GC analýza obsahu alkoholu v krvi pomocí metody kapalného nástřiku

Uživatelské výhody:

• Analýza alkoholu v krvi pomocí kapalného nástřiku je alternativou k analýze krevních vzorků v headspace pro klinické účely. 
• Poskytuje spolehlivé výsledky pro vzorky plné krve a plazmy bez nežádoucích matričních efektů.

Úvod

Obsah alkoholu v krvi (BAC) je důležitý pro právní předpisy týkající se limitů pro řízení, ale také pro forenzní a klinické účely s ohledem na otravy. Analýza alkoholu v krvi se nezaměřuje pouze na ethanol, který je klasickým alkoholem určeným k pití, ale zkoumají se i další alkoholické látky, jako je methanol a isopropanol, a také metabolity, jako je aceton.

Ethanol je přítomen v alkoholických nápojích, ale používá se také pro výrobu antiseptik, různých výrobků denní potřeby a léčiv. Jelikož je alkohol látkou tlumící centrální nervový systém, může jeho konzumace způsobit těžkou intoxikaci s toxickými hladinami nad 100 mg/dl krve [1]. Intoxikace methanolem může vzniknout konzumací padělaného alkoholu, přičemž již 30 ml zkonzumovaného čistého metanolu může být potenciálně smrtelné [2].

Isopropanol je široce používán jako rozpouštědlo nebo antiseptikum v domácnostech a někdy je zneuživateli alkoholu používán jako levná náhrada ethanolu. Metabolizuje se alkoholdehydrogenázou na aceton, který je podobně jako isopropanol centrálním nervovým tlumičem [3].

Analýzu alkoholu v krvi lze provádět pomocí plynové chromatografie (GC) s plamenově-ionizační detekcí (FID). Vzhledem ke složitosti krve jako matrice je headspace analýza široce používanou technikou pro jednoduchý přenos vzorku na GC kolonu, což je cenné zejména v kriminalistice, kde se zkoumané stavy matrice mohou drasticky lišit v závislosti na době odběru vzorku. Pro klinickou analýzu se používá čerstvá krev, díky čemuž je vzorek jednotnější. V tomto přístupu je představena analýza BAC pomocí techniky nástřiku kapalných vzorků jako alternativy k dávkování vzorků technikou headspace.

Příprava vzorku a kalibrace

Vzorky krve se analyzují dvakrát na obsah alkoholu v krvi: Obsah methanolu a ethanolu se stanoví z plné krve, zatímco isopropanol a aceton se analyzují v krevní plazmě. V obou případech se použije ředění v séru, aby se zajistilo, že krevní vzorky jsou v kalibračním rozmezí. Ten zahrnuje koncentrace 100 až 2000 mg/l pro methanol, isopropanol a aceton a koncentrace 200 až 4100 mg/l pro ethanol. Jako vnitřní standard se používá n-propanol a jako matrice voda. Přestože se část cílů analyzuje z plné krve a část z plazmy, používá se jedna analytická metoda a stejné zpracování dat pro všechny sloučeniny, což usnadňuje vyhodnocování dat a rutinní práci.

Výsledky

Obr. 1 ukazuje příkladné kalibrační křivky pro čtyři cílové sloučeniny methanol, ethanol, isopropanol a aceton, které prokazují vynikající linearitu. Kvantifikace sloučenin není ovlivněna matricemi plné krve a plazmy, všechny píky jsou spolehlivě detekovány na nejnižší úrovni v obou matricích (obr. 2).

Shimadzu: Obr. 1 Příklady kalibračních křivek pro a) methanol, b) ethanol, c) isopropanol a d) aceton

Reprodukovatelnost retenčního času a plochy pro každou sloučeninu je shrnuta v tabulce 1 pro koncentrace sloučenin 300 mg/l ethanolu / 150 mg/l ostatních sloučenin a 3200 mg/l ethanolu / 1600 mg/l ostatních sloučenin, stanovené z 5 po sobě jdoucích sérií měření.

Hodnoty pro ethanol a methanol se vztahují k plné krvi jako matrici, v níž se tyto dvě sloučeniny analyzují, zatímco hodnoty pro isopropanol a aceton se vztahují k plazmě jako matrici, protože kvantifikace těchto sloučenin se provádí prostřednictvím vzorků krevní plazmy.

Shimadzu: Obr. 2 Signály sloučenin na nejnižší úrovni ve vodě (černá), séru (růžová) a plné krvi (modrá)

Shimadzu: Tabulka 1 %RSD retenčního času a %RSD plochy (n = 5)

Použité přístroje a materiály

Doporučená konfigurace analytického hardwaru a softwaru je uvedena níže: 

• Hlavní jednotka: Nexis GC-2030 s FID-2030: Plynový chromatograf s plamenově ionizačním detektorem
• Příslušenství: AOC-30i autosampler: Kapalinový autosampler s kapacitou 30 vialek
• Hlavní spotřební materiál: Kolona SH-BAC1 (30 m x 0,32 mm x 1,8 µm; P/N 221-76135-30)
• Software: LabSolutions LCGC

Shimadzu: Obr. 3 Nexis GC-2030 vybavený detektorem FID-2030 a autosamplerem AOC-30i

Závěr

Nástřik kapalných vzorků představuje spolehlivou alternativu k headspace při analýze krevních vzorků pro klinické účely. Ethanol a methanol lze stanovit z plné krve, isopropanol a aceton ze vzorků plazmy bez nežádoucích matricových efektů. Analýzu plné krve i plazmy lze provádět stejnou analytickou metodou a jedním přístupem ke zpracování dat, což usnadňuje vyhodnocování dat a rutinní práci.

Poděkování

Metodika uvedená v této aplikaci byla vyvinuta a vyhodnocena v Klinisch Farmaceutisch Laboratorium (KFL) nemocnice ETZ TweeSteden v Tilburgu (Nizozemsko).