DE19905621B4 - Potentialgesteuerte Chromatographiesäule - Google Patents

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Abstract

Potentialgesteuerte Chromatographiesäule, dadurch gekennzeichnet, dass sie als stationäre Phase eine Festbettelektrode aus Glaskohlenstoff-Partikeln aufweist, deren elektrochemisches Potential über eine externe Spannungsquelle steuerbar ist.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist eine potentialgesteuerte Chromatographiesäule und ein Verfahren zur chromatographischen Trennung von geladenen, polaren oder polarisierbaren Teilchen mittels dieser Chromatographiesäule.
  • Es sind bereits zahlreiche chromatographische Verfahren zur Auftrennung von Stoffgemischen sowie zur Gewinnung hochreiner Substanzen bekannt. Grundlage aller Trennungen ist dabei die unterschiedliche Verteilung der zu trennenden Substanzen zwischen einer stationären und einer mobilen Phase.
  • Ein besonders breites Anwendungsgebiet hat die Trenntechnik der Säulenflüssigkeits-Chromatographie (LC) mit ihrer Weiterentwicklung zur Hockdruck- bzw. Hochleistungsflüssigkeit-Chromatographie (HPLC) gefunden. So ist die HPLC aufgrund ihrer Leistungsfähigkeit und einfachen Handhabbarkeit aus vielen Bereichen der Chemie nicht mehr wegzudenken, etwa bei der Reinheitskontrolle von Industrie und Pharmaprodukten oder bei der Analytik im Klinik- und Umweltbereich. Aber auch die präparative Säulenflüssigkeits-Chromatographie zur Isolierung und Reinigung von wertvollen Substanzen findet in der Biotechnologie und der Biochemie zunehmende Anwendung, da bei vielen Problemen nur die chromatographische Aufarbeitung zur reinen Produkten führt.
  • Bei chromatographischen Trennverfahren werden verschiedene physikalisch-chemische Vorgänge wirksam. Hauptsächlich sind dies die Adsorption an der Oberfläche einer festen stationären Phase und die Verteilung zwischen zwei nicht mischbaren flüssigen Phasen. Außerdem spielen Siebeffekte (Trennung nach der Molekülgröße), Ionenaustauschvorgänge und selektive Bindungen, die auf Strukturbeziehungen zwischen stationärer Phase und zu trennenden Stoffen beruhen, eine wichtige Rolle.
  • Aus der internationalen Anmeldung WO 89/07265 ist ein als stationäre Phase in der Chromatographie einsetzbares Material bekannt, das aus einem chemisch inerten Substrat besteht, welches mit elektrisch leitenden Polymeren beschichtet ist. Dieses Material kann in elektrochemischen Chromatographiesäulen eingesetzt und zu elektrochemisch kontrollierten Stofftrennungen verwendet werden. Die chemischen Eigenschaften des zur Beschichtung verwendeten leitfähigen Polymeren werden dabei allerdings durch das Anliegen eines Potentials verändert. Beim Einsatz einer derartigen Chromatographiesäule für Stofftrennungen muss berücksichtigt werden, dass das Polymer durch Oxidations- und Reduktionsvorgänge seine Eigenschaften verändert und an Leitfähigkeit verliert. Dadurch werden saubere Stofftrennungen beeinträchtigt.
  • In der Veröffentlichung von J.H. Strohl et al. in Analytical Chemistry, Vol. 44, No. 13, 1972, Seiten 2166 bis 2170 wird eine Chromatographiesäule beschrieben, die mit einem Potential beaufschlagt wird und deren stationäre Phase aus einem elektrisch leitfähigen Material, nämlich Graphit, besteht. Diese Säule wird zur elektrochromatographischen Trennung von unterschiedlichen Chinonen eingesetzt. Die mit einer derartigen Säule durchgeführten Trennungen sind jedoch mit einem sehr hohen Zeitaufwand verbunden.
  • Unter den bisher bekannten Trennverfahren hat die Ionenaustausch-Chromatographie eine besondere Bedeutung. Hierbei werden Moleküle in der mobilen Phase mit ionischen Gruppen, die auf der Oberfläche der stationären Phase verankert sind, in Wechselwirkung gebracht. Dabei bilden sich je nach Art der immobilisierten Ladungsträger (zum Beispiel Sulfonsäuregruppen bei Kationenaustauschern oder quartäre Ammoniumgruppen bei Anionenaustauschern) unterschiedliche Ionenpaare an der Oberfläche der stationären Phase, wodurch es zu einer Trennung von Molekülen mit positiver und negativer Eigenladung kommt. Zur Auflösung der gebildeten Ionenpaare und der damit verbundenen Elution der festgehaltenen Moleküle sind Veränderungen der mobilen Phase bezüglich des pH-Wertes oder der Ionenstärke erforderlich, wodurch empfindliche Substanzen Schaden nehmen können. Denn das Haupteinsatzgebiet der Ionenaustausch-Chromatographie im Bereich der Biotechnologie ist die Trennung von Biomolekülen wie Aminosäuren, Peptiden oder Proteinen und die Aufreinigung von Enzymen. Hinzu kommt, dass die auf einer Säulenfüllung erreichbare Ladungsdichte durch die nur begrenzt vorhandenen ionischen Ladungsträger der Austauschermatrix limitiert ist und dass die immobilisierten Ladungsträger ausbluten oder durch Konkurrenzreaktionen inaktiviert werden können. Es stellte sich deshalb die Aufgabe, ein neues Chromatographieverfahren zu entwickeln, das die genannten Nachteile nicht aufweist.
  • Diese Forderungen werden von einem Verfahren zur chromatographischen Trennung von geladenen, polaren oder polarisierbaren Teilchen mittels einer potential gesteuerten Chromatographiesäule erfüllt, die von einer mobilen Phase durchströmt wird, wobei die Teilchen durch Anlegung eines positiven oder negativen Potentials an der Oberfläche der stationären Phase adsorbiert oder retardiert werden und die Chromatographiesäule nach einer für das jeweilige Teilchen charakteristischen Retentionszeit zusammen mit der mobilen Phase verlassen oder nach Potentialänderung aus der Säule eluiert werden.
  • Kernstück dieses Verfahrens ist die potential gesteuerte Chromatographiesäule, deren stationäre Phase aus einer Festbettelektrode aus Glaskohlenstoff-Partikeln besteht und die ein elektrochemisches Potential aufweist, das über eine externe Spannungsquelle steuerbar ist.
  • Im Gegensatz zur Elektro-Chromatographie, die elektrophoretische und chromatographische Trennprinzipien kombiniert, wird hier kein elektrisches Feld entlang der Trennstrecke angelegt, um die Wanderungsgeschwindigkeit geladener Teilchen zu beeinflussen, sondern die stationäre Phase selbst fungiert als Elektrode, deren Ladungszustand die elektrosorptiven Wechselwirkungen mit den zu trennenden Molekülen beeinflusst. Dabei erfolgt erfindungsgemäß die Auftrennung der Moleküle aus einem Substanzgemisch nach einem ähnlichen Prinzip wie bei der Ionenaustausch-Chromatographie. Ähnlich wie bei der konventionellen Ionenaustausch-Chromatographie erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Auftrennung eines Substanzgemisches anhand der unterschiedlichen Ladung oder Polarisierbarkeit der Einzelmoleküle. Im Gegensatz zur Ionenaustausch-Chromatographie sind jedoch nicht fixe ionische Gruppen die Ladungsträger auf der stationären Phase, sondern die gesamte Oberfläche der elektrisch leitfähigen Säulenmatrix kann mit positiven oder negativen Eigenladungen belegt werden und so mit den zu trennenden Molekülen in Wechselwirkung treten.
  • Die Realisierung dieses Trennverfahrens erfolgt über die Nutzung der elektrochemischen 3-Elektroden-Anordnung als Chromatographiesäule, d.h. eine Festbettelektrode (Partikelschüttung) bildet die stationäre Phase im Chromatographiesystem, die von der mobilen Phase, sprich dem Elektrolyten durchströmt wird. Über die im Laufmittel ebenfalls vorhandene Gegen- oder Bezugselektrode kann das Potential der stationären Phase (Arbeitselektrode) beeinflusst und gemessen werden.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung der verwendeten Chromatographiesäule.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung des potentialgesteuerten Chromatographie-Verfahrens mit elektrisch leitfähigen stationären Phasen.
  • 3 und 4 zeigen Chromatogramme eines äquimolaren Fumarsäure/Crotonsäure/Maleinsäure-Gemisches bei unterschiedlichen Potentialvorgaben der stationären Phase.
  • Die in 1 dargestellte potentialgesteuerte Chromatographiesäule besteht aus zwei Acrylglasplatten (10) und einer mittleren Edelstahlplatte (11), die durch Schrauben miteinander verbunden und gegeneinander abgedichtet sind. Die beiden äußeren Platten haben rechteckige Aussparungen, die als Gegenelektrodenraum dienen. Die Gegenelektroden (8) sind platinierte Titangitter, die durch Kationenaustauschermembranen von der Arbeitselektrode (stationäre Phase) getrennt sind. Die Referenzelektrode (4) (Ag/AgCl/sat.KCl) dient zur Kontrolle der angelegten Potentiale und ist über eine Elektrolytbrücke (5) mit der Gegenelektrode verbunden. Die mittlere Edelstahlplatte ist durchgängig ausgefräst. Diese Ausfräsung bildet den Hohlraum (etwa 10 cm3), in den die stationäre Phase eingebracht wird. Das untere Edelstahlfitting (12) dient zur elektrischen Kontaktierung der Edelstahlplatte und somit der Festbettelektrode. Die Herstellung der Säulenpackung erfolgt mit Hilfe einer Füllvorrichtung, in die eine Suspension von Glaskohlenstoffpartikeln eingebracht und mittels einer HPLC-Pumpe in die Säulenkammer gepresst und dort zur Säulenpackung verdichtet wird. Die so gefüllte Säule wird schließlich als 3-Elektroden-Anordnung mit einem Potentiostaten verbunden und in ein HPLC-System eingebaut.
  • Der eigentliche Trennvorgang des Molekülgemisches ist in 2 schematisiert dargestellt. Der Zustand (A) zeigt die Ausgangssituation an. Wenn die mobile Phase auf die Säule gegeben wird, findet der eigentliche Trennvorgang (B) statt, bei dem die Säulenpackung über eine externe Spannungsquelle mit einer positiven Oberflächenladung belegt wird. Aus dem ankommenden Molekülgemisch werden demzufolge Moleküle mit positiver Überschussladung von der Packungsoberfläche abgestoßen und verlassen die Trennstrecke ansonsten ungehindert mit dem Laufmittel. Moleküle mit negativer Überschussladung hingegen werden von der entgegengesetzt geladenen Packungsoberfläche angezogen und reichern sich dort an. Hierbei kommt es im Gegensatz zur Ionenaustausch-Chromatographie nicht zur Ausbildung von Ionenpaaren, sondern es findet, ähnlich wie bei der Adsorptions-Chromatographie, eine Adsorption (Elektrosorption) an der Packungsoberfläche statt. Die Desorption der gebundenen Moleküle erfolgt schließlich durch einfache Veränderung des Oberflächenpotentials der Säulenpackung. Dabei kann die Veränderung des Potentials entweder kontinuierlich in Form eines Potentialgradienten erfolgen oder durch einen Potentialsprung erreicht werden. Das auf die Chromatographiesäule gelegte Potential wird im allgemeinen zwischen –600 bis +800 mV betragen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet also im Gegensatz zu allen bisher gewonnenen chromatographischen Trenntechniken die Möglichkeit, gezielt die für den Trennvorgang verantwortlichen Eigenschaften der stationären Phase vor und auch während der Trennung zu beeinflussen. Da die gesamte Oberfläche der stationären Phase der Festbettelektrode polarisiert werden kann, steht sie auch vollständig zur Anlagerung von Molekülen zur Verfügung. Das bei Ionenaustausch bekannte Problem des Ausblutens immobilisierter Ladungsträger sowie die ungewollte Inaktivierung durch Konkurrenzreaktionen besteht hier nicht. Außerdem bietet der steuerbare Ladungszustand der stationären Phase die Möglichkeit, mit ein und derselben Säule sowohl Anionen als auch Kationen anzureichern. Weiterhin erfolgt die Desorption durch Veränderung des Säulenpotentials und nicht durch Veränderung des Laufmittels. Das bedeutet nicht nur Zeit- und Kostenersparnis, sondern es lassen sich schonende Desorptionsbedingungen realisieren, was gerade für biologische Produkte von großer Bedeutung ist. Einen zusätzlichen Vorteil bieten die physikalisch/chemischen Eigenschaften des Packungsmaterials der Festbettelektrode, die aus Glaskohlenstoff-Partikeln besteht. Partikel aus Glaskohlenstoff sind weitgehend inert, dampfsterilisierbar und nicht kompressibel. Die erfindungsgemäße potential gesteuerte Chromatographiesäule ermöglicht somit eine neuartige chromatographische Trenntechnik auf der Basis einer Festbettelektrode als stationärer Phase und kann als Ergänzung und Alternative zur Ionenaustausch-Chromatographie sowohl zur analytischen als auch zur präparativen Trennung von geladenen, polaren oder polarisierbaren Teilchen, insbesondere bei der Aufarbeitung von Bioprodukten wie Aminosäuren, Peptiden, Proteinen oder Enzymen dienen.
  • Die erfindungsgemäße Trenntechnik der elektrochemisch kontrollierten Chromatographie stellt spezielle Anforderungen an die stationären Phasen, die von den gebräuchlichen HPLC-Packungsmaterialien wie Kieselgel, Aluminiumoxyd oder organischen Polymeren nicht erfüllt werden. Diese Anforderungen bestehen vor allen in einer hohen elektronischen Leitfähigkeit und elektrochemischer Reduktions- bzw. Oxidationsbeständigkeit über einen möglichst großen Potentialbereich. Weitere physikalisch/chemische Voraussetzungen, die die stationären Phasen erfüllen müssen, sind chemische Inertheit, Dampfsterilisierbarkeit und Druckstabilität. Diese Anforderungen können am besten von Packungsmaterialien auf Kohlenstoffbasis, aber auch von Metallpartikeln erfüllt werden. Als stationäre Phase haben sich für das erfindungsgemäße Verfahren Glaskohlenstoffkugeln, Handelsname Sigradur®G, als besonders geeignet erwiesen, die alle genannten Bedingungen erfüllen. Im Gegensatz dazu sind Edelstahlpartikel ungeeignet, da sich trotz guter Leitfähigkeit des Grundmaterials zeigte, dass der Kontaktwiderstand der Partikel untereinander zu groß ist, um sie als Festbettelektrode zu nutzen. Auch Aktivkohlekugeln erwiesen sich als ungeeignet, da sie unabhängig vom angelegten Potential zur unspezifischen Adsorption der Probensubstanzen neigen. Geeignet sind der Petrolkoks und -verschiedene handelsübliche Varianten des Glaskohlenstoffes Sigradur®, die eine Korngrößenverteilung von 10 bis 20 um aufweisen. Mit diesen Materialien als stationärer Phase konnte der Einfluss des Potentials auf die Retention von Probesubstanzen nachgewiesen werden. Dabei wurde für die Retention der Testsubstanzen auf die stationäre Phase ein Potential zwischen –600 und +800 mV (gemessen mit einer Ag/AgCl-Referenzelektrode) gelegt, da aufgrund elektrochemischer Vorversuche zu erwarten war, dass innerhalb dieses Potentialbereiches keine oxidativen oder reduktiven Veränderungen sowohl der Probesubstanzen als auch des Kohlenstoff-Festbettes auftreten. Für die im folenden dargestellten Versuche dient mit Helium begaster Phosphatpuffer (pH = 7,5) als mobile Phase.
  • Beispiel:
  • Die in den 3 und 4 dargestellten Chromatogramme zeigen am Beispiel eines 3-Komponenten-Gemisches eine Trennmöglichkeit, die durch das erfindungsgemäße Verfahren geboten wird: Sowohl die stufenweise als auch die lineare Potentialveränderung während des Probendurchganges kann zur Optimierung der Trennung eingesetzt werden.
  • Am Beispiel eines äquimolaren Gemisches von Crotonsäure, Maleinsäure und Fumarsäure wird dabei der Einfluss des elektrochemischen Potentials der stationären Phase auf die chromatographische Auflösung der Säule demonstriert.
  • Dabei zeigt das
    Chromatogramm (A) in 3 die Trennung beim Ruhepotential UR ≈ 80 mV.
    Chromatogramm (B) Start der Trennung +600 mV; nach 12 Minuten Potentialsprung auf –400 mV
    Chromatogramm (C) Start der Trennung bei +600 mV; nach 17 Minuten Potentialsprung auf –400 mV
    Chromatogramm (D) von 4: Linearer Potential-Scan (1 mV/s) von +600 auf –400 mV, Start bei Probenaufgabe
    Chromatogramm (E) von 4: Linearer Potential-Scan (2 mV/s) von +600 auf –400 mV, Start bei Probenaufgabe.
  • Chromatogramm (A) von 3 zeigt den Durchgang des Carbonsäuregemisches ohne Anlegen eines äußeren Potentials. Das Detektorsignal ergibt nur einen Peak, d.h. die drei Substanzen haben annähernd gleiche Kapazitätsfaktoren und die Trennsäule ist unter den gegebenen Bedingungen nicht in der Lage, das Gemisch aufzutrennen. Startet man die Trennung jedoch bei einem Potential von +600 mV (Chromatogramme (B) und (C)), so kann die Säule aufgrund der nun unterschiedlichen k'-Werte der Crotonsäure und Maleinsäure die beiden Verbindungen auftrennen. Die Fumarsäure bleibt auf der Säule zurück und kann analog den Chromatogrammen (D) und (E) in 4 durch eine Potentialumkehr freigesetzt werden.
  • Diese Potentialumkehr kann aber aus Gründen der chromatographischen Auflösung erst dann erfolgen, wenn das Detektorsignal des vorherigen Peaks wieder annähernd die Basislinie erreicht hat. Dies ist im Chromatogramm (B) (3) durchgeführt worden. Hier erfolgte die Veränderung des Potentials nach 12 Minuten. Es kommt zur Basislinientrennung aller Substanzen. Da man aber durch den Potentialsprung nur Einfluss auf die Retention der Furmarsäure nehmen kann, ist bei gleichguter Auflösung eine Verkürzung der Analysenzeit mit dieser Vorgehensweise nicht mehr möglich. Verwendet man allerdings an Stelle des Potentialsprungs eine lineare Potentialverteilung (Chromatogramme (D) und (E) von 4) so zeigt sich, dass jetzt nicht nur die Fumarsäure beeinflusst wird, sondern die Detektionspeaks insgesamt enger zusammengeschoben werden, was sich positiv auf die Gesamtanalysenzeit auswirkt. Im Chromatogramm (D), wo die Trennung mit einer Potentialveränderung von 1 mV/s durchgeführt wurde, bleibt die chromatographische Auflösung trotz verkürzter Analysenzeit ähnlich gut wie im Chromatogramm (B) von 3. Bei der Potentialveränderungsgeschwindigkeit im Chromatogramm (E) (2 mV/s) erreicht man ein weiteres Zusammenschieben der Peaks, was sich allerdings durch eine zunehmende Überlappung der einzelnen Peakflächen negativ auf die Auflösung der Trennsäule auswirkt.
  • Die aufgezeigten Beispiele verdeutlichen, dass die lineare Potentialveränderung eine zusätzliche Möglichkeit für die Trennungsoptimierung innerhalb der elektrochemischen beeinflussten Chromatographie darstellt.
  • Die vorstehend beschriebenen elektrochemisch beeinflussten Trenntechniken, die auf einem konstanten oder veränderlichen Potential der stationären Phase beruhen, haben in der klassischen Hochleistungs-Flüssigkeits-Chromatographie vergleichbare Vorgehensweisen, die aber auf der konstanten oder veränderlichen Zusammensetzung der mobilen Phase während der Trennung basieren. Die Fachbegriffe für diese Trenntechniken sind isokratische und Gradienten-Elution.
  • Isokratische Elution bedeutet, dass unter konstanten Trennbedingungen, bezogen auf die Lösungsmittelzusammensetzung oder Temperatur, gearbeitet wird. Bezieht man den Begriff der isokratischen Trennung auf die erfindungsgemäße elektrochemisch beeinflusste Chromatographie, so bedeutet er, dass unter konstanten Potentialbedingungen der stationären Phase gearbeitet wird.
  • Gradienten Elution, die häufig für komplexe Trennprobleme eingesetzt wird, bedeutet, dass sich die Elutionsbedingungen während der Trennung ändern. Dies kann, bezogen auf das Laufmittel, in zweierlei Form geschehen:
    • a) als Stufengradient, d.h. die Laufmittelzusammensetzung ändert sich abrupt, indem eine Pumpe über ein Mehrwegventil der Reihe nach verschiedene Lösungsmittel ansaugt;
    • b) als kontinuierlicher Gradient, wobei man zwischen Nieder- und Hochdruckgradientensystemen unterscheidet, je nachdem, ob die verschiedenen Lösungsmittel vor oder hinter der Hochdruckpumpe gemischt werden. Das Niederdruckgradientensystem arbeitet mit einer Pumpe und einer vorgeschalteten Mischungskammer, mit schaltbaren Ansaugventilen. Das Hochdruckgradientensystem benötigt zwei oder mehr Hochdruckpumpen, welche verschiedene Lösungsmittel fördern. Eine elektronische Regelung kontrolliert die veränderlichen Anteile jeder Pumpe am Gesamtfördervolumen, das während der Trennung stets konstant bleiben muss, um reproduzierbare Werte der Retentionszeiten zu erhalten.
  • Überträgt man diese Begriffe der HPLC auf die erfindungsgemäße, elektrochemisch beeinflusste Chromatographie, so ist der Stufengradient des Lösungsmittels mit der sprunghaften Veränderung des Säulenpotentials vergleichbar und der kontinuierliche Lösungsmittelgradient mit der kontinuierlichen Potentialveränderung der stationären Phase. Beide Gradienten (Lösungsmittel und Potential) verfolgen das gleiche Ziel, nämlich die Ausbildung von Peaks, die sonst erst spät oder überhaupt nicht eluiert würden, zu beschleunigen. Dabei ist zur Durchführung eines Potentialgradienten im Gegensatz beispielsweise zum Hochdruckgradienten kein zusätzlicher apparativer Aufbau erforderlich.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der dazu entwickelten potentialgesteuerten Chromatographiesäule ist ein neuartiges chromatographisches Trennverfahren entwickelt worden, das auf der Basis elektrisch leitfähiger stationärer Phasen eine elektrochemische Trennung und Aufarbeitung von Biomolekülen ermöglicht. Die Chromatographiesäule weist als stationäre Phase eine Festbett-Arbeitselektrode auf, deren Potential über einen Potentiostaten gesteuert werden kann. Bei den durchgeführten Verfahren erwiesen sich Glaskohlenstoffkugeln mit einem Durchmesser von 10 bis 20 μm als geeignetes Packungsmaterial.
  • Chromatographische Untersuchungen haben gezeigt, dass sich aufgrund unterschiedlicher Säulenpotentiale die Retentionszeiten von Aminosäuren je nach Ladungszustand über weite Bereiche verkürzen oder verlängern lassen. Weiterhin können die Selektivkoeffizienten, die maßgeblich für die Trennung einer Säule verantwortlich sind, für einfache Aminosäuretrennungen durch Anlegen eines Potentials um den Faktor 10 erhöht werden.
  • Untersuchungen des Retentionsmechanismus mit Hilfe gesättigter oder ungesättigter Carbonsäuren haben gezeigt, dass neben der Eigenladung der Probenmoleküle das Vorhandensein von polarisierbaren Mehrfachbindungen oder π-Elektronensystemen einen entscheidenden Einfluss auf die elektrochemisch kontrollierte Retention ausübt. So ist es möglich, ungesättigte oder aromatische Carbonsäuren in gewissen Potentialbereichen komplett auf der Säule zurückzuhalten, um sie anschließend durch gezielte Potentialveränderungen quantitativ freizusetzen. Schließlich konnte demonstriert werden, dass sich durch sprunghafte oder kontinuierliche Potentialveränderung während einer Trennung, analog zum Lösungsgradienten in der konventionellen HPLC, die Trennleistung der Säule verbessern und die Analysenzeiten verkürzen lassen.
  • Die vorliegenden Ergebnisse zeigen, dass die erfindungsgemäße, neuartige chromatographische Trennung auf der Basis elektrisch leitfähiger stationärer Phasen als Ergänzung oder Alternative zu etablierten Chromatographieverfahren im Bereich der Aufarbeitung von Biomolekülen von großem Wert ist.
  • 1
    Laufmittelfluss
    2
    Edelstahlkapillare
    3
    PEEK-Fitting
    4
    Ag/AgCl-Referenzelektrode
    5
    Anionen-Austauschermembran
    6
    Festbett-Elektrode (stationäre Phase)
    7
    Kationen-Austauschermembranen
    8
    Gegenelektroden (platinierte Titangitter)
    9
    Elektrolytlösung
    10
    Acrylglas
    11
    Edelstahl-Mittelstück
    12
    Arbeitselektrodenkontakt (Edelstahlfitting)
    13
    PTFE-Kapillare

Claims (5)

  1. Potentialgesteuerte Chromatographiesäule, dadurch gekennzeichnet, dass sie als stationäre Phase eine Festbettelektrode aus Glaskohlenstoff-Partikeln aufweist, deren elektrochemisches Potential über eine externe Spannungsquelle steuerbar ist.
  2. Chromatographiesäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Festbettelektrode steuerbar mit einem positiven oder einem negativen Potential belegbar ist.
  3. Verfahren zur chromatographischen Trennung von geladenen, polaren oder polarisierbaren Teilchen mittels einer Chromatographiesäule nach den Ansprüchen 1 und 2, die von einer mobilen Phase durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchen durch Anlegung eines positiven oder negativen Potentials an der Oberfläche der stationären Phase adsorbiert oder retardiert werden und sie die Chromatographiesäule nach einer für das jeweilige Teilchen charakteristischen Retentionszeit zusammen mit der mobilen Phase verlassen oder nach Potentialänderung aus der Säule eluiert werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Potential der Chromatographiesäule kontinuierlich oder stufenweise verändert wird.
  5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Chromatographiesäule ein Potential zwischen –600 bis +800 mV gelegt wird.
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