Entwicklung eines Raman-Detektors zur Integration in eine HT-HPLC/irMS-Kopplung
Fischer, Björn - Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (2014)
n den letzten Jahren stieg die Zahl der Fälschungen und Plagiate von Markenprodukten stark an. Neben dem volkswirtschaftlichen Schaden entstehen den Herstellern der Originalprodukte hohe finanzielle und wirtschaftliche Schäden - neben Umsatzverlusten haben die betroffenen Unternehmen mit Imageschädigungen und unter Umständen sogar mit Produkthaftungsprozessen für gefälschte Produkte zu kämpfen. Als besonders kritisch wirken sich dabei Fälschungen in den Bereichen Lebensmitteln, Körperpflege und Pharmazeutika aus, die in manchen Fällen sogar zu gesundheitlichen Schädigungen der Konsumenten führen können.
Vor diesem Hintergrund wurde in einem durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten Forschungsvorhaben (IGF-Vorhaben Nr. 16120 N) ein analytisches Verfahren entwickelt, das die Herkunft bzw. Authentizität von Verbindungen eindeutig bestimmt. Dieser Ansatz kombiniert die Hochtemperatur-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HT HPLC) unter Einsatz eines Raman-Detektors mit der Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (irMS). Das Verfahren soll insbesondere in den Bereichen Pharmazie und Lebensmittelchemie eingesetzt werden. Daneben steht aber auch die Dopinganalytik im Fokus der Forschungsarbeiten, mit dem Ziel, zwischen natürlichen und synthetischen Steroiden unterscheiden zu können.
Das Konzept dieses analytischen Ansatzes, das in Zusammenarbeit mit dem Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA) und dem Institut für Instrumentelle Analytische Chemie (IAC) der Universität Duisburg-Essen entwickelt wurde, besteht darin, zunächst mit der HT-HPLC die Einzelkomponenten zu trennen und anschließend mittels irMS deren 13C/12C-Isotopenverhältnis zu bestimmen. Die dazu noch fehlende Identifikation bzw. Strukturaufklärung der Substanzen wird von der Raman-Spektroskopie übernommen. Weiterhin ermöglicht der Einsatz des Raman-spektroskopischen Detektors Koelutionen festzustellen, wenn zwei oder mehrere Substanzen zeitgleich von der Trennsäule der HT-HPLC eluieren.
Die vorliegende Dissertation beschreibt die Entwicklung des Raman-Detektors und seine Implementierung in eine bestehende HT HPLC/irMS-Kopplung. Der Raman-Detektor basiert auf dem Prinzip eines Flüssigkern-Lichtwellenleiters und ist als Durchflusszelle zur Online-Diagnostik konzipiert. Zentrale Aufgabe dieser Arbeit war es, eine ausreichende Nachweisempfindlichkeit des Raman-Detektors zu erreichen, ohne dabei die optimierten Analyseparameter der HT HPLC/irMS-Kopplung verändern zu müssen.