Isotopenverdünnung

Die Isotopenverdünnung ist das Standardverfahren, mit dem forensische Labore in der Haar-, Blut- und Urinanalytik quantitativ messen: Der Probe wird vor der Aufarbeitung eine bekannte Menge des Zielstoffs in isotopenmarkierter Form zugesetzt. Dieser interne Standard durchläuft alle Arbeitsschritte mit und macht Verluste und Störungen rechnerisch ausgleichbar.

Warum ein markierter Zwilling die Messung rettet

Der interne Standard ist chemisch praktisch identisch mit dem Analyten, unterscheidet sich aber in der Masse, weil einzelne Atome durch schwerere Isotope ersetzt sind. Im Massenspektrometer sind beide dadurch getrennt sichtbar. Geht bei der Extraktion ein Teil des Analyten verloren, geht derselbe Anteil des Standards verloren – das Verhältnis der beiden Signale bleibt stabil. Aus diesem Verhältnis wird die Konzentration berechnet, nicht aus dem absoluten Signal.

Die Abgrenzung zum Matrixeffekt

Beide Begriffe gehören zusammen, meinen aber Verschiedenes. Der Matrixeffekt ist die Störung selbst: Begleitbestandteile der Probe unterdrücken oder verstärken die Ionisierung des Zielstoffs. Die Isotopenverdünnung ist das Mittel dagegen. Weil der markierte Standard zur gleichen Zeit dieselbe Umgebung erlebt wie der Analyt, trifft ihn die Ionensuppression im gleichen Maß. Vollständig aufheben lässt sich der Effekt damit nicht, aber weitgehend kompensieren – weshalb die Validierung den verbleibenden Einfluss ausdrücklich prüfen muss.

Bedeutung für Abstinenzbefunde

In der Haaranalytik geht es um Konzentrationen im Pikogramm-Bereich. Der Cut-off für Ethylglucuronid liegt bei 5 pg/mg, für THC-Carbonsäure fordert das Konsenspapier eine Bestimmungsgrenze von 0,2 pg/mg. In dieser Größenordnung entscheidet die Kompensation der Matrix darüber, ob ein Ergebnis überhaupt belastbar ist. Deshalb kommen nach Anhang C der GTFCh für Haar nur gaschromatographische oder flüssigkeitschromatographische Verfahren mit massenspezifischem Detektor beziehungsweise Tandem-Massenspektrometrie in Betracht – Verfahren also, in denen die Isotopenverdünnung überhaupt möglich ist.

Häufige Fragen

Verändert der zugesetzte Standard mein Ergebnis?

Nein. Der markierte Standard wird getrennt vom Analyten erfasst und geht nur als Bezugsgröße in die Rechnung ein. Er kann den gemessenen Gehalt des Zielstoffs weder erhöhen noch senken.

Warum steht davon nichts in meinem Befund?

Die Isotopenverdünnung ist Teil der Methode, nicht des Ergebnisses. Im Laborbefund erscheinen die angewandte Messmethode, die Bestimmungsgrenze und die Messunsicherheit; die Kalibrationstechnik dahinter gehört zur validierten Standardarbeitsanweisung.

Gibt es Stoffe ohne passenden markierten Standard?

Ja, insbesondere bei selten angeforderten Substanzen. Dann werden strukturverwandte Standards eingesetzt, was die Kompensation weniger vollständig macht. Das ist einer der Gründe, warum die Messunsicherheit nicht für alle Analyten gleich ausfällt.