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Tutorial MenueProteintrennungLerneinheit 1 von 2

Chromatographie von Proteinen

Gaschromatographie (GC)

Vor der Entwicklung der HPLC war die Gaschromatographie (GC) das wichtigste analytische Chromatographie-Verfahren. Diese Methode wird auch heute noch häufig verwendet, wenn flüchtige, unpolare Substanzen zu trennen sind. Die beste Trennleistung wird mit der Kapillargaschromatographie erreicht, die auch in Bereichen wie der pharmazeutischen Chemie oder der Lebensmittelchemie oder Umweltanalytik oft eingesetzt wird.

Die Gaschromatographie beruht auf der unterschiedlichen Verteilung von Stoffen zwischen einer stationären, flüssigen Phase (in einer Säule) und einer mobilen, gasförmigen Phase, die durch die Säule strömt. Als stationäre Phase werden meistens unpolare Flüssigkeiten (z. B. Methylsilicon oder Methylphenylsilicon) verwendet, die als dünne Flüssigkeitsschicht auf der Oberfläche der Säule haften. Unpolare Flüssigkeiten sind am einfachsten zu handhaben und sind über einen weiten Temperaturbereich stabil. Als mobile Phase wird ein inertes Trägergas (oft Stickstoff, Helium oder Wasserstoff) eingesetzt, das mit konstantem Fluss durch die Säule strömt.

Probenauftrag und Detektion

Die Probe wird in flüssiger oder manchmal auch gasförmiger Form in den heißen Injektor eingespritzt, dort verdampft und dann im Gasstrom durch die Säule transportiert. Je nach Wechselwirkung mit der stationären Phase werden die einzelnen Probenbestandteile mehr oder weniger lange in der Säule zurückgehalten. Zur Detektion der gaschromatographisch getrennten Bestandteile werden häufig Flammenionisationsdetektoren (FID) eingesetzt, bei dem alle Substanzen erfasst werden, die in einem Wasserstoff/Luft-Gemisch brennbar sind. Bei der Verbrennung entstehen Ionen, die die elektrische Leitfähigkeit der Flamme erhöhen. Andere häufig verwendete Detektoren sind z.B. der Wärmeleitfähigkeitsdetektor (TCD oder thermal conductivity detector) und verschiedene Spektrometer wie Infrarot-, NMR- oder Massenspektrometer (GC-MS). Mit diesen Geräten werden Strukturinformationen erhalten, die zur Identifizierung der einzelnen Probenbestandteile verwendet werden können. In der Umweltanalytik wird auch oft der Elektroneneinfangdetektor (ECD oder electron capture detector) eingesetzt, der eine hohe Sensitivität für Substanzen hat, die elektronegative funktionelle Gruppen enthalten, wie z. B. Halogene, Phospho- oder Nitro-Gruppen. Mit diesem Detektor können also sehr gut chlorhaltige Pestizide bzw. Dioxine nachgewiesen werden. Andere Detektortypen sind beispielsweise:

  • Atomemissionsdetektor (AED oder atomic-emmision detector)
  • Chemilumineszenzdetektor
  • Photoionisationsdetektor (PID oder photoionization detector)

Eine Auftrennung im Gaschromatographen liefert ein Peak-Diagramm, so dass die einzelnen Bestandteile der Probe anhand ihrer Retentionszeit bestimmt werden können. Dazu wird das Probengemisch zusammen mit reinen Ausgangssubstanzen aufgetrennt und ihre Peaks verglichen. Unbekannte Probenbestandteile können nur mit einer strukturellen Analyse, wie sie das GC-MS oder ähnliche Verfahren liefern, identifiziert werden.

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