Suchen

LEBENSMITTELANALYTIK SPECIAL HILIC analysiert polare Verbindungen

| Autor/ Redakteur: Annette Dibowski* und Harald Dibowski** / Gerd Kielburger

In der modernen Lebensmittelanalytik werden die Anforderungen an die zeitliche Umsetzung der Methodenentwicklung sowie an die Nachweisgrenzen immer größer. Zusätzlich müssen neue Verbindungen zweifelsfrei und sicher analysiert werden. Hydrophile Interaktionschromatographie (HILIC) ist eine Technik für die Analyse polarer Verbindungen.

Firmen zum Thema

Abb.2: Retentionsmechanismus auf ZIC-HILIC/ ZIC-pHILIC Material
Abb.2: Retentionsmechanismus auf ZIC-HILIC/ ZIC-pHILIC Material
( Archiv: Vogel Business Media )

In der modernen Lebensmittelanalytik werden die Anforderungen an die zeitliche Umsetzung der Methodenentwicklung sowie an die Nachweisgrenzen immer größer. Zusätzlich müssen neue Verbindungen zweifelsfrei und sicher analysiert werden. Hydrophile Interaktionschromatographie (HILIC) ist eine Technik für die Analyse polarer Verbindungen.

Um den Herausforderungen der Lebensmittelanalytik gerecht zu werden, sollten dem Anwender sowohl klassische als auch innovative Techniken zur Verfügung stehen, aus denen je nach Bedarf zielorientiert ausgewählt werden kann. So kommen neben den Standarddetektionsmethoden wie UV-, Fluoreszenz- oder RI-Detektion immer häufiger die LC-MS-, LC-MS/MS- und Lichtstreudetektion zum Einsatz. Die Auswahl an verschiedenen Trenntechniken und damit verbundene stationäre Phasen ist häufig jedoch recht begrenzt. Zwar hat die Anzahl an quasi verschiedenen RP-Selektivitäten stark zugenommen, meist wird allerdings für jede neue Methodenentwicklung eine Octadecyl-/C18-Selektivität gewählt, obwohl diese Phase für eine Vielzahl von Verbindungen insbesondere für die polaren Analyten eher ungeeignet ist:

Bildergalerie

Bildergalerie mit 10 Bildern

Grundsätzlich ist es vorteilhafter im Vorfeld die geeignete Technik und somit das passende Trennmaterial auszuwählen, anstatt hydrophobe stationäre Phasen, wie das RP18-Material, auf die Eignung für polare Substanzen durch Verwendung von Ionenpaarreagenzien, polares Endcapping u.ä. zu „trimmen“. Diese Vorgehensweise funktioniert nur bedingt und für stark polare Verbindungen häufig überhaupt nicht. Natürlich können Methoden wie die Ionenchromatographie dazu dienen, diese stark polaren Verbindungen zu retardieren und zu trennen. Allerdings sind hier die Möglichkeiten begrenzt, speziell, wenn es z.B. um die Kopplung mit MS-Systemen geht.

Die Hydrophile Interaktionschromatographie (HILIC) sollte aus diesem Grund die erste Wahl für polare, hydrophile Analyten sein. Diese Technik erlaubt es mit einer polaren stationären Phase wie dem zwitterionischen ZIC-HILIC/ZIC-pHILIC-Material (s. Abb. 1) unter Verwendung von LC-MS kompatiblen, wässrigen Puffern (s. Abb. 2) zu arbeiten. Diese zur RP-Chromatographie komplementäre Technik gewährleistet eine deutliche Retention von allen Substanzen, welche auf RP-Materialien kaum oder gar nicht retardiert werden, die also in der Nähe der Totzeit der Säule eluieren (s. Abb. 3). Für die Lebensmittelanalytik stellt daher HILIC die optimale Ergänzung zur RP-Chromatographie zur Trennung polarer Verbindungen dar.

Anwendungsbeispiele

Durch die seit 2002 in Schweden ausgelöste Diskussion über hohe Gehalte an Acrylamid in Lebensmitteln werden immer empfindlichere Methoden notwendig, um den potenziell karzinogenen Stoff auch in Kleinstmengen nachweisen zu können und somit dessen Reduktion in Nahrungsmitteln zu unterstützen. Mittels ZIC-HILIC kann z.B. Methacrylamid, Acrylamid und Methacrylsäure in kurzer Analysendauer mit optimal MS-kompatiblen Puffern (95 Prozent Acetonitril/5 Prozent 50 mM Essigsäure (v/v)) leicht retardiert und getrennt werden (s. Abb. 4).

Die Trennung von wasserlöslichen Vitaminen ist eine der idealen Applikationen für ZIC-HILIC. Bedingt durch die Polarität der zu trennenden Verbindungen sind bei RP-Materialien entsprechende Veränderungen der stationären Phasen wie z.B. ein polares Endcapping oder die Verwendung von Ionenpaarreagenzien für eine ausreichende Retention mit ihren Nachteilen für die MS-Detektion notwendig. ZIC-HILIC erlaubt die Trennung von z.B. Dehydroascorbinsäure/Ascorbinsäure (s. Abb. 5), Panthenol (90 Prozent Acetonitril/10 Prozent 5 mM Ammoniumacetat, pH 6,5) oder Thiamin (Vitamin B1) wiederum unter LC-MS kompatiblen und einfachen Bedingungen.

Aber auch in der Rückstandsanalytik kann HILIC durch seine speziellen Eigenschaften punkten. Zur routinemäßigen Rückstandsbestimmung von Tierarzneimitteln, Mastmitteln und Wachstumsregulatoren wie z.B. Chlormequat (s. Abb. 6) werden immer häufiger LC-MS Kopplungstechniken eingesetzt. ZIC-HILIC liefert eine zuverlässige Bestimmung des hoch-polaren Analyten mit 80 Prozent ACN/20 Prozent 25 mM NH4Ac und ESI-MS (positive Mode) Detektion. Weitere Beispiele sind die Analyse von Aminoglykosid-Antibiotika (s. Abb 7a-c), organische Säuren (s. Abb. 8) sowie Aminosäuren (s. Abb. 9).

Zusammenfassung

Hydrophile Interaktionschromatographie ist die optimale Methode für die Herausforderungen in der Lebensmittelanalytik oder verwandten Arbeitsgebieten zur Retention und Trennung polarer Verbindungen. Durch die kommerzielle Verfügbarkeit von reproduzierbaren und zuverlässigen HPLC Säulen wie Zic-Hilic können valide Methoden mit einzigartiger Selektivität für hydrophile/polare Substanzen unabhängig von Ladung oder Molekülgröße entwickelt und direkt mit MS-Detektion gekoppelt werden.

*Dr. A. Dibowski und Dr. H. Dibowski, SeQuant GmbH, 45721 Haltern am See

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 168859)