Resumen

Entre el 17 y el 20% de las violaciones a mujeres se comete bajo efectos de alcohol o drogas, sustancias que provocan somnolencia o desinhibición del comportamiento en dosis bajas. hacen efecto rápidamente y desaparecen pronto de la sangre.

“Test & Drink” tiene como objetivo prevenir que se consuman sustancias externas en las bebidas, al detectar la presencia de dichas sustancias en las bebidas e informando a la comunidad adolecente sobre los riesgos que corren y las formas de prevención que tienen a su alcance. Para la fase de detección, se experimentó con dos drogas, La ketamina y la escopolamina. Las pruebas experimentales iniciales, se basaron en reacciones químicas que identifiquen la presencia del grupo funcional que comparten estas drogas (Grupo Amina), sin embargo, no se obtuvieron los resultados esperados, los resultados eran inconsistentes o no identificaban la sustancia.

Se realizaron entonces, pruebas de cromatografía en papel de retención como método de identificación, logrando identificar claramente la ketamina, tanto sola como en bebidas (refresco, ron, vodka, cerveza e incluso en bebidas preparadas con colorantes conocida entre los jóvenes como “azulito”), determinando además la presencia en diferentes concentraciones (50%, 40%, 30%. 20% y 10% y 5%) en la bebida. La escopolamina no se logró identificar por este método. Al tener resultados positivos, se desarrolla una pulsera que reproduzca la cromatografía y su revelado.  El siguiente paso es idear cómo aplicar dicha técnica de manera práctica en un dispositivo que se pueda llevar a cualquier lugar, económico y de fácil acceso.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Entre el 17 y el 20% de las violaciones a mujeres se cometen bajo efectos de alcohol o drogas (CAVAS. 2010). El número de delitos en donde se ha demostrado el uso de drogas ilegales en México, se ha incrementado en los últimos 2 años en un 15%. (OMS. 2021).

Las sustancias comúnmente no pueden identificarse por olor o sabor, y aunque existen diferentes reactivos para detectarlo, estos son poco accesibles

Antecedentes

 “Drogas de antro”

Las principales “drogas de antro” son:

• Ketamina, también conocida como Súper KC, Tranquilizante de gato, Vitamina K, Especial CK, Verde
• Escopolamina, se le conoce también como hioscina, se encuentra en la belladona atropa, antiguamente utilizada como veneno.
• Metilendioximetanfetamina (MDMA), también conocida como Éxtasis, Rola, X, Pepa, Abrazo, Adán, Amores, Eva, Tacha, Claridad, Droga del abrazo, Droga del amor, E, XTC
• Gamahidroxibutirato (GHB), también conocida como G, Éxtasis líquido y G, Líquido E, Líquido X, Aminos, Dormir, FX, Tranquili G, Néctar, Vita G
• Ketamina, también conocida como Súper KC, Tranquilizante de gato, Vitamina K, Especial CK, Verde
• Rohypnol, también conocido como la Pastilla olvidarme, Valium mexicano, R2, Roches, Rufis, Rufinol, Cuerda, Rofis
• Metanfetamina, también conocida como anfetas, meta y tiza
• Dietilamida del ácido lisérgico (LSD), también conocida como ácido y micropuntos

Las drogas de antro son aquellas drogas las cuales se usan normalmente en clubes/antros nocturnos (aunque no siempre), que se caracterizan por brindar mayor empatía, alteración en las percepciones visuales, sensuales y emocionales, agudeza mental, disminución del apetito, relajamiento, mayor energía física y autoestima elevada. Las drogas de antro actúan directamente en el sistema nervioso central.

Ketamina: Proviene de la fenciclidina, es un medicamento para sedar el sistema nervioso central, generalmente es usada como anestésico veterinario, es una droga disociativa,se encuentra de forma en que se pueda inyectar, fumar e inhalar y su efecto alucinatorio dura aproximadamente 1 hora, los efectos de esta son la distorsión de la visión y sonido, sensación de desconexión, ilusiones, respiración lenta, vómito, confusión, dificultad del habla, sedación, conducta agresiva, latidos acelerados, delirio, pérdida de coordinación, los riesgos de esta es la sobredosis, destrucción de vejiga. Esta se usa con el proposito de violación ya que no tiene sabor y olor y la persona violada es probable que no recuerde nada de lo que sucedio.

Escopolamina

Es un alcaloide tropánico que se encuentra como metabolito secundario de plantas en la familia de las solanáceas como la belladona atropa.La principal característica del consumo de escopolamina es la pérdida de memoria respecto a lo sucedido. Lo que facilita la utilización de esta droga con fines delictivos. La escopolamina, al ser absorbida, ocasiona un estado de somnolencia o sueño profundo, que va precedido frecuentemente de un estado de pasividad completa de las víctimas, quienes se convierten en seres muy sugestionables y fáciles de convencer (Milena, s. f.).

¿Cuáles son las propiedades físicas y químicas de las drogas de estudio?

• Ketamina: Es un fármaco anestésico clásico y una droga disociativa con potencial alucinógeno, derivada de la fenciclidina, utilizada original y actualmente es utilizado en la medicina para inducir o mantener anestesia, pero con una creciente indicación como analgésico para el tratamiento del dolor agudo y crónico. Líquido incoloro e inodoro o como polvo de color blanco o blanquecino.Es parcialmente soluble en agua (1:4) y alcohol (1:14), con una solubilidad lipídica de 5 a 10 veces la del tiopental y forma una sal blanca cristalina con un pKa de 7,5 (3). Suele administrarse por diversas vías, principalmente intravenosa y oral.

La ketamina se distribuye rápidamente a tejidos muy perfundidos (cerebro, corazón, pulmones) y luego se redistribuye a músculo, tejidos periféricos y grasa. Tarda en eliminarse de 2 a 3 horas, en dosis altas, causa intoxicación y alucinaciones similares a las del LSD. La ketamina deprime la función neuronal en partes del córtex y tálamo, mientras qué estimula partes del sistema límbico y bloquea los canales de sodio del sistema nervioso central.

Escopolamina

La escopolamina actúa como antagonista competitivo no selectivo de los receptores muscarínicos. La escopolamina se la conoce también como hioscina y difiere de la atropina sólo en que tiene un puente de oxígeno entre los átomos de carbono 6 y 7 lo cual, le permite penetrar la barrera hematoencefálica más fácilmente y causar alteración del sistema nervioso central.

La escopolamina actúa directamente en el cerebro como analgésico local. Las víctimas intoxicadas sienten un estado de pasividad completa. Se absorbe rápidamente en el tracto digestivo y se metaboliza en el hígado por hidrólisis enzimática, en ácido trópico y escopina;  se distribuye ampliamente en el cuerpo. Durante las primeras 12 horas se excreta la mayoría de la droga mediante la orina. Esto supone una limitación a la hora de detectar la droga en análisis toxicológicos, ya que desaparece de forma temprana del organismo. Se manifiesta con enrojecimiento de la piel por vasodilatación cutánea y disminución de la sudoración, brote escarlatiniforme en cara y tronco e hipertermia marcada.

Objetivo

Objetivo General

Desarrollar un reactivo o técnica que sea capaz de identificar narcóticos en bebidas que puedan estar adulteradas.

Objetivo Particular

Implementar un reactivo o técnica desarrollada en un dispositivo que sea fácil de usar y con ello poder evitar que las personas (principalmente los jóvenes), sean víctimas de algún delito.

Justificación

En la actualidad la cantidad de personas que han sido agredidas y violentadas en antros, fiestas y bares después de haber sido drogadas sin su consentimiento. Según ADIVAC, en México 300 mujeres al año son violadas es un estado completo narcótico, y la cifra sube cada vez más, la mayoria de las drogas usadas para violación no alteran el sabor, olor y/o color de la bebidad, por lo que es bastante dificil reconocer si una bebida ha sido adulterada. En el mercado se pueden encontrar productos como lo son “Sipchip” y “undercover colors”, ambos productos que buscan solucionar la misma problemática, sin embargo son difíciles de conseguir, muchos han sido retirados del mercado o son demasiado costosos para la mayoría de las personas, además de ser poco conocidos.

Hipótesis

1. Al reconocer los diferentes grupos funcionales y propiedades físicas y químicas de las drogas por identificar (Escopolamina y Ketamina), se podrá hacer reaccionar de forma específica dichas sustancias presentes en una bebida e identificar su presencia en ésta.

2. Si se identifica alguna reacción química que sea capaz de identificar la presencia de Belladona o Ketamina en una bebida, se podrá idear una alternativa de sencillo uso y rápido resultado, para ser usado de manera fácil en el lugar que se quiera.

Método (materiales y procedimiento)

El proceso inicial consistió en el análisis de la estructura química de las dos drogas que se tenían disponibles para experimentar (Ketamina y Escopolamina).

Al observar que ambas contienen en su estructura al grupo funcional amina, se decidió someterlas a reacciones químicas para su identificación. Estas reacciones fueron:

• Prueba de carácter básico con indicador universal.
• Reacción con sulfato cúprico
• Reacción con ácido nitroso
• Reacción de Heisenberg
• Reacción de color para identificar la atropina (Por su parecido a la estructura química de la escopolamina).

Al no tener resultados contundentes en las pruebas anteriores, se decidió aplicar la técnica de cromatografía en capa fina, como método de identificación, para ello se analizaron las propiedades de las drogas en cuestión (solubilidad, polaridad principalmente) y se realizaron diferentes pruebas con una mezcla de disolventes como fase móvil y utilizando papel filtro como fase estática. Una vez que se obtuvo una prueba satisfactoria al revelar con yodo las muestras de ketamina, se iniciaron las pruebas de las drogas con diferentes bebidas alcohólicas y en diferentes concentraciones.

Galería Método

Resultados

Prueba 1  KOH, acetona y ácido nítrico:

Al agregar 3 gotas de ácido nítrico a la mezcla y calentarla a baño maría con ayuda del mechero, la mezcla de nuestra sustancia, en este caso belladona atropa, a los cinco minutos comenzó a tornarse de un morado claro pasando rápidamente a negro. Después de dejarlo enfriar y agregar dos mililitros de acetona, la mezcla se tornó de color verde, y al adicionar 4 gotas de hidróxido de potasio al 30%, la sustancia adquirió un color amarillo intenso.

Prueba 2: Sulfato cúprico

No hubo un cambio en la mezcla, se mantuvo del mismo color qué el sulfato cúprico, mientras que el indicador universal (en el primer tubo) obtuvo una coloración verde.

Prueba 3: Permanganato de potasio

Se logró avanzar hasta el 8° paso de la prueba, sin embargo, el laboratorio no contaba con    bisulfatada, así  que no se pudo terminar.

Aunque, hasta el momento en que se agregó el permanganato de potasio la mezcla tomó un color marrón, cómo se suponía que debía hacer.

Prueba 5: Cromatografía

Con esta prueba se obtuvieron resultados consistentes y favorables como se puede ver:

Se realizaron varias pruebas usando diferentes porcentajes de disolventes para la fase móvil. La fase móvil que mejores resultados dio fue: (Acetato de Etilo- 50% Metanol- 20% Heptano-30%)

Se realizaron pruebas con diferentes bebidas alcohólicas, en todas y cada una de ellas se reveló la presencia de ketamina, mas no así la escopolamina.

También se realizaron pruebas con diferentes concentraciones de Ketamina, y se logró su identificación en una concentración de hasta 5 %

Galería Resultados

Discusión

Se buscó identificar al grupo funcional amina tanto en la Ketamina como en la belladona a través de diferentes reacciones químicas, así mismo se realizaron pruebas de atropina en la belladona, sin embargo y pese a realizar en diferentes ocasiones y con concentraciones diferentes las reacciones, los resultados no fueron los esperados, es decir no se logró la identificación de las dos drogas mencionadas.

Por otra parte, la prueba de cromatografía en capa fina, en donde se utilizó como fase estacionaria papel filtro y como fase móvil una mezcla de Acetato de Etilo- 50% , Metanol- 20% y Heptano-30%, se observa que la ketamina puede identificarse tanto pura como mezclada con diferentes bebidas alcohólicas e incluso en bebidas preparadas con algún colorante.

Si bien no se logró investigar el dato sobre la cantidad que se agrega a las bebidas para lograr un efecto con el cual la persona pueda ser víctima de un delito, se realizó una prueba en donde se confirma que la cromatografía puede identificar en dosis bajas la ketamina (5%), Aunque por supuesto se deberán hacer pruebas con menores concentraciones a futuro para determinar el límite de esta prueba.

La belladona aún no se logra identificar por ningúna prueba.

Los disolventes usados inicialmente para realizar el diluyente para la cromatografía tenían una alta polaridad, por lo cual, en la primera prueba, las sustancias problema fueron arrastrados casi hasta el final del papel filtro.

Para el 2° y 3er intento, se decidió agregar heptano al diluyente para restarle algo de polaridad a éste mediante una mezcla de sustancias polares y no polares. La polaridad de las sustancias utilizadas es lo que ayudó a qué el rastro de ketamina se extendiera formando una línea o mancha visible al ser revelada con perlas de yodo.

Al identificar que el yodo es un elemento que forma complejos con varias sustancias orgánicas (Más específicamente con los grupos funcionales aromáticos), se decidió usarlo únicamente para identificar la presencia de la droga en bebidas y los resultados son alentadores, ya que también identifica al alcohol, sin embargo la mancha reveladora de ketamina permanece y la de alcohol desaparece en 3 minutos (Por su poca afinidad con el grupo funcional hidroxilo), lo anterior permite que se pueda desarrollar un brazalete con un papel al que se le pueda colocar la muestra de bebida a testear y unos cristales de yodo en un compartimento para revelar la presencia o ausencia de ketamina en la bebida.

Conclusiones

Tras las múltiples pruebas realizadas, Test & Drink ha logrado parte del objetivo principal, a través de una cromatografía en papel de retención revelada con Yodo se ha podido identificar a la ketamina, tanto por su cuenta, como mezclada con ron.

En el caso de la belladona no se ha encontrado aún la forma de revelarlo, Ahora, el siguiente paso es implementar la técnica obtenida en un dispositivo que sea práctico y consistente para que pueda emplearse para detectar la presencia de ketamina independientemente de donde te encuentres.

Bibliografía

• Intoxicación con metanol. (s. f.). MedlinePlus. https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/002680.htm
• López-Millán, J. M. (s. f.). Utilización de ketamina en el tratamiento del dolor agudo y crónico. https://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1134-80462007000100007#:~:text=La%20ketamina%20es%20un%20f%C3%A1rmaco,del%20dolor%20agudo%20y%20cr%C3%B3nico.
• MANUAL DE PROCEDIMIENTOS ANALÍTICOS TOXICOLÓGICOS PARA LABORATORIOS DE BAJA COMPLEJIDAD (D. González, Trad.). (2007b). [Manual]. International Programme on Chemical Safety.
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• PRUEBAS DE IDENTIFICACION DEL METANOL Y ETANOL. (2016, 5 julio). ISSUU. https://issuu.com/kattheriineaguilar/docs/pruebas_de_identificacion_del__meta
• Tipos de examen antidoping. (2021, 28 diciembre). Laboratorio Tequis. https://laboratoriotequis.com/tipos-de-examen-antidoping/
• Vasco, G. J. E.-. (s. f.). LSD (Dietilamida del Ácido lisérgico) – Drogas y adicciones – Departamento de Salud – Gobierno Vasco – Euskadi.eus. Basque Administration Web Portal. https://www.euskadi.eus/informacion/lsd-dietilamida-del-acido-lisergico-adicciones/web01-a3adidro/es/
• Flanagan, R. J. (1995). Basic Analytical Toxicology. World Health Organization

Summary

Between 17 and 20% of female rape cases are committed under the influence of alcohol or drugs, substances that cause drowsiness or disinhibition of behavior, in low doses take effect within an hour and disappear quickly from the blood.

According to the president of the Sexual Assault Victims Assistance Center, the victims are usually young girls, between 17 and 26 years old, who unknowingly ingest the drug dissolved in their drinks.

“Test & Drink” will help prevent the consumption of external substances in drinks, potentially reducing the number of rape cases involving drugs such as ketamine and scopolamine. 

Different tests were performed to identify the functional groups shared by both substances, but the expected results were not obtained, sometimes they were inconsistent or did not identify the substance as supposed to. 

As the chemical reaction tests were unsuccessful, retention paper chromatography was resorted to as an identification method, achieving a clear identification of ketamine. The next step is to figure out how to apply this technique in a practical way through a device that can be taken anywhere. 

Research Question

Problem approach

Between 17 and 20% of rape cases in women are committed under the influence of alcohol or drugs (CAVAS. 2010). The number of crimes in which the use of illegal drugs has been proved in Mexico, has increased 15% in the last two years (WHO. 2021).

Substances commonly cannot be identified by smell or taste, and although there are different reagents to detect them, most are difficult to obtain and acquire.

Background

“Nightclub drugs”

The main “club drugs” are:

• Methylenedioxymethamphetamine (MDMA), also known as Ecstasy, Rola, X, Pepa, Hug, Adam, Amores, Eva, Tacha, Clarity, Hug drug, Love drug, E, XTC
• Gamma Hydroxybutyrate (GHB), aka G, Liquid Ecstasy and G, E Liquid, X Liquid, Aminos, Sleep, FX, Tranquili G, Nectar, Vita G
• Ketamine aka Super KC, Cat Tranquilizer, Vitamin K, CK Special, Green
• Rohypnol, aka the Forget Me Pill, Mexican Valium, R2, Roches, Rufis, Rufinol, Cuerda, Rofis
• Methamphetamine, also known as speed, meth, and chalk
• Lysergic Acid Diethylamide (LSD), also known as acid and microdots

What are they, where do they come from, how do they alter perception and behavior, and what are the risks of consuming these substances?

Nightclub drugs are those which are normally used in clubs/nightclubs (although not always), are characterized by providing greater empathy, alteration in visual, sensual and emotional perceptions; Mental acuity; decreased appetite; relaxation; increased physical energy and high self-esteem. These act directly on the central nervous system.

Ecstasy: It is a synthetic drug created in illegal laboratories that normally comes in the form of pills with an imprint of a drawing and can also come in liquid form or in crystals, its effects are that it provides hallucinations, makes the person who consumes it show too much empathy towards others, distortion of perceptions, euphoria, increased temperature and blood pressure, lack of appetite, increased energy, muscle spasms, its effect is between 3 and 6 hours, the risks of this are dehydration (and more pronounced if mixed with alcohol), overdose, excessively high body temperature, addiction, death (especially if mixed with caffeine).

GHB: It is a nervous system depressant that is usually a colorless liquid although it is also found in pills, capsules or powder, its effect lasts up to 4 hours, it is a designer drug because it is manufactured in illegal laboratories and with the aim of having highs. Its effects are euphoria, sedation, confusion, dizziness, short-term amnesia, and dilated pupils, the risks of this are seizures, incontinence, liver failure, low body temperature, death, slows the heart, and breathing at very dangerous low levels. It is a rape drug as it induces a sense of relaxation and is colorless and tasteless.

Ketamine: It comes from phencyclidine, it is a medicine to sedate the central nervous system, it is generally used as a veterinary anesthetic, it is a dissociative drug, it is found in a way that can be injected, smoked and inhaled and it’s hallucinatory effect lasts approximately 1 hour , the effects of this are a distortion of vision and sound, the feeling of disconnection, delusions, slow breathing, vomiting, confusion, slurred speech, sedation, aggressive behavior, fast heartbeat, delirium, loss of coordination, the risks of this is overdose, bladder destruction. This is used for the purpose of rape as it is tasteless and odorless and the person being raped will likely not remember anything that happened.

Objective

General Objective

To develop a reagent or technique capable of identifying the presence of narcotics in beverages that may have been spiked. 

Particular Objective

To implement the reagent or technique developed in a device that is easy to use, so as to prevent people (mainly young people) from becoming victims of a crime.

Justification

Nowadays the amount of people who have been assaulted or raped in nightclubs, parties and bars after being drugged has grown, according to ADIVAC in Mexico, 300 women a year are raped while in a narcotic state and the number keeps increasing, because most date-rape drugs do not alter the taste, smell and color of a drink, making it difficult to recognize if your drink has been spiked. In today’s market you can find products such as “Sipchip” and “undercover colors” which are difficult to get and too expensive for most people, they cause some loss to your drink and aren’t very well known.

Hypothesis

1. By recognizing the different functional groups and physical and chemical properties of the drugs to be identified (Scopolamine and Ketamine), then it’ll be possible to specifically react to the substances present in a beverage, identifying their presence in it.

2. If a chemical reaction is found, and it is capable of identifying the presence of Belladonna or Ketamine in a beverage, an alternative can be devised that is simple to use and has a fast result, making it useful in any desired location.

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Test 1: KOH, acetone and nitric acid

When adding 3 drops of nitric acid to the mixture and heating it using a water bath, our substance, in this case, belladonna atropa, after five minutes began to turn a light purple color, then it quickly turned black. After letting it cool and adding two milliliters of acetone, the compound turned green and when the 4 drops of potassium hydroxide at 30% were added, the substance turned an intense yellow color.

Test 2: Cupric sulfate

There was no change in the mixture, it remained the same color as the cupric sulfate. (Light cyan).

Test 3: Potassium permanganate

It was only possible to advance up to the 8th step of the test, however, the laboratory did not have bisulfated buscapine, so we weren’t able to finish the test. 

Although, until the potassium permanganate was added, the mixture turned brown, as it was supposed to do.

Test 4: Methanol, ethanol and salicylic acid

The test was inconsistent, the first time the methanol sample turned a lilac color, while the second time both the methanol and ethanol samples turned lilac, then, when a third attempt was made, the samples separated creating a jelly-like or crystal consistency.

Test 5: Chromatography

With this test, we obtained consistent and favourable results as can be seen in several tests that were performed using different percentages of solvents for the mobile phase. The mobile phase that gave the best results was: (Ethyl Acetate- 50% Methanol- 20% Heptane-30%)

Results Gallery

Discussion

It was intended to identify the amine functional group in both Ketamine and Belladonna through different chemical reactions, likewise, atropine tests were performed in belladonna, however, and despite performing the reactions on different occasions and with different concentrations, the results were not as expected, meaning that the identification of the two mentioned drugs was not achieved.

On the other hand, using the thin layer chromatography test, where filter paper was used as the stationary phase and as the mobile phase a mixture of Ethyl Acetate-50%, Methanol-20% and Heptane-30%, it was observed that ketamine can be identified as both pure and mixed with different alcoholic beverages and even in beverages prepared with some kind of dye.

Although it was not possible to investigate the data on the amount that is added to spiked drinks in order to achieve an effect that could make a person a victim of a crime, a test was carried out in which it was confirmed that chromatography can identify ketamine in low doses (5%), although of course tests should be done with lower concentrations in the future to determine the limit of this test.

Belladonna has not yet been identified by any test.

The solvents initially used to make the diluent for the chromatography had a high polarity, so in the first test, the studied substances were dragged almost to the end of the filter paper. 

For the 2nd and 3rd attempts, it was decided to add heptane to the diluent to reduce its polarity by mixing polar and non-polar substances. The polarity of the substances used is what helped the ketamine trace to spread forming a visible line or spot when revealed with iodine beads.

Conclusions

After the multiple tests carried out, Test & Drink has achieved part of the main objective, through a chromatography on retention paper developed with iodine we have been able to identify ketamine, both on its own and mixed with rum and other types of liquor.

In the case of belladonna we have not yet found a way to reveal it. Now, the next step is to implement the technique obtained in a device that is practical and consistent so that it can be used to detect the presence of ketamine regardless of where you are.

Bibliography

• Intoxicación con metanol. (s. f.). MedlinePlus. https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/002680.htm
• López-Millán, J. M. (s. f.). Utilización de ketamina en el tratamiento del dolor agudo y crónico. https://scielo.isciii.es/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1134-80462007000100007#:~:text=La%20ketamina%20es%20un%20f%C3%A1rmaco,del%20dolor%20agudo%20y%20cr%C3%B3nico.
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• PRUEBAS DE IDENTIFICACION DEL METANOL Y ETANOL. (2016, 5 julio). ISSUU. https://issuu.com/kattheriineaguilar/docs/pruebas_de_identificacion_del__meta
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• Flanagan, R. J. (1995). Basic Analytical Toxicology. World Health Organization.