Chromatogramme richtig integrieren und bewerten E-Book

• Herausgeber: Wiley-VCH
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Deutsch

Seitenzahl: 490

Veröffentlichungsjahr: 2012

Beschreibung

Stavros Kromidas und Hans-Joachim Kuss schließen mit ihrem Autorenteam aus erfahrenen Experten eine wichtige Lücke in der Analytik-Literatur: Sie stellen prägnant und nachvollziehbar den Weg von den Rohdaten zum bewerteten Ergebnis vor. Das ist besonders wichtig für gesetzlich relevante Messungen, z. B. in der Pharma- und Nahrungsmittelanalytik, denn wer hier Fehler macht, erzeugt trotz korrekter Messdaten falsche Informationen. Und auf die gebräuchlichen Auswerteprogramme ist nicht immer Verlass.

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Autorenliste

Zum Aufbau des Buches

Teil I: Auswertung in der Chromatographie – die Integration

1 Das Chromatogramm

1.1 Chromatographischer Prozess

1.2 Chromatographische Kenngrößen

1.3 van Deemter- und Golay-Gleichung

1.4 Erzeugen von Chromatogrammen

1.5 Integration

2 Integrationsfehler und Auswertung

2.1 Was sagt die Literatur über Integrationsfehler?

2.2 Integration in der täglichen Praxis

2.3 Chromatogramm-Simulation

2.4 Anwendungen der Simulation

2.5 Auswertung

3 Allgemeine Beurteilung analytischer Daten

3.1 (Normal-) Verteilung von analytischen Daten

3.2 Probleme des Schließens

3.3 Analytische Variabilität

3.4 (Be)Merkenswertes

4 Metrologische Aspekte der Beurteilung chromatographischer Daten

4.1 Einführung

4.2 Messunsicherheit

4.3 Rückführbarkeit von analytischen Messungen

Teil II: Die Charakteristika der Auswertung in einzelnen LC-Modi

5 Auswertung von GC-Daten

5.1 Einführung

5.2 Worin unterscheidet sich die GC von der HPLC?

5.3 Qualitative Analyse

5.4 GC/MS-Kopplung

5.5 Quantitative Analyse

5.6 Isotopenverdünnungsanalyse (IVA) oder Stabilisotopenverdünnungsanalyse (SIVA)

5.7 Matrixeffekte bei der Spurenanalytik

5.8 Headspace-GC

5.9 Abschätzung von Korrekturfaktoren beim FID

6 Bewertung chromatographischer Daten in der Ionenchromatographie (IC)

6.1 Einleitung

6.2 Eluenten

6.3 Kontaminationen

6.4 Kalibrierfunktionen

7 Qualifizierung von GPC/GFC/SEC-Daten und -Ergebnissen

7.1 Einleitung

7.2 Grundlagen der GPC- Datenverarbeitung in der Ausschlusschromatographie

7.3 Richtlinien, Normen und Anforderungen an GPC-Datenverarbeitungsprozesse

7.4 Bewertung und Tests der GPC- Datenbearbeitungsprozesse

7.5 Einfluss von Datenprozessen, Kalibrationsverfahren und Signalqualität auf Richtigkeit und Reproduzierbarkeit von GPC-Ergebnissen

7.6 Einfluss von GPC-spezifischen Größen auf Verlässlichkeit und Richtigkeit von GPC- Resultaten

7.7 Zusammenfassung

8 Auswertung in der LC-MS-Kopplung

8.1 Einleitung

8.2 Chromatographie und Matrixeinfluss

8.3 Interne Standards

8.4 Einstellungen Massenspektrometer

8.5 Auswertesoftware

Teil III: Anforderungen an und Umgang mit chromatographischen Daten aus Sicht von Organisationen und Behörden

9 Beurteilung von analytischen Daten in der Lebensmittelanalytik

9.1 Aufgaben der Behörde

9.2 Problembereiche

9.3 Definition und Bestimmung der Messunsicherheit

9.4 Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze

9.5 Das Problem der Wiederfindung

9.6 Die Probennahme

9.7 Nationale und internationale Leitlinien und Gremien zur Qualitätssicherung in der Analytischen Chemie

10 Beurteilung von analytischen Daten aus Behördensicht – Regelarbeitsweise und AQS für selten angewandte und zeitaufwändige Analysenverfahren

10.1 Einleitung

10.2 Werkzeuge und Definitionen für die AQS

10.3 Praxis der AQS

10.4 Beurteilung der Analysenergebnisse

10.5 Fazit und Ausblick

11 Auswertung Chromatographischer Daten nach den Arzneibüchern – Kontrolle von Verunreinigungen

11.1 Problemstellung

11.2 Auswertung qualitativer Daten

11.3 Auswertung quantitativer Daten

12 Anforderungen an analytische Prüfverfahren im Rahmen der Arzneimittelzulassung

12.1 Einführung

12.2 Beschreibung chromatographischer Prüfverfahren im Zulassungsdossier

12.3 Arzneibuchverfahren

12.4 Anforderungen an die Validierung und Bewertung durch die Zulassungsbehörde

12.5 Anforderungen der Zulassungsbehörde im Rahmen von Anträgen auf Genehmigung klinischer Prüfungen

13 Anforderungen an (chromatographische) Daten in der pharmazeutischen Analytik

13.1 Systemeignungstests

13.2 Spezifikationsgrenzen und Präzision

13.3 Interpretation und Behandlung analytischer Daten (USP <1010>)

14 Über Bewertung und Wertung chromatographischer Daten

14.1 Einleitung

14.2 Die Situation – oder warum ändert sich so wenig?

14.3 Wie kann sich etwas ändern und wann ist es überhaupt notwendig?

14.4 Wer kann etwas ändern?

Stichwortverzeichnis

Beachten Sie bitte auch weitere interessante Titel zu diesem Thema

W. Gottwald

Statistik im Labor

Anwendungen in der analytischen Chemie 2., vollständig überarbeitete Auflage

2007

ISBN 978-3-527-32011-0

S. Kromidas (Hrsg.)

HPLC richtig optimiert

Ein Handbuch für Praktiker

2006

ISBN 978-3-527-31470-6

V. R. Meyer

Fallstricke und Fehlerquellen der HPLC in Bildern

2006

ISBN 978-3-527-31268-9

V. R. Meyer

Praxis der Hochleistungs-Flüssigchromatographie

2004

ISBN 978-3-527-30726-5

Herausgeber

Dr. Stavros Kromidas

Rosenstraße 16

66125 Saarbrücken

Dr. Hans-Joachim Kuss

Psychatrische Klinik der

Ludwig-Maximilians-Universität

Nussbaumstraße 7

80336 München

Alle Bücher von Wiley-VCH werden sorgfältig erarbeitet. Dennoch übernehmen Autoren, Herausgeber und Verlag in keinem Fall, einschließlich des vorliegenden Werkes, für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlägen sowie für eventuelle Druckfehler irgendeine Haftung.

Bibliografische Information derDeutschen Nationalbibliothek

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über <http://dnb.d-nb.de> abrufbar.

© 2008 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Photokopie, Mikroverfilmung oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen oder übersetzt werden. Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder sonstigen Kennzeichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass diese von jedermann frei benutzt werden dürfen. Vielmehr kann es sich auch dann um eingetragene Warenzeichen oder sonstige gesetzlich geschützte Kennzeichen handeln, wenn sie nicht eigens als solche markiert sind.

Print ISBN 9783527317745

Epdf ISBN 978-3-527-62223-8

Epub ISBN 978-3-527-66015-5

Mobi ISBN 978-3-527-66014-8

Vorwort

In der Chromatographie liegt der Fokus auf der Probenvorbereitung und der Trennung selbst. Das ist auch gut so, denn eine schlechte Trennung ist im Nachhinein nicht „reparierbar“. Wir haben allerdings den Eindruck gewonnen, dass im Alltagsstress der anschließenden Auswertung und auch der Bewertung der Ergebnisse nicht immer mit der gebührenden Vorsicht begegnet wird. Man verlässt sich gerne auf die Auswerteprogramme – schließlich ist ja die Integrationssoftware validiert und dies wird per Hersteller-Zertifikat „belegt“. Dass sich die Integrationsalgorithmen seit 30 Jahren nur unwesentlich geändert haben und dass z. B. die Fläche verschmolzener Peaks stets per Lotfällung bestimmt wird, wird kaum als Problem registriert. Auch reduziert sich die Bewertung der Ergebnisse oft auf die Frage: „Passt der VK und ist mein Wert „in spec“?“. Das mag manchmal ausreichen, manchmal aber auch nicht.

Wir möchten uns in diesem Buch z.B. mit den folgenden Fragen beschäftigen: „Wie „richtig“ integrieren eigentlich kommerzielle Systeme?“, „Kann man dies überhaupt überprüfen?“, „Wie wichtig sind Einstellparameter, was bewirken sie?“ usw. Wir wollten uns aber auch mit Fragen auseinandersetzen, wie: „Wie kann ich ein Ergebnis wirklich beurteilen?“, „Wie wahrhaftig kann ein Ergebnis sein?“ und schließlich: „Was sagt „die Behörde“ dazu, was muss ich tun, wo bin ich frei?“. Dazu haben wir erfahrene Kollegen eingeladen, die ihr Wissen in diversen Bereichen zur Verfügung gestellt haben. Diesen Kollegen gilt unser herzlicher Dank.

Das Ziel des Buches ist es, zum einen aufzuzeigen, dass man Auswertesystemen vielleicht nicht immer blind vertrauen sollte und dass es sich lohnt, ein tieferes Verständnis für das Integrieren zu entwickeln. Zum anderen einen Beitrag zu leisten, wie chromatographische Ergebnisse kritisch hinterfragt werden können, vor allem wenn es um brisante quantitative Aussagen geht. Wir hoffen, dem Leser möglichst viele Anregungen und Ideen zu geben, die eigene „richtige“ Auswerte- und Bewertungspraxis zu finden. Dem Verlag WILEY-VCH und insbesondere Frank Weinreich und Steffen Pauly danken wir für die sehr gute Zusammenarbeit.

Saarbrücken und München

Januar 2008

Stavros Kromidas

Hans-Joachim Kuss

Autorenliste

Prof. Dr. Werner Engewald

Fakultät für Chemie und Mineralogie

Institut für Analytische Chemie

Universität Leipzig

Linnestraße 3

04103 Leipzig

Dr. Joachim Ermer

Paul-Sieben-Weg 12

64625 Bensheim/Auerbach

Dr. Daniela Held

PSS GmbH

Postfach 3368

55023 Mainz

Dr. Heiko Herrmann

Dionex GmbH

Am Wörtzgarten 10

65510 Idstein

Dr. Detlev Jensen

Dionex GmbH

Am Wörtzgarten 10

65510 Idstein

Dr. Susanne Keitel

26 rue Schweighaeuser

67000 Strasbourg

Frankreich

Peter Kilz

PSS GmbH

Postfach 3368

55023 Mainz

Dr. Hartmut Kirchherr

Medizinisches Labor Bremen

Haferwende 12

28357 Bremen

Dr. Stavros Kromidas

Rosenstraße 16

66125 Saarbrücken

Dr. Hans-Joachim Kuss

Psychatrische Klinik der

Ludwig-Maximilians-Universität

Nussbaumstraße 7

80336 München

Dr. Herbert Otteneder

Louvecienner Weg 4

88709 Meersburg

Prof. Ulrich Panne

Richard-Willstätter-Straße 11

12489 Berlin

Prof. Dr. Günter Papke

Fachhochschule Wiesbaden

Studienbereich Umwelttechnik

und Dienstleistung

Am Brückweg 26

65428 Rüsselsheim

Dr. Ulrich Rose

Ludwig-Trick-Straße 35

77694 Kehl

Daniel Stauffer

Traugott-Meyer-Straße 7

4147 Aesch

Schweiz

Zum Aufbau des Buches

Das Buch besteht aus drei Teilen.

Teil I: Grundsätzliches zur Auswertung und Bewertung von chromatographischen Daten

Im Teil I wird dargestellt, wie chromatographische Daten erzeugt sowie Ergebnisse bewertet werden können. Im Kapitel 1 (Daniel Stauffer) wird dargelegt, wie überhaupt ein Chromatogramm entsteht und welche Faktoren die Peakform, die Peakhöhe und die Peakfläche beeinflussen. Ferner wird auf die Einstellparameter bei der Integration eingegangen. Kapitel 2 (Hans-Joachim Kuss) widmet sich schwerpunktmäßig der Integration. Es wird der Frage nachgegangen, wie „richtig“ eigentlich kommerzielle Auswerteprogramme integrieren (können). Ferner wird anhand zahlreicher Beispiele eine Möglichkeit aufgezeigt, wie dies überprüft werden kann. Schließlich wird der Einsatz der gewichteten Regression erklärt und diskutiert. Die allgemeinen Kriterien zur Beurteilung von analytischen Daten werden im Kapitel 3 (Joachim Ermer) systematisch vorgestellt und kritisch hinterfragt. Teil I wird mit Kapitel 4 beendet, in dem die metrologischen Aspekte der Beurteilung von analytischen Daten mit einer detaillierten Diskussion der Messunsicherheit behandelt werden (Ulrich Panne).

Teil II: Die Charakteristika der Auswertung in einzelnen LC-Modi

Im Teil II wird auf Spezifika in folgenden chromatographischen Techniken eingegangen, Spezifika, die bei der Auswertung, aber auch bei der Beurteilung von chromatographischen Ergebnissen, berücksichtigt werden sollten: Gaschromatographie (Werner Engewald), Ionenchromatographie (Heiko Herrmann und Detlef Jensen), Gelpermeationschromatographie (Daniela Held und Peter Kilz) und LC-MS-Kopplung (Hartmut Kirchherr).

Teil III: Anforderungen an und Umgang mit chromatographischen Daten aus Sicht von Organisationen und Behörden

Im Teil 3 werden die Anforderungen seitens Organisationen/Behörden an chromatographische Daten dargestellt – sowohl das Formale als auch das Inhaltliche betreffend. Hier kommen die am stärksten reglementierten Bereiche zur Sprache: Lebensmittel, Umwelt, Pharma. Im ersten Kapitel 9 (Herbert Otteneder) werden die Anforderungen an die Beurteilung von analytisch/chromatographischen Daten in der Lebensmittelindustrie beleuchtet. Günter Papke stellt im Kapitel 10 die Vorgaben eines Landesuntersuchungsamtes für den Umgang mit analytischen Daten dar. Der am stärksten reglementierte Bereich ist gewiss Pharma. Die Anforderungen dort werden aus dreierlei Blickwinkeln erläutert: aus Sicht eines Angehörigen des EU-Direktoriats (Ulrich Rose, Kapitel 11), aus Sicht der nationalen Behörde BPharm (Susanne Keitel, Kapitel 12) und aus Sicht der Pharmaindustrie (Joachim Ermer, Kapitel 13). Statt eines Nachwortes wird im abschließenden Kapitel 14 (Stavros Kromidas) kurz der alltägliche Umgang mit Zahlenwerten diskutiert.

Die einzelnen Kapitel wurden so verfasst, dass sie abgeschlossene Module darstellen, ein „Springen“ ist jederzeit möglich. Dadurch wurde versucht, dem Charakter des Buches als Nachschlagwerk gerecht zu werden. Es ist das Anliegen der Herausgeber, ein Ideenbuch vorzustellen mit möglichst vielen Anregungen, eigene Lösungen zu finden. Deshalb wurden abweichende Auffassungen der Autoren zu einem Thema akzeptiert, auch manche Wiederholung wurde in Kauf genommen, um die Harmonie im textlichen Kontext nicht zu beeinträchtigen. Der Leser möge von der unterschiedlichen Darstellung des Themas und der individuellen Gewichtung der Autoren profitieren.

Teil I

Auswertung in der Chromatographie – die Integration

1

Das Chromatogramm

Daniel Stauffer

1.1 Chromatographischer Prozess

Eine chromatographische Trennung ist dann erfolgreich, wenn es gelingt, die einzelnen Komponenten des zu trennenden Gemischs unterschiedlich schnell durch die Trennstrecke (stationäre Phase) wandern zu lassen. Die Möglichkeiten, unterschiedliche Wanderungsgeschwindigkeiten der einzelnen Analyten zu realisieren, lassen sich in zwei Gruppen aufteilen:

Die Wanderungsgeschwindigkeit der einzelnen Analyten kann durch Verändern verschiedener Einflussgrößen wie Zusammensetzung der mobilen Phase, Art der stationären Phase, Temperatur etc. mehr oder weniger kontinuierlich verändert werden. Man kann von einer analogen1)Chromatographie sprechen. Quantifizierung mittels Chromatographie erfolgt in der Regel auf diese Art.

Bei der Chromatographie mittels Sorption können die chromatographischen Bedingungen im Idealfall so gewählt werden, dass nur eine Komponente wandert und die anderen Komponenten am Kopf der Trennstrecke total festgehalten werden resp. dass nur eine Komponente festgehalten wird und die andern Komponenten wandern. Die am Säulenkopf festgehaltenen Moleküle werden anschließend durch Änderung der chromatographischen Bedingungen zum Wandern gebracht. Diese, hauptsächlich in der präparativen Chromatographie angewendete, Methode wird oft als digitale1)Chromatographie bezeichnet.

1.1.1 Selektivität und Effizienz – Maß für die unterschiedliche Wanderungsgeschwindigkeit

In der Chromatographie müssen wir zwischen zwei Arten von unterschiedlichen Wanderungsgeschwindigkeiten unterscheiden. Gewünscht ist, dass unterschiedliche Spezies von Molekülen unterschiedlich schnell wandern. Das führt schlussendlich zur Trennung der einzelnen Komponenten. Je größer der Unterschied der Wanderungsgeschwindigkeit der unterschiedlichen Komponenten, umso besser ist die Trennung. Das System besitzt eine gute Selektivität (s. Abb. 1.1 und 1.8).

Abb. 1.1 Unterschiedliche Arten von Molekülen wandern unterschiedlich schnell. Dieser gewünschte Unterschied der Wanderungsgeschwindigkeiten wird als Selektivität des chromatographischen Systems bezeichnet.

Abb. 1.2 Auch gleichartige Moleküle haben infolge von Eddy-Diffusion, Längsdiffusion und Massenaustauschverzögerung leicht unterschiedliche Wanderungsgeschwindigkeiten, was zu Bandenverbreiterung führt (= Effizienz des chromatographischen Systems).

1.2 Chromatographische Kenngrößen

Bei analytischen Anwendungen ist der Zweck der Chromatographie, ein Chromatogramm zu erhalten, welches uns alle gewünschten Informationen liefert [1].

1.2.1 Retentionsgrößen