Study of psychoactive substances of natural origin by vibrational spectroscopy: Analysis and discrimination of magic mushrooms

Abstract

"Cogumelos mágicos" são fungos produzidos pela natureza que, quando consumidos pelo Homem, podem produzir efeitos alucinogénios.A prevalência do uso deste tipo de drogas é relativamente pequena, comparando com outras drogas. No entanto, o uso de cogumelos alucinogénios é frequentemente associado a comportamentos de risco e a acidentes, que, inclusive, resultaram em mortes, principalmente junto dos jovens.A psilocibina e a psilocina são as mais conhecidas moléculas que estão presentes nos cogumelos mágicos, e que são responsáveis pelas propriedades psicoativas, mesmo que o teor destas moléculas seja baixo. Estas substâncias são substâncias controladasna maioria dos países e, por isso, o uso, posse, cultivo ou venda de cogumelos mágicos são totalmente ou parcialmente proibidos. Contudo, o consumo de cogumelos mágicos continua, e, como o número de espécies de cogumelos é muito elevado, há a necessidadede desenvolver métodos não destrutivos, ccom curto tempo de resposta e alto poder discriminante, que possam ser aplicados à análise destes fungos.Neste estudo, foram analisadas 64 amostras de cogumelos de diferentes géneros, incluindo espécies alucinogénias, comestíveis e tóxicas, por espetroscopia de infravermelho com refletância total atenuada e por microscopia confocal de Raman. Os espetrosobtidos foram ainda analisados por análise discriminante com mínimos quadrados parciais ortogonais, com recurso ao software de análise quimiométrica SIMCA.As principais vibrações moleculares dos cogumelos foram identificadas atráves da espectroscopia de infravermelho, mas não foi possível detetar bandas específicas da psilocibina e da psilocina.O método de regressão utilizado permitiu a discriminação das espécies analisadas, com os cogumelos mágicos a serem bem separados de outras espécies. Assim este método pode ser usado como uma primeira análise para descobrir se cogumelos apreendidos possuem interesse forense ou não.

"Magic mushrooms" are natural occurring fungi, considered a hallucinogenic drug, as they can produce hallucinogenic effects, when consumed by people.Psilocybin and psilocin are the responsible molecules for the psychoactive properties, which are presented in magic mushrooms in small quantities, around 1% weight of dried content. These substances are controlled in almost all countries in the World, so theuse, possession, cultivation and sale of magic mushrooms are prohibited at all or specific prohibited. Nevertheless, the abuse of magic mushrooms continues. Although the relatively low prevalence of use, hallucinogenic mushrooms have indirectly resulted in deaths, mostly among young people, because the experienced effects trigger risky behaviors in people.The number of mushrooms species is very high, so a correct identification is hard to be performed only based in physical and morphological characteristics. Thus, there is the need of develop non-destructive methods, with lower time of response and highdiscrimination power, applied to the analysis of mushrooms.In the present study, 64 mushroom samples from different genera, including hallucinogenic, edible and toxic species, were analyzed by Attenuated Total Reflectance Infrared Spectroscopy and Confocal Raman Microscopy. Additionally, Orthogonal Partial Least Squares - Discriminant Analysis, using the chemometric software SIMCA, was used to analyze obtained infrared spectra. Raman bands could not be visualized but the principal molecular vibrations of the mushrooms components were successfully identified with infrared spectroscopy. Specific bands corresponding to psilocybin or psilocin could not be assigned in the spectrum.The regression method used could discriminate the species, and hallucinogenic mushrooms were well separated from other species, which enables the method to be used as a first analysis technique to find if seized mushrooms have forensic interest or not.