Methodenentwicklung und Qualitätssicherung bei forensisch-toxikologischen Übersichtsanalysen unter Anwendung statistischer Versuchsplanung

Abstract

Der Alltag der Rechtsmedizin wird nicht nur durch die forensische Medizin bestimmt, sondern zeichnet sich zu einem großen Teil durch die Beantwortung toxikologischer Fragestellungen aus.<br /> In Fällen von Intoxikationen mit oder ohne Todesfolge, zur Beurteilung einer Schuldfähigkeit oder bei auffälligem Verhalten im Straßenverkehr ist es beispielsweise häufig nötig, verschiedene biologische Proben wie Blut, Urin, Gewebeproben oder auch Haare umfassend auf verschiedenste Arzneimittel, Suchtstoffe und Toxine im Rahmen einer systematischen toxikologischen Analyse zu untersuchen. Hier kommen vor allem Screening-Methoden zum Einsatz, mit deren Hilfe in biologischen Proben nach entsprechender Aufbereitung möglichst viele Analyten unterschiedlichster Substanzklassen detektiert werden. <br /> In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung und Optimierung von analytischen Methoden, die sich in ihrer Gesamtheit für die Durchführung einer systematischen toxikologischen Analyse eignen, vorgestellt. Um den grundsätzlichen Anforderungen jedweder Analytik gerecht zu werden, wurden zunächst bestehende Qualitätssicherungssysteme auf ihre Eignung untersucht, anschließend den aktuellen technischen Standards angepasst und verfeinert. <br /> Es wurde eine Methode mittels Mikrofestphasenextraktion und anschließender gaschromatographischer Auftrennung mit massenspektrometrischer Detektion entwickelt, die für den Nachweis flüchtiger organischer Substanzen geeignet ist. Ein am Ende der Arbeit beschriebener Bericht über einen authentischen Suizid-Fall liefert den Beleg für die zwingende Einbeziehung dieser Methode in eine systematische toxikologische Analyse. <br /> Da sich im Laufe der Untersuchungen aufgrund einer Vergleichsstudie gezeigt hat, dass auf eine gaschromatographische Analytik (GC-MS) trotz der Fortschritte bezüglich der Flüssigchromatographie mit massenspektrometrischer Detektion (HPLC-MS/MS) nicht verzichtet werden kann, war eine Optimierung der GC-MS-Methodik der nächste logische Schritt. Hierzu wurde eine Festphasenextraktionsmethode entwickelt und ihre Anwendbarkeit in einem erneuten Vergleich bewiesen. <br /> Abschließend erfolgte die Optimierung der hausinternen HPLC-MS/MS-Methode. Hierbei wurde ein Schwerpunkt auf den optimalen Verdünnungsgrad von Urin gelegt. <br /> Alle (Weiter)entwicklungen wurden unter Anwendung der statistischen Versuchsplanung durchgeführt. Diese Vorgehensweise hat im Gegenzug zur „one-by-one“-Methodik den Vorteil, dass Interferenzen zwischen einzelnen ausgewählten Faktoren erkannt und quantifiziert werden können, sämtliche Ergebnisse eine statistische Signifikanz aufweisen können und dadurch keinen Raum für (Fehl)interpretationen zulassen. Durch die vorliegende Arbeit werden die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten vorgestellt. Dieses leistet einen Beitrag für die zukünftige Implementierung von statistischer Versuchsplanung in die Entwicklung und Optimierung forensisch-toxikologischer Analysen.