The Compare Feature of ChromaTOF —Its Use in Forensic Chemistry to Assist with the Determination of the Cause of Death

Význam tématu

Střet forenzní chemie s komplexními tekutými maticemi (např. obsah žaludku) často vyžaduje rychlé a spolehlivé nástroje pro porovnání složení vzorků. Identifikace, zda byly v těle přítomny komponenty známého průmyslového přípravku, je klíčová pro stanovení příčiny úmrtí při podezření na otravu. Software schopný porovnat chromatogramy a spektra po dekonvoluci zvyšuje objektivitu, rychlost a přesnost takového šetření.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem sdělení bylo demonstrovat použití funkce Compare v softwaru ChromaTOF (LECO) k porovnání GC-TOFMS dat z vzorku průmyslového čisticího přípravku a extraktu ze žaludku oběti. Studie ukazuje, zda charakteristické složky čističe lze detekovat v biologickém vzorku a tím poskytnout důkaz o požití přípravku.

Použitá metodika

Analýza proběhla pomocí plynové chromatografie v kombinaci s časově-of-flight hmotnostní spektrometrií (GC-TOFMS). Vzorky (nečistý čistič a žaludeční extrakt) byly rozděleny chromatograficky, následně byly automaticky detekovány píky a provedeny spektrální dekonvoluce. Pro zjednodušení porovnání byl z analyzovaného čističe vybrán referenční seznam 12 markerových látek, které byly následně hledány ve vzorku žaludku pomocí funkce Compare.

Použitá instrumentace

• GC: Agilent 6890N
• Kolona: 30 m × 0,25 mm × 0,25 µm, Rtx-CLPesticides
• Program teploty: 60 °C (2 min) → 12 °C/min → 300 °C (2 min); celkový čas 24 min
• Injektor: 200 °C, 1 µL, splitless; nosný plyn helium, průtok 1 mL/min; transfer line 220 °C
• TOF-MS: LECO Pegasus III GC-TOFMS; EI 70 eV; rozsah m/z 45–450; akvizice 20 spekter/s; zdroj 200 °C
• Software: LECO ChromaTOF pro automatickou detekci píků, spektrální dekonvoluci a funkci Compare

Hlavní výsledky a diskuse

Porovnání TIC chromatogramů ukázalo, že oba vzorky jsou komplexní a přímé vizuální srovnání je obtížné kvůli ředění a možným metabolickým přeměnám. Použitím upraveného Reference Table obsahujícího 12 charakteristických sloučenin čističe bylo automaticky ověřeno, že všech 12 markerů se nachází i v žaludečním extraktu. Jedna komponenta (naftalen) byla označena jako "Out of Tolerance", tj. přítomna v množství nižším než stanovený práh (software byl nastaven tak, aby akceptoval shodu při minimálně 1 % koncentrace vůči čistému čističi). Výsledek tedy poskytuje silné konfirmatorní indície, že k požití čističe došlo, přičemž nízké hladiny některých složek mohou být důsledkem ředění nebo biotransformace.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a cílené srovnání složek mezi složitými matricemi bez nutnosti ručního párování všech píků.
• Umožňuje soustředit se na markerové látky typické pro podezřelou směs, což zvyšuje citlivost a relevanci výsledku v forenzních případech.
• Metoda je přenosná i do jiných oblastí: identifikace pesticidních koktejlů v potravinách, kontrola kontaminantů v průmyslových maticích apod.
• Automatizovaná dekonvoluce a porovnání snižují riziko lidské chyby a urychlují šetření.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace vyspělejších knihoven spekter a větších databází markerů pro přesnější identifikaci v různých maticích.
• Využití vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie (HRMS) pro lepší separaci izobarických interferencí a přesnější vztažení metabolitů.
• Automatické vyhodnocení metabolických transformací a predikce produktů metabolismu pro citlivější detekci původních látek v biologických vzorcích.
• Zapojení metod strojového učení pro vzorovou analýzu chromatogramů a priorizaci relevantních markerů ve forenzních šetřeních.
• Vylepšení limitů detekce a kvantifikace pro sledování velmi nízkých reziduí v komplexních matricích.

Závěr

Funkce Compare v ChromaTOF představuje efektivní nástroj pro cílené porovnání komplexních analytických dat získaných GC-TOFMS. V předloženém forenzním případě umožnila rychlé a přesvědčivé spojení obsahu žaludku s analyzovaným průmyslovým čističem na základě nálezu 12 markerových sloučenin, přičemž nízké hladiny některých složek byly konzistentní s ředěním či metabolismem. Metoda je zvlášť vhodná tam, kde je třeba ověřit přítomnost omezené sady známých sloučenin v komplikovaných matricích.

Reference

• LECO Corporation. The Compare Feature of ChromaTOF — Its Use in Forensic Chemistry to Assist with the Determination of the Cause of Death. Form No. 203-821-256, 2008.