Entwicklung und Erprobung neuer Injektionsstrategien für kapillarelektrophoretische Trennsysteme
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Elektrophoretische Trennverfahren im Kapillar- und Chipformat haben in den letzten Jahren das Bild der Analytischen Chemie maßgeblich mitbestimmt. Die Realisierung der effizienten Injektion sehr geringer Probenvolumina (Nanoliter- bzw. Pikoliter-Bereich) hat für die analytische Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems herausragende Bedeutung. Im Projektverlauf wurden für die Kopplung der Kapillarelektrophorese (CE) mit der Massenspektrometrie (MS) zwei neue Injektionsstrategien entwickelt - die elektrochemisch assistierte Injektion (EAI) und die Kapillar-Batch-Injektion (CBI). Die EAI realisiert die elektrochemische Erzeugung geladener Spezies aus Neutralanalyten, was einerseits eine elektrophoretische Trennung ermöglicht und andererseits günstige Voraussetzungen für nachweisstarke Bestimmungen mit der Elektrospray-MS eröffnet. Es konnte eine Geräteentwicklung realisiert werden, die semiautomatische EAI-CE-MS-Bestimmungen unter Verwendung von Siebdruckelektrodenstrukturen ermöglicht. Zukünftige Anwendungen werden im Bereich der pharmazeutischen und bioanalytischen Chemie liegen. Die CBI ermöglicht die Probeninjektion aus kurzen Kapillarsegmenten, in denen die Proben aufgenommen und nachfolgend auf den Einlass einer fest fixierten Trennkapillare injiziert werden. Diese Injektionstechnik kann vorteilhaft für die Injektion in kurze Kapillaren für die Hochdurchsatzanalytik eingesetzt werden. Auch in diesem Teilprojekt führten die methodischen Entwicklungen zu einem neuartigen Analysesystem, das eine nahezu 100%ige Ausnutzung von Probenvolumina im Nanoliterbereich für CE-MS-Bestimmungen ermöglicht und sehr schnelle hocheffiziente Trennungen realisiert. Erste Anwendungen dieser Methode bezogen sich auf Bestimmungen von Catecholaminen und Hyaluronsäurefragmenten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2008). “Fast capillary electrophoresis coupled with time-of-flight mass spectrometry under separation conditions of high electrical field strengths”. Analyst, 133, 1764
F.-M. Matysik, C. Neusüß, M. Pelzing
- (2010). “Advances in fast electrophoretic separations based on short capillaries”. Anal. Bioanal. Chem., 397, 961
F.-M. Matysik
- (2011). “A novel approach for the separation of neutral analytes by means of electrochemically assisted injection coupled to capillary electrophoresis – mass spectrometry”. Analyst, 136, 1562
R. Scholz, F.-M. Matysik
- (2011). “Development of capillary-based SECM probes for the characterization of cell arrangements for electrochemically assisted injection”. Electroanalysis, 23, 50
P. Palatzky, F.-M. Matysik
- (2011). “Fast capillary electrophoresis-time-of-flight mass spectrometry using capillaries with inner diameters ranging from 75 to 5 µm”. Anal. Bioanal. Chem., 400, 269
M. Grundmann, F.-M. Matysik
- (2012). “Fast counter-electroosmotic capillary electrophoresis-time-of-flight mass spectrometry of hyaluronan oligosaccharides”. Anal. Bioanal. Chem., 402, 2617
M. Grundmann, M. Rothenhöfer, G. Bernhardt, A. Buschauer, F.-M. Matysik
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/s00216-011-5254-2)
