Workshop im Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)

Trennen sie schon Stereo?

Diese Frage und weitere HPLC-relevante Themen bewegten die 81 Teilnehmer beim 6. Workshop "Gut getrennt? HPLC in Theorie und Praxis", der am 26. März in Dresden-Rossendorf stattfand. Der Schwerpunkt lag diesmal auf der stereo-/enantioselektiven Trennung komplexer Gemische. Wie schon bei den früheren Veranstaltungen, die in Kooperation des Instituts für Radiopharmazeutische Krebsforschung des HZDR mit der Firma KNAUER durchgeführt wurden, war die Teilnahme für alle Interessenten, die sich rechtzeitig angemeldet hatten, kostenlos.

Dr. Holger Stephan von der Abteilung Radionuklid-Theragnostika begrüßte die Teilnehmer im HZDR, das seit 1992 zunächst als so genanntes Blaue-Liste-Institut in der Leibniz-Gemeinschaft und seit 2011 unter dem Dach der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren geführt wird. Mit einem M. Tswett zugeschriebenen Ausspruch, nach dem die "Chromatographie die Moleküle trennt und die Menschen verbindet", wünschte er dem Workshop einen guten Verlauf. Für die Firma KNAUER aus Berlin begrüßte Susanne Wille die Teilnehmer. Sie gab einen Überblick zu den Geschäftsfeldern der Firma KNAUER, die im vorigen Jahr das 50. Firmenjubiläum begehen konnte. Nach der kürzlich erfolgten Aufnahme der massenspektrometrischen Detektion in das Vertriebsspektrum bietet KNAUER nahezu alle Komponenten der analytischen und präparativen HPLC einschließlich der kompletten Softwaresteuerung an.

Als erster Vortragender zum Themenkomplex des Workshops stellte Prof. Dr. Wolfgang Lindner von der Universität Wien die Grundlagen und Anwendungen der enantioselektiven HPLC-Methoden vor. An den Beginn seiner Ausführungen hatte er eine kurze Darstellung der einschlägigen Begriffe aus der Stereochemie, wie z.B. Stereoisomere, Diastereomere, Enantiomere und Chiralität gestellt. Darauf wurden von Prof. Lindner anhand von Trennbeispielen ausgewählter Stoffklassen ausführlich die Mechanismen der HPLC-Trennung unter Einsatz unterschiedlicher chiraler stationärer Phasen beschrieben und auch auf die große Bedeutung der Selektivität und der wirkenden Interaktionskräfte wie z.B. Anion/Kation, Dipol/Dipol und H-Donor/H-Acceptor eingegangen. Eine gründliche Beschreibung der heute verfügbaren stationären Phasen wie z.B. Cellulose-Derivate (Chrialcel®), Amylose-Derivate (Chiralpak®), Pirkle-Phasen u.a. folgte. Durch Berücksichtigung all dieser Kenntnisse ließ sich auch die Wichtigkeit der richtigen Auswahl geeigneter mobiler Phasen zur Lösung schwieriger Stofftrennungen beschreiben. Ausgewählte Trennbeispiele wurden u.a. für Aminosäuren und Peptide vorgestellt. Den Abschluss machte eine kurze Betrachtung zum speziellen Fall der Rotamere.

Der folgende Vortrag von Dr. Reik Löser aus dem HZDR beschäftigte sich mit der enzymatischen Stabilität von 3-Fluorpropansulfonamiden gegenüber Carboxylesterase. Bei diesem Forschungsprojekt wurden als Radionuklidmarker F18, I124 und C11 verwendet und es wurde auf den dabei erfolgten Einsatz chromatographischer Verfahren eingegangen.

Sebastian Thürmann aus der Universität Leipzig berichtete über aktuelle Entwicklungen aus dem Bereich der Miniaturisierung von HPLC-Systemen. Er stellte eine praktisch totvolumenfreie HPLC unter Verwendung von Glaschips vor. Diese Chips können unter Verwendung von Chip-Haltern mit "Trennsäulen" von 25 bis 50 mm Länge bei Drücken von bis zu 200 bar betrieben werden. Die Säulenenden wurden mit porösen Polymerfritten versehen. Die Polymerisierung erfolgte durch Anwendung geeigneter Laser-Techniken.

Wesentliche Voraussetzungen für die erfolgreiche Anwendung dieser Systeme sind Injektionsvolumina im pl-Bereich und der Einsatz hochsensitiver Detektoren. Bei den gezeigten Beispielen z.B. der Trennung von polyzyklischen Aromaten kamen vorzugsweise adaptierte Fluoreszenzdetektoren zum Einsatz. Durch diese Miniaturisierungsansätze werden kurze Trennzeiten von 2 bis 10 min möglich.

Der Beitrag von Christian Elsner aus dem Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung in Leipzig stellte eine nichtkonventionelle Synthese poröser, monolithischer Chromatographiephasen und deren Modifizierung vor. Die unter strahlenchemischer Initiation der Polymerisierung hergestellten Cryogele eignen sich speziell auch zum Einsatz in den oben beschriebenen Glasmikrochips. Eine Gold-/Platin-Nanopartikel-Modifizierung der monolithischen Phasen ist für spezielle Trennanforderungen in der Erprobung.

Dr. Friederike Sander von KNAUER in Berlin stellte mit den Systemen SMB (Simulated Moving Bed) und MCSGP (Multicolumn Countercurrent Solvent Gradient Purification) hocheffiziente Techniken der Mehrsäulenchromatographie vor. Die MCSGP-Methodik lässt auch die Anwendung von Gradienten zu. Mit diesen von KNAUER angebotenen Kompaktanlagen sind sowohl präparative HPLC-Trennungen im Labormaßstab als auch industrielle Anwendungen möglich. Die Hauptanwendungsgebiete dieser kostengünstigen Trenntechniken liegen in der Aufreinigung von Pharmazeutika, in der Petrochemie und der Lebensmitteltechnologie.

Dr. Ingo Piotrowski von der Firma KNAUER stellte mit dem KNAUER AZURA-System ein modernes Tool für die präparative Chromatographie vor. Die unterschiedlichsten Techniken aus dem Anwendungsspektrum dieser speziell für die präparative HPLC konzipierten Geräteserie wurden anhand von ausgewählten Trennbeispielen dargestellt. Besonders vorteilhaft ist es, dass hier auch der Einsatz eines hochspezifischen massenspektrometrischen Detektors möglich ist und somit eine zuverlässige Detektion der zu reinigenden Komponenten sichergestellt werden kann.

Der Vortrag von Martin Teumert von der Bayer Pharma AG beschäftigte sich mit der Isolierung von Verunreinigungen in pharmazeutischen Wirkstoffen mit der neuen AZURA-Anlage der Firma KNAUER. Nach einem kurzen Ausblick auf den Einsatz der Dünnschichtchromatographie auf 10 x 10 cm HPTLC-Platten zur schnellen analytischen Vororientierung wurden Verfahrensweisen wie die sogenannte "Stacked Injection" um Analysenzeit zu sparen, bzw. das "Solvent Recycling" zur Kostenreduzierung beschrieben. Die Vorteile eines PDA-Detektors im Verbund der AZURA-Anlage wurden an ausgewählten Trennbeispielen geschildert.

Den Abschluss des Tages bildeten drei Workshops mit folgenden Themen: 1. "Hands on SMB", geleitet von Dr. Sander, 2. "Get prepared: basics in preparative HPLC", geleitet von Dr. Piotrowski und 3. "Troubleshooting of HILIC separations", geleitet von Prof. Dr. Lindner. Das Anliegen aller drei Workshops war es, den Teilnehmern die Anlagen, ihre möglichen Ausstattungen und Anwendungen an den aufgebauten Systemen zu demonstrieren und detaillierte Fragen zu HILIC-Trennungen zu beantworten. Für interessierte Teilnehmer bestand auch die Möglichkeit, Arbeitsbereiche des Instituts für Radiopharmazeutische Krebsforschung unter Berücksichtigung der Arbeitsschutzbestimmungen, wie z.B. des Personenmonitorings zu besichtigen.

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Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf.

Wenn Sie weitere Informationen zu den oben genannten Themenkreisen abrufen bzw. Ihre Kenntnisse auffrischen wollen, seien Ihnen folgende Internet-Links empfohlen:
Zur Stereochemie: http://de.wikipedia.org/wiki/Stereochemie
Zum HZDR: http://de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Zentrum_Dresden-Rossendorf
Zur Enantioselektivität: http://de.wikipedia.org/wiki/Enantioselektivit%C3%A4t
Übersichten zu den Geräten der Firma KNAUER finden sie unter http://www.knauer.net und für Kontaktaufnahmen zu Beratungen oder Applikationsfragen senden sie eine E-Mail an wille@knauer.net

Dr. Hans-Ulrich Melchert, Berlin

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