GC-TOFMS die effizienteste Lösung für die Non-Target Analytik von SPICE

GC-TOFMS die effizienteste Lösung für die
     Non-Target Analytik von SPICE

In den letzten Monaten kommt es zu einer immer ausgeprägteren Nutzung von synthetische
Cannbinoide die auch unter dem Sammelbegriff SPICE auf dem Markt erhältlich sind. SPICE wird
vor allem in Einrichtungen wie Kliniken und Gefängnissen konsumiert, wo das Screening von
klassischen Suchtstoffen im Vordergrund steht. Mit herkömmlichen scannenden GC-MS Methoden
ist der analytische Nachweis von SPICE derzeit limitiert.

LECO ist ein führender Anbieter auf dem Gebiet von GC-TOF MS (Time-of-Flight) Systemen. Das
Pegasus-HT GC-TOFMS zeichnet sich aus durch:

       •   Hohe Datenaufnahmerate bis zu 500 Hz
       •   Non-Target Analytik in komplexen Matrices
       •   Hohe Sensitivität und Spezifität
       •   Vollautomtische Deconvolution von coeluierenden Substanzen
       •   Kleine Substanzmengen können neben prominenten therapeutischen Arzneistoffen
           sicher nachgewiesen werden
       •   Steigerung der Effizienz durch hohen Probendurchsatz

Bei synthetischen Cannabinoiden handelt es sich um eine Gruppe, die mehr als 100 Substanzen
umfasst. Es gibt immer wieder Modifikationen von bestimmten Grundgerüsten. Hierbei gibt es eine
Vielzahl von Modifikationsmöglichkeiten am Molekül selber, ohne die Wirksamkeit auf den
Cannabisrezeptor zu verlieren. Die psychoaktiven Substanzen bauen auf folgenden Grundstrukturen
auf.
        * Naphtoylindole,
        * Phenylacetylindole
        * Benzoylindole
        * Cyclohexylphenole

Sowie klassische Cannabinoide [EU-Projekt SPICE und synth. Cannabinoide].

Wegen des zunehmenden Konsums synthetischer Cannabinoide anstelle von klassischem
Cannabiskonsum hat der Nachweis von SPICE im Rahmen von toxikologischen Screenings und
Abstinenzscreenings immer größere Bedeutung. Die Substanzen der SPICE Gruppe werden für den
Nachweis in Kliniken, Verkehrsgutachten und Intoxikationen immer bedeutsamer.
Es gibt Hinweise auf einen Trend zu immer potenteren Substanzen, was für den Anwender das
Intoxikationsrisiko erhöht und dem Analytiker den Nachweis erschwert.
Spektren und Methoden für den Nachweis von SPICE müssen ständig angepasst und aktualisiert
werden. Bei der Geschwindigkeit mit der neue Substanzen auf den Markt kommen erlaubt die GC-
TOFMS mit wenig Aufwand die Bibliothek zu erweitern, auch ohne Reinsubstanzen und Metabolite in
größerer Menge beschaffen zu müssen.

Abb. 1 TIC eines Asservats, mit der nachgewiesenen Substanz JHW-210.

Abb. 1 zeigt den TIC eines Asservats. Das Caliper Spectrum ist das Rohspektrum, in der Mitte ist das
Bibliotheksspektrum aus der privaten SPICE-Bibliothek und oben ist das deconvolutierte Peak True
Spektrum dargestellt.

Die nativen Substanzen sind relativ stabil und ihr Nachweis ist im Urin möglich. Es kommen sowohl
basische, lipophile Stoffe und hydrophilere, schwach saure Substanzen vor, die am Cannabisrezeptor
binden. Ein Vorteil dieser Substanzen scheint zu sein, dass sie im Vergleich zu anderen Substanzen zu
relativ großen Prozentanteilen unverstoffwechselt ausgeschieden werden. Die meisten Substanzen
aus der JWH-Gruppe werden mit der bisher eingesetzten Probenvorbereitung und üblichen
Trennungsmethode erfasst.

Abb.2: TIC eines Patientenurins mit automatischer Auswertung

Abb. 2 zeigt den Urin eines Patienten kurze Zeit nach dem Konsum von SPICE. Es konnten neben der
nativen Substanz relevante Metaboliten anhand ihres Grundgerüsts nachgewiesen werden. Das
dargestellte Spektrum konnte in zahlreichen Urinen gefunden werden.

Speziell für diese Art der Suchtstoffproblematik ist die GC/MS die klassische Nachweismethode im
Drogenlabor. Durch die Ionisierung bei 70 eV, werden Spektren erzeugt, die in einer
Benutzerbibliothek gespeichert werden und somit die Suche nach SPICE Analyten als Non-Target
Approach erlauben. Da in der GC-TOFMS Vollspektren mit einer hohen Datenrate aufgenommen
werden, ist es auch möglich, ältere Datenfiles mit einer neuen Bibliothek zu vergleichen und selbst
kleine Konzentrationen von Metaboliten neben hohen Konzentrationen therapeutischer Drogen
nachzuweisen. Dies geschieht mit dem Deconvolutionsalgorithmus der Chroma-TOF Software
vollautomatisch.

Abb.3: Nachweis dreier coeluriender Substanzen über ChromaTOF

Abb. 3 zeigt eine Coelution von 3 Substanzen, die zur gleichen Retentionszeit eluieren. Über die
sogenannte „Unique Mass“ können Substanzen ihren Spektren zugeordnet werden. Hierbei handelt
es sich vom Grundgerüst her um zwei SPICE Substanzen in deren Mitte eine weitere, mit den
vorgegebenen Datenprozessierungsparametern nicht erfasste Substanz, coeluiert. Wenn sich eine
Substanz in mindestens einer Masse in den coeluierenden Spektren unterscheidet, ist ChromaTOF in
der Lage, die Substanzen automatisch zu deconvolutieren. ChromaTOf ermittelt hierbei die Unique
Mass selbstständig.

Asservate können wilde Kräutergemische mit einer Vielzahl an Naturstoffen enthalten, welche die
eigentlichen Analyten überlagern. Auch hier zeigt GC-TOFMS gegenüber der herkömmlichen,
scannenden GC/MS-Technik ihre Stärke durch die hohen Aufnahmeraten, die es erlauben, eine
Vielzahl von coeluierenden Substanzen sicher zu deconvolutieren und über ihre Spektren zu
identifizieren.

Mit der GC-TOFMS und kann sich das Drogenlabor dieser schnell wechselnden, neunen
analytischen Herausforderung stellen. Mit einer hohen Präzision in der Auswertung, bei
gleichzeitig hoher Empfindlichkeit wird dem Analytiker eine GC-MS Lösung angeboten, die alle
Bedürfnisse im Hinblick auf SPICE-Analytik bedient.

Haben wir Ihr Interesse geweckt? Dann informieren wir Sie gerne umfassend unter sepsci@leco.de
über die Einsatzmöglichkeiten des Pegasus-HT in der Drogenanalytik.