GC-MS-laitteen validointi öljyjen identifiointimenetelmälle

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Keskusrikospoliisin (KRP) Rikosteknisessä laboratoriossa (RTL) syksyllä 2015. Työn tarkoituksena oli uuden GC-MS-laitteen validointi akkreditoidulle öljyjen identifiointimenetelmälle (ÖLJY2), jota käytetään ympäristörikostutkinnassa öljypäästönäytteiden ja epäillyn päästölähteen öljyjen tunnistamiseen ja vertailuun.

Öljynäytteet analysoidaan kromatografisesti. Menetelmä on kvalitatiivinen ja semikvantitatiivinen. Öljyjen tunnistaminen ja vertailu tehdään tarkastelemalla öljyjä visuaalisesti (kvalitatiivinen) sekä numeerisesti (kvantitatiivinen). Öljynäytteiden tunnistamiseen käytetään GC-FID-laitetta hiilivetyalueella C10 - C40. Näytteitä vertaillaan keskenään GC-MS-laitteella SIM-menetelmällä, jossa on 49 ionia ja 70 yhdistettä. Yhdisteet ovat biomarkkereita ja PAH-yhdisteitä. Yhdisteistä lasketaan keskinäisiä suhteita laskentataulukon avulla, jolloin saadaan tilastollinen näkökulma näytteiden samankaltaisuudesta.

GC-MS-laitteen validoinnissa määritettiin laitteiston puhtaus, massaerotus, kolonnin resoluutio, ionikromatogrammit, lineaarisuus ja toteamisraja sekä toistettavuus. Validoinnissa käytettiin kaasuöljyä, raskasta polttoöljyä ja niiden seoksia. Standardeista laskettiin yhdisteille suhteita niiden signaalivasteen korkeuden tai pinta-alan suhteen. Myös standardien ionikromatogrammien visuaalisuus tarkastettiin. Laitteiston toimivuus varmistettiin vielä ristiinvalidoinnilla.

Laitteiston puhtautta määritettäessä liuotinpohjissa havaittiin piikkejä, jotka todennäköisesti johtuvat uuden laitteen paremmasta herkkyydestä. Uuden laitteen massaerotuksen havaittiin olevan parempi kuin vanhan laitteen. Kolonni täyttää resoluutiolle asetetut vaatimukset. Standardien ionikromatogrammien havaittiin vastaavan hyvin vanhan ja uuden laitteen kesken. Lineaarisuuden havaittiin olevan kaasuöljylle ja raskaalle polttoöljylle riittävä käytetylle menetelmälle. Kaasuöljyn toteamisrajaksi määritettiin 500 μl/l ja raskaan polttoöljyn toteamisrajaksi 100 mg/l.

Ristiinvalidoinnissa sekä uudella että vanhalla laitteella analysoitujen tutkimuspyyntöjen näytteet vastasivat hyvin toisiaan. Kummallakin laitteella saaduista tuloksista olisi päädytty yhteneviin johtopäätöksiin.

Uusi laite osoittautui edellistä laitetta herkemmäksi ja toistettavammaksi. Uusi laite täyttää sille asetetut vaatimukset ja sitä voidaan käyttää öljyjen identifiointiin akkreditoidulla menetelmällä.

The thesis was done in the Forensic Laboratory of the National Bureau of Investigation (NBI) in autumn 2015. The aim of the thesis was to validate new GC-MS device for the oil spill identification method which is used in environmental crime investigation. The oil spill identification method is used to identify and compare oil spills and possible sources.

Oil samples are analyzed by chromatography. The method is qualitative and semi quanti-tative - oils are identified and compared visually and numerically. Oils are identified by using GC-FID and compared by using GC-MS (SIM). SIM method has 49 ions and 70 com-pounds - compounds are biomarkers and PAHs.

In the validation of GC-MS, mass discrimination, column resolution, ion chromatograms, linearity and limit of detection, and variance were defined. Gas oil, heavy fuel oil (HFO) and oil mixtures were used in the validation. From the standards, ratios were calculated with respect to the signal response or the area of the compounds. Ion chromatograms of the standards were also visually investigated. Cross-validation was done between the old and the new device.

The mass discrimination of the new device was found to be better than the old one. The column fulfills the requirements which were set for resolution. Ion chromatograms of the standards were discovered to correspond between the old and the new device. Linearity were noted to be sufficient for gas oil and heavy fuel oil. The limit of detection was defined to be 500 μl/l for gas oil and 100 mg/l for HFO.

Oil samples in the cross-validation corresponded to each other. The results from both devices would yield the same conclusions.

The new device is more sensitive than the old device. The new device fulfils all requirements, and it can be used for oil spill identification.