1. Aufgaben und Funktionen eines Chromatographie-Datensystems

Im Gegensatz zu "einfachen" Verfahren wie fotometrischen Bestimmungen oder Gravimetrie erhält man bei chromatographischen Verfahren zunächst eine Kurve, in denen die Mengen/Konzentrationen der einzelnen Komponenten in Zusammenhang mit der Fläche (oder Höhe) der - mehr oder weniger gaussförmigen - Peaks gesetzt werden können (Bild 1).



Neben den "klassischen" Chromatographie-Verfahren wie HPLC (Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie) und GC (Gaschromatographie) liefern auch die Dünnschichtchromatographie (nach Einscannen der DC-Träger) und die GPC (Gelpermeationschromatographie) Peaks dieser Art, die daher auf ähnliche Weise ausgewertet werden können. Dasselbe gilt im übrigen auch für die "normale" Elektrophorese und die Kapillarelektrophorese, wenngleich hier noch zusätzliche Details interessieren (z.B. Molgewicht).

Die komplette Vorgangsweise bei der Analyse einer unbekannten Probe mit chromatographischen Verfahren läuft meist wie in Bild 2 ab:

1. Datenerfassung / Aufzeichnung (liefert die Originalkurve, die als "Rohdaten" gespeichert werden muss)
2. Peakerkennung und Integration (Suchen von Peaks mit entsprechenden mathematischen Verfahren und Berechnung von Peakhöhe, -fläche, Retentionszeit bzw. Laufstrecke am Maximum, Peakbreite etc.)
3. Zuweisung von Komponenten zu den einzelnen Peaks, meist anhand der Retentionszeit / Laufstrecke
4. Berechnung der Konzentration / Menge (Quantifizierung) der einzelnen Komponenten mit Hilfe einer Kalibrationsfunktion, die durch vorhergehende Analyse von Standardlösungen mit bekannten Konzentrationen erstellt wurde
5. Ausgabe der Resultate

Während am Anfang vorwiegend die Chromatogrammsignale mit analogen Schreibern aufgezeichnet wurden und die quantitative Berechnung durch Abmessen der Peakhöhe bzw. Auszählen der Quadrate auf Millimeterpapier (zur Bestimmung der Peakfläche) vorgenommen wurde, waren später eigene Messgeräte ("Integratoren") verfügbar, die die Datenaufzeichnung und Auswertung automatisch durchführen können und das Ergebnis ausdrucken.

Leider existieren bei praktischen Chromatographie-Anwendungen vielfältige Fehlermöglichkeiten in der Auswertung, die eine vollautomatische Berechnung - ohne die Resultate optisch zu kontrollieren - sehr problematisch machen. Beispiele dafür wären:

• Falsche Zuordnung der Peaks zu den gesuchten Komponenten (z.B. wegen abnehmender Trennleistung der Säule und damit sinkenden Retentionszeiten)
• Falsche Berechnung der Peakhöhe oder -fläche aufgrund von überlagerten Peaks (Bild 3): Die Überlagerung zweier Peaks (links, in grau dargestellt) kann leider aus dem Summensignal (blau) nicht mehr rückgerechnet werden, da die Kurvenform in der Praxis mehr oder weniger stark von der idealen Gausskurve abweicht; aus diesem Grund wird üblicherweise eine Peaktrennung durch "Fällen des Lotes" am tiefsten Punkt zwischen den beiden Peaks vorgenommen (rechts). dass dieses Verfahren - wie auch das bei "Aufsitzerpeaks" oft eingesetzte "Tangent Skimming" - zu verfälschen Ergebnissen führen kann, ist optisch leicht einzusehen. Dazu kommt noch die Schwierigkeit, Peakanfang und -ende genau zu bestimmen, wenn die Basislinien nicht völlig gerade verläuft.

Aus diesem Grund haben sich Chromatographie-Datensysteme auf PC-Basis relativ schnell gegenüber Integratoren durchgesetzt, da sich die Auswertung komfortabel am Bildschirm kontrollieren lässt. Weitere Vorteile sind:

• Nahezu unbegrenzter Speicherplatz, um früher aufgenommene Chromatogramme elektronisch als Rohdaten zu speichern (u.a. von GLP verlangt !)
• Die Möglichkeit, Chromatogrammkurven und Ergebnisse in andere Programme zu exportieren (z.B. Weiterberechnung mit Microsoft Excel oder Berichterstellung mit Textverarbeitungssoftware).