Die Herstellung pharmazeutischer Produkte ist streng reglementiert. Laut US-amerikanischer und europäischer Pharmacopoeia ist es etwa Pflicht, Pharmazeutika, Zwischenprodukte und ihre Rohstoffe mittels Headspace-GC auf Restlösemittel zu untersuchen. Bei konventioneller Vorgehensweise dauert es rund 35 Minuten, bis alle relevanten Parameter bestimmt sind. Im Forschungs- und Entwicklungslabor Pharmakonzerns Pfizer fragte man sich, ob das wirklich so lange dauern muss. Die Antwort lieferte das Research Institute for Chromatopgraphy (RIC) von Professor Pat Sandra: Natürlich nicht! Es geht auch schneller. Sogar signifikant schneller.

Pfizer nutzte zur Analyse der Restlösemittel einen GC 6890 von Agilent Technologies, was sich als positiv erwies, die Probe wurde über einen split/splilos-Injektor aufgegeben und mittels Flammenionisation (FID) detektiert. Die verwendete Säule war 30 Meter lang, hatte einen Innendurchmesser von 320 µm und war mir einer 1 µm DB-624 als stationärer Phase beschichtet; so schreibt es die EU- und US-amerikanische Pharmacopoeia für eine adäquate Trennung polarer und apolarer Lösemittel vor. Das ganze dauert 35 Minuten zuzüglich Abkühlzeit, die in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur etwa fünf bis zehn Minuten beträgt.

Um die Zykluszeit zu verkürzen, ohne die Methode grundlegend zu verändern, erweiterte das RIC den GC um den ModularAcceleratedColumnHeater (MACH) von GERSTEL. Hierbei handelt es sich um ein Heizmodul für Standard-Kapillar-Säulen, das mit Heizraten von bis zu 1800 °C/min arbeitet; die Abkühlung, etwa von 240 auf 40 °C, erfolgt innerhalb von 30 bis 60 Sekunden, je nach Säulenlänge.

MACH basiert auf der so genannten Low-Thermal-Mass-Technologie (LTM): Der Auf-bau ist nahezu frei von Isoliermaterialien, Metallplatten oder Totvolumina, die im Verlauf eines Temperaturprogramms mit erhitzt beziehungsweise abgekühlt werden müssten. Ansteuern lässt sich MACH aus der ChemStation von Agilent Technologies

GC-System in 30 Minuten umrüsten

Für den Umbau wird die GC-Ofentür ausgetauscht gegen ein für bis zu vier MACH-Modulen vorbereitete Tür. Dreißig Minuten etwa dauert es, bis der GC 6890 auf die neue Heiztechnik umgerüstet und wieder funktionstüchtig ist: Das Säulenheizmodul wird einfach durch einen Schlitz von außen in der Tür montiert und nicht im Innern des GC-Ofens. Das hat den Vorteil, dass er bei der für die Analyse notwendigen höchsten Temperatur isotherm betrieben werden kann. Es müssen keine speziellen Schritte unternommen werden, die Enden des Injektors und Detektors innerhalb des Ofens zu heizen. Es wird viel Energie gespart, da der GC-Ofen nicht bei jedem Zyklus erhitzt werden muss.

Das RIC wählte für Pfizer das MACH-Modul versehen mit kürzeren Säulen: 25 Metern lang, mit einem Innendurchmesser von 180 µm und eine stationären Phase bestehend aus 1 µm DB-624. Auf diese Weise ließ sich die Effizienz pro Längeneinheit steigern und die Geschwindigkeit der Trennung erhöhen. Das Resultat kann sich sehen lassen: Die Trennung von einer Mischung von 20 Komponenten erfolgte in etwa 2,7 Minuten – reproduzierbar, sensitiv und linear über einen weiten Bereich. Dank der ultrakurzen Abkühlzeit des MACH-Moduls konnte die Zykluszeit auf vier Minuten reduziert werden. 

Trennung einer Mischung aus 20 Komponenten in etwa 2,7 Minuten – einschließlich hochsiedenden Lösungsmittels DMAC. Mit dem MACH-Modul ließ sich die Zykluszeit auf vier Minuten reduzieren.		Detailansicht: Trennung einer Mischung aus 20 Lösungsmitteln

Weitere Informationen
GERSTEL Aktuell 
Quelle: J. Sep. Sci. 2006, 29, 695 – 698 / GERSTEL GmbH & Co. KG