Untersuchungen zu den Alkoholmarkern Ethylglucuronid und Ethylsulfat sowie zu Fettsäureethylestern in unterschiedlichen Matrices
Albermann, Maria Elena - Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn (2012)
Der Konsum von Alkohol lässt sich unter anderem durch eine Bestimmung der direkten Alkoholmarker Ethylglucuronid (EtG), Ethylsulfat (EtS) oder ausgewählte Fettsäureethylester (FAEE) in Haaren sowie in unterschiedlichen Körperflüssigkeiten belegen. Verschiedene Nachweismethoden zur Quantifizierung von EtG bzw. FAEE in Haaren sowie von EtG und EtS in Urin wurden im Rahmen dieser Arbeit optimiert und validiert und diverse Studien zum besseren Verständnis dieser Biomarker durchgeführt.
Ein empfindliches Flüssigchromatographie-Verfahren mit Tandem-Massenspektrometrie-Kopplung (LC-MS/MS) mit einer Bestimmungsgrenze (4 pg/mg) deutlich unterhalb des aktuellen Grenzwertes für Abstinenzuntersuchungen (7 pg/mg) wurde erfolgreich optimiert und validiert. Eine erneute Optimierung der Methode, erforderlich aufgrund vermehrt aufgetretener Störsignale, wurde mit der Entwicklung eines automatisierten Mahlverfahrens für die Haare verknüpft. Erstmals durchgeführte, vergleichende Analysen von Haarproben im gemahlenen bzw. geschnittenen Zustand konnten zeigen, dass ein Mahlen der Haare zu signifikant höheren EtG-Konzentrationen mit einem durchschnittlichen Anstieg von 51% führte.
Zur Absicherung von grenzwertigen Resultaten durch einen unabhängigen Parameter wurde eine Methode zum Nachweis der vier FAEE: Ethylmyristat, Ethylpalmitat, Ethyloleat und Ethylstearat in Haaren mittels Festphasenmikroextraktion und Gaschromatographie mit Massenspektrometrie (SPME-GC-MS), mit besonderem Augenmerk auf den unteren Konzentrationsbereich, optimiert und erfolgreich validiert. Es wurden niedrige Nachweisgrenzen (0,016 - 0,025 ng/mg) sowie gute Resultate für die Präzision und Genauigkeit mit Abweichungen =11% erreicht.
Eine Bestimmung der EtG- und FAEE-Konzentrationen in 160 zufällig ausgewählten Haarproben aus Abstinenzuntersuchungen wurde durchgeführt, um den Grad der Übereinstimmung beider Marker zu ermitteln. Unter Berücksichtigung der von der Society of Hair Testing (SoHT) empfohlenen Grenzwerte wurden Übereinstimmungen in 77,5% der Fälle gefunden. Ein nahezu deckungsgleiches Ergebnis ergab eine weitere Analyse von 73 Haarproben mit grenzwertigen EtG-Konzentrationen (4 - 10 pg/mg). Mögliche Gründe für die gefundenen Abweichungen werden ausführlich diskutiert.
In einer zweiten Studie wurden die EtG- und FAEE-Konzentrationen in 247 Haarsegmenten von 73 Patienten im Alkoholentzug mit deren Selbstauskünften verglichen. Eine übereinstimmende Einteilung von allen drei Parametern in die drei Klassen: abstinent, moderater oder exzessiver Konsum wurde in 43,9% der untersuchten Segmente gefunden. Die beste Übereinstimmung (76,7%) wurde für EtG bei einer Beschränkung auf das proximale Segment erreicht. Eine direkte Korrelation zu den angegebenen Trinkmengen wurde weder für EtG noch für die FAEE ermittelt. Beide Studien deuten darauf hin, dass EtG der verlässlichere Alkoholmarker zu sein scheint und daher primär zum Ausschluss einer Abstinenz eingesetzt werden sollte. In kritischen Fällen ist eine zusätzliche Bestimmung der FAEE-Konzentrationen zu empfehlen.
Eine schnelle und einfache LC-MS/MS-Methode zum Nachweis von EtG und EtS in Urin mit sehr niedrigen Bestimmungsgrenzen von 0,019 mg/L bzw. 0,015 mg/L wurde erfolgreich optimiert und validiert. Zudem konnte gezeigt werden, dass der zur Verfügung stehende klinisch-chemische Analyzer für eine semiquantitative Bestimmung von EtG in Urin geeignet war.
Der aktuelle EtG-Grenzwert in Urin für Abstinenzuntersuchungen von 0,1 mg/L wird unter anderem aufgrund des Verdachts von falsch positive Ergebnissen durch den Konsum oder Gebrauch von alkoholhaltigen Lebensmitteln und Hygieneprodukten fortwährend diskutiert. Durch die durchgeführten kontrollierten Trink- und Essversuche mit alkoholhaltigen Lebensmitteln konnte deutlich gemacht werden, dass ein Nachweis von EtG und EtS in Urin höchstenfalls nach einem übermäßigen Konsum der getesteten Produkte (Apfelsaft, Traubensaft, Weinsauerkraut, überreife Bananen und alkoholfreies Bier) und über einen sehr begrenzten Zeitraum möglich ist.
Ein weiterer Trinkversuch ergab, dass selbst ein Grenzwert von 0,1 mg/L in Kombination mit einer Einbestellungsfrist von 24 h nicht zum Nachweis einer strikten Abstinenz geeignet ist, sondern nur zum Ausschluss dieser. Die Ergebnisse beider Versuchsreihen zeigten deutlich, dass auch die aufgenommenen Flüssigkeitsmengen einen großen Einfluss sowohl auf die gemessenen Konzentrationen als auch auf die Nachweisfenster hatten.