efedrine (C10H15NO).

Fig 4. Massaspectrum van methamfetamine

Fig 5. Massaspectrum van pseudo-efedrine

De overeenkomsten tussen deze drie chemische structuren zijn frappant. Als gevolg hiervan is er, met een redelijke mate van wetenschappelijke zekerheid, enige twijfel gerezen over de vraag of de immunoassaymethoden die door het RTL-personeel worden gebruikt, gevoelig genoeg zijn om consistent en betrouwbaar onderscheid te maken tussen deze zeer vergelijkbare moleculen.

Het National Institutes of Health verstrekt gegevens over de biologische halfwaardetijd van pseudoephedrine, een actief ingrediënt in Sudafed®. De halfwaardetijd van pseudo-efedrine is ongeveer zes (6) uur. Afhankelijk van de pH van de urine kan het tot 16 uur duren voordat pseudoefedrine bij volwassenen is uitgescheiden. Dit betekent dat, met een redelijke mate van wetenschappelijke zekerheid, er binnen het biologische halfwaardetijdvenster van 6 uur pseudo-efedrine in de urine van de beklaagde zou achterblijven.

Gezien deze informatie is het zeker mogelijk dat, als de beklaagde een urinemonster had moeten inleveren op een tijdstip in de buurt van wanneer hij voor het laatst Sudafed® had ingenomen, restpseudo-efedrine zou kunnen worden gedetecteerd. Redelijkerwijs kan dan worden aangenomen dat in het recente positieve monster geen methamfetamine, maar pseudoefedrine uit Sudafed® is aangetroffen. De uitgebreide urine drugstest van RTL voor 22 Drugs of Abuse omvat niet de detectie van pseudoephedrine.

Gebaseerd op de overeenkomsten in chemische structuur tussen methamfetamine en pseudoephedrine, zou men verwachten dat hun respectievelijke massaspectra op elkaar lijken. De referentiemassaspectra van het National Institute of Standards and Technology (NIST) bevestigen dit, zoals te zien is in de figuren 4 en 5 . Een ervaren chemicus zou op basis van een grondig onderzoek van de immunoassay-testgegevens het onderscheid tussen deze moleculen moeten kunnen maken. Vanwege de hoge verwerkingscapaciteit in het contractlaboratorium van het CDOC werden de subtiele massaspectrale verschillen tussen methamfetamine en pseudo-efedrine blijkbaar niet verder onderzocht.

Conclusie

CDOC werkt samen met RTL aan een snelle identificatie van de mogelijk illegale stoffen die in urine worden aangetroffen. De verdachte heeft op verzoek urinemonsters verstrekt. Dit was kennelijk de eerste keer dat werd vastgesteld dat een urinemonster van de verdachte een mogelijk illegale stof bevatte.

Gebaseerd op de biologische halfwaardetijd van pseudo-efedrine van 6 uur, is het mogelijk dat de verdachte tegelijk met de productie van dit testmonster restpseudo-efedrine in zijn urine had. In dit geval resulteert de identificatie van methamfetamine bij aanwezigheid van restpseudoefedrine in een vals-positief.

Ook het receptmedicijn Adderall XR bevat amfetamine. Het massaspectrum van amfetamine moet worden verkregen wanneer dit urinemonster wordt geanalyseerd. In dit geval is de aanwezigheid van amfetamine geen echt vals-positief; het is eerder wat men verwacht waar te nemen van een medicijn waarvan amfetamine een van de ingrediënten is.

Gezien de vergelijkbare chemische structuren van dextroamfetamine (in Adderall XR), methamfetamine en pseudo-efedrine, is de immunoassaytechniek die momenteel wordt gebruikt mogelijk niet consequent en betrouwbaar gevoelig genoeg om onderscheid te maken tussen de subtiele verschillen in deze moleculen. Als gevolg hiervan is een vals-positief voor methamfetamine geen onwaarschijnlijke uitkomst.

Met de komst van geautomatiseerde systemen die “de bibliotheek” van massaspectra bevatten, voert moderne instrumentatie vergelijkingen uit van het onbekende of monstermassaspectrum met een bekend of referentiemassaspectrum in “de bibliotheek”. De vergelijking van het onbekende massaspectrum of het massaspectrum van het monster met een bekend massaspectrum of een referentiemassaspectrum in “de bibliotheek” verloopt vaak, maar niet altijd, goed. Aangezien de massaspectra van methamfetamine en pseudo-efedrine bijna niet van elkaar te onderscheiden zijn, zou dit een voorbeeld zijn waarbij een vals-positief zou kunnen optreden.
Zou het massaspectrum van pseudo-efedrine zich niet in “de bibliotheek” bevinden, dan probeert het geautomatiseerde systeem toch een overeenkomst te vinden. Het massaspectrum van methamfetamine is, met een redelijke mate van wetenschappelijke zekerheid, wat dit matchingsproces kan opleveren. Door alleen op “de bibliotheek” te vertrouwen zonder een positieve identificatie door een ervaren chemicus, heeft dit waarschijnlijk geresulteerd in een vals-positief.

De enorme verwerkingscapaciteit vanRTL heeft prospectieve gevolgen in verband met onvolledige zuivering van het systeem tussen runs/trials. Dit kan leiden tot kruisbesmetting op basis van een resthoeveelheid methamfetamine die nog in het systeem aanwezig is van een eerdere run/proef.

Ook is de standaarddosis pseudo-efedrine voor volwassenen 60 mg. Er zijn zes orden van grootte tussen mg en ng. Bijgevolg zou zelfs na meerdere biologische halfwaardetijden de concentratie pseudoefedrine, gedetecteerd als methamfetamine, in de urine van de voorwaardelijke gevangene in het microgram per milliliter (μg/mL) bereik liggen. Dergelijke concentraties zouden, met een redelijke mate van wetenschappelijke zekerheid, de gevoelige detector hebben verzadigd. Bovendien, als de voorwaardelijke gebruiker een habituele gebruiker van methamfetamine was geweest, zou hij, tot een redelijke mate van wetenschappelijke zekerheid, vaker positief hebben getest op methamfetamine dan deze ene keer.

Wanneer alle hier gepresenteerde informatie met begrip wordt gelezen, is het duidelijk dat vals-positieve resultaten werden verkregen voor methamfetamine en amfetamine in het verzamelde urinemonster.

De verdachte werd niet schuldig bevonden op zijn hoorzitting van 12 januari 2016. Zijn avondklok werd opgeheven en zijn enkelcontroleapparaat werd toen verwijderd. Het CDOC ging in beroep tegen de aanvankelijke vrijspraak. De voorwaardelijke invrijheidgestelde werd uit hechtenis ontslagen toen het beroep niet succesvol was.
Hij is nu een vrij man.

1. Cell (biologie). Science Daily. Op 3/10//2017 ontleend aan https://www.sciencedaily.com/terms/cell_(biology).htm
2. Administratieve verordening (verordening nummer 300-20 van kracht op 15 oktober 2014) voor drugsscreening bij delinquenten. Op 1/11/2016 ontleend aan http://www.doc.state.co.us/sites/default/files/ar/0300_20_101514.pdf
3. Wat is een immunoassay? ImmunoChemistryTechnologies, LLC. Op 1/11/2016 ontleend aan https://www.immunochemistry.com/resource/what-immunoassay/
4. Voorgeschreven geneesmiddelen en mogelijke fout-positieve urineonderzoeken naar drugs. Op 1/11/2016 ontleend aan http://www.medscape.com/viewarticle/726897
5. Urine Testing Services/Lab Services. Redwood Toxicologie Laboratorium. Op 1/11/2016 ontleend aan https://www.redwoodtoxicology.com/services/urine_testing
6. Reditest Panel-Dip/Test Apparaten. Redwood Toxicologie Laboratorium. Op 1/11/2016 ontleend aan https://www.redwoodtoxicology.com/devices/doa_panel-dip
7. Adderall XR – Geavanceerde patiënteninformatie. Drugs.com. Retrieved 1/11/2016 from http://www.drugs.com/cons/adderall-xr.html
8. Dextroamfetamine structuur – Structurele Biochemie/Adderall. Wikibooks. Op 1/11/2016 ontleend aan en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Adderall#/media/File:Dextroamphetamine_structure.png
9. Methamphetamine Chemical Structure. ChemSpider – Royal Society of Chemistry. Op 3/10/2017 ontleend aan http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.10379.html
10. Pseudoephedrine Chemische Structuur. ChemSpider – Royal Society of Chemistry. Op 3/10/2017 ontleend aan http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.6761.html
11. Pseudoephedrine – C10H15NO – PubChem. Nationale instituten voor gezondheid. Op 1/11/2016 ontleend aan pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/pseudoephedrine#section=Absorptie-Distributie-en-Excretie
12. Comprehensive Drug Testing. Redwood Toxicology Laboratory. Op 1/11/2016 ontleend aan https://www.redwoodtoxicology.com/docs/services/comprehensive_drug_testing.pdf
13. NIST Chemistry WebBook. Nationale instituten voor normen en technologie. Op 1/11/2016 ontleend aan http://webbook.nist.gov/chemistry