Wegen ihrer großen Bedeutung im Bereich der ökologischen, biologischen, klinischen und Ernährungsforschung ist die empfindliche Bestimmung von Zuckern und anderen Kohlenhydraten von hohem Interesse.
Es sind eine Reihe unterschiedlicher Bestimmungsmethoden im Einsatz, die jedoch oftmals sehr kostspieliges Equipment erfordern wie beispielsweise HPLC-MS oder etwas kompliziert in der Durchführung sind wie GC mit Derivatisierung.
An der Trennung liegt es nicht.
Diese gelingt sehr gut auf einem HPLC-System mit Hilfe der Hochleistungs-Anionenaustauschchromatografie (HPAEC), denn geringe Unterschiede in den pKa-Werten der Kohlenhydrat-Hydroxylgruppen bewirken mit stark alkalischen Eluenten eine unterschiedliche Retention der Saccharide an einem Anionenaustauscherharz.
UV- oder Fluoreszenz-Detektion, die in der Flüssigkeitschromatografie weit verbreitet sind, können wegen fehlender Chromophore bei Zuckern in der Regel nicht eingesetzt werden.
Brechungsindex-Detektion ist sehr einfach in der Anwendung, jedoch nur wenig empfindlich und somit nicht für die Bestimmung niedriger Zuckergehalte einsetzbar.
Mit einem Derivatisierungsschritt, der einen Chromophor bildet, können die spektroskopischen Verfahren zwar auch für Kohlenhydrate empfindlicher gemacht werden.
Die Derivatisierung benötigt jedoch zusätzliche Geräte, Chemikalien und Arbeitsschritte.
Ein alternativer Ansatz macht sich zunutze, dass Kohlenhydrate elektrochemisch reagieren können.
Dadurch lassen sie sich sehr empfindlich und recht selektiv amperometrisch detektieren.
Beispiel- Applikation: Analytik von Holzzuckern und Uronsäuren für die Forschung an alternativen Kraft- und Rohstoffen
auf Basis von pflanzlichen Abfällen.
Die Amperometrie gehört in der quantitativen Analyse zu den Bestimmungsmethoden mit sehr hoher Empfindlichkeit. Dabei wird ein Elektrolysestrom an einer Arbeitselektrode unter konstant gehaltenem elektrochemischem Potenzial gemessen. Der Elektrolysestrom ist proportional zur Konzentration des oxidierten/reduzierten Analyten.
Klassische Amperometrie arbeitet diskontinuierlich: Messung/Titration, Reaktor entleeren, reinigen, regenerieren, nächste Messung ... und ist daher in dieser Form nicht direkt mit der HPLC einsetzbar.
Im Zuckeranalyse-Chromatografiesystem von KNAUER kommt gepulste amperometrische Detektion (PAD) zum Einsatz, eine Variante, die eine schnelle Messung inkl. der bei Zuckerdetektion notwendigen Regeneration der Elektrode in einer kleinen Messzelle ermöglicht.
Ein Zyklus aus Messung, Desorption und Regeneration der Elektrode benötigt nur eine halbe Sekunde und wird während der Analyse ständig wiederholt. So kann wie bei anderen Durchflussdetektoren in der HPLC ein Chromatogramm mitgezeichnet werden.
Das Verfahren kommt außer dem frisch bereiteten wässrigen basischen Eluenten ohne zusätzliche Chemikalien aus.
