Kaasukromatografisen veren alkoholipitoisuuden määritysmenetelmän kehittäminen ja validointi

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen (THL) Oikeustoksikologiayksikön Tilkanmäen toimipisteelle. Tavoitteena oli kehittää veren alkoholipitoisuusmäärityksissä käytettävää HS-GC-FID-menetelmää, validoida uusi laite kehitetylle menetelmälle sekä päivittää etanolistandardien hälytys- ja toimintarajat. Validoitava laite oli PerkinElmer-kaasukromatografi yhdistettynä PerkinElmer-headspace- näytteensyöttäjään.

Menetelmää kehitettiin ottamalla sisäisenä standardina käyttöön n-propanoli aiemmin käytetyn tertiäärisen butanolin sijaan, koska tertiääristä butanolia esiintyy toisinaan verinäytteissä. Lisäksi määrityksessä käytettävän kaasukromatografin ajo-ohjelma muokattiin n-propanolille paremmin soveltuvaksi. Tämän jälkeen tehtiin laaja validointi, joka kattoi uuden laitteen, sisäisen standardin, ajo-ohjelman, näytematriisit (veri, virtsa, seerumi ja vesi) sekä analyytit: kvantitatiivisesti määritettävät etanolin ja denaturointiaineet (metanoli, asetoni, isopropanoli, tertiäärinen butanoli, metyylietyyliketoni ja 2-butanoli) sekä kolme kvalitatiivisesti määritettävää analyyttiä (n-butanoli, tolueeni ja isobutyylimetyyliketoni). Validoinnin yhteydessä tehtiin myös kolonnivertailu, jossa samoja näytteitä määritettiin sekä uudella että kahdella käytössä olevalla laitteella ja tuloksia verrattiin tilastollisesti toisiinsa.

Validointi onnistui odotetusti ja täytti menetelmälle asetetut vaatimukset. Kolonnivertailu osoitti, että validoitavan laitteen antamat tulokset vastasivat samoista näytteistä muilla laitteilla määritettyjä tuloksia. Virtsan tulosten hajonta oli muita matriiseja suurempi, mutta odotettavaa ja hyväksyttävällä tasolla. Tulokset todettiin toistettaviksi ja luotettaviksi, ja uutta menetelmää ja laitetta käytetään jatkossa etanolin ja denaturointiaineiden kvantitatiiviseen määrittämiseen verestä, virtsasta ja seerumista. Avainsanat

This work was carried out at the National Institute for Health and Welfare in the Tilkanmäki Forensic Toxicology Unit in Helsinki. The objective of the work was to further develop the HS-GC-FID method used for quantification of blood alcohol and to validate the new method for a new PerkinElmer gas chromatograph combined to a PerkinElmer headspace sampler. In addition, the warning and control limits for commercial ethanol standard solutions used for calibration were also revised.

The method was developed by replacing tertiary butanol with n-propanol as an internal standard, because small concentrations of tertiary butanol are occasionally discovered in blood samples. The temperature programme of the gas chromatograph was also modified to obtain higher resolution for n-propanol and the analytes.

The new method was used for the validation of the new instrument. The validation also covered ethanol and six other quantitative analytes (denaturants methanol, acetone, isopropanol, tertiary butanol, methyl ethyl ketone and 2-butanol) and three qualitative analytes (n-butanol, toluene and isobutyl methyl ketone) as well as blood, urine, serum and water as sample matrices. The performance of the new instrument was evaluated by measuring 30 blood, urine and serum samples using the new instrument as well as two instruments which are currently in use. The data were analysed statistically.

The validation was carried out successfully and the requirements were met. Statistical analysis of the performance data confirmed that results obtained by the new instrument are realiable. The variance of ethanol concentration in urine samples was high, yet acceptable. Based on the results, the new instrument was assessed to be accurate and approvable for determining ethanol and denaturant concentrations in blood, urine and serum samples and it will be used for routine analysis.