Neue Methodenkombination aus dynamischer Festphasenextraktion, Gaschromatographie und Massenspektrometrie für den Einsatz in der forensisch-toxikologischen Haaranalytik

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wird eine neue Methodenkombination aus dynamischer Festphasenextraktion (Headspace solid-phase dynamic extraction, HS-SPDE), Gaschromatographie (GC) und Massenspektrometrie (MS) oder Tandem-Massenspektrometrie (MS/MS) vorgestellt und ihre Leistungsfähigkeit für die forensisch-toxikologische Untersuchung von Betäubungsmitteln in Haarproben getestet. Mittels HS-SPDE erfolgt die Extraktion der Analyten sowie eine Aufkonzentrierung, Derivatisierung und die nachfolgende Injektion in ein GC/MS- oder GC/MS/MS-System für den selektiven und sensitiven Nachweis. Alle Einzelschritte, außer Waschen und Zerkleinern der Haarproben, d.h. auch der Probenaufschluß werden ohne manuelle Intervention auf einem Autosampler-Roboter ausgeführt. <br /> HS-SPDE ist eine von der Festphasenmikroextration (Headspace solid-phase microextraction, HS-SPME) abgeleitete lösungsmittelfreie Extraktionstechnik. Der Headspace über der Probelösung wird mittels einer Spritze aktiv durch eine von innen mit Sorbens beschichtete Kapillare gespült (dynamische Extraktion). Die Desorption erfolgt durch Einführung der Kapillare in den heißen Injektor des GC-Systems. <br /> Die HS-SPDE/GC/MS-Methode wurde an der Analyse von Methadon mit Hauptmetabolit, sowie den Trimethylsilylderivaten von Cannabinoiden und den Trifluoracetylderivaten von Amphetaminen und Designerdrogen erprobt. Mit diesen Substanzklassen wird der Bereich der halbflüchtigen (Amphetamine) bis schwerflüchtigen (Cannabinoide) Substanzen abgedeckt, für den eine Headspace-Mikroextraktion besonders interessant ist, weil diese Substanzen mit konventionellen Headspace-Methoden nicht erfaßt werden können. Mit GC/MS wurden Nachweisgrenzen zwischen 0,03 und 0,19 ng/mg Haarmatrix und Präzisionen zwischen 1,4 und 14,6 % erzielt. Linearität wurde von 0,1-20 ng/mg mit Korrelationskoeffizienten zwischen 0,995 und 0,999 nachgewiesen. Darüberhinaus konnte mit Tandem-Massenspektrometrie die Empfindlichkeit gegenüber herkömmlicher Massenspektrometrie um Faktoren von 8 bis 35 je nach Substanz erhöht werden. Signifikant niedrigere Nachweisgrenzen zwischen 0,006 und 0,052 ng/mg und verbesserte Präzisionen zwischen 0,4 und 7,8 % wurden erzielt. <br /> Die Anwendbarkeit der Methode wurde durch die Analyse authentischer Haarproben von Drogenkonsumenten unter Beweis gestellt und mit Probenmaterial aus externen Ringversuchen abgesichert. Durch die vorliegende Arbeit wurde gezeigt, daß die HS-SPDE-Technik eine empfindliche und robuste Alternative für die Analyse komplexer Matrices darstellt. Erstmals wurden mit dieser Technik Routineverfahren entwickelt und validiert. Ein besonderer Vorzug des vollständig automatisierten SPDE-Verfahrens ist die Zeitersparnis im Vergleich zu traditionellen Verfahren der Probenvorbereitung wie Flüssig-Flüssig-Extraktion oder Festphasenextraktion.