Fall 10 Herzinfarkt oder Gift?

Wie man eine tödliche Injektion nachweisen kann.

Aufgrund von Muskelkrämpfen und Empfindungsstörungen der Haut (Taubheit und Kribbeln) wird Frau Yonath im Spital untersucht. Man stellt fest, dass ihre Symptome Folgen eines Calcium-Mangels sind, welchen man mit einer Infusion von Calciumchlorid behandelt.

Die Behandlung schlägt an und Frau Yonaths Gesundheitszustand verbessert sich. Dann jedoch stirbt sie völlig überraschend an einem Herzversagen.

Die Staatsanwaltschaft wird daraufhin aktiv und lässt untersuchen, ob vielleicht ein Fehler im Spital zu ihrem Tod geführt haben könnte. Neben der Flasche mit der Calciumchlorid-Lösung befindet sich auch noch eine Flasche mit einer Kaliumchlorid-Lösung (siehe Abbildung). Dieses wird analog zur Behandlung von Kalium-Mangel verwendet, kann in höherer Dosis jedoch Herzversagen verursachen. Sichergestellt wird zusätzlich auch die Infusions-Lösung, mit welcher Frau Yonath behandelt wurde.

Abbildung: Die gefundene KCl-Lösung. Es handelt sich dabei um ein Konzentrat, welches für die Infusions-Lösung noch verdünnt werden muss.

 

Das chemische Element Calcium hat eine Vielzahl von Funktionen in unserem Körper. Am bekanntesten ist wohl die Rolle von Calcium für die Stabilität der Knochen. Ein ausreichend hoher Calciumspiegel (Calcium-Ionen-Konzentration im Blut) ist unter anderem für das Membranpotential oder als Signalstoff ("second messenger") entscheidend.
Eine ausreichende Versorgung mit Calcium (chemisch gesehen handelt es sich dabei natürlich immer um Calcium-Ionen), ist für uns absolut lebensnotwendig. Unterversorgung führt zu vielfältigen Mangelerscheinungen.

Auch eine ausreichende Versorgung mit Kalium (auch hier handelt es sich natürlich immer um Kalium-Ionen), ist wichtig und Unterversorgung führt zu vielfältigen, im Extremfall gar tödlichen Mangelerscheinungen. Behandelt wird Kaliummangel durch Tabletten oder Kaliumchlorid-Infusionen.

Allerdings führt auch eine zu hohe Dosis, meist in Form von Kaliumchlorid, zu schweren Nebenwirkungen wie Herzrhythmusstörungen, bis hin zum Tod durch Herzstillstand. Diese Tatsache nutzt man auch zum Einschläfern von Tieren oder bei der Hinrichtung durch die Giftspritze.

Es gab in Spitälern schon Todesfälle, als Patienten aus Versehen oder sogar absichtlich eine Lösung von Kaliumchlorid (KCl) anstelle von Natriumchlorid (NaCl) gespritzt wurde.
Dank unterschiedlicher Flammenfarben kann man zum Glück sehr schnell herausfinden, ob eine Lösung Natrium- oder Kalium-Ionen enthält.

Flammenfarben (Lumineszenz)

Werden Atome durch Hitze angeregt, so führt dies zur Aussendung (Emission) von Licht ganz bestimmter Wellenlängen (=Farben). Schickt man dieses Licht durch ein Prisma, werden alle Wellenlängen aufgetrennt und es entstehen Linienspektren, wie unten gezeigt.

Macht man das mit weissem Licht, das sämtliche Wellenlängen enthält, entsteht ein Regenbogen-Spektrum. Beim Licht der Flammenfarben hingegen sieht man nur bestimmte Linien. Diese erlauben die eindeutige Identifizierung der Atomsorte.
 

Linienspektrum von Calcium

Linienspektrum von Kalium


Linienspektrum von Kupfer

 

Die bereitstehende Probe der Infusionslösung soll mittels Vergleich der Flammenfarben untersucht werden. Als Referenz stehen Lösungen von Calciumchlorid, Kaliumchlorid und Kupferchlorid zur Verfügung.

Vorgehen: Um die Flammenfarben zu untersuchen wird jeweils ein weisses Magnesia-Stäbchen (Vorsicht, sehr zerbrechlich!) in die entsprechende Lösung getaucht und dann für 10-15 Sekunden in die Gasflamme gehalten. Idealerweise geht man dazu an einen etwas dunklen Ort ohne direkte Lichtquellen.

Die entstehende Flammenfarbe kann nun gut beobachtet werden. Auf diese Weise vergleicht man die Flammenfarben der Infusionslösung mit denjenigen von Calcium, Kalium und Kupfer.