Industrie & Technik

<p>Zusammengestellt von Maren Bulmahn</p>

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Für und wider 4.0

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<p>Q10 ist ein hochwirksames Antioxidans, das sogar andere Antioxidantien wie Vitamin E und C regeneriert. Dabei liegt das Coenzym in einer reduzierten (Ubichinol) und einer oxidierten (Ubichinon) Form vor, von denen nur Ubichinol antioxidativ wirkt. Mediziner geben den Gesamt-Coenzym-Q10-Wert als Verhältnis von Ubichinol zu Ubichinon an. Dieser Wert ist ein Maß für den oxidativen Stress im Körper, der Rückschlüsse zulässt, ob Erkrankungen wie Diabetes Typ II, Hepatitis und Zirrhosen vorliegen, und er wird auch mit dem Alterungsprozess in Zusammenhang gebracht.</p><p>Die Analyse von Coenzym Q10 stellt Labore vor die Aufgabe, Tabletten und Kapseln so zu behandeln, dass die Probenaufarbeitung Ubichinol nicht in Ubichinon umwandelt. Normalerweise werden die Kapseln durch eine Lösemittelextraktion vorbereitet und dann analysiert. Eine neue Technik kann diese Vorbereitung sicherer machen und automatisieren.</p><h2>Online extrahieren und trennen</h2><p>In der SFC (supercritical fluid chromatography) dient überkritisches CO<sub>2</sub> als mobile Phase. Es weist ein gutes Lösevermögen wie in der HPLC auf, gleichzeitig niedrige Viskosität und hohes Diffusionsvermögen wie in der GC. Damit sind schnelle Trennungen vieler Analyten kostengünstig und mit weniger toxischen Lösemitteln möglich. Überkritisches CO<sub>2</sub> eignet sich aufgrund seiner Löseeigenschaften auch zur Extraktion von Proben.</p><p>Die SFE (supercritical fluid extraction) diente bisher als Offline-Extraktionsmethode, bei der das Extrakt manuell in die Chromatographie überführt werden musste. Mit der neuen SFE-SFC-MS-Plattform Nexera UC von Shimadzu ist es nun möglich, die Extraktion direkt online an die SFC-Trennung zu koppeln.</p><h2>Flüssigextraktion und Extraktion mit überkritischem CO<sub>2</sub></h2><p>Um die Leistungsfähigkeit der SFE-SFC mit der herkömmlichen Flüssigextraktion mit SFC zu vergleichen, wurde ein Nahrungsergänzungsmittel mit beiden Methoden vorbehandelt und anschließend mit SFC analysiert. Für die Flüssigextraktion wurde der Inhalt einer Kapsel in 5 mL Ethanol aufgenommen und 5 Minuten im Ultraschallbad behandelt. Der Überstand wurde durch einen Filter mit 0,2 µm Porendurchmesser filtriert, 1 µL des Filtrats wurde in die SFC injiziert. Das Gleiche geschah mit einer Standardlösung von oxidiertem Q10 (Ubichinon-Form).</p><p>Für die SFE wurde der Inhalt einer Kapsel auf ein Filterpapier und dieses in das Extraktionsgefäß gegeben. Zunächst wird für zwei Minuten statisch extrahiert und danach für weitere zwei Minuten dynamisch.</p><p>Zur Chromatographie der Probe aus der Flüssigextraktion diente die gleiche SFC-Methode. Abbildungen 1 und 2 zeigen die jeweiligen Chromatogramme von Lösemittelextraktion und SFC sowie von Online-SFE-SFC. Während durch die Probenaufarbeitung mit Ethanol das Coenzym Q10 sich fast vollständig in seine oxidierte Form umsetzt, bleibt bei der Online-Probenvorbereitung das Ubichinol nahezu unverändert erhalten.</p><figure><img src="https://media.graphcms.com/cla3ytkrRRyrnDVFbycm"><figcaption><label>Abb. 1: </label>Chromatogramm mit SFC nach Lösemittelextraktion (UV-Vis-Detektion).</figcaption></figure>
<figure><img src="https://media.graphcms.com/aJaUN6vHTJu0hz16fJAt"><figcaption><label>Abb. 2: </label>Chromatogramm der Online-SFE-SFC (UV-Vis-Detektion).</figcaption></figure>
<h2>Fazit</h2><p>Online-SFE-SFC lässt labile Substanzen wie das Coenzym Q10 während Extraktion und Analyse unverändert. Gerade für die Untersuchung eines Verhältnisses von reduziertem zu oxidiertem Q10 ist diese Eigenschaft unabdingbar, wenn der Gesamtgehalt des Enzyms nicht immer gleich ist. Die Automatisierung senkt zudem die Zahl der fehleranfälligen Schritte bei der manuellen Probenaufarbeitung und verbessert somit die Sicherheit der Analysenergebnisse.</p><p>Sascha Giegold ist Chemiker und seit dem Jahr 2013 Produktspezialist HPLC bei Shimadzu Deutschland. Zuvor war er Produktmanager für pharmazeutische Referenzstandards bei LGC Standards, Wesel, und Laborleiter Bioanalytik beim Lead Discovery Center, Dortmund. Promoviert hat er an der Uni Siegen und am Institut für Energie- und Umwelttechnologie, Duisburg, über Hochtemperatur-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie. <a href="mailto:info@shimadzu.de">info@shimadzu.de</a></p>

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