Untersuchungen durch Gaschromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung (GC-MS) sind ohne Referenzspektren-Datenbanken nutzlos. Ohne Vergleich mit zuverlässigen Referenzspektren können selbst Spezialisten die exakte Struktur von chemischen Verbindungen nur erraten. Aus diesem Grund werden GC-MS-Geräte von Herstellern mit vorinstallierten Datenbanken verkauft. Wiley Registry (ein Register von Massenspektraldaten) und die NIST-Massenspektralbibliothek werden als "Must-Have"-Datenbanken angesehen und finden am häufigsten auf neuen Geräten Verwendung.

Meistens entstehen Komplikationen ein oder zwei Jahre nach dem Kauf des Instruments. Beispielsweise muss das Labor möglicherweise neue Problemstellungen lösen, was dazu führen kann, dass die dann zu identifizierenden Verbindungen nicht detektiert werden können, da sie noch nicht in der Datenbank vorhanden sind.

Oder es kommen neue Verbindungen in Umlauf, die nicht in der veralteten Datenbank erfasst sind. Diese können dann auch nicht im Labor nachgewiesen werden. Dies gilt insbesondere in der Toxikologie, wo die Laboratorien einen täglichen Kampf austragen, um mit aufkommenden illegalen Substanzen Schritt zu halten; Designer-Drogen sind ein extremes Beispiel.

Vermeidung von stetig sinkender Produktivität

Im Laufe der Zeit verbringen die Gerätenutzer mehr und mehr Zeit damit, die Identität von Verbindungen zu erraten, weil sie keine guten Übereinstimmungen in der Datenbank finden. Die Geräte (und damit die Referenzspektren) werden nicht erneuert, so dass die Produktivität stetig sinkt.

Datenwissenschaftler bei Wiley arbeiten in Partnerschaft mit renommierten analytischen Laboren kontinuierlich an der Aktualisierung von Industriestandard-Datenbanken und geben aktualisierte Versionen heraus, die neue Verbindungen enthalten, welche in Laborproben auftreten. Spezielle Datenbanken zur Unterstützung spezifischer Workflows wie klinisches Screening und Toxikologie werden ebenfalls entwickelt und ständig verbessert.

Wiley Registry ist eine Allzweck-Referenzspektren-Datenbank, die essentiell für die Identifizierung von Verbindungen mit GC-MS ist. Sie wurde intensiv über mehrere Jahrzehnte entwickelt. Die neueste Ausgabe von 2016 enthält mehr als dreimal so viele Verbindungen wie vor zehn Jahren (siehe Abbildung).

Darüber hinaus werden in der neusten Ausgabe 79 % der beinhalteten Verbindungen nicht durch die NIST-Bibliothek abgedeckt. Das bedeutet, wenn das Labor alte Referenzspektren-Datenbanken verwendet oder nur Zugriff auf die NIST-Bibliothek hat, ist es für Hunderttausende von Verbindungen „blind“.

Zu den aktuellen Datenbanken gehören die „Mass Spectral Library of Drugs, Poisons, Pesticides, Pollutants and Their Metabolites“ (bekannt als „MPW“) aus dem Labor von Prof. Dr. Hans Maurer, Universität des Saarlandes. Die MPW ist z. B. essentiell für das klinische Urin-Screening. Wie unten für eine GC-MS-Analyse von menschlichem Urin gezeigt, ist sowohl die neuste Version der Wiley Registry als auch der MPW für ein umfassendes und genaues Screening unerlässlich (siehe Tabelle).

Designer Drugs 2016 ist eine weitere aktuelle Datenbank von Wiley und dem Labor von Peter Rösner, einem führenden Unternehmen im Kampf gegen neuartige psychoaktive Substanzen. Immer mehr neue Substanzen werden mit alarmierender Frequenz entdeckt, so dass diese Datenbank jährlich aktualisiert werden muss. Jede neue Ausgabe enthält Tausende von neuen Substanzen, und so ist das Update für Toxikologie-Labore im Gesundheitswesen und in Strafverfolgungsbehörden unerlässlich, um mit der Entwicklung Schritt zu halten.

Update statt Neukauf

Die neuesten Ausgaben aller Referenzspektren-Datenbanken, einschließlich der NIST-Bibliothek, sind auf Anfrage erhältlich und werden weltweit auf DVD ausgeliefert, so dass es nicht notwendig ist, zu warten und in völlig neue Instrumente zu investieren, nur um die Datenbanken zu aktualisieren.

Jede DVD enthält ein einfach zu bedienendes Installationsprogramm, das die neue Datenbank an die ursprünglich installierte Datenbank anhängt. Die Installation ist selbsterklärend, erfordert nur wenige Ausfallzeiten und alle wichtigen Gerätehersteller-Formate werden unterstützt.

Nach der Installation können die neuen Referenzspektren nahtlos neben den ursprünglichen Datenbanken durchsucht werden, so dass das Labor sofort viele Tausende von Verbindungen identifizieren kann, für die es zuvor blind war. Damit wird ermöglicht, neue Probleme ohne Training oder Änderungen am Workflow zu lösen. Deshalb ist die Aktualisierung von Referenzspektren-Datenbanken eine schnelle und einfache Lösung zur Verbesserung der Laborproduktivität.