HPLC-Tipp

Der HPLC-Tipp

Ein HPLC-Tag im Dezember 2014

von Dr. Stavros Kromidas, Saarbrücken

„Es kommt nicht darauf an, die Zukunft vorherzusagen, sondern auf die Zukunft vorbereitet zu sein.“ (Perikles)

Getreu unserer Tradition werden wir in der Dezember-Ausgabe uns nicht mit Fachlichem im strengeren Sinne beschäftigen, sondern einem Thema in einer etwas lockeren Art nähern und somit das Jahr ein wenig ruhig ausklingen lassen.

Schauen Sie mal, Ihren Kaffee oder Tee schlürfend, aus dem Fenster hinaus, lassen Sie Ihre Fantasie walten und lassen Sie an jenem Dezember-Abend des Jahres 2014 Ihren soeben zu Ende gegangenen HPLC-Tag Revue passieren.

Scenario 1

Nachdem Sie in den letzten 3 Tagen Ihre Arbeit von zu Hause aus via Direktleitung mit dem Labor (firmeneigenes WLAN) erledigt haben, möchten Sie heute zur Abwechselung mal doch wieder im Labor vorbeischauen. Vielleicht treffen Sie ja im CC (Communication Center) einen Bekannten aus den diversen Prozess- und Projekteams. Sie sind einer der letzten, der mit HPLC zumindest im entfernten Sinne zu tun hat. Die Qualitätskontrolle mit den vielen HPLC-Geräten wurde als Abteilung vor ca. 5 Jahren im Frühjahr 2009 aufgelöst, denn Reinheit und Gehalt werden nun online bestimmt. Gewiss, das ist noch etwas altertümlich, aber die Inline-Analytik – an der automatischen Prozesssteurung gekoppelt – ist erst für den Herbst nächsten Jahres geplant. Auch die HPLC-Kollegen aus der Rohstoffkontrolle sind vor Jahren schon in die GSG 9 der Marketingabteilung gewechselt (General Service Group, Department 9 (China)). Die ASR-Maschine (Automatical Substance Recognition) mit dem NIRS (FTIR-Version) gekoppelt, die automatisch die relevanten physikalisch-chemischen Daten der eingehenden Muster misst und mit den Daten aus der mit dem Rohstofflieferanten gemeinsam gepflegten Datenbank vergleicht, arbeitet auch schon seit Jahren recht zuverlässig.

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Sie, also quasi einer der letzten HPLC-Mohikaner, werfen im Labor eintreffend einen Blick auf das Probekörbchen, das bei Bedarf per Vakuumpost gefüllt wird. Tatsächlich sind die 2 angekündigten Proben von den Bio-Medizinern bereits da. Sie stellen beide Proben auf das ASDS (Automatically Substance Distribution System). Das ist nichts besonderes, sondern die übliche Maschine, die mittlerweile überall steht: Mit der Probe wird direkt ein MS-MS-, ein 2D-NMR-, ein FTIR- sowie ein Röntgenfluoreszenzspektrum aufgenommen. Dass aus der(n) errechneten Struktur(en) Substanzdaten wie pKs, LogP, Stabilitätskonstanten usw. quasi als „Abfallprodukt“ anfallen, versteht sich von selbst. Diese erste Ergebnisse werden anschließend unmittelbar zusammen mit der ID-Nummer und zur doppelten Sicherheit mit dem Barcode des Probefläschens an den Auftraggeber verschickt. Nachdem er in seinem Büro/zu Hause/im Urlaubshotel mittels Virtual-Reality-Techniken (auf die die Firmenleitung besonders stolz ist) die 3D-Simmulation der möglichen Substanz(en) angeschaut hat, entscheidet er, ob ihm diese Infos reichen. Das war – wie bei ihm zu erwarten – wieder nicht der Fall, er gibt per Mail den Auftrag „weiter machen“.

Der Evolutionsalgorithmus der Maschine kann an Hand der Substanzdaten entscheiden, ob eine spezifische Bestimmung aussichtsreich erscheint (zum Beispiel MULTILISA, eine Kopplung der früheren PCR mit ELISA) oder doch chromatographisch getrennt werden sollte. Heute haben Sie einen wirklich schwierigen Fall: Erstens haben die Ergebnissen aus der multiplen Spektroskopie (1. Schritt, s.o.) den Auftraggeber nicht glücklich gemacht und es scheint zweitens, dass eine spezifische Bestimmung (2. Schritt) auf Grund der Komplexität der Probe nicht sonderlich aussichtsreich erscheint. Also, es muss wirklich HPLC sein. Übrigens: Sie ziehen immer noch den alten Begriff vor, obwohl die Firmen nicht aufhören wollen, immer neue Namenskreationen zu lancieren: UPLC (Ultra Performance Liquid Chromatography), HRLC (High Resolution Liquid Chromatography), SNLC (Super Nano Liquid Chromatography), HPSC (High Performance Spectro-Chromatography) und, und. Sie haben den Ehrgeiz (und Sie können es sich zeitlich leisten, ihn zu haben), alle Peaks gut zu trennen. Deswegen verwenden Sie lieber die langen Säulen (20 × 2 mm, 1,5 µm) und bestücken das Säulenschaltventil mit 10 unterschiedlichen Phasen – der Vorschlag kommt von der Maschine und basiert auf den bereits erstellten QSRR (Quantitative Substance Retention Relations). Sie stellen – ebenfalls ein Vorschlag der Maschine – 4 LC-MS/LC-NMR-kompatible Eluenten für den Niederdruckgradienten her. Schließlich wollen Sie auf Nummer sicher gehen und möchten neben der LC-Spektroskopie-Kopplung auch eine LC-CE-MS-Kopplung ausprobieren, also im klassischen Sinne die Auflösung erhöhen. Sie leiten nun mit Hilfe eines 3-Wege-Ventils das Eluat aus 3 Säulen direkt zur CE. Ein Lauf dauert zusammen mit dem Spülgradienten ca. 3 min, bei 10 Säulen im Säulenschaltventil und 4 Eluenten an dem Niederdruckgradienten dauern die Trennungen an den Säulen ca. 2 Stunden und mit einer angenommenen Zeit eines Elektropherogramms von ca. einer Minute dauert das Ganze insgesamt ca. 2,5...3 Stunden.

Diese Zeit wollen Sie nun vernünftig nutzen: Sie nehmen Ihren Tablet-PC und begeben sich in den RR (Relaxe Room). Ihr PDA (natürlich nicht der Photo Dioden Array Detektor sondern Ihr Personal Digital Assistent) hat in der Zwischenzeit nach Ihren Angaben im Netz manches Interessantes gefunden:

1. Aktuelle, selektierte News aus unzähligen Informationsdiensten.

2. Interessante Urlaubsangebote (sogar in der Chemie/Pharma als eine der letzten konservativen Branchen ist Arbeits- und Freizeit mittlerweile stark vermischt).

3. Ausgewählte Artikel und verdichtetes Infomaterial aus diversen Bereichen – das LLP (Lifelong Learning Programme), eine sehr vernünftige Sache, wird von der Firma kräftig unterstützt.

Während Sie vertieft die Sonderangebote für diese künstliche Insel der Saudis bei Mallorca studieren, meldet sich Ihr PDA und zeigt Ihnen die beste Trennung. Nachdem Sie sich mit Hilfe der FTMS (Fourier Transform Mass Spectroscopy) und der 2D-NMR-Spektren über die Peakhomogenität der getrennten Peaks sicher sind, meldet sich wieder Ihr PDA und „fragt“, ob er nicht – nachdem so langsam Ihr Arbeitstag zu Neige geht – zu Hause den Herd für den Auflauf anmachen soll. Sie nicken, das reicht ihm, um tätig zu werden, und machen sich fertig, das Labor zu verlassen, nachdem die Ergebnisse samt Messunsicherheit an den Bio-Mediziner versandt wurden. Sie drücken auf die „Home“-Taste und sind somit sicher, dass alle wichtigen Informationen Sie in den nächsten 2 Tagen bis zur nächsten Routine-Videokonferenz des Teams am Donnerstag zu Hause erreichen werden. Im CC treffen Sie tatsächlich jede Menge Bekannte, manche verlassen gerade sichtlich ausgeruht die SR (Silent Rooms). Die Kommunikation ist heute viel intensiver und entspannter als früher. Wir haben hier viel gelernt und aufgeholt – Ausländer sei Dank, immerhin ein positiver Aspekt der Globalisierung.

PS: Der Auflauf war trotz des „Schwätzchens“ am CC halbwegs genießbar.

Scenario 2

Sie wissen, der heutige und auch die nächsten Tage werden schwer: Nachdem Sie die letzten 2 Wochen häufiger früher nach Hause gegangen sind, müssen Sie jetzt jeden Tag 10 Stunden arbeiten, sonst schaffen Sie die 45 Wochenstunden kaum noch. Sie freuen sich schon auf den Urlaub, Sie haben von den insgesamt 26 Urlaubstagen immerhin noch 3 Wochen Resturlaub und der Chef hat nach vielem Zögern eingewilligt, dass Sie diese ausnahmsweise am Stück nehmen können.

Am Bildschirm erfahren Sie, was heute zu tun ist. Es ist das übliche: Sie nehmen Ihre 125 mm x 4 mm, Hypersil ODS-Säule – eine immerhin seit 40 Jahren bewährte Säule –, setzen Ihren Eluenten mit dem Phosphatpuffer an und machen alles fertig für den Systemeignungstest und die anschließende Gehaltsbestimmung. Die Methode ist auf dem Server abgelegt, Sie brauchen sie nur aufzurufen und nachdem der Probengeber wie üblich mit Proben, Kontrollen und Standards bestückt ist, drücken Sie „do“. Es war auch Zeit. Denn die Dokumentation von gestern wartet schon auf Sie. Gott sei Dank, sie ist nicht für die FDA, sondern nur für die deutsche Behörde, d. h. Sie kommen wahrscheinlich mit nur ungefähr 30 Seiten aus. Kurz vor 18.00 Uhr sind Sie endlich fertig, bestücken den Probengeber erneut mit Proben und rasen nach Hause: Ihre 14-jährige Tochter hat sich bereit erklärt, Ihnen die Funktionsweise des Digital Image Projectors für die Übertragung der Filme aus der letzten Klassenfahrt nach Prag auf die interaktive elektronische Wand in Ihrem Wohnzimmer zu erklären.

„Aus der Vergangenheit kann jeder lernen. Heute kommt es darauf an, aus der Zukunft zu lernen.“ (Hermann Kahn, deutsch-amerikanischer Kybernetiker, 1922-1983)

Schlussbemerkung

Viele der in Scenario 1 vorgestellten Möglichkeiten sind heute schon Realität – doch realisier- ist nicht immer umsetzbar... Welche der 2 Scenarien eher eintreten wird, bleibt natürlich im Verborgenen. Sollte der heutige Zeitgeist in den nächsten Jahren weiterhin Bestand haben, könnten Scheren in vielen Bereichen noch mehr aufgehen, zum Beispiel Technische Möglichkeiten ungeahnten Ausmaßes, die teilweise tatsächlich genutzt werden, so beim Militär, in Forschungseinrichtungen, aber auch im privaten Bereich bei privilegierten Bewölkerungsschichten einerseits und Strukturen, Denkschemata und veralteten Techniken in stark reglementierten Bereichen des Geschäftslebens andererseits (Szenario 2). Auf die Vernunft der Entscheider zu hoffen, ist eine äußerst leise Hoffnung, die bereits alte griechische Philosophen eher ironisch als ernsthaft geäußert haben. Mir erscheint es eher erstrebenswert, im eigenen, selbst zu verantwortetenden Bereich vernünftig zu handeln – das ist wenigstens gelebte Vernunft, und das ist viel!

Ich wünsche Ihnen ein gesegnetes Fest, innere Ruhe und für 2005 Gesundheit, persönliches Wohlergehen und beruflichen Erfolg.

Ihr Stavros Kromidas©by Stavros Kromidas

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