Improved Blood Alcohol Analysis by Resolution of Propanal from Ethanol Using Two Unique GC Column Phases, Zebron™ ZB-BAC1 and ZB-BAC2

Význam tématu

Analýza krevního alkoholu centrální technikou založenou na plynové chromatografii (GC) je v soudních i klinických laboratořích rozšířená díky své spolehlivosti a citlivosti. Přesto může docházet k chybám způsobeným koelucí klíčových analytů a vnitřních standardů s látkami přirozeně vznikajícími v krvi (např. n-propanol či propanal). V kontextu forenzních a toxikologických vyšetření, kde je přesnost měření kritická, je proto nezbytné vyvinout metody zajišťující jednoznačnou separaci všech komponent a dovolující výběr vhodných interních standardů.

Cíle a přehled studie

Cílem této studie bylo:

• zajištění separace propanalu od ethanolu a dalších klíčových složek v krevních vzorcích pomocí headspace GC,
• testování a srovnání dvou nových fází Zebron ZB-BAC1 a ZB-BAC2,
• ověření vhodnosti alternativních interních standardů (t-butanol, 2-butanol) namísto běžně používaného n-propanolu,
• vyhodnocení analytických parametrů (linearita, mez detekce, mez kvantifikace, reprodukovatelnost).

Použitá metodika a instrumentace

Všechny vzorky byly připraveny rozpuštěním standardních koncentrací 0,025–0,400 % obj. alkoholu v 5,0 ml vody ve 20 ml vialkách. Interní standard byl nastaven na 0,100 % obj. Analýza probíhala na přístroji Agilent HP 6890 GC s autosamplerem Overbrook Scientific HT-200H a bifurkovanou chromatografickou drahou do dvou FID detektorů. Použity byly kapilární kolony:

• Zebron ZB-BAC1 (30 m × 0,53 mm, 3,0 µm),
• Zebron ZB-BAC2 (30 m × 0,53 mm, 2,0 µm).

Podmínky separace:

• injekce headspace split 30:1 při 180 °C,
• nosný plyn helium konstantní tok 7,5 ml/min (optimalizace 4 ml/min při 30 °C),
• isotermní režim 40 °C (případně 30 °C pro optimalizaci separace propanalu),
• detekce FID při 250 °C.

Hlavní výsledky a diskuse

• Zebron ZB-BAC1 a ZB-BAC2 zajistily plnou separaci propanalu od ethanolu, což zabránilo zkreslení koncentrace krevního alkoholu.
• Obě nové fáze umožnily rozlišení t-butanolu a 2-butanolu od acetonu a dalších složek při zachování krátké doby analýzy (~6 min).
• Srovnání s tradičními kolónami Restek Rtx-BAC2 odhalilo jejich neschopnost oddělit propanal a ethanol (koeluce), a u Rtx-BAC1 nelze použít t-butanol kvůli stejné retenční době jako aceton.
• Kalibrační křivky vykázaly vysokou linearitu (R² 0,9961–0,9998).
• Meze detekce 0,00001–0,00006 % (0,1–0,6 ppm) pro LOD a 0,0001–0,0002 % (1,0–1,9 ppm) pro LOQ.
• Reprodukovatelnost (RSD) 1,1–1,9 % absolutně a 3,2–4,0 % relativně.

Přínosy a praktické využití metody

Výhody použití Zebron ZB-BAC1 a ZB-BAC2:

1. eliminace interference propanalu a n-propanolu,
2. možnost volby mezi t-butanolem a 2-butanolem jako interními standardy,
3. rychlá a reprodukovatelná analýza vhodná pro forenzní a QA/QC laboratoře,
4. dodržení požadavků na citlivost i přesnost měření.

Budoucí trendy a možnosti využití

1. rozšíření metody na další těkavé organické sloučeniny a metabolity,
2. integrace s hmotnostní spektrometrií pro potvrzení identity sloučenin,
3. automatizace přípravy vzorků a robustní validace pro rutinní provoz,
4. využití v environmentálním, klinickém či průmyslovém monitoringu.

Závěr

Zebron ZB-BAC1 a ZB-BAC2 kolony poskytují spolehlivé oddělení propanalu od ethanolu a dalších interních standardů, čímž zvyšují přesnost a robustnost krevních alkoholových analýz. Metoda splňuje přísné požadavky forenzní praxe a nabízí flexibilní volbu interního standardu bez prodloužení doby analýzy.

Reference

1. Nanikawa R.; Ameno K.; Hashimoto Y.; Hamada K. Medicolegal Studies on Alcohol Detected in Dead Bodies – Alcohol Levels in Skeletal Muscle.
2. Bessonneau V.; Clement M.; Thomas O. Can Intensive Use of Alcohol-Based Hand Rubs Lead to Passive Alcoholism? International Journal of Environmental Research and Public Health, 7, 3038–3050, 2010.
3. Countryman S.; Kelly K.; Fernandez C. Critical Factors in Selecting an Internal Standard for Accurate Determination of Blood Alcohols in Post-Mortem Samples, 2010.