Química forense – Análisis de benzodiazepinas en cabello

La química es una de las principales áreas de la ciencia forense. No en vano, un resto biológico como un cabello, se puede analizar en el laboratorio y resultar determinante en una investigación forense. De este modo, como se comentó en el artículo “Cazar terroristas por los pelos“, un rastro aparentemente invisible podría aportar nuevas pruebas ante los tribunales de justicia para contribuir a la resolución de un delito.

Las benzodiazepinas constituyen la familia de psicofármacos más prescritos en las sociedades occidentales, con propiedades hipnóticas, sedantes o miorrelajantes. Seguro que a todos nos resulta más o menos familiar alguno de los medicamentos contra el insomnio o la ansiedad más conocidos, como por ejemplo el Valium.

Benzodiazepinas

¿Por qué tiene interés forense el análisis de benzodiazepinas en cabello? Porque nos ofrece la posibilidad de determinar bien un consumo voluntario, bien una administración continuada y encubierta del fármaco a una persona con diferentes propósitos, que pueden ir desde el abuso sexual, hasta la sedación para asegurar un comportamiento deseado. Comenzamos.

La sangre y la orina han sido tradicionalmente las matrices empleadas en el análisis químico-toxicológico para la detección de sustancias (drogas ilícitas, contaminantes, fármacos, sustancias dopantes, etc.). No en vano, la concentración de una molécula o su producto de biotransformación en sangre nos indica el grado de afectación de la persona en el momento de la toma de muestra (ej. alcoholemia), mientras la orina es una vía principal de eliminación de multitud de sustancias del organismo. Sin embargo, el tiempo de eliminación del xenobiótico del organismo limita lo que se conoce como “ventana de detección del tóxico”; en el caso de la sangre dicha ventana viene a cubrir un máximo de 48 horas, mientras que en el caso de orina puede prolongarse a unos cinco días.

Dr. Carlos García Caballero - BDZ en pelo

En el caso del cabello, las sustancias comienzan su incorporación días después de su consumo y pueden ser retenidas de manera permanente en el mismo, y sólo la longitud del mechón de cabello tomado como muestra limitaría la detección temporal de un tóxico, teniendo en cuenta que en adultos presenta una velocidad de crecimiento promediada de 1 cm/mes, como establece la Society of Hair Testing (SoHT). De esta forma, el análisis de cabello, si bien puede emplearse en algún caso para detectar el consumo puntual de una sustancia, se ha venido empleando en Toxicología para determinar el consumo crónico o bien la exposición continuada a una determinada sustancia.

Además de esta capacidad de almacenamiento, el cabello es una matriz de fácil recolección (no se requiere para ello de ningún procedimiento invasivo), así como de fácil almacenamiento (sequedad a T ambiente).

Sin embargo, presenta también inconvenientes para el análisis, dado que el cabello es una matriz compleja (encontramos en su composición lípidos, minerales y en mayor proporción proteínas como la queratina y pigmentos como la melanina), donde las sustancias se incorporan en muy bajas cantidades, y no todas ellas presentan una buena incorporación.

El empleo de sustancias químicas para disminuir o alterar el grado de consciencia de una persona, fenómeno conocido como “sumisión química”, ha sido documentado a lo largo de la historia, y las benzodiazepinas han estado presentes en casos documentados en diversos países, entre ellos España. La sedación y la amnesia anterógrada que pueden producir estos fármacos, pueden provocar que la víctima no sea consciente en un primer momento de que se encontraba bajo sus efectos, por lo que el retraso en la toma de muestras tradicionales como sangre y orina, provocan que no sean detectadas en estas matrices. Es ahí donde el cabello juega un papel fundamental.

Estructura de Benzodiazepina (Valium)En el Instituto Nacional de Toxicología y Ciencias Forenses (departamento de Madrid), bajo la dirección del Dr. Óscar Quintela, realizamos la puesta a punto y la validación de un método analítico para la determinación simultánea de diferentes tipos de benzodiazepinas en muestras de cabello.

Desde el punto de vista químico, las benzodiazepinas presentan una estructura común, la de heterociclos de siete miembros con presencia de átomos de nitrógeno, fusionados con anillos bencénicos, lo cual es relevante a la hora de suponer unas características de lipofilia y basicidad adecuadas para la incorporación al pelo.

En nuestra investigación seleccionamos once benzodiazepinas y productos de su biotransformación (diazepam, nordiazepam, bromazepam, alprazolam, alfa-hidroxi-alprazolam, 4-hidroxi-alprazolam, oxazepam, midazolam, halazepam, lorazepam, lormetazepam) y zopiclona, un fármaco con estructura química diferente pero con efectos similares. El oxazepam deuterado fue empleado como estándar interno.

Dr. Carlos García Caballero. LC-MS

Empleamos como técnica de análisis la cromatografía de líquidos (LC) acoplada a la espectrometría de masas (MS) en tándem (LC-MS/MS).

Mediante esta técnica, es posible conseguir la separación de los diferentes constituyentes de una mezcla, de forma que cada molécula investigada (analito), exhibió distinto tiempo de retención en la columna cromatográfica. Posteriormente, los analitos llegan al espectrómetro de masas, donde cada uno de ellos se fragmentó originando transiciones de masa/carga características para cada una de las moléculas, lo que permite la determinación de estos compuestos de forma específica e inequívoca.

Es decir, para cada pico cromatográfico se obtiene simultáneamente el espectro de masas, lo que permite identificar y cuantificar el compuesto de que se trata.

Cromatograma Benzodiazepinas LC-MS

De esta manera, se desarrolló un método sensible y fiable para el análisis rutinario de benzodiazepinas en muestras de cabello, permitiendo la detección de estas sustancias a nivel de trazas, en concreto picogramos de benzodiazepina/miligramos de cabello (partes por billón, ppb).

Dr. Carlos García Caballero

«Ciencia Química en el siglo XXI» | Dr. Justo Giner Martínez-Sierra

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Acerca de justoginer
Doctor en Química. Profesor de Universidad. Calidad, PRL y Asuntos Regulatorios. Consultor y Divulgador Científico en «Ciencia Química en el siglo XXI».

23 Responses to Química forense – Análisis de benzodiazepinas en cabello

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  4. Maria says:

    ¡Excelente aporte!

  5. Justo, estás aumentando mucho mi cultura; muchas de las cosas tuyas que leo las comento en mi Facebook, traduciéndolas lo más posible a lenguaje ‘de la calle’, y mis amigos las consideran muy interesantes. Gracias.

    • justoginer says:

      ¡Mil gracias por tu comentario, Eduardo!
      El objetivo de estos artículos es la divulgación de la química con un lenguaje accesible a todos, pero con pleno rigor científico. Me alegra saber que nos estás ayudando en la difusión de los contenidos. ¡Qué bien!
      Aprovecho la ocasión para invitarte a ti y a tus amigos a seguirnos desde Facebook y ayudarnos con vuestros “Me gusta”.
      ¡Un abrazo desde Asturias!

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  16. Javier says:

    Mira qué interesantes los procedimientos que se llevan a cabo y que la gran mayoria desconocemos. Saludos

  17. Tulio Burneo says:

    Saludos desde Loja- Ecuador, ¿tiene algún estudio de detección de cocaína en pelo? Quiero hacer una tesis de maestría, pero no sé cómo con respecto a esta matriz, así como qué estándares utilizar, qué analizar, la cocaína o su metabolito, la metodología, condiciones del cromatógrafo, cómo hacer esta investigación…

    • justoginer says:

      Estimado Tulio:
      Muchas gracias por tu comentario y bienvenido al blog. Te sugiero que accedas desde tu centro de investigación o Universidad a cualquiera de las dos principales bases de datos mundiales de referencias bibliográficas y citas de publicaciones científicas: Web of Science, propiedad de Thomson Reuters y Scopus, propiedad de Elsevier.
      Una vez hayas accedido al sistema, podrás realizar la búsqueda de la información que has comentado de manera “sencilla”. Mucha suerte.
      Un saludo cordial desde Asturias 😉

  18. ZOE SERRANO says:

    Fantastico. Enhorabuena.

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