Cursus Forensische Toxicologie
Les 1 The Body of Evidence
Toxicologie is alles wat gebruikt kan worden als bewijs in het lichaam. Chemie is alles er buiten wat
kan worden gebruikt als bewijs.
Toxicologie is de wetenschap van mogelijk schadelijke interacties tussen stoffen en biologische
systemen. Dus simpel gezegd, hoe reageert het lichaam op een stof die binnenkomt in het lichaam en
kan deze schade aanrichten aan een organisme. Forensische toxicologie is de inzet van toxicologie
ten behoeve van de wet. Het wordt gezien als een specialisatie van toxicologie. Verschillende typen
zaken waarin forensische toxicologie wordt toegepast:
- Crimineel recht (Fatale) vergiftiging; overdosis; drinken & rijden; drugs?
- Civiel recht Blootstelling aan schadelijke stoffen in de werkomgeving; fout in
medische behandeling?
- Doping in sport Gebruik van doping?
Verschil medische en forensische toxicologie
Medisch:
- De te analyseren stof bekend.
- Patiënt hoeft geen toestemming te geven.
- Identificatie en eventuele concentratie voldoende
- Resultaat: dokter veranderd behandelplan
Forensisch:
- Vaak is de te analyseren stof niet bekend. Vaak is er sprake van weinig stof, dus screening
vooraf is belangrijk.
- Persoon moet toestemming of wettelijke basis hebben voor afgeven bloed.
- Na identificatie stof, andere techniek bevestiging resultaten. Hierbij is de chain of
custody heel belangrijk. Moet onomstotelijk bewezen worden.
- Resultaten worden gebruikt als bewijslast.
Keuze analysetechniek
Case geschiedenis:
- Context van de case en het bewijs dat is verzameld op het plaats delict.
- Sprake van flessen, pillen, poeders en beschikbare chemicaliën.
- Om het onderzoek te vernauwen.
Analytische bepalingen:
- Chemisch
- Biomarkers
Post-Mortem Forensic Toxicology: bepaald de afwezigheid of aanwezigheid van drugs en hun
metabolieten, chemicaliën zoals alcohol en andere vluchtige stoffen, koolstofmonooxide en andere
gassen, metalen, en andere toxische chemicaliën in lichaamsvloeistoffen en weefsels, en evalueer de
rol hiervan om hun meespelende of bepalende factor in de doodsoorzaak te bepalen.
Human-Performance Forensic Toxicology: Bepaald de afwezigheid of aanwezigheid van alcohol en
andere drugs en chemicaliën in bloed, adem of ander belangrijke mechanismen, en evalueert hun rol
in het veranderen van de ‘human performance’ of gedag.
Valerie van den Heuvel
Specialisatie Forensic Chemistry
,Het algemene doel van een analyse is de kwalitatieve en kwantitatieve informatie van de
aanwezigheid of afwezigheid van schadelijke stoffen te verkrijgen. De resultaten zullen de toxicoloog
helpen bij de interpretatie van fysiologische- en gedragseffecten.
Soorten samples forensische toxicologie
- Biologische samples Bloed, urine, orale vloeistoffen, maag-darm inhoud,
oogvloeistof, zweet, adem, haren, nagels (metalen), gal,
longen / hersenen / nieren / botten.
- Exhibits (van PD) Eten en drinken, glazen, naalden.
- Medicatie/drugs
Urine
- Geproduceerd in de nieren.
- Al het bloed wordt gefiltreerd door de nieren.
- Urine wordt als voorurine opgeslagen in de blaas voordat deze wordt uitgescheiden.
- Veel drugs en metabolieten zijn in hogere concentraties aanwezig in urine dan in bloed.
Gal
- Digestieve secretie.
- Continue productie door de lever.
- Opgeslagen in de galblaas.
- Verschillende drugs worden geconcentreerd in gal.
Oogbalvocht
- Met het oogbalvocht wordt de vloeistof tussen de lens en het netvlies bedoeld.
- Worden goed geconserveerd.
- Na verbranding van een lijk, kan de oogbol nog gebruikt worden voor bewijslast. Blijft het
langste in tact. Resistent tegen micro organismen.
- Nadeel: ratio tussen bloed en glasachtig lichaam niet duidelijk.
Maaginhoud
- Geeft weer wat iemand vlak voor overlijden heeft binnengekregen.
- Nadeel: niet homogeen.
- Resultaten van dit onderzoek kunnen de richting van het onderzoek veranderen.
Bloed
- Een levend persoon heeft een actieve bloedcirculatie. Bij post mortem bloed zakt het
bloed naar het laagste punt, er komen verschillende bloedcirculaties.
- Wanneer er veel bloed uit het been van een post mortem wordt gehaald, wordt er uit de
andere organen ook bloed weggehaald. In elk orgaan zijn er verschillende concentraties
aan stoffen aanwezig.
- Blauwe plek geeft ook informatie. Bloed zit niet meer in de circulatie, wat kan worden
gebruikt als ‘time-frame’. Bloed wordt uitgesloten van het metabolisme. Kan worden
gebruikt als bloed voor de dood.
Hoofdlijn onderzoek
- Detectie: Screening procedure.
- Identificatie & Bevestiging: identificatie van drugs, metabolieten en giffen door
chemische testen. Wordt bevestigd met een tweede techniek, onomstotelijk bewijs.
- Kwalificatie: Wat was de concentratie?
- Interpretatie.
Valerie van den Heuvel
Specialisatie Forensic Chemistry
,Post Mortem Analyse
De gebruikelijke analyses worden gevalideerd en vervolgens uitgevoerd volgens de volgende
stappen:
Stap 1: Analytes seperation from biological matrix
Deze stap is gebaseerd op de chemische en fysische eigenschappen van een te analyseren stof of
groep stoffen. Hierbij zijn onder anderen de log P, pKa en vluchtigheid van belang. In deze stap
worden vaak de eiwitten verwijderd. Dit kan door middel van:
- Trichloorazijnzuur
- Vloeistof/vloeistof extractie (LLE)
- Vast/vloeistof extractie (SPE)
Stap 2: Identification
Hierbij wordt bepaald of een component ook daadwerkelijk aanwezig is. De identificatie is gebaseerd
op bekende chromatografische, spectrofotometrische of immunoaffiniteit eigenschappen van het te
analyseren component. Vaak wordt er als screeningsmethode een presumptieve test gebruikt zoals
kleurtesten.
Stap 3: Confirmation
Wanneer er bij de identificatie en stof geïdentificeerd wordt, moet dit met een andere techniek
worden bevestigd. Hiervoor dient een andere techniek te worden gebruikt dan bij de identificatie
stap.
Stap 4: Quantification
Wanneer er met 100% zekerheid een stof is geïdentificeerd, wordt vaak ook de concentratie hiervan
bepaald. Hiervoor worden vaak externe of interne standaarden gebruikt. Hierbij dient rekening te
worden gehouden met de aanwezige matrix in het sample (bv bloed, urine).
Valerie van den Heuvel
Specialisatie Forensic Chemistry
, Les 2 Analytical Techniques
Aan de experimentele aanpak, behandeld in de vorige les, kan ook stap 0 toegevoegd worden. Stap 0
is het kiezen van een methode en deze optimaliseren. Wanneer er geen methode beschikbaar is,
methode ontwikkelen. Voor het ontwikkelen van een methode wordt aandacht besteed aan de
volgende punten:
- De fysische en chemische eigenschappen.
- Het kiezen van een techniek.
- Het gebruik van referentie samples voor optimalisatie.
- Valideren van de methode.
Voor het kiezen van de juiste methode moet er goed gekeken worden naar de eigenschappen van
het analyt en de matrix waarin deze zich bevindt.
Classificatie gifstoffen
De classificatie van gifstoffen bestaat uit 7 grote groepen:
1. Gassen. Een persoon kan blootgesteld worden aan giftige gassen bijvoorbeeld in een
werkomgeving of op recreatiegebied. Bv: methaan, koolmonoxide. Bij het opslaan van
dergelijke monsters dienen deze geseald en bevroren te worden. Anders is de kans groot dat
het monster verdampt of oplosbaar is.
2. Vluchtige stoffen. Dampen van vluchtige vloeistoffen worden geïnhaleerd. (bv. Lijmsnuiven).
Voorbeelden van vluchtige vloeistoffen: mix van alkanen, tolueen, halogeenkoolstoffen
(chloroform, DCM). Deze kunnen door middel van metabolisatie toxische metabolieten
creëren.
3. Drugs. Worden gebruikt voor hun effecten. Metabolieten kunnen toxisch zijn.
4. Metalen. Anorganische giftige stoffen (bv. Cadmium/arsenic). Probleem: afhankelijk van
metaal, aparte protocollen voor voorbewerking en analysemethoden. Kijk naar gifstof,
analyse eigenschappen, keuze analysetechniek.
5. Pesticiden
6. Anionen
7. Overige stoffen
Log P/ Log D
Log P zegt iets over de lipofiliteit van een stof. De log P is de verhouding tussen octanol en water.
Log P < 1 polaire stoffen.
Log P > 3 apolaire stoffen.
Om te bepalen of een stof over een polaire of apolaire kolom kan met bv HPLC, en te bepalen bij
welke pH een buffer moet zitten kan de volgende formule worden gebruikt:
[ Base]
pH pK a log
[ Acid]
Hierbij wordt de log P van de base gedeeld door die van het zuur. Hiermee kan de pH van een buffer
worden berekend.
Technieken
Atomic Absorption Spectrometry (AAS)
AAS is een analysetechniek die berust op selectieve absorptie van elektromagnetische straling door
atomen. Een sample wordt in een vlam geatomiseerd. Er ontstaat een soort wolk bestaande uit
ionen en vrije elektronen. Vervolgens wordt er met een lamp ligt in de vlam gestraald. De atomen in
de vlam (in de gasfase) absorberen dit licht. Deze absorptie is karakteristiek voor elk materiaal. De
mate van absorptie wordt bepaald door de concentratie atomen in de vlam. Dit verschil wordt
gedetecteerd. Een blokschema van de AAS met vlam is weergegeven in figuur 1.
Valerie van den Heuvel
Specialisatie Forensic Chemistry
