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TOC-Analyse

TOC/TNb-Analyse misst Proteingehalt pharmazeutischer Produkte

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Struktur eines so genannten Zinkfingerproteins – Proteine sind aus Aminosäuren aufgebaute Makromoleküle und Grundbaustein aller tierischen und pflanzlichen Zellen. (Bild: de.academic.ru)
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Struktur eines so genannten Zinkfingerproteins – Proteine sind aus Aminosäuren aufgebaute Makromoleküle und Grundbaustein aller tierischen und pflanzlichen Zellen. (Bild: de.academic.ru)

Häufig erfordert die pharmazeutische Qualitätskontrolle eine Bestimmung des Gesamtproteingehalts unterschiedlicher Produkte. Kurze Analysenzeiten und der Wegfall jeglicher Probenvorbereitung machen hier den thermokatalytischen Aufschluss im TOC/TNb-Analysator zu einer eleganten Methode.

In der Pharmaindustrie muss im Rahmen der Qualitätskontrollen für Rohwaren, Zwischen- und Fertigprodukte häufig der Proteingehalt in Kulturmedien bestimmt werden. Hierfür stehen heutzutage eine Vielzahl von Methoden bereit. Allein in der europäischen Pharmakopöe (Ph.Eur. 2.5.33) werden sieben verschiedene Methoden beschrieben, welche auf unterschiedlichen Reaktions- und Detektionsprinzipien basieren. Die größte Gruppe dieser Methoden bilden die Proteintests nach Lowry, Bradford, BCA und Biuret, welche alle auf unterschiedlichen Anfärbungsreaktionen mit bestimmten Aminosäureresten beruhen, gefolgt von einer Absorptionsmessung bei bestimmten Wellenlängen im sichtbaren Spektralbereich. Weiterhin wird die direkte UV-Absorptionsmethode, eine fluoreszenzanalytische Methode sowie zwei Methoden basierend auf der Stickstoffgehaltsmessung beschrieben.

Proteine oder schlicht auch Eiweiße genannt, sind aus Aminosäuren aufgebaute Makromoleküle und gehören als solche zu den Grundbausteinen aller tierischen und pflanzlichen Zellen. Aminosäureketten mit einer Länge von unter 100 Aminosäuren werden allgemein auch als Peptide bezeichnet. Viele Proteine wie z.B. Viren oder Antikörper (Immunglobuline) stellen so genannte Proteinkomplexe dar und bestehen aus mehreren Einzelproteinen, die über Wasserstoffbrücken, Salzbrücken oder Disulfidbrücken miteinander verbunden sind.

All diesen Verbindungen ist jedoch gemeinsam, dass sie in großer Zahl Stickstoffatome enthalten und daher auch sehr gut über eine Gesamtstickstoffmethode analytisch in Summe erfasst werden können. Dies geht zum einen über einen Schwefelsäureaufschluss entsprechend der Kjeldahl-Methode oder um einiges eleganter über die katalytische Hochtemperaturverbrennung im Sauerstoffstrom, welche in der DIN EN 12260 beschrieben wird.

Das Messverfahren

Zur Bestimmung des Stickstoffgehaltes in proteinhaltigen Lösungen oder Suspensionen kommt aufgrund der oftmals äußerst geringen verfügbaren Probenmengen ausschließlich ein Messgerät mit der Möglichkeit zur Direktinjektion eines Probenaliquotes in Frage. Bei Injektionsvolumina von 50 bis 100 µl genügen bereits wenige 100 µl an Probe zur Durchführung einer Mehrfachbestimmung.

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