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Institut für Rechtsmedizin

Laufende Forschungsprojekte des Arbeitsbereichs Forensische Toxikologie

Das von der EU geförderte Projekt „Spice and synthetic cannabinoids“ untergliedert sich in mehrere Teilbereiche. Im Rahmen eines Produkt-Monitorings werden neu erscheinende Räuchermischungen zeitnah mittels Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) auf evtl. enthaltene synthetische Cannabinoide untersucht. Unbekannte und nicht-identifizierbare synthetische Cannabinoide werden anhand eigens entwickelter chromatographischer Methoden zur schnellen Isolierung und Aufreinigung in ihrer Struktur mittels massenspektrometrischer Verfahren (GC-MS, HR-MS) sowie Kernmagnetresonanzspektroskopie (NMR) aufgeklärt. Darüber hinaus werden GC-MS- sowie LC-MS/MS-Spektrenbibliotheken von sowohl bekannten als auch neuen synthetischen Cannabinoiden erstellt und anderen forensischen und toxikologischen Institutionen zur Verfügung gestellt. Ein Schwerpunkt des Projektes besteht in der Entwicklung massenspektrometrischer Analysenverfahren zum Nachweis synthetischer Cannabinoide in den Matrizes Serum, Speichel, Haaren und Urin. Die Identifizierung und Strukturaufklärung der Hauptmetaboliten synthetischer Cannabinoide stellt hierbei die Basis für die Entwicklung eines umfangreichen Urinscreenings dar. Sämtliche Nachweismethoden dienen somit dem Nachweis synthetischer Cannabinoide im Rahmen von Drogenentzugsprogrammen, polizeilichen Straßenverkehrskontrollen, Intoxikationen und Fahreignungsüberprüfungen.

Um einen länger zurückliegenden Kontakt mit synthetischen Cannabinoiden (z. B. aus z.B. Räuchermischungen vom Typ „Spice“) nachweisen zu können, wird eine Methode zum umfassenden und quantitativen Nachweis der sich im Handel befindenden synthetischen Cannabinoiden im Haar entwickelt. Das Nachweisspektrum der synthetischen Cannabinoide in der entwickelten Methode wird immer aktuell gehalten und garantiert auch die Detektion von Substanzen, die als Referenzstandards noch nicht erhältlich sind, da die Ergebnisse eines parallel am Institut durchgeführten EU-Projektes zur Ermittlung von neuen, sich noch nicht im Handel befindenden synthetischen Cannabinoiden direkt einfließen (siehe EU-Projekt zu synthetischen Cannabinoiden). Nach Extraktion der Stoffe aus einer Haarprobe werden die Extrakte per Flüssigchromatographie-Tandemmassenspektrometrie hochspezifisch und quantitativ analysiert. Die Ergebnisse der Haaranalyse einer Person werden mit dem angegebenen Konsummuster verglichen und mit Ergebnissen aus Serum und Urin derselben Person in Beziehung gesetzt (siehe Projekt synthetische Cannabinoide in Urin EU-Projekt zu synthetischen Cannabinoiden). Zudem werden weitere Versuche zur Aufklärung des Einlagerungsprozesses von synthetischen Cannabinoiden ins Haar durchgeführt. Ein Ziel des Projektes ist es, die Aussagekraft der Konzentration von synthetischen Cannabinoiden im Haar in Bezug auf den Konsum bzw. Kontakt zu verbessern. Zudem soll ein wesentlicher Beitrag zum besseren Verständnis des Einlagerungsprozesses von Drogen im Allgemeinen und synthetischen Cannabinoiden ins Haar geleistet werden. Das Nachweisfenster für synthetische Cannabinoide ist somit nicht nur auf den Nachweis eines akuten Konsums mittels Serum- und Urinanalyse beschränkt, sondern erweitert sich durch die Haaranalyse auf den Nachweis eines länger zurückliegenden Kontaktes mit synthetischen Cannabinoiden. Der quantitative Nachweis von synthetischen Cannabinoiden in einer Haarprobe wird in der jeweils aktuellen Methode für externe Einsender angeboten.

Die Einschätzung, ob eine Person akut von Cannabis beeinflusst war, ist nach wie vor schwer zu treffen, kann aber von großer forensischer Relevanz sein. Anhand der Plasmakonzentrationen des psychoaktiven Cannabisinhaltsstoffes Δ9-Tetrahydrocannabinol (THC) und seiner Metaboliten lassen sich bisher aufgrund der komplexen und individuell sehr verschiedenen Pharmakokinetik keine sicheren und ausreichend präzisen Aussagen treffen. Δ9 Tetrahydrocannabinolsäure A (THCA) ist die nicht psychoaktive, biosynthe¬tische Vorläufersubstanz von THC und Hauptbestandteil des Cannabinoidanteils in frischem Pflanzenmaterial. THCA wird durch Erhitzen – z. B. beim Rauchen oder Backen – nur unvollständig zu THC decarboxyliert und wurde erstmals 2006 in unserem Labor in Serum- und Urinproben von Cannabiskonsumenten nachgewiesen. Ziel des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Forschungsprojekts ist eine verbesserte zeitliche Bestimmung des letzten Konsumzeitpunktes, anhand dessen die akute Beeinflussung gut eingeschätzt werden kann. Des Weiteren lassen sich eventuell Schlüsse über die Konsumfrequenz, die Applikationsart und/oder die Beschaffenheit der konsumierten Droge ziehen. Dies umfasst u. a.:

  • die Synthese eines geeigneten deuterierten internen Standardsd
  • die Entwicklung eines geeigneten Extraktionsverfahrens und einer empfindlichen und validen LC-MS/MS-Methode für die Analytik in Serum, Urin und Haaren
  • die Aufklärung der Pharmakokinetik und des Metabolismus in einer Humanstudie nach oraler und intravenöser Aufnahme und unter Berücksichtigung individueller Enzymaktivitätendie Isolierung von THCA-Metaboliten für eine spätere Quantifizierung aus Urin
  • die Ermittlung der Zusammensetzung von Rauchkondensaten bei verschiedenen Rauchtechniken im Haupt- und Seitenstromrauch

Liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) is an emerging screening technology in clinical and forensic toxicology. It is more specific than the widely-used immunoassays and provides more information than LC-UV detection, while covering a broader and in some ways a more complementary range of analytes when compared to GC-MS. Identification of substances is usually performed by retention time and using MS²-spectra combined with library search or acquiring high resolution mass information. This project focuses on creating an automated and robust solution for the detection and identification of common drugs, drugs of abuse and metabolites in biological specimens by using the identification power of an LC-MSn ion trap system. A fast LC-gradient for separation, the auto-MSn capability of the amaZon speed™ ion trap for detection of analytes and a fully automated script for fast and user-friendly data analysis and reporting are used to gain results in the shortest time possible.

Zähne als Untersuchungsmaterial sind in der Literatur bisher kaum beschrieben, obwohl sie - in Ergänzung zu anderen sogenannten „alternativen Matrices“ wie Haaren, Nägeln und Knochen(-mark) - von großem Nutzen insbesondere für die Erhebung postmortaler Befunde sein können. Der Vorteil der Analyse von Zahnmaterial gegenüber der Haaranalyse oder der Unersuchung anderer Matrices besteht in der möglichen länger¬fristigen Speicherung von Informationen. Ggf. kann mittels der Analyse von Zahnmaterial auch ein bereits mehrere Jahre zurückliegender, regelmäßiger Drogenkonsum nachgewiesen werden. Es finden sich lediglich Arbeiten die sich mit dem Nachweis einer Passivrauch-Belastung von Kindern durch Nachweis von Nikotin und Cotinin in Milchzähnen (Garcia-Algar 2003) und dem Nachweis von Opiaten (Cattaneo et al. 2003) und Kokain (Pellegrini 2006) in menschlichem Zahnmaterial beschäftigen. In keiner dieser Studien wurde zwischen Zahnschmelz, Zahnzement und Dentin differenziert. Es konnte daher auch nicht auf einen präferierten Einlagerungs-mechanismus geschlossen werden. Auch ein Vergleich mit Analyseergebnissen anderer Asservate der gleichen Personen (Blut, Urin, Haare, Nägel) hat bisher nicht systematisch stattgefunden. Der Transport von ausgewählten Substanzen durch den Zahnschmelz in das Dentin bei intakten bzw. kariösen extrahierten Zähnen konnte bereits nachgewiesen werden (Haustein et al. 1994). Zum Substanztransport aus der Pulpa in das Dentin wurden bisher keine Arbeiten publiziert. In Zusammenarbeit mit der Zahnklinik des Universitätsklinikums (PD. Dr. Altenburger) soll die Arbeit zahnmedizinische Fragestellungen zur Einlagerung von Wirkstoffen in das Zahnmaterial klären.

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