18.03.2015
Warum nun auch noch SFC? - Gründe und Grundlagen zum Einstieg in die SFC
Prof. Thomas Letzel , TU München, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft
Dr. Stefan Bieber , Analytisches Forschungsinstitut für Non-Target Screening GmbH
Im vorhergehenden Artikel vom 08.01.2015 haben wir versucht, die wechselvolle Geschichte der Superkritischen Fluid Chromatographie (SFC) zu beleuchten und aufzuzeigen, warum sich diese Technik bisher nur schwer durchsetzen konnte. Nun möchten wir erläutern, weshalb man die SFC neben den gut etablierten Techniken GC und HPLC überhaupt noch benötigt und wollen dann auch gleich etwas tiefer in die Grundlagen dieser Technik eintauchen. Wie wir sehen werden, gibt es extrem gute Gründe, die SFC zukünftig mehr zu berücksichtigen.
Trennung mit der SFC:
Die SFC stammt technologisch ursprünglich von der Gaschromatographie ab, da anfänglich Kapillarsäulen zur Trennung verwendet wurden (cSFC). Diverse Chemikalien wurden dabei auf ihre Eignung als mobile Phase hin untersucht, darunter auch kurzkettige Kohlenwasserstoffe, N2O und Ammoniak. Da die meisten dieser Substanzen umwelt- und / oder gesundheitsschädlich sind, setzte sich ausschließlich Kohlenstoffdioxid (CO2) als mobile Phase durch. Zusätzlich ist der kritische Punkt mit 73,8 bar und 31°C technisch relativ einfach erreichbar. Das Interesse an cSFC hielt jedoch nicht lange an, da die Einsatzmöglichkeiten und die Reproduzierbarkeit der Systeme stark begrenzt waren. Parallel zur cSFC hatte sich die SFC mit gepackten Säulen (pSFC) Mitte der 1980er Jahre entwickelt. Das erste kommerziell verfügbare Gerät von Hewlett-Packard (1983) baute somit auch auf einer klassischen LC auf. Obwohl die pSFC technisch nahe bei der LC lag, schaffte sie auch hier den Durchbruch nicht.
1985 wurde dann allerdings der Grundstein für den späteren Siegeszug der SFC gelegt, nämlich im Feld der chiralen Trennungen. Mourier et al. zeigten, dass es möglich ist, Enantiomere unter Nutzung der SFC und chiraler Säulenmaterialien zu trennen. Zur Unterstützung der Analytelution wurde dem superkritischen Fluid ein Modifier beigemischt. Im präparativen Maßstab der Pharmaindustrie hat die SFC für die Aufreinigung von Arzneistoffen die HPLC bereits abgehängt. Nun stellt sich die Frage, warum die SFC gerade im präparativen Maßstab den Durchbruch schaffte. Um dies zu verstehen, beschäftigen wir uns nun zunächst mit den technischen und thermodynamischen Grundlagen zur SFC.