Universiẗat, Diss., 2007--Giessen.

Zugl.: Rostock, Universiẗat, Diss., 2001. / Zugl.: Rostock, Univ., Diss., 2001.

Postmortale biochemische Untersuchungen sind seit Jahrzehnten zunehmend Gegenstand rechtsmedizinischer Forschung, insbesondere zur Feststellung der Todesursache. Im Obduktionsalltag werden die verschiedenen Biomarker jedoch noch zurückhaltend eingesetzt, unter anderem aufgrund der bisher unzureichend erforschten Konzentrationsveränderungen ab dem Todeseintritt mit daraus resultierender Unsicherheit bezüglich der Wertung der Ergebnisse. In der vorliegenden Studie wurden ausgewählte Biomarker für Nierenversagen, Ketoazidose, Mastzelldegranulation, Muskel- und Herzmuskelschädigung, Schädel-Hirn-Trauma und Entzündungsreaktion auf ihre postmortale Stabilität im Leichenblut hin untersucht. Hierfür wurden bei 20 in der Zentralen Notaufnahme des Universitätsklinikums Leipzig verstorbenen Patienten jeweils direkt zum Zeitpunkt der Todesfeststellung sowie 2 Stunden, 24 Stunden und 48 Stunden nach Todeseintritt Blutproben mittels Femoralvenenpunktion gewonnen. Die Serumproben wurden laborchemisch analysiert, um eine basale früh-postmortale Entwicklung von 18 verschiedenen Biomarkern innerhalb eines Individuums nach dem Tod nachvollziehen zu können. Weiterhin erfolgte eine stichprobenartige Überprüfung der Probenstabilität nach mehrfachem Auftauen und Einfrieren der Asservate und dreifachen (Wiederholungs-)Messungen zur Feststellung der Anwendbarkeit klinischer Messmethoden. Für den Großteil der untersuchten Marker wurde ein vom postmortalen Intervall abhängiger Konzentrationsanstieg nachgewiesen. Wenige weitere Marker zeigten einen leichten Konzentrationsabfall bei längerer Leichenliegezeit. Kritische Störgrößen der Laborergebnisse zeigten sich hinsichtlich Indices für postmortale Hämolyse und Lipolyse der Einzelproben. Bereits publizierte postmortale Grenzwerte wurden mit dem Fallgut validiert, nur selten zeigte sich ein Über- oder Unterschreiten der Grenzwerte erst im zeitlichen Verlauf. Die Ergebnisse zeigen, dass die forensische Serumanalyse diverser Biomarker unter Berücksichtigung der postmortalen Konzentrationsverläufe als diagnostisches Mittel bei der Todesursachenfeststellung dienen kann. Aufgrund zahlreicher Qualitätseinflüsse kann und sollte sie nicht als alleinige Methode zur Feststellung der Todesursache eingesetzt werden.

Die Systematische Toxikologische Analyse (STA) stellt auf Grund der großen Vielfalt und der ständigen Zunahme an toxikologisch relevanten Substanzen eine der größten Herausforderungen in der chemischen Analyse dar. In der vorliegenden Arbeit wurde daher die Eignung der Flüssigchromatographie in Kombination mit der Hybrid-Quadrupol-Flugzeitmassenspektrometrie (LC-QTOF-MS) für diesen Zweck untersucht. Dazu wurden eine Datenbank mit über 7360 und eine CID-Spektrenbibliothek mit mehr als 2720 toxikologisch relevanten Substanzen erstellt und geeignete Probenvorbereitungsmethoden entwickelt. Die Erprobung der Methoden erfolgte an dotierten Blut- und Haarproben. Hierbei zeigte sich, dass die Analyse im Auto-MS/MS-Modus (Messzyklen von MS- und MS/MS-Spektren) eine Identifizierung basischer Substanzen mittels CID-Spektren zwischen 0,5 und 2 ng/ml im Blut ermöglichte. Die Nachweisgrenzen der für 24 Wirkstoffe validierten Methode in Haaren lagen bei 3 bis 15 pg/mg. Die Eignung der LC-QTOF-MS zur STA von Haarproben wurde an 30 Drogentodesfällen und 60 Todesfällen mit bekannter chronischer Medikamenteneinnahme zu Lebzeiten sowie an 77 Blutproben nachgewiesen. Für die Suche nach Metaboliten wurde ein Metaboliten-Tool entwickelt. In der praktischen Anwendung auf Datenfiles von Blut- und Haarproben erwies sich das Tool als wertvolles Hilfsmittel zur Identifizierung unbekannter Peaks und zur Bestätigung von Suchergebnissen in der Datenbank. Zur automatischen Konzentrationsabschätzung identifizierter Substanzen wurde ein Tool „Estimate Concentration“ geschaffen. Die Überprüfung des Verfahrens an realen Blut- und Haarproben durch Vergleich mit HPLC-DAD- und GC-MS-Ergebnissen wies eine gute Übereinstimmung der Konzentrationen auf. Insgesamt zeigten die Untersuchungen, dass die LC-QTOF-MS zurzeit die am besten geeignete Methode für die STA darstellt. Auch bei einem erst später aufkommenden Verdacht kann eine gezielte Suche in dem bereits gemessenen Datenfile durchgeführt werden. / Due to the large variety and the steady increase of toxicologically relevant substances, systematic toxicological analysis (STA) is one of the most difficult tasks in analytical chemistry and, therefore, a steady topic of research and methodical improvement. For this reason, the suitability of liquid chromatography in combination with hybrid quadrupole time-of-flight mass spectrometry (LC-QTOF-MS) for STA was investigated. For this purpose, a database of more than 7360 and a CID spectra library of more than 2720 toxicologically relevant substances and suitable methods for sample preparation were developed. The application was evaluated at spiked blood and hair samples. It was found that the analysis in Auto-MS/MS mode (alternating measurement cycles of MS and MS/MS spectra) allowed substance identification in blood using CID spectra between 0.5 and 2 ng/ml for basic substances. The detection limits of the validated method in hair ranged from 3 to 15 pg/mg for 24 drugs. The suitability of LC-QTOF-MS for STA was tested for hair samples from 30 drug-related death cases and from 60 death cases with known chronic medication as well as for 77 blood samples. For the search of metabolites, a metabolite tool was developed. In the practical application to data files from blood and hair samples, the tool proved to be very helpful for identification of unknown peaks and for confirmation of results obtained only from the database without CID spectra. A tool "Estimate Concentration" was created for automatic estimation of concentrations of identified substances. The application to real blood and hair samples and the comparison of the concentrations with results from HPLC-DAD and GC-MS showed good agreement. Overall, these investigations showed that LC-QTOF-MS is currently the most favorable method for STA. Because of the comprehensive registration of all substances in a sample, the data files can be checked for the presence of certain poisons even later without new measurements.