LC-MS spielt bei der Bewältigung der täglichen Arbeitslast eine wesentliche Rolle.

Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie

LC-MS fördert Präzision und Probendurchsatz

Die LC-MS-Analytik (Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie) hat sich bewährt. Einige Vorreiter-Labore arbeiten schon seit vielen Jahren mit ihr. So auch das Labor Dr. Wisplinghoff in Köln, das die Methode bereits vor zehn Jahren eingeführt hat.

Interview: Walter Depner

portrait of dr kröner
Dr. rer. nat. Lars Kröner leitet die Abteilung für klinische und forensische Toxikologie und Drogenanalytik des Labors Dr. Wisplinghoff in Köln.

Das Dienstleistungslabor für medizinische Diagnostik richtet seinen Fokus seit 40 Jahren auf die Bedürfnisse klinisch tätiger Mediziner. Im Labor wird das gesamte klinisch relevante Untersuchungsspektrum der Labormedizin, der Pathologie, der Transfusionsmedizin sowie der Humangenetik vorgehalten. Dafür stehen mehr als 40 Fachärzte verschiedener Fachrichtungen zur Verfügung. Noch heute gilt die Maxime der Laborgründerin Dr. Uta Wisplinghoff: „Wir unterstützen unsere klinisch tätigen Kollegen durch valide Befunde dabei, ihre Patienten optimal zu versorgen.“ Diplom-Chemiker Dr. rer. nat. Lars Kröner, Leiter der Abteilung für klinische und forensische Toxikologie und Drogenanalytik, verrät im Interview mit European Hospital, wo LC-MS-Methoden ihre feste Anwendung gefunden haben und wo sie in Zukunft genutzt werden könnten.

Ein Krankenhauslabor kennt die Struktur des eigenen Hauses, kennt seine Abteilungen und seine angeschlossene Häuser. Natürlich weiß man auch dort nicht welche und wie viele Proben pro Tag eingehen, man besitzt aber zumindest eine grobe Proben-Struktur. In Ihrem Labor ist das völlig anders; aufgrund der vielen tausend Einsender wissen Sie nie, was auf Sie zukommt. Erschwert dieser Umstand die tägliche Praxis?

Kröner: Nein, es gibt natürlich saisonale Schwankungen, aber darüber hinaus sind wir sind wir auf alle auf uns zukommenden Proben eingestellt.

In diesem Zusammenhang ist die Frage nach der Prä-Analytik nicht unerheblich. Wie lösen Sie das Problem? Gibt es beispielsweise feste Annahmezeiten oder können Sie spontan und flexibel reagieren? 

Für LC-MS-Analytik besteht bei uns derzeit keine 24/7-Bereitschaft. Die Prä-Analytik richtet sich in der Regel nach der Stabilität der Analyte. So werden z. T. die Bestimmungen gekühlter Proben unmittelbar nach Probeneingang durchgeführt. Notfallproben (etwa Urine auf Drogen) sowie zeitkritische Parameter (Immunsuppressiva, Amiodaron) beziehungsweise Drogentestung in Kapillarblut/Urin bei Substitutionspatienten werden zeitnah bzw. tagesaktuell bearbeitet.

Seit wann setzten Sie LC-MS-Methoden in Ihrem Institut ein und wie? Wo liegt der Zugewinn – in der benötigten  Zeit, in der Genauigkeit, in der Flexibilität?

Wir arbeiten damit seit Juni 2008, also fast genau 10 Jahre. Und das weit überwiegend mit neu entwickelten Hausmethoden. Zu Beginn waren das meist Psychopharmaka und die gängigen Missbrauchsdrogen. Später folgten danach auch Hormone und Stoffwechselprodukte. Der Zugewinn liegt  in erster Linie bei der Generierung neuer Analysen, die bis dato an andere Labore weiter geleitet wurden. Bei der Übernahme von HPLC-UV/VIS Methoden und ELISA-Tests auf die LC-MS-Analytik ergab auch dieser Wechsel einen Zugewinn an Präzision und Probendurchsatz. Weiterhin lassen sich durch Eigenentwicklungen Stückkosten im Vergleich zu Fertig-Kits beziehungsweise -Assays einsparen.

Im Labor für Forensik und klinische Zwecke dient die LC-MS in erster Linie der...
Im Labor für Forensik und klinische Zwecke dient die LC-MS in erster Linie der Detektion aktiver Bestandteile in Medikamenten, Hormonen und Drogen.

Welche Proben bzw. welche Analysen fallen derzeit hauptsächlich an?

Das ist eindeutig die Bestimmung von Hormonen (25OH-VitaminD3, Steroide), Medikamenten (TDM) und Drogen (Kapillarblut/Blut/Serum, Urin, Haare). Wir wenden derzeit ausschließlich Triple-Quads bei der LC-MS/MS an, zwei davon als Hybrid mit linearer Ionenfalle (Otrap). Mittels der Ionenfalle lassen sich im Bereich der unteren analytischen Grenzwerte noch Strukturinformationen gewinnen. Triple Quads bieten neben hoher Sensitivität die größten dynamischen Bereiche für exakte Quantifizierungen bei gleichzeitiger Unempfindlichkeit gegenüber Matrixinterferenzen. Hohe Probendurchsätze werden durch kurze Analsyezyklen erreicht.

Welche MS-Methoden (zum Beispiel Sektorfeld, Quadropol, TOF…) wenden Sie in Ihrem Labor an?

Tandem-Massenspektrometrie Triple Quadrupol und Single Quadrupol bei ICP-MS und GC-MS

Welche Gerätekonfigurationen kommen dazu zum Einsatz?

Bei LC-MS/MS arbeiten wir mit Sciex und Shimadzu (in der Regel mit vier Pumpen zur Online Extraktion), bei GC-MS und GC-MS/MS mit Shimadzu, sowie bei der ICP-MS mit Perkin Elmer.

Welche Parameter werden in Ihrem Labor momentan mit LC-MS bestimmt und welche sind für die Zukunft geplant?

Mit LC-MS bestimmen wir in erster Linie Medikamentenwirkstoffe (Psychopharmaka, Antiepileptika, Immunsuppressiva), Hormone (25OH-VitaminD3, Steroide) und Drogen (forensisch und klinisch aus Kapillarblut/Blut/Serum, Urin, Haaren). Zukünftige interessante Parameter liegen im Bereich der Medikamente, bei denen eine engmaschigere Spiegelkontrolle (minimale Hemm Konzentration) von Vorteil sein kann (z.B. Antibiotika) sowie Biomarkern (Schilddrüse etc.) oder auch Drogen in alternativen Untersuchungsmaterialien. Es kommen aber auch Speichel und Atemluft in Frage. Ein weiterer Bereich ist die Forensische Toxikologie, vor allem Fahreignungsdiagnostik. Unser Labor ist eines der führenden bei Kapillarblut.

War die Umstellung für die Mitarbeiter auf eine teilweise mehr „chemisch/technische“ Arbeitsweise schwierig? 

Nein, überhaupt nicht. Die Mitarbeiter absolvierten die übliche Einarbeitung in die LC-MS-Messung. Einige Mitarbeiter erhielten zusätzlich eine weitergehende Einarbeitung in Gerätewartung, Methodenentwicklung/-validierung.

Vielen Dank für das Gespräch.


Profil:

Nach dem Chemie-Studium und einem kurzen Ausflug in die chemische Industrie wurde Dr. Lars Kröner wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Forensischen Toxikologie an den Instituten für Rechtsmedizin in Bonn und Köln. Seit 2008 ist er Abteilungsleiter für klinische und forensische Toxikologie im Labor Dr. Wisplinghoff.

28.09.2018

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