Rychlé, automatické a přesné stanovení koncentrace alkoholu v krvi pomocí plynové chromatografie s headspace nástřikem a plamenově ionizačním detektorem

26. 3. 2021

Stanovení obsahu alkoholů v krvi pomocí plynové chromatografie s headspace nástřikem a plamenově ionizačním detektorem (FID) je jeden z nejběžnějších testů ve forenzní oblasti. Cílem tohoto článku je ukázat možnosti nového autosampleru Thermo Scientific TriPlus 500 ™ headspace (HS) ve spojený s plynovým chromatografem Thermo Scientific ™ TRACE ™ 1310 a s Thermo Scientific ™ se softwarem Chromeleon™ CDS.

Experimenty byly provedeny na systému s autosamplerem TriPlus 500 ™ ve spojení s plynovým chromatografem TRACE 1310, vybaveného jedním SSL injektorem a dvěma plamenově ionizačními detektory (FID) (Obr. 1).

Obr. 1 - Kompaktní provedení TriPlus™ 500 Headspace autosampleru v konfiguraci pro 240 vzorků ve spojení s plynovým chromatografem TRACE™ 1310 umožňuje excelentní propustnost vzorků

Chromatografická separace byla provedena na dvou kapilárních kolonách (1) Thermo Scientific™ TraceGOLD™ TG-ALC 1 (30 m x 0,32 mm x 1,8 mm) a (2) TraceGOLD™ TG-ALC 2 (30 m x 0,32 mm x 1,2 mm). Duální kombinace dvou kolon a dvou FID detektorů byla provedena pomocí mikrofluidického tří portového konektoru a předkolony 5m x 0,32 mm. Tato konfigurace (Obr. 2), použití kolon s různými selektivitami a tím odlišného pořadí eluce cílové sloučeniny a retenčních časů, umožňuje snadnou identifikaci sloučenin. Konfiguraci plynového chromatografu a autosampleru podrobněji ukazuje Tab. 1.

Obr. 2 - Konfigurace duálního FID detektoru, implementovaná pomocí mikrofluidního tří portového konektoru, připojeného k autosampleru TriPlus 500 HS pomocí předkolony

Tab. 1 - Konfigurace autosampleru TriPlus 500 Headspace a GC TRACE 1310

Analýzy standardů (Restek, blood alcohol mix resolution control standard), kalibračních roztoků a vzorků plné krve (vše s 1-propanolem jako vnitřním standardem) ukázaly především excelentní separaci přítomných alkoholů a minimální chvostování látek (tailing) ve všech testovaných vzorcích (Obr. 3 a Obr 4.). Vyniká zde také analýza na dvou odlišných kolonách, umožňující rozdělení a identifikaci všech cílových sloučenin (viz. aceton a acetonitril na Obr. 3). Dalšími neméně důležitými faktory pro přesnou kvantifikaci látek je linearita a opakovatelnost. Na testovaném systému byla získána pro všechny cílové sloučeniny jak vynikající linearita s koeficientem stanovení R²> 0,998 (Tab. 2) tak vynikající přesnost s RSD mezi 0,7 a 3,2 (Tab. 3), k čemuž napomáhají pokročilé funkce autosampleru TriPlus 500 HS, jako je optimalizované pneumatické řízení, setrvačnost dráhy vzorku a přímé připojení mezi vzorkovací smyčkou a chromatografickou kolonou. To přináší špičkovou kvantifikaci ethanolu ve vzorcích plné krve (Tab. 4).

Obr.3 - Chromatografické rozdělení sloučenin v kontrolním standardu směsi alkoholů (Restek) při 0,1 g / dl ve vodě (1-propanol jako vnitřní standard) na kapilárních kolonách TraceGOLD TG-ALC1 (A) a TraceGOLD TG-ALC2 (B)

Obr. 4 -  Chromatografické rozdělení ethanolu a 1-propanolu (vnitřní standard) v kontrolním vzorku plné krve s 0,08 g / dl ethanolu, na kapilární koloně TraceGOLD TG-ALC1 (A). Symetrie ethanolového píku s chvostovacím faktorem (Tf) 1,01 ukazuje na téměř dokonalou Gaussovu křivku (B)

Tab. 2 - Linearita kalibrace (retenční čas RT, průměrný kalibrační faktor (average calibration factor) ACF% RSD, koeficient stanovení (R²)) pro sloučeniny analyzované na kapilárních kolonách TraceGOLD TG-ALC1 a TraceGOLD TG-ALC2

Tab. 3 - Přesnost (jako opakovatelnost ploch píků) ve standardu směsi alkoholů (n = 15) při koncentracích 0,1 a 0,04 g / dl ve vodě a v kontrolních vzorcích plné krve (n = 7) při koncentraci 0,3 g/dl ethanolu

Tab. 4 - Vypočtená koncentrace ethanolu v kontrolních vzorcích plné krve a hodnoty výtěžnosti (recovery)

Všechna tato data přesvědčivě ukazují, že autosampler TriPlus 500, ve spojení s plynovým chromatografem Trace 1310 v duální konfiguraci dvou kolon a FID detektorů, poskytuje spolehlivou kvantifikaci obsahu alkoholu v krvi a splňuje potřeby forenzních laboratoří pro rychlou, přesnou a vysoce výkonnou rutinní analýzu, s vynikající propustností vzorků, bezchybným rozdělením směsi látek, mizivým chvostováním a excelentní linearitou, opakovatelností a kvantifikací. Dále, inertnost a vysoká teplotní kapacita systému eliminuje přenos vzorku, což vede ke konzistentním výsledkům. A v neposlední řadě Chromeleon CDS umožňuje – na uživatelsky velice příjemné bázi – celý systém řídit, regulovat a vyhodnocovat.

Jaroslav NOVÁK (novak@pragolab.cz)