Analyse des Alkoholgehalts im Blut mit Stickstoff als Trägergas

Alkoholkonsum kann die Fahrtüchtigkeit eines Fahrers erheblich beeinträchtigen, was im direkten Zusammenhang zum Alkoholgehalt im Blut steht. Eine Reihe von Ländern verfolgt eine Nulltoleranzpolitik bezüglich Alkohol für Kraftfahrzeugführer, aber in den meisten Ländern auf der Welt ist ein Grenzwert zwischen 50 und 80 mg Alkohol pro 100 ml Blut oder 0,05 bis 0,08 % festgelegt. Die Ergebnisse werden bei Gericht verwendet, um die Menge des Alkoholgehalts im Blut zu bestimmen, eine der am häufigsten durchgeführten Analysen in gerichtsmedizinischen Labors. Die große Anzahl von Proben und die Erfordernis einer schnellen Probenverarbeitung bedeuten, dass die Analyse schnell erfolgen und dabei zuverlässige und präzise Ergebnisse liefern muss.

Für die Analyse des Alkoholgehalts im Blut wird normalerweise Headspace-GC mit FID-Detektion verwendet. Headspace-GC ermöglicht die direkte quantitative Analyse der Blutproben. Standard-Headspace-Anlagen setzen Stickstoff zur Druckbeaufschlagung der Fläschchen ein, wobei normalerweise Helium als GC-Trägergas verwendet wird. Diese Anwendungsbeschreibung behandelt die Verwendung von Stickstoff sowohl als Druckbeaufschlagungsmittel im Fläschchen als auch als GC-Trägergas. Stickstoff als Trägergas ist eine kostengünstige und in großen Mengen verfügbare Alternative zu Helium bei ähnlicher Leistung. Wir vergleichen hier die Analyse von realen gerichtsmedizinischen Blutproben, die Kraftfahrzeugführern, die unter dem Verdacht standen, unter Alkoholeinfluss gefahren zu sein, entnommen und mit Stickstoff und Helium als Trägergas analysiert wurden.

Probenvorbereitung

Mit einem Hamilton Microlab 600 Verdünner wurden jeweils 200 μl Kalibratoren, Kontrollen oder Blutproben vorbereitet und mit 2000 μl interner Standardverdünnung in ein 10 ml Headspace-Fläschchen gegeben und abgedeckt. Die interne Lösung bestand aus 0,03 % (v/v) n-Propanol/1M-Ammoniumsulfat/0,1M-Natriumhydrogensulfit. Es wurden wässrige, NIST-rückführbare Ethanollösungen von Cerillian und Lipomed jeweils als Kalibratoren (10, 50, 80, 200, 300, 500 mg/dL) und Kontrollen (20, 80, 400 mg/dL) eingesetzt.

Durchführung

Die Analysen wurden mit einem Agilent 7890B GC mit Split-/Splitless-Einlass und zwei jeweils mit einem FID-Detektor verbundenen Säulen durchgeführt. Die Aufteilung der Proben auf die Säulen erfolgte mit einem nicht gespülten Capillary Flow-Technologie-Splitter von Agilent. Der GC wurde mit einem Headspace Sampler Agilent 7697A verbunden. Das Gas zur Druckbeaufschlagung der Fläschchen für alle Tests wurde von einem Peak Scientific Precision Nitrogen Generator. bereitgestellt. Die Versorgung mit Trägergas erfolgte entweder über eine Heliumgasflasche oder dem Precision Nitrogen Standard Generator. Die Betriebsbedingungen des HS-GC-FID-Systems sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Für die Analysen wurden die Softwareprogramme Agilent MassHunter GC/MS Acquisition und MSD ChemStation Enhanced Data Analysis E.02.02.1431 verwendet.

Ergebnisse

Die mit Helium und Stickstoff als Trägergas erzeugten Kalibrierkurven erzielten beide eine sehr gute Linearität mit einem R2-Wert von 99,9999 (Abbildung 1). Es wurde der Alkoholgehalt im Blut von 5 Blutproben analysiert.

In den Abbildungen 2 und 3 sind Chromatogramme der Säulen DB-ALC1 und DB-ALC2 für die Trennung und Elutionsreihenfolge von Analyten für die Mehrfachkomponenten-Lösungsmischung bei Verwendung von Stickstoff und Helium als Trägergas dargestellt. Die Trennung von potentiell interferierenden Komponenten wie z. B. Methanol und 2-Propanol erfolgte bei beiden Trägergasen innerhalb von 3 Minuten (Abbildung 2 und Abbildung 3).

Die Analyseergebnisse von echten Blutproben (doppelte Analyse) mit Stickstoff und Helium als Trägergas lieferten äquivalente Ergebnisse ohne Differenzen in den berechneten Ethanolkonzentrationen (Tabelle 2).

In einer von fünf getesteten Blutproben betrug der Alkoholgehalt über 0,2 %, was zu einem Entzug der Fahrerlaubnis in fast allen Ländern der Welt führen würde. Zwei Proben wiesen einen Gehalt von 0,05 % auf, was zu einem Entzug der Fahrerlaubnis in einigen Ländern führen würde. Die restlichen beiden Proben wiesen einen Gehalt von 0,014 % und 0,023 % auf und befanden sich somit unterhalb des Grenzwertes in den meisten Ländern auf der Welt.

Schlussfolgerungen

Die Ergebnisse der Analyse des Alkoholgehalts im Blut zeigen, dass es keine Unterschiede in der Linearität der Kalibrierkurve oder im berechneten Ethanolgehalt in echten Blutproben unabhängig vom Einsatz von Helium oder Stickstoff als Trägergas gibt.

Da Stickstoff eine reichlich vorhanden und preiswerte Alternative zum immer teurer werdenden Helium ist, spricht nichts gegen die Verwendung von Stickstoff für die Analyse des Alkoholgehalts im Blut anstelle von Helium. Da Stickstoff häufig zur Druckbeaufschlagung von Fläschchen in Headspace Samplern eingesetzt wird, könnte bei Verwendung einer einzigen Gasquelle zur Druckbeaufschlagung von Fläschchen, als Trägergas und FID-Spülgas die Gasversorgung eines Labors vereinfacht werden und gesamthaft über Gasgeneratoren erfolgen, wenn für die GC-FID-Analyse der Precision Nitrogen zusammen mit dem Precision Hydrogen und den Zero Air Generatoren eingesetzt werden.

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