GTFCh-Workshop-Impression 1 GTFCh-Workshop-Impression 2 GTFCh-Workshop-Impression 3 GTFCh-Workshop-Impression 4
Impressionen vom GTFCh-Workshop an der Heinrich-Heine-Universität in Düsseldorf.
   
TIAFT
Genf, Schweiz
 
 
 
GTFCh-Workshop
Heidelberg
 
2009
Seit einigen Jahren beschäftigt sich GERSTEL intensiv mit applikativen und geräte-technischen Fragen der forensischen Toxikologie. War das Unternehmen auf dem GTFCh-Workshop in Heidelberg nur Aussteller, wurde GERSTEL in 2010 in Düsseldorf aktiv in die Aufgabe der teilnehmenden GTFCh-Mitglieder eingebunden, einen komplizierten fiktiven Todesfall aufzuklären. Daraufhin führte die Kooperation mit forensisch-toxikologischen Instituten zu einer Reihe interessanter Gesamt-lösungen zur Analyse von u. a. Drogen- und Medikamenten-rückständen und deren Metaboliten in unterschiedlichen Körperflüssigkeiten und -geweben
TIAFT
Bonn, Deutschland
 
 
 
GTFCh-Workshop
Düsseldorf
 
2010 Foto: TDU mit Twister
Automatisierte Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) mit dem GERSTEL-Twister zur Anreicherung von Drogen- und Arzneimittelrückständen aus Hirngewebe, präsentiert auf dem GTFCh-Workshop 2010.

TIAFT
San Francisco,
USA
 
 
 
Mosbach Symposium  
 
 
GTFCh-Workshop
Kiel
 
2011 Foto: THC-SamplePrepSolution
GC/MS System zur automatisierten Probenvorbereitung (SPE, Eindampfen, Derivatisierung), verwendet für die Bestimmung von THC und Metaboliten (GTFCh-Workshop 2011) bzw. Opioiden und Cocain aus Blutserum.
TIAFT
Hamamatsu, Japan
 
 
 
GTFCh-Workshop
München
 
2012  
TIAFT
Madeira, Portugal
 
 
 
Mosbach Symposium  
 
 
GTFCh-Workshop
Dresden
 
2013 Foto: DBS-System mit SPExos
MPS-basierter GERSTEL-DBS-Autosampler mit SPExos-Modul zur direkten Kopplung an die LC-MS/MS (nicht im Bild).
TIAFT
Buenos Aires, Argentinien
 
 
 
GTFCh-Workshop
Gießen
 
2014 Foto: System zur Bestimmung von Drogenrückständen in Haar
Vollautomatisiertes System zur Analyse von THC, CBN und CBD in Haaren, hervorgegangen aus einer Kooperation von GERSTEL und dem Institut für Rechtsmedizin des Universitätsklinikum Gießen
TIAFT
Florenz, Italien
 
 
 
Mosbach Symposium  
 
 
GTFCh-Workshop
Köln
 
2015  
 
Urkundenfälschung sicher nachweisen

Wer zur Täuschung im Rechtsverkehr eine unechte Urkunde herstellt, eine echte Urkunde verfälscht oder eine unechte oder verfälschte Urkunde gebraucht, wird mit Freiheitsstrafe bis zu fünf Jahren oder mit Geldstrafe bestraft. Schon der Versuch, heißt es in § 267 Strafgesetzbuch (StGB), ist strafbar. Bei der Aufklärung von Urkundenfälschung setzen kriminaltechnische Experten auf bewährte Analysentechnik. Zentrales Element bei der Begutachtung fragwürdiger Dokumente ist die Thermodesorptions-GC/MS.
Um schwer verdampf- oder leicht zersetzbare Substanzen gaschromatographisch fass- und detektierbar zu machen, werden sie in aller Regel derivatisiert. Obgleich im GC-Tagesgeschäft gang und gäbe, ist der Schritt der Derivatisierung alles andere als trivial. Je nach Aufgabe und Zielsetzung kann sich diese Art der Probenvorbereitung, die in aller Regel über einen Zwischenschritt in Lösung erfolgt, als überaus aufwendig erweisen. Dass es auch anders, nämlich in situ in der Gasphase und damit deutlich schneller und überaus wirksam geht, machen die Experten von GERSTEL vor.

Schema: TD-Derivatisierung

Online-Derivatisierung nach Thermodesorption mit dem ThermalDesorptionSystem (TDS) in der Gasphase.

Angeregt von Dr. Jürgen Bügler vom Bayerischen Landeskriminalamt in München haben sie ein Modul entwickelt, das die Online-Derivatisierung nach Thermodesorption mit dem ThermalDesorptionSystem (TDS) in der Gasphase möglich macht. Das System erweist sich in der kriminaltechnologischen Praxis in mehreren Laboratorien in Deutschland und der Schweiz beim Nachweis von Urkundenfälschungen als wirksam und effizient.

 

Danksagung

Die GERSTEL GmbH & Co. KG dankt allen Partnern für die stets gute und konstruktive Zusammenarbeit, die das Unternehmen auch in Zukunft gerne fortführen möchte.

Knowhowtransfer

Positiver Befund

Seit Jahren betätigt sich GERSTEL intensiv mit intelligent automatisierten GC/MS-und LC/MSLösungen für die Analyse biologischer Flüssigkeiten und Gewebe. Vorgestellt und iniziiert wurden sie vor allem im Kontext turnusmäßiger Workshops der Gesellschaft für toxikologische und forensische Chemie (GTFCh).

 

Von Dr. Oliver Lerch, GERSTEL GmbH & Co. KG

 

Als die forensische Toxikologie des Instituts für Rechtsmedizin der Heinrich- Heine-Universität Düsseldorf unter Leitung von Professor Thomas Daldrup 2010 die Aufgabe hatte, den alljährlich turnusmäßig stattfindenden Workshop der Gesellschaft für Toxikologische und Forensische Chemie (GTFCh) auszurichten, bot sich für GERSTEL die Möglichkeit, einen Beitrag zu leisten – als Aussteller und bei der Analyse realer Gewebeproben eines fiktiven Todesfalls live vor Ort.
Zudem bot sich dem Unternehmen und seinen Mitarbeitern eine gute Gelegenheit, sich den forensischen Toxikologen näher bekannt zu machen. Bis zu diesem Zeitpunkt hatte GERSTEL bereits, u. a. auf den von der Internationalen Gesellschaft Forensischer Toxikologen (TIAFT) ausgerichteten Veranstaltungen, den fachlichen Diskurs gesucht.
Ziel des GTFCh-Workshops „Post Mortem Toxikologie“ [1] 2010 in Düsseldorf war es, den teilnehmenden Mitgliedern anhand eines theoretischen, jedoch tatsächlich möglichen Todesfalls die Strategie der labortechnischen Aufklärungsarbeit didaktisch aufzuzeigen und gleichzeitig das formaljuristische Rüstzeug für die Gestaltung gerichtsfester Gutachten mitzugeben. Der Polizeibericht des fiktiven Vorfalls lag vor, ebenso der Sektionsbefund der Rechtsmediziner. Von diesen Basisinformationen ausgehend sollten die Teilnehmer mittels verschiedener Analysetechniken und -verfahren herausfinden, ob das Opfer möglicherweise Drogen konsumiert oder eine Intoxikation vorgelegen hatte. Letztlich sollten alle Arbeitsgruppen ihr Gutachten vorlegen und ein möglichst detailgetreues Bild der Todesursache abliefern.

„Post Mortem Toxikologie“ von Drogen und Medikamentenrückständen

Um Schwierigkeitsgrad und Realitätsempfinden zu erhöhen, stand den Teilnehmern für die Analyse ausschließlich Hirngewebe, in diesem Fall dotiertes Rinderhirn, zur Verfügung; aufgrund der fiktiv angenommenen gravierenden Schäden am Körper infolge massiver Gewalteinwirkung fand sich, so schrieb es das „Drehbuch“ vor, keine hinreichende Menge Blut oder Urin zur Analyse. GERSTEL war zur Unterstützung der Aufklärungsarbeit angetreten mit einer eigens für den Workshop entwickelten GC/MS-Methode.
Eine Schlüsselstellung im applikativen Kontext nahm die Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) mit dem GERSTEL-Twister ein, die dem Zweck diente, die Zielanalyten für die nachfolgende automatisierte Thermodesorptions-GC/MS-Analyse anzureichern [2]. Ein GTFCh-Testmix, bestehend aus Ibuprofen, Phenobarbital, Metoprolol, Methadon, Cocain, Doxepin, Codein, Diazepam und Tetrahydrocannabinol (THC) wurde zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit der Analytik verwendet. Identifiziert wurden in den dotierten Rinderhirnproben des Workshops schließlich Clomethiazol, Phenprocoumon, Papaverin und Noscapin sowie Xylazin; bei der letztgenannten Verbindung handelt es sich um ein Beruhigungsmittel, das nicht gespikt wurde, sondern das offensichtlich dem Rind vor der Schlachtung verabreicht worden war.
Wie sich zeigte, überzeugte die SBSE, also der GERSTEL-Twister in seiner Rolle als effektives Instrument zur Überwachung von Drogen- und Medikamentenrückständen auch in komplexen Matrices wie Organgewebe, was, nebenbei bemerkt, auch die Arbeiten anderer Wissenschaftler belegen [3]. Festzustellen ist, dass die erhaltenen Chromatogramme überraschend „sauber“ waren angesichts der komplexen Probenmatrix.

THC und Metaboliten

Nach dem GTFCh-Workshop in Düsseldorf kamen wir mit Dr. Getrud Rochholz vom Institut für Rechtsmedizin der Universität Kiel ins Gespräch, die für die Ausrichtung des GTFCh-Workshops in 2011 verantwortlich zeichnete [4]. Thematisiert wurde die Entwicklung einer Methode zur vollständig automatisierten Extraktion und GC/MS-Analyse des Cannabiswirkstoffs THC und seiner Metaboliten aus Blutserum [5]. Die am Institut genutzte teilautomatisierte Bestimmungsmethode sollte möglichst ohne gravierende Änderung der Methodenparameter eins zu eins auf ein vollautomatisiertes Komplettsystem übertragen werden. Der Methodentransfer gelang unter Einsatz des GERSTEL-MultiPurposeSamplers (MPS), der sämtliche Schritte der Probenvorbereitung bis zur Probenaufgabe ins GC/MS automatisiert vornimmt, sobald die verdünnten Serumproben auf dem MPS positioniert sind: Festphasenextraktion (GERSTEL-SPE), Eindampfen des Eluats in der GERSTEL-MultiPositionEvaporationStation (mVAP), Aufnahme des Rückstands in Silylierungsmittel, Injektion sowie Inlet-Derivatisierung der Analyten.

Schema: Ablauf der automatisierten SPE
Schematische Darstellung der verschiedenen Stufen der Festphasenextraktion (SPE), wie sie mit dem GERSTEL-MultiPurposeSampler (MPS) automatisiert ausgeführt wird.

Dank der PrepAhead-Funktion, der zeitlichen Verschachtelung von Probenvorbereitung und GC-Lauf, wird ein Maximum an Effizienz erreicht und das Analysegerät optimal genutzt. Zudem besteht die Möglichkeit der direkten Kopplung an ein LC-MS/MS-System. Evaluiert und validiert wurden Methode und Gerät für den Nachweis von THC und seinen Metaboliten durch Dr. Hans-Werner Schütz, Jasna Neumann, Lars Radünz und Dr. Getrud Rochholz aus Kiel. Die auf dem GTFCh-Workshop 2011 präsentierten Daten überzeugten und führten nicht zuletzt dazu, dass weitere dieser Systeme innerhalb Deutschlands, der Schweiz und Frankreichs angefragt und installiert wurden. Kurz gesagt wurde eine THC-Komplettlösung aufgelegt (GERSTEL-THC-Solution) bestehend aus einer definierten Hardware, der Analysenmethode, einer Anleitung zur Gesamtmethode sowie Validierungsdaten.

Opioide, Cocain und deren Metaboliten

Unmittelbar nach dem GTFCh-Workshop in Kiel 2011 schloss sich ein weiteres Forschungs- und Entwicklungsvorhaben an. In Zusammenarbeit mit Professor Thomas Daldrup und Dr. Oliver Temme vom Institut für Rechtsmedizin der Heinrich-Heine- Universität Düsseldorf wurde erneut eine vollständige Automatisierung einer weiteren zentralen Anwendung im forensischtoxikologischen Labor erwogen. In diesem Gemeinschaftsprojekt, das zu einer Publikation in Analytical and Bioanalytical Chemistry [6] (Open Access, freier Download) und ebenfalls zu einer GERSTEL-Komplettlösung [7] führte, ging es um die vollautomatisierte Bestimmung von Opioiden, Cocain und deren Metaboliten aus Serum und anderen biologischen Matrices.
Ziel war es auch hier, die bislang übliche manuelle Vorgehensweise auf den MPS mit SPE, Eindampfstation (mVAP), Derivatisierung und Injektion in den GC, zu übertragen. Im Rahmen der Methodenvalidierung wurden rund 170 Serumproben sowie mehr als 50 Proben anderer Matrices untersucht – sowohl mit der validierten manuellen Methode, als auch mit der neuen automatisierten, MPS-basierten GC/MS-Methode.

Diagramm: Korrelation der Methoden
Korrelation der ermittelten Cocain-Konzentrationen in Serum und anderen Matrices im doppelt logarithmischen Maßstab. Die Gerade mit der Steigung 1 spiegelt die optimale Übereinstimmung der Ergebnisse der validierten, manuellen und der mit dem MPS automatisierten Methode wider.

Der Vergleich der Analysenergebnisse zeugte von einer sehr guten Übereinstimmung der Methoden. (Siehe dazu auch unseren Beitrag) Inzwischen mit forensisch-toxikologischen Fragenstellungen und Vorgehensweisen wohlvertraut, war GERSTEL im Jahr 2012 zur Teilnahme an der vom Institut für Rechtsmedizin der Ludwig-Maximilians- Universität (LMU) unter Leitung von Dr. Liane Paul ausgerichteten Industrieausstellung des GTFCh-Workshops nach München geladen. Im fachlichen Diskurs wurden applikative Ideen erörtert und die Weichen für künftige forensisch-toxikologische Forschungs- und Entwicklungsprojekte gestellt. Eines davon zielte auf die Automatisierung der sogenannten Dried-Blood-Spot-(DBS)-Analyse zur Untersuchung von Trockenblutproben ab [8].

Dried Blood Spot Autosampler (DBS)

Der GTFCh-Workshop 2013 in Dresden, ausgerichtet von Dr. Katja Schulz und Privatdozent Dr. Jörg Pietsch vom Institut für Rechtsmedizin der Technischen Universität Dresden, bot den geeigneten Rahmen, erstmals über die erfolgreiche Umsetzung des Vorhabens zu berichten und den neuen MPS-basierten DBS-Autosampler dem Fachpublikum zu präsentieren. Die Resonanz sowohl vor Ort und auch in der Zeit nach dem Workshop bis dato zeugt von einem großem Interesse, den DBS-Autosampler u. a. auch für Doping-Kontrollen zu nutzen. Vielfache Anwendungen des Dried-Blood-Spot-Probenformats im Bereich der forensischen- und Pharmaanalytik, der klinischen Forschung und der Metabolomics sind bereits publiziert. Eine Automatisierung mittels DBS-Autosampler kann sich in der Praxis als hilfreich erweisen.

Erfolg braucht den Dialog

Ein Unternehmen wie GERSTEL, das sich auf die Entwicklung und Anwendung von effizienten, intelligent automatisierten Analysensystemen insbesondere für die GC/MS und LC/MS konzentriert hat, zieht aus dem Dialog und der Kooperation mit Anwendern aus der Praxis ein enormes Maß an Motivation für die eigene Arbeit. Die unterschiedlichen Sichtweisen und Erfahrungen, die jeder Kooperationspartner beisteuert, führen zu einem bilateral fruchtbaren und nützlichen Wissens- und Knowhowtransfer. Manchmal führen Gespräche unmittelbar in eine neue Anwendung (s. Literaturübersicht).
Auf dem GTFCh-Workshop 2014 in Gießen präsentierte GERSTEL ein vollautomatisiertes System zur Analyse von THC, CBN und CBD in Haaren, das auf Anregung und in Kooperation mit Dr. Freidoon Erdmann und Dr. Heike Wollersen vom Institut für Rechtsmedizin des Universitätsklinikums Gießen und Marburg Standort Gießen (UKGM) realisiert wurde. Auch bei diesem Projekt stand der Transfer der manuellen beziehungsweise teilautomatisierten Routinemethode in ein vollständig automatisiertes Komplettsystem im Vordergrund. Ein weiteres Projekt für den GTFCh-Workshop 2015 in Köln ist aktuell in Bearbeitung. Man darf auf die Ergebnisse gespannt sein ...

 

Literatur

[1] T. Daldrup: „GTFCh-Workshop 2010 - Düsseldorf zum Thema Screeningverfahren in der Forensischen Toxikologie“, Toxichem Krimtech 77 (2010) 276
[2] O. Lerch, S. Sperling: „Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) and GC/MS Determination of Polar and Non-polar Drugs and Pharmaceuticals in Post Mortem Brain Tissue“, GERSTEL AppNote 08/2010
[3] J. Crifasi, M. Bruder, C. Long, K. J. Janssen: „Performance Evaluation of Thermal Desorption System (TDS) for Detection of Basic Drugs in Forensic Samples by GC–MS”, J. Anal. Tox. 30 (2006) 1
[4] S. Schröfel: „Bericht zum GTFCh-Workshop vom 6. - 7. Oktober 2011 in Kiel“, Toxichem Krimtech 78 (2011) 528
[5] O. Lerch, S. Rose, L. Radünz, H. W. Schütz, J. Neumann, G. Rochholz: „Fully Automated SPE-GC/MS Determination of Δ9-Tetrahydrocannabinol (THC) and its Metabolites in Serum Samples“, GERSTEL AppNote 02/2014
[6] O. Lerch, O. Temme, T. Daldrup: „Comprehensive automation of the solid phase extraction gaschromatographic mass spectrometric analysis (SPE-GC/MS) of opioids, cocaine, and metabolites from serum and other matrices“, Anal. Bioanal. Chem. 406 (2014) 4443
[7] O. Lerch, O. Temme, T. Daldrup: „Comprehensive Automation of the SPE-GC/MS Analysis of Opioids, Cocaine and Metabolites from Serum and Other Matrices“, GERSTEL AppNote 07/2013
[8] O. Lerch, S. Rose: „Was ein Blutstropfen verrät“, GERSTEL Aktuell 48 (2014) 13
[9] T. Arndt: „Bericht zum GTFCh-Workshop vom 4. - 5. Oktober 2013 in Dresden“, Toxichem Krimtech 81 (2014) 100

 

vorheriger Artikel nächster Artikel