No primeiro capítulo deste trabalho, são apresentados aspectos gerais sobre toxicologia forense e sobre a eletroforese capilar, onde se buscou mostrar como a técnica analítica pode ser útil para aplicações forenses. O segundo capítulo apresenta o desenvolvimento de metodologia analítica baseada em eletroforese capilar com detecção por arranjo de diodos para determinação de drogas de abuso ou seus produtos de biotransformação em humor vítreo. Foram estudados parâmetros como a composição do eletrólito de corrida (com especial atenção ao fenômeno de eletrodispersão), pré-concentração online (stacking) e modo de extração dos analitos. Foi obtida completa separação eletroforética de 12 analitos investigados em menos de 10 minutos de corrida. Os parâmetros de confiança analítica do método mostraram este é perfeitamente aplicável às análises toxicológicas com finalidade forense. O terceiro capítulo apresenta a elaboração de metodologia analítica baseada em eletroforese capilar acoplada a espectrometria de massas para determinação de cocaína e cinco produtos de biotransformação em urina, com procedimento de preparo da amostra biológica simplificado. O procedimento desenvolvido apresentou sensibilidade adequada para verificação de intoxicações agudas por cocaína, e a espectrometria de massas acrescentou grande seletividade à análise, principalmente quando a detecção foi realizada pela seleção do íon-pai e fragmentos gerados a 34% de energia de colisão. O terceiro capítulo apresenta o desenvolvimento de método simples e rápido para determinação de MDMA em comprimidos de Ecstasy usando eletroforese capilar de zona. Na corrida eletroforética desenvolvida, é possível determinar a concentração de MDMA em menos de dois minutos (usando procaína com padrão interno). O método desenvolvido foi comparado ao utilizado rotineiramente no Núcleo de Análise Instrumental do Instituto de Criminalística de São Paulo, baseado em cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por fluorescência. O método eletroforético desenvolvido foi cinco vezes mais rápido do que o método de referência, permitindo maior produtividade sem que houvesse perda da qualidade do resultado. Por fim, o capítulo 4 apresenta as considerações finais deste trabalho, onde se pode concluir que a eletroforese capilar, ainda que pouco utilizada em laboratórios forenses brasileiros, pode ser ferramenta de grande utilidade nas análises toxicológicas destinadas a esta finalidade. / In the first chapter of this thesis, general aspects on forensic toxicology and capillary electrophoresis are presented, aiming to show how the analytical technique can be useful for forensic applications. The second chapter presents the development of analytical methodology based on capillary electrophoresis with diode array detection for determining drugs of abuse and/or their biotransformation products in vitreous humor. Parameters such as the composition of background electrolyte (with special attention to the phenomenon of electrodispersion), online pre-concentration (stacking) and sample preparation procedures were objects of study. The complete electrophoretic separation of 12 investigated analytes was obtained within 10 minutes of run. The validation parameters of the method have shown that this is perfectly applicable to toxicological analyses with forensic purposes. The third chapter presents the elaboration of analytical methodology based on capillary electrophoresis coupled to mass spectrometry for determining cocaine and five biotransformation products in urine, with simple sample preparation. The process developed presented adequate sensitivity for the verification of acute intoxications by cocaine, and mass spectrometry contributed with great selectiveness to the analysis, mainly when the detection was conducted by the selection of the molecular-ion and fragments generated at 34% of collision energy. The fourth chapter presents the development of a simple and quick method for determining MDMA in tablets of Ecstasy using capillary zone electrophoresis. In the running condition, it is possible to determine the concentration of MDMA in less than two minutes (using procaine with internal standard). The method developed was compared with the one routinely used at Núcleo de Análise Instrumental do Instituto de Criminalística de São Paulo, based on high performance liquid chromatography with fluorescence detection. The electrophoretic method developed was five times faster than the reference one, allowing higher productivity without loss of quality in the result. Finally, chapter five presents the final considerations of this thesis, where it is possible to conclude that capillary electrophoresis, even being little utilized in Brazilian forensic laboratories, can be a tool of great utility in toxicological analyses destined to this purpose.

Nenhuma medição é realizada com perfeição absoluta, uma vez que todos os valores encontrados são aproximações do valor real e todas as medidas, independente de sua finalidade ou qualidade, possuem uma incerteza. A incerteza de medição é um parâmetro associado ao resultado, que caracteriza a dispersão em torno dos seus valores. O conceito de incerteza de medição já é adotado em laboratórios de calibração e também muito aplicado na área de engenharia; no entanto em análises toxicológicas esta abordagem ainda é recente e há poucos relatos na literatura científica. Portanto, este trabalho teve como objetivo o estudo da incerteza de medição em análises toxicológicas confirmatórias de substâncias psicoativas - anfetaminas (anfetamina e metanfetamina), ácido 11-nor-Δ9-tetraidrocanabinol carboxílico (THC-COOH) e benzoilecgonina - em urina, detectados pela técnica de cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). A microextração em fase líquida (LPME) mostrou-se eficaz na determinação de THC-COOH, e após a completa validação, o método desenvolvido foi aplicado na quantificação de amostras de urina de referência provenientes do National Institute of Standards and Technology (NIST) dos Estados Unidos da América (SRM1507b - NIST). As principais contribuições para a incerteza do método foram a concentração do analito, a acurácia, seguidos da precisão e do volume de amostra. A incerteza combinada obtida foi equivalente a 8%. A LPME também apresentou-se eficiente para a extração das anfetaminas e a incerteza combinada obtida por este método foi 2,1%. No método de detecção de benzoilecgonina, a principal fonte de incerteza foi a acurácia do método e o resultado da incerteza combinada da análise de uma urina de referência (SRM1508a - NIST) foi 4,8%. Todos os valores de incerteza de medição encontrados em nosso estudo estão de acordo com as normas e referências internacionais e também são condizentes com os valores estipulados pela NIST nos laudos de análise das amostras de referência. / Neither measurement is made with absolute perfection, once all the values are approximations of the actual value and all measures, independent of its purpose or quality, have an uncertainty. Measurement uncertainty is a parameter associated with the result, which characterizes the dispersion around their values. The concept of measurement uncertainty is already used in calibration laboratories and also widely applied in engineering, however, in toxicological analysis, this approach is recent and there are few reports in the scientific literature. Therefore, this work aimed to study the measurement uncertainty in confirmatory toxicological analysis of psychoactive drugs - amphetamines (amphetamine and methamphetamine), acid 11-nor-Δ9-tetrahydrocannabinol carboxylic acid (THC - COOH) and benzoylecgonine - in urine detected by the technique of gas chromatography-mass spectrometry (GC- MS). The liquid phase microextraction (LPME) was effective in the determination of THC-COOH, and after complete validation, the method was applied to the quantification of urine samples of reference from the National Institute of Standards and Technology (NIST) of United States of America (SRM1507b - NIST). The main contributions to the uncertainty of the method were the analyte concentration, accuracy, followed by the precision and the sample volume. The combined uncertainty obtained was equivalent to 8%. The LPME also presented efficient for the extraction of amphetamine and combined uncertainty obtained by this method was 2.1%. In the method of detection of benzoylecgonine, the main source of uncertainty was the accuracy of the method and the result of the combined uncertainty of the analysis of a urine reference (SRM1508a - NIST) was 4.8%. All values of measurement uncertainty found in our study are in accordance with international standards and references and are also consistent with the values stipulated by certificate of analysis of NIST reference samples.

Nenhuma medição é realizada com perfeição absoluta, uma vez que todos os valores encontrados são aproximações do valor real e todas as medidas, independente de sua finalidade ou qualidade, possuem uma incerteza. A incerteza de medição é um parâmetro associado ao resultado, que caracteriza a dispersão em torno dos seus valores. O conceito de incerteza de medição já é adotado em laboratórios de calibração e também muito aplicado na área de engenharia; no entanto em análises toxicológicas esta abordagem ainda é recente e há poucos relatos na literatura científica. Portanto, este trabalho teve como objetivo o estudo da incerteza de medição em análises toxicológicas confirmatórias de substâncias psicoativas - anfetaminas (anfetamina e metanfetamina), ácido 11-nor-Δ9-tetraidrocanabinol carboxílico (THC-COOH) e benzoilecgonina - em urina, detectados pela técnica de cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). A microextração em fase líquida (LPME) mostrou-se eficaz na determinação de THC-COOH, e após a completa validação, o método desenvolvido foi aplicado na quantificação de amostras de urina de referência provenientes do National Institute of Standards and Technology (NIST) dos Estados Unidos da América (SRM1507b - NIST). As principais contribuições para a incerteza do método foram a concentração do analito, a acurácia, seguidos da precisão e do volume de amostra. A incerteza combinada obtida foi equivalente a 8%. A LPME também apresentou-se eficiente para a extração das anfetaminas e a incerteza combinada obtida por este método foi 2,1%. No método de detecção de benzoilecgonina, a principal fonte de incerteza foi a acurácia do método e o resultado da incerteza combinada da análise de uma urina de referência (SRM1508a - NIST) foi 4,8%. Todos os valores de incerteza de medição encontrados em nosso estudo estão de acordo com as normas e referências internacionais e também são condizentes com os valores estipulados pela NIST nos laudos de análise das amostras de referência. / Neither measurement is made with absolute perfection, once all the values are approximations of the actual value and all measures, independent of its purpose or quality, have an uncertainty. Measurement uncertainty is a parameter associated with the result, which characterizes the dispersion around their values. The concept of measurement uncertainty is already used in calibration laboratories and also widely applied in engineering, however, in toxicological analysis, this approach is recent and there are few reports in the scientific literature. Therefore, this work aimed to study the measurement uncertainty in confirmatory toxicological analysis of psychoactive drugs - amphetamines (amphetamine and methamphetamine), acid 11-nor-Δ9-tetrahydrocannabinol carboxylic acid (THC - COOH) and benzoylecgonine - in urine detected by the technique of gas chromatography-mass spectrometry (GC- MS). The liquid phase microextraction (LPME) was effective in the determination of THC-COOH, and after complete validation, the method was applied to the quantification of urine samples of reference from the National Institute of Standards and Technology (NIST) of United States of America (SRM1507b - NIST). The main contributions to the uncertainty of the method were the analyte concentration, accuracy, followed by the precision and the sample volume. The combined uncertainty obtained was equivalent to 8%. The LPME also presented efficient for the extraction of amphetamine and combined uncertainty obtained by this method was 2.1%. In the method of detection of benzoylecgonine, the main source of uncertainty was the accuracy of the method and the result of the combined uncertainty of the analysis of a urine reference (SRM1508a - NIST) was 4.8%. All values of measurement uncertainty found in our study are in accordance with international standards and references and are also consistent with the values stipulated by certificate of analysis of NIST reference samples.

No primeiro capítulo deste trabalho, são apresentados aspectos gerais sobre toxicologia forense e sobre a eletroforese capilar, onde se buscou mostrar como a técnica analítica pode ser útil para aplicações forenses. O segundo capítulo apresenta o desenvolvimento de metodologia analítica baseada em eletroforese capilar com detecção por arranjo de diodos para determinação de drogas de abuso ou seus produtos de biotransformação em humor vítreo. Foram estudados parâmetros como a composição do eletrólito de corrida (com especial atenção ao fenômeno de eletrodispersão), pré-concentração online (stacking) e modo de extração dos analitos. Foi obtida completa separação eletroforética de 12 analitos investigados em menos de 10 minutos de corrida. Os parâmetros de confiança analítica do método mostraram este é perfeitamente aplicável às análises toxicológicas com finalidade forense. O terceiro capítulo apresenta a elaboração de metodologia analítica baseada em eletroforese capilar acoplada a espectrometria de massas para determinação de cocaína e cinco produtos de biotransformação em urina, com procedimento de preparo da amostra biológica simplificado. O procedimento desenvolvido apresentou sensibilidade adequada para verificação de intoxicações agudas por cocaína, e a espectrometria de massas acrescentou grande seletividade à análise, principalmente quando a detecção foi realizada pela seleção do íon-pai e fragmentos gerados a 34% de energia de colisão. O terceiro capítulo apresenta o desenvolvimento de método simples e rápido para determinação de MDMA em comprimidos de Ecstasy usando eletroforese capilar de zona. Na corrida eletroforética desenvolvida, é possível determinar a concentração de MDMA em menos de dois minutos (usando procaína com padrão interno). O método desenvolvido foi comparado ao utilizado rotineiramente no Núcleo de Análise Instrumental do Instituto de Criminalística de São Paulo, baseado em cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por fluorescência. O método eletroforético desenvolvido foi cinco vezes mais rápido do que o método de referência, permitindo maior produtividade sem que houvesse perda da qualidade do resultado. Por fim, o capítulo 4 apresenta as considerações finais deste trabalho, onde se pode concluir que a eletroforese capilar, ainda que pouco utilizada em laboratórios forenses brasileiros, pode ser ferramenta de grande utilidade nas análises toxicológicas destinadas a esta finalidade. / In the first chapter of this thesis, general aspects on forensic toxicology and capillary electrophoresis are presented, aiming to show how the analytical technique can be useful for forensic applications. The second chapter presents the development of analytical methodology based on capillary electrophoresis with diode array detection for determining drugs of abuse and/or their biotransformation products in vitreous humor. Parameters such as the composition of background electrolyte (with special attention to the phenomenon of electrodispersion), online pre-concentration (stacking) and sample preparation procedures were objects of study. The complete electrophoretic separation of 12 investigated analytes was obtained within 10 minutes of run. The validation parameters of the method have shown that this is perfectly applicable to toxicological analyses with forensic purposes. The third chapter presents the elaboration of analytical methodology based on capillary electrophoresis coupled to mass spectrometry for determining cocaine and five biotransformation products in urine, with simple sample preparation. The process developed presented adequate sensitivity for the verification of acute intoxications by cocaine, and mass spectrometry contributed with great selectiveness to the analysis, mainly when the detection was conducted by the selection of the molecular-ion and fragments generated at 34% of collision energy. The fourth chapter presents the development of a simple and quick method for determining MDMA in tablets of Ecstasy using capillary zone electrophoresis. In the running condition, it is possible to determine the concentration of MDMA in less than two minutes (using procaine with internal standard). The method developed was compared with the one routinely used at Núcleo de Análise Instrumental do Instituto de Criminalística de São Paulo, based on high performance liquid chromatography with fluorescence detection. The electrophoretic method developed was five times faster than the reference one, allowing higher productivity without loss of quality in the result. Finally, chapter five presents the final considerations of this thesis, where it is possible to conclude that capillary electrophoresis, even being little utilized in Brazilian forensic laboratories, can be a tool of great utility in toxicological analyses destined to this purpose.

Em todo o mundo é crescente o uso drogas de abuso sintéticas conhecidas com designer drugs. Os principais representantes desta classe são o Ecstasy ou 3,4-metilenodioximetanfetamina (MDMA) e o Eve ou 3,4-metilenodioxietilanfetamina (MDEA), substâncias com efeitos estimulantes e alucinógenos. No Brasil é crescente sua divulgação pela mídia e o uso recreacional tem sido constatado em vários pacientes que buscam tratamento nas clínicas para dependentes. O presente trabalho constitui validação de metodologia analítica para o diagnóstico laboratorial do uso de MDMA, MDEA e seu produto de biotransformação, o 3,4-metilenodioxianfetamina (MDA), em sangue total e urina, por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por fluorescência. Os métodos desenvolvidos mostraram boa linearidade, precisão, exatidão, rendimento e capacidade de detectar os analitos mesmos quando presentes em baixas concentrações, o que permite sua aplicação na verificação da intoxicação aguda quanto no uso recreacional destas drogas de abuso. / There is a worldwide increase in the use of the synthetic drugs of abuse known as designer drugs. The main representatives of this class are Ecstasy or 3,4-methylenodioxymethamphetamine (MDMA) and Eve or 3,4- methylenodioxyethylamphetamine (MDEA), substances with stimulant and hallucinogenic effects. In Brazil media coverage of them is on the increase and their recreational is in evidence by the growing numbers of patients who seek treatment at drug treatment centers. This paper validates the analytical methodology for the laboratory diagnosis of the use of MDMA, MDEA and their product of biotransformation, 3,4-methylenodioxyamphetamine (MDA), in whole blood and urine by high performance liquid chromatography with fluorescence. The developed methods showed good linearity, precision, accuracy, yield and capacity to detect analytes even when present in low concentrations, which enables its application in cases high intoxication as well as in cases of the recreational use of these drugs of abuse.

Em todo o mundo é crescente o uso drogas de abuso sintéticas conhecidas com designer drugs. Os principais representantes desta classe são o Ecstasy ou 3,4-metilenodioximetanfetamina (MDMA) e o Eve ou 3,4-metilenodioxietilanfetamina (MDEA), substâncias com efeitos estimulantes e alucinógenos. No Brasil é crescente sua divulgação pela mídia e o uso recreacional tem sido constatado em vários pacientes que buscam tratamento nas clínicas para dependentes. O presente trabalho constitui validação de metodologia analítica para o diagnóstico laboratorial do uso de MDMA, MDEA e seu produto de biotransformação, o 3,4-metilenodioxianfetamina (MDA), em sangue total e urina, por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção por fluorescência. Os métodos desenvolvidos mostraram boa linearidade, precisão, exatidão, rendimento e capacidade de detectar os analitos mesmos quando presentes em baixas concentrações, o que permite sua aplicação na verificação da intoxicação aguda quanto no uso recreacional destas drogas de abuso. / There is a worldwide increase in the use of the synthetic drugs of abuse known as designer drugs. The main representatives of this class are Ecstasy or 3,4-methylenodioxymethamphetamine (MDMA) and Eve or 3,4- methylenodioxyethylamphetamine (MDEA), substances with stimulant and hallucinogenic effects. In Brazil media coverage of them is on the increase and their recreational is in evidence by the growing numbers of patients who seek treatment at drug treatment centers. This paper validates the analytical methodology for the laboratory diagnosis of the use of MDMA, MDEA and their product of biotransformation, 3,4-methylenodioxyamphetamine (MDA), in whole blood and urine by high performance liquid chromatography with fluorescence. The developed methods showed good linearity, precision, accuracy, yield and capacity to detect analytes even when present in low concentrations, which enables its application in cases high intoxication as well as in cases of the recreational use of these drugs of abuse.

Drug facilitated assault (DFA) is an increasing problem in the UK. The crime often occurs through the surreptitious administration of a drug into a victims drink, rendering the victim unable to resist the assault. The detection of these drugs in a biological specimen from the victim is one of the most challenging facets of forensic chemistry. Drug concentrations can be very low, as often only a single dose is administered, and the pharmacodynamics of commonly employed drugs further hinders the testing process. The research presented in this work shows the development of several new assays for the detection of flunitrazepam, gamma-hydroxybutyrate (GHB) and ethyl glucuronide (EtG) in a variety of biological matrices. New methods of drug testing in blood and urine are demonstrated, as well as interesting developments in the field of hair testing. Using hair to detect drug exposure allows a much wider window of detection than the more traditional matrices of blood and urine. New methods are presented in this work using gas chromatography-tandem mass spectrometry (GCMS/MS) to detect drugs in hair. Validation data is presented along with the results of authentic DFA testing. All aspects of the drug testing procedure have been evaluated, from new extraction techniques utilising water instead of solvents, to novel clean up stages involving the unique combination of SFE and SPME. Several confirmation techniques are explored including single quadrupole, triple quadrupole and ion trap mass spectrometry. In addition to developing assays for DFA cases, the versatility of this type of analytical chemistry is explored in two population studies. The first study evaluates alcohol consumption between two groups; drugs users and non drug users in medico-legal cases. There is an anecdotal belief amongst drug clinic staff that alcohol use is lower in drugs users than it is in non drug users. This study presents the first scientific confirmation of this belief through EtG (an alcohol metabolite) testing in hair of the two groups. The second study investigates whether there is a correlation between EtG and cocaethylene (a metabolite of cocaine only produced in the presence of alcohol) in cocaine users. Results f this study suggest that there is no positive correlation between the two compounds. The research presented in this thesis aims to further the analytical science surrounding FA investigation and provide accurate, sensitive and reliable methodology for drug esting in blood, urine and hair.