Die „moderne“ Ionenchromatographie: Aus Sicht der Industrie

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Janus-Artikel: Die „moderne" Ionenchromatographie: Aus Sicht der Forschung und Entwicklung, sowie der Industrie. In diesem Artikel lesen Sie die IC aus der Sicht der Industrie. Die Sicht der Forschung und Entwicklung lesen Sie hier. Eine allgemeine Einleitung zum Thema der Ionenchromatographie finden Sie hier: http://www.git-labor.de

Als die Ionenchromatographie (IC) zu Beginn des 20. Jahrhunderts ihre ersten Schritte tat, waren es größtenteils Forscher in den Vereinigten Staaten, die sie dabei begleiteten [2,3,13]. Die Einführung der Leitfähigkeitsdetektion im Jahr 1975 durch Small und Kollegen, ebenfalls in den USA, markiert den Beginnder modernen IC.

Die Schweizer Firma Metrohm lancierte schließlich 1981 ihr erstes Produkt für die IC, einen elektrochemischen HPLC-Detektor.

Aus dem Know-how in der Elektrochemie und Erfahrungen mit der noch jungen Ionenchromatographie entstand die Idee, einen eigenen Leitfähigkeitsdetektor zu entwickeln, der in puncto Empfindlichkeit bessere Leistungen erbringt. 1983 begann die Arbeit. Das Entwicklerteam produzierte einen thermisch stabilisierten Messblock, der Leitfähigkeiten bis in den Bereich von wenigen Nanosiemens pro Zentimeter bestimmte. Allerdings musste die Messung ohne chemische Suppression auskommen, da diese durch Patente geschützt war. Schon bald wurde klar, dass der optimale Detektor alleine nicht ausreichte, um trotz des hohen Leitfähigkeitshintergrunds präzise zu messen. Die angestrebte Präzision erreichten die Entwickler schließlich, indem sie das gesamte chromatographische System in eine thermisch stabile Umgebung packten. Will heißen: Vom Injektor bis hin zum Detektor mussten alle Systembestandteile in einem Schaumstoffgehäuse untergebracht werden. So präsentierte sich 1987 der erste Ionenchromatograph in einem Schaumstoffgewand. Darin befanden sich Injektor, isolierter Säulenraum, Detektorblock und die nötige Steuerelektronik mit elektronischer Suppression.

Dies war der Beweis: IC geht auch ohne chemische Suppression.

Als der Patentschutz der chemischen Suppression auslief, entwickelte man auch ein Suppressormodul. Hierdurch öffnete sich der Markt schließlich auch für Anwendungen, für die die chemische Suppression unerlässlich ist, wie im Fall der Phosphatbestimmung. In der späteren Geräteentwicklung fokussierte man sich auf weitere Detektionsmethoden, Probenvorbereitung und CO2-Suppression, während der gesamte IC-Prozess zunehmend automatisiert wurde.

Die Einführung der CO2-Suppression stellt einen wichtigen Fortschritt in der Suppressortechnik dar. Sie entfernt während der chemischen Suppression gebildetes Kohlenstoffdioxid aus der Lösung und reduziert so die Leitfähigkeit des Eluenten. Die kombinierte „sequenzielle Suppression" erzielt tiefere Nachweisgrenzen und eine verbesserte Proportionalität zwischen Detektionssignal und Analytkonzentration, was wiederum präzisere Messergebnisse ermöglicht. In der Kationenchromatographie kann bis heute ohne Suppression gearbeitet werden, weil die einfacheren Systeme hier gleiche oder sogarhöhere Messempfindlichkeiten erzielen. Der Anwender profitiert dabei von geringeren Betriebskosten. Ob mit oder ohne chemische Suppression, - die Leitfähigkeitsdetektion ist bis heute die wichtigste Detektionsmethode in der IC.

Inzwischen ist die IC den Kinderschuhen entwachsen. Das Hauptaugenmerk der Forschung und Entwicklung liegt heute auf der Benutzerfreundlichkeit. Neben vereinfachter Handhabung der IC-Geräte mittels verbesserter Software bedeutet das insbesondere die automatisierte Probenvorbereitung. Dieser Trend begann mit der Einführung der Inline-Dialyse, basierend auf der Forschung von Prof. W. Frenzel [14,15,16]. Nach der Inline-Dialyse kamen weitere integrierte Arbeitsschritte hinzu, darunter die Inline-Ultrafiltration und die Inline-Verdünnung. Das Ziel ist eine vollautomatische IC, die aus einer Probe ohne weiteres Zutun des Anwenders zuverlässige Resultate generiert.

Die Schweizer haben es zwar nicht erfunden, aber erheblich dazu beigetragen, das Verfahren so benutzerfreundlich, präzise und vielseitig zu machen, wie es heute ist.

Referenzen zum Artikel siehe: http://bit.ly/JanusGIT0913

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9101 Herisau
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Telefon: 0041/71/3538585
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