Rapid, automated, and accurate determination of blood alcohol concentration (BAC) by headspace coupled to gas chromatography and flame ionization detection

Význam tématu

Stanovení koncentrace alkoholu v krvi (BAC) je klíčové v forenzní toxikologii, dopravním právu a pracovnělékařských posudcích. Rychlá, spolehlivá a přesná analýza BAC pomáhá rozhodovat o způsobilosti k řízení či provozu strojů a zabraňuje omylům spojeným s falešně pozitivními výsledky.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo demonstrovat výkon nového systému Thermo Scientific TriPlus 500 HS autosampleru spřaženého s plynovým chromatografem TRACE 1310 GC a detektorem FID pro rutinní, rychlé a přesné stanovení BAC. Studie zahrnovala testy linearity, přesnosti, opakovatelnosti, zotavení analytů, přenosů a kvantifikace v kontrolních krevních vzorcích.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorkování headspace s Thermo Scientific TriPlus 500 HS (až 240 vialů, inkubace 70 °C, 15 min, smyčka 1 mL).
• Chromatografie TRACE 1310 GC se splitem 20:1, nosný plyn helium, konstantní průtok 15 mL/min.
• Dvojí kapilární kolony Thermo Scientific TraceGOLD TG-ALC1 (30 m×0,32 mm×1,8 µm) a TG-ALC2 (30 m×0,32 mm×1,2 µm) propojené mikroporavým 3port konektorem se stražní kolonkou.
• Detekce plamenovou ionizací (FID) za teploty 300 °C.
• Software Chromeleon 7.2 pro řízení instrumentu, akvizici a vyhodnocení dat.

Hlavní výsledky a diskuse

• Separace analítů (<0,1–2,6 min) na obou kolónách umožnila rozlišení acetaldehydu, acetonu, akroleinu, ethanolu a dalších cílových látek v přibližně 5 min celkem.
• Špičky vykazovaly asymetrii 0,94–1,04, tj. téměř dokonalý tvar Gaussovy křivky.
• Linearity v rozsahu 0,01–0,2 g/dL (voda) a 0,02–0,3 g/dL (krev) s koeficientem determinace R2>0,998 a průměrným RSD kalibračního faktoru ≤6 %.
• Opakovatelnost (n=15) v pracovních standardech 0,04 a 0,1 g/dL ukázala RSD 0,7–3,2 % a pro krevní vzorky (n=7, 0,3 g/dL) RSD 1,5 %.
• Zotavení ethanolu z certifikovaných krevních kontrol bylo 93–107 %.
• Při sledování přenosů po silných vzorcích v řádu desítek analýz nebylo detekováno žádné carryover.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí robustní přístup pro forenzní i rutinní provoz se zvýšenou kapacitou vzorků a zkrácenou dobou analýzy. Minimalizuje chybovost při přípravě vzorků, eliminuje falešné pozitivní výsledky a zkracuje dobu odezvy pro urgentní případy.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace s online databázemi pro automatizované hlášení a audity.
• Rozšíření na další drogové a toxikologické screeningy headspace GC/MS.
• Vylepšení softwarové automatizace zpracování dat a strojového učení pro prediktivní analýzy.

Závěr

Testovaná kombinace TriPlus 500 HS a TRACE 1310 GC-FID prokazuje vynikající výkon v rychlé a spolehlivé kvantifikaci BAC. Vysoká robustnost, opakovatelnost a absence přenosů zajišťují přesné výsledky vhodné pro forenzní i rutinní analytické laboratoře.

Reference

1. Boswell HA, Frank FL. Uncertainty of Blood Alcohol Concentration (BAC) Results as Related to Instrumental Conditions: Optimization and Robustness of BAC Analysis Headspace Parameters. Chromatography. 2015;2:691–708.
2. Environmental Protection Agency (EPA). Method for Detection of MDL, 40 CFR part 136, Appendix B, Revision 1.11.