Analysis of Volatile Toxic Substances Using Headspace GC/MS Part.2 - Cyanide and Azide

Význam tématu

Stanovení vysoce toxických těkavých látek, zejména kyanidových a azidových iontů, má klíčový význam v forenzní praxi. Tyto látky jsou snadno dostupné v průmyslovém prostředí a mohou být zneužity v případech úmyslného otrávení či sebevraždy. Tradiční metody zahrnují derivatizaci a extrakční kroky, které jsou časově náročné. Headspace GC/MS slibuje zjednodušení a zrychlení analýzy bez ztráty citlivosti.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na ověření možnosti současného stanovení kyanidu a azidu v krvi pomocí techniky headspace GC/MS za stejných podmínek, jaké se běžně používají pro stanovení alkoholu. Cílem bylo vyvinout postup, který nevyžaduje derivatizaci ani organickou extrakci a který umožní snadné přepínání mezi analýzou ethanolů, ředidel a stopových hladin toxických iontů.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky hemolyzované koňské krve byly calibrovány přidáním standardních roztoků kyanidových a azidových iontů v koncentracích 0,15–10,0 µg/mL (kyanid) a 1,5–10,0 µg/mL (azid). Jako interní standard byl použit 1-propanol (0,5 mg/mL). Do každé lahvičky headspace se přidaly rovněž roztoky kyseliny askorbové a kyseliny fosforečné za účelem uvolnění HCN a HN3 do plynné fáze. Analýza probíhala na přístroji Shimadzu HS-20 headspace sampler spojeném s GCMS-TQ8040 (MS/MS) nebo GCMS-QP2020 (single-quad), kolona Rtx-BAC2 (30 m × 0,32 mm × 1,2 µm). Koncentrace nosného plynu, teploty nádobky, předehřev a časy jednotlivých kroků byly optimalizovány pro simultánní měření ethanolů, ředidel, kyanidu a azidu.

Použitá instrumentace

• Headspace sampler Shimadzu HS-20
• GC-MS/MS Shimadzu GCMS-TQ8040
• Single-quad GC/MS Shimadzu GCMS-QP2020
• Kolona Restek Rtx-BAC2, 30 m × 0,32 mm i.d., 1,2 µm film

Hlavní výsledky a diskuse

Pro kyanid byl sledován ion m/z 27 (HCN). Kalibrační přímka pro koncentrace 0,15–10 µg/mL vykázala korelační koeficient R ≥ 0,9999. Intradenní přesnost měla %RSD kolem 2 % a mezi denní opakovatelnost byla pod 5 %.
Pro azid byl využit ion m/z 43 (HN3). Pro koncentrace 1,5–10 µg/mL byla zaznamenána lineární závislost s R ≥ 0,999. Citlivost je nižší kvůli plošší špičce, ale postačující pro prokázané toxické koncentrace (>5 µg/mL). Intradení variabilita činila přibližně 7 %RSD, mezidenní variabilita do 2 %.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé stanovení kyanidových a azidových iontů v biologických vzorcích bez náročné derivatizace nebo organické extrakce. Umožňuje snadné přepínání mezi analýzou běžných těkavých látek (ethanol, ředidla) a stopových toxických sloučenin v jediné dávce instrumentálních podmínek. To významně zkracuje dobu analýzy a usnadňuje rutinní forenzní provoz v policejních a lékařských laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření metodiky na další těkavé toxiny a sledování více analytů v jediném běhu. Integrace MS/MS režimu s optimalizovanou selektivitou a citlivostí může dále zvýšit detekční limity. Dalším krokem je automatizace přípravy vzorků a validace postupu pro širší spektrum biologických matric.

Závěr

Headspace GC/MS bez derivatizace se ukázalo jako spolehlivý přístup pro kvantitativní stanovení kyanidu a azidu v krvi. Použití jednoduché acidifikace vzorku spolu s interním standardem 1-propanolem zajišťuje dobrou linearitu i reprodukovatelnost. Metoda přináší významné zjednodušení a zrychlení forenzní analýzy.