Chromatographie – Basis für Fortschritt in der Analytik

Chromatographie und andere analytische Trenntechniken bilden die Basis für Fortschritte in der analytischen Chemie sowie in vielen Bereichen der Naturwissenschaften, Technik und Medizin. In Leipzig treffen sich vom 15. bis 20. September fast 600 Experten auf dem 24th International Symposium on Chromatography, um über die neusten Entwicklungen zu diskutieren.

Chromatographie und andere analytische Trenntechniken bilden die Basis für Fortschritte in der analytischen Chemie sowie in vielen Bereichen der Naturwissenschaften, Technik und Medizin. In vielen Fällen ermöglicht erst die Auftrennung von Stoffgemischen deren Analyse. Erst die Anwendung von Hochleistungs-Kapillarsäulen brachte die Erkenntnis, dass zahlreiche Proben natürlicher und anthropogener Herkunft äußerst komplex zusammengesetzt sind, das heißt aus einer Vielzahl von Inhaltsstoffen bestehen, die zudem noch in einem sehr breiten Konzentrationsbereich vorliegen können. So wurden zum Beispiel im Kaffeearoma über 800 verschiedene Substanzen – die meisten in äußerst geringen Mengen – gefunden. Die Stoffgemische können immer komplexer, die Substanzmengen immer winziger werden – durch Weiterentwicklung genügen die Trenntechniken immer höheren Anforderungen. In Leipzig treffen sich vom 15. bis 20. September fast 600 Experten auf dem 24th International Symposium on Chromatography, um über die neusten Entwicklungen zu diskutieren. Die Organisation der Veranstaltung liegt bei der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) unter Vorsitz des Leipziger Chemikers Professor Dr. Werner Engewald.

Das Prinzip der chromatographischen Techniken ist, dass das zu trennende Stoffgemisch mittels einer bewegten (fluiden) Phase durch ein Rohr oder eine feine Kapillare, indem sich eine spezielle Chemikalie(stationäre Phase) befindet, transportiert wird. Dabei benötigen die unterschiedlichen Substanzen eine unterschiedlich lange Zeit und kommen separat in einem geeigneten Detektor an, in dem ein Signal erzeugt wird. In der Anfangszeit der Chromatographie war zum Beispiel Puderzucker, in eine Glassäule gestopft, eine geeignete stationäre Phase, um Chlorophylle und Carotine aus einem Extrakt aus grünen Blättern zu isolieren. (An diesem Beispiel wird auch der Name Chromatographie, „Farbschreiben“, verständlich; es wurden zunächst Farbgemische aufgetrennt.) Heute ist in der Flüssigkeitschromatographie (HPLC) Silica das Basismaterial für die stationäre Phase. Mit physikalisch-chemischen Methoden erforscht man die Mechanismen der Rückhaltung der durchwandernden Stoffe, die unterschiedliche Haftung an der Oberfläche der stationären Phase. Je besser man das versteht, um so gezielter kann man für neue Trennungsanforderungen neue Trennsysteme entwickeln.

Solche Untersuchungen, darauf basierende Weiterentwicklungen, Kopplungstechniken mit geeigneten Detektoren und neue Anwendungen in der Umwelt-, Lebensmittel-, Spuren-, Polymer- , Bioanalytik, in der Toxikologie, Pharmazie oder Prozesskontrolle werden in Leipzig Themen der Vorträge und Diskussionen sein. An Methoden stehen neben der HPLC, die GC (Gaschromatographie) und die Electrophorese (bei der Electrophorese erfolgt der Transport in einem elektrischen Feld) im Vordergrund. Durch Kopplung mit spektroskopischen Methoden, insbesondere der Massenspektrometrie lassen sich die Auftrennung und Analyse der Bestandteile in einem Arbeitsgang vereinen. Solche Kopplungsmethoden nehmen daher einen breiten Rahmen der Tagung ein.

Nach einer amerikanischen Studie stehen übrigens Chromatographie-Geräte in den Labors nach der Waage und den pH-Messgeräten an dritter Stelle. Über die Hälfte aller Analysen in der chemischen und pharmazeutischen Industrie werden mit der Chromatographie ausgeführt. Beispiele für derzeitige Routineanalysen mittels Chromatographie sind die Doping-Analytik bei Sportlern, die Kraftstoffkontrolle bei Formel-1-Rennen, die Erkennung angeborener Stoffwechselerkrankungen bei Neugeborenen („Neugeborenenscreening“), die Überwachung der Qualität von Nahrungsmitteln (z.B. Nitrofen) oder die Umweltanalytik (Kontrolle von Wasser, Boden und Luft).