HPLC
Die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (High Performance Liquid Chromatography), kurz HPLC genannt, ist ein chemisches Analyseverfahren zur chromatographischen Trennung gelöster Substanzen.
Mit dem chemisch-analytischen Verfahren der HPLC werden halb- und nichtflüchtige Verbindungen in Proben unter Hochdruck aufgetrennt, identifiziert und quantifiziert. Besonders in der Pharmazie, der Biochemie, in der Umweltanalytik sowie in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie kommt HPLC zum Einsatz, da sie einfach zu handhaben ist und Spurenelemente nachweisen kann.
Inhaltsverzeichnis
Wie funktioniert die HPLC?
Bei der HPLC wird der Analyt (die zu untersuchende Substanz) mittels eines Elutionsmittels (auch Eluent oder Laufmittel genannt), das als mobile Phase dient, unter hohem Druck durch eine Trennsäule gepumpt, in der sich die stationäre Phase befindet. Da es sich um eine Flüssigchromatographie handelt, kann der Eluent auch Wasser oder eine Pufferlösung sein. Je nach ihrer Polarität besitzen die einzelnen Bestandteile des Analyten eine höhere Affinität zur stationären Phase oder zum Eluenten und verweilen entsprechend länger oder kürzer in der stationären Phase. Beim Verlassen der Trennsäule werden die gelösten Bestandteile der Probe detektiert. Hierzu steht eine Vielzahl verschiedener Detektoren zur Verfügung. Dieses Verfahren kommt z. B. im Rahmen der Reinheitsbestimmung von Medikamenten zum Einsatz.
Die HPLC bei Quality Analysis
Bei Quality Analysis verfügen wir nicht nur über langjährige Erfahrung in der Anwendung der HPLC und der Auswertung der Untersuchungsergebnisse, sondern auch über die Fachkompetenz und die notwendige technische Ausstattung, um dieses Verfahren mit einer Vielzahl von Detektionsmethoden zu kombinieren. Bei Bedarf wenden wir weitere Analysemethoden an, um Ihnen eine umfassende Untersuchung Ihrer Proben liefern zu können.
Wir sind spezialisiert auf Kunden aus dem industriellen und gewerblichen Bereich. Dementsprechend sind unsere Analysen praxisbezogen und liefern konkrete Antworten auf Ihre Fragen. Gemeinsam mit Ihnen ergründen wir Ihr Problem und finden die beste Methode, um schnell und zuverlässig zu einer Lösung zu kommen, die Sie in Ihrer täglichen Arbeit unterstützt.
Wie bestimmt man Substanzen mit der HPLC?
Die einzelnen Bestandteile der Probe erzeugen in einem geeigneten Detektor eine bestimmte Signalintensität. Diese wird als Peak bezeichnet und ist typisch für die jeweilige Substanz. In Kombination mit der Retentionszeit ergibt sich so eine Peakfläche, die mit bekannten Standards verglichen werden kann. Als Retentionszeit wird die Zeit von der Injektion der Probe bis zum Verlassen der Trennsäule bezeichnet. Über einen Vergleich der Peakfläche in den Standards mit dem in der Probe kann außerdem auf die Konzentration der identifizierten Substanz geschlossen werden.
Bestimmung unbekannter Substanzen mittels HPLC
Die Identifikation von unbekannten Substanzen mit der HPLC ist nicht ohne weiteres möglich. Dazu ist die Kombination mit weiteren Analysen erforderlich, etwa der Massenspektroskopie. Zu diesem Zweck gibt es HPLC-Anlagen, die direkt mit einem Massenspektrometer gekoppelt werden können.
Praktische Durchführung und Relevanz der HPLC
Neben dem Einsatz in der Forschung spielt die HPLC vor allem für die Analyse von Kunststoffen und Arzneimitteln eine bedeutende Rolle. Doch sie ist auch zu einer wichtigen Methode in der Kontrolle der Trinkwasserqualität geworden, ebenso kommt sie für medizinische Zwecke zum Einsatz, beispielsweise zur Bestimmung des Gehalts bestimmter Vitamine im Blut. Die quantitativen Analysen, die mittels HPLC durchgeführt werden, sind nicht nur äußert präzise, sondern können auch zu einem hohen Grad automatisiert werden, was dieses Verfahren für eine wirtschaftliche Qualitätskontrolle besonders geeignet macht.
Qualitätskontrolle mit der HPLC
Insbesondere in der Fertigung und Verarbeitung von Kunststoffen und in der Pharmaindustrie kommt der HPLC eine große Rolle bei der Qualitätskontrolle zu. Mit ihrer Hilfe lassen sich die Bestandteile von Polymeren analysieren (vgl. Polymerchemie). In der Pharmaindustrie liegt der Fokus hingegen auf Reinheitsbestimmung von Arzneimitteln. Dabei kann sowohl die Reinheit des eigentlichen Wirkstoffes als auch anderer Medikamentenbestandteile untersucht oder das Vorhandensein unerwünschter Substanzen nachgewiesen werden. Darüber hinaus kommt die HPLC auch in der Lebensmittelindustrie zum Einsatz. Dort spielt sie vor allem beim Nachweis von Dioxinen eine Rolle.
Die HPLC als Verfahren der Gewinnung und Reinigung von Substanzen
Die HPLC wird auch im industriellen Maßstab zur Gewinnung und/oder Reinigung von Substanzen eingesetzt. So setzt zum Beispiel die chemische Industrie die HPLC zur Reinigung von Proteinen oder zur Trennung von Enantiomeren ein. Die dabei zum Einsatz kommenden Säulen sind um ein Vielfaches größer als die in Laborgeräten. Sie weisen einen Durchmesser von bis zu einem Meter auf.
Trennungsmethoden bei der HPLC
Es existieren verschiedene Methoden der Trennung bei der HPLC, die je nach Anwendungsfall passend gewählt werden müssen. Bei der Normalphasen-Chromatographie (Normal Phase oder NP-HPLC) ist die stationäre Phase polar und besteht z. B. aus Silica- oder Kieselgel. In der Praxis am bedeutsamsten ist jedoch die Umkehrphasenchromatographie (Reversed Phase HPLC, auch RP-Chromatographie genannt). Bei diesem Verfahren ist die mobile Phase polar und die stationäre Phase unpolar. Die Retentionszeit ist bei diesem Verfahren meist kürzer als bei der NP-HPLC, weshalb es sich besonders für Analyten mit langer Verweildauer in der Säule eignet.
Neue Entwicklungen und Methoden in der HPLC
Doch nicht nur die Reverse Phase Chromatography kann zur Beschleunigung der Trennung beitragen. Die derzeitige Entwicklung geht allgemein hin zu HPLC-Methoden, die einen schnelleren Ablauf der Untersuchung ermöglichen und dabei immer kleinere Probenmengen benötigen. Erreicht wird dies durch die Verwendung deutlich höherer Drücke (bis zu 1.500 bar statt der üblichen 300 bar) und den Einsatz immer kleinerer Teilchen im Säulenmaterial (bis zu einer Größe von nur 1 µm).
Durch diesen Fortschritt der Technik lässt sich die Auftrennung von Substanzen wesentlich beschleunigen. Derzeit gibt es in diesem Bereich mehrere konkurrierende Verfahren wie die Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC), die Rapid Resolution Liquid Chromatography (RRLC) oder die Ultra Fast Liquid Chromatography (UFLC). Es ist zurzeit nicht absehbar, ob sich die UHPLC oder ein anderes dieser Verfahren künftig als Standard durchsetzen kann.
Kurz zusammengefasst: HPLC
Die HPLC oder Hochleistungsflüssigkeitschromatographie ist ein chemisches Analyseverfahren, mit dem eine Trennung der einzelnen Substanzen in einer Probe durchgeführt wird. In Kombination mit einem Detektor können die getrennten Substanzen beim Verlassen der Säule detektiert und anhand von Standards identifiziert werden. Es handelt sich um eine Flüssigkeitschromatographie, da der Eluent nicht unbedingt ein Lösungsmittel sein muss, sondern auch Wasser oder eine Pufferlösung.
