EN DE

HPLC-Methoden für die Biokraftstoffforschung

Die Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) ist einzigartig unter den analytischen Instrumenten, da das Verfahren im Wesentlichen durch die Art der verschiedenen Analyten pro Anwendung definiert ist. In einem typischen analytischen HPLC-Prozess werden gemischte Komponenten von Interesse durch das poröse stationäre Phasenmedium in einer Säule mittels eines mobilen Phasenstroms transportiert. Dies führt dazu, dass sie sich aufgrund unterschiedlicher Retentionszeiten die einzelnen Bestandteile des Gemisches trennen. Diese Retentionszeiten werden in erster Linie durch Faktoren wie Polarität, Hydrophobizität, ionische Wechselwirkungen und andere intermolekulare Wechselwirkungen bestimmt.

Anhand der chemischen und physikalischen Eigenschaften der Analyten wird der HPLC Modus definiert. Häufige HPLC Modi sind zum Beispiel: hydrophile Wechselwirkungs-Flüssigkeitschromatographie (HILIC), Ionenausschluss- (IC) und Ligandenaustausch- (LEC), Normalphasen- (NP), Umkehrphasen- (RP) und Größenausschlusschromatographie (SEC/GPC).


In diesem Blogbeitrag untersucht Knauer den Einsatz verschiedener HPLC-Methoden und Detektoren mit dem Schwerpunkt Biokraftstoffforschung.

Was sind Biokraftstoffe?

Biokraftstoffe sind gasförmige oder flüssige Kraftstoffe, die aus kohlenwasserstoffreichen natürlichen Ressourcen gewonnen werden (z.B.: landwirtschaftliche Produkte, feste biologische Abfälle, Holzverschnitt usw.). Diese Rohstoffe werden zu einem hochenergetischen Endprodukt (Gas, Flüssigkeit oder Feststoff) unter Verwendung einer Methode der chemischen oder thermischen Veränderung, wie beispielsweise der Fermentation oder Umesterung, umgesetzt. Diese Rohstoffe werden zu einem Endprodukt (Gas, Flüssigkeit oder Feststoff) unter Verwendung einer Methode der chemischen oder thermischen Veränderung, wie beispielsweise der Fermentation oder Umesterung, hergestellt.

Wie fossile Brennstoffe werden auch Biogas und Biodiesel typischerweise zur Energiegewinnung verbrannt. Daher ist es von entscheidender Bedeutung sowohl für die Qualitätssicherung als auch für die Kontrolle der Effektivität (QA/QC) zu untersuchen, wie einzelne Biomoleküle die Speicherung und Freisetzung von Energie beeinflussen. Die analytische HPLC hat sich besonders in Biokraftstoffstudien zur Erforschung von Monosacchariden und Uronsäuren bewährt. Diese gehören zu den am häufigsten vorkommenden Kohlenhydraten in der Natur und spielen eine wichtige Rolle bei verschiedenen organischen Prozessen und Funktionen (z.B. Energiespeicherung).


HPLC in der Biokraftstoffforschung

Monosaccharide haben sich besonders in Biokraftstoffstudien zur Erforschung von Holzzuckern und Uronsäuren mit analytischer HPLC bewährt. Diese gehören zu den am häufigsten vorkommenden Kohlenhydraten in der Natur und spielen eine wichtige Rolle bei verschiedenen organischen Prozessen und Funktionen (z.B. Energiespeicherung). Die Quellen der verschiedenen Monosaccharide sind sehr unterschiedlich, aber in einer aktuellen Studie untersuchte KNAUER die Zusammensetzung verschiedener Monosaccharide und Uronsäuren aus Holzfermentationsprodukten mit Hilfe der Hochleistungs-Anionenaustauschchromatographie (HPAEC) mit elektrochemischem Nachweis.

Diese Anordnung erleichterte das Studium einer wertvollen Mischung aus sieben verschiedenen Hemizellulosezuckern (Arabinose, Fucose, Galactose, Glucose, Mannose, Rhamnose und Xylose) mit zwei wichtigen Uronsäuren (Galacturon- und Glucuronsäuren). Der Grund, warum HPAEC im Gegensatz zu einer alternativen HPLC-Methode eingesetzt wurde, liegt in der sehr hohen Sensitivität und Genauigkeit dieser Methode. Die Säurewerte der untersuchten Kohlenhydrate (pKa 12 - 14) ermöglichen es sie bei einem pH-Wert von 12 zu ionisieren. Polymere Anionenaustauschkolonnen sind somit die einzige HPLC-Form, die eine Monosaccharidanalyse durchführen kann.

Wenn Sie mehr über diese Studie erfahren möchten, finden Sie hier die vollständige Application Note:

Sensible und selektive Analyse von Holzzuckern und Uronsäure für die Biokraftstoffforschung mit elektrochemischem Nachweis.

Knauer: HPLC-Spezialisten

Knauer ist darauf spezialisiert, einzigartige modulare HPLC-Systeme zu entwickeln, die den spezifischen Herausforderungen einer Reihe komplexer Studienbereiche gerecht werden. Das HPAEC-System wurde speziell für die Analyse von Kohlenhydraten mit einem gepulsten amperometrischen Detektor (PAD) entwickelt. Wenn Sie weitere Informationen zur Anpassung eines HPLC-Systems an Ihre Anwendungsanforderungen wünschen, wenden Sie sich einfach noch heute an ein Mitglied des Knauer-Teams.

Das HPLC ECD Analysensystem

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.

Nicht nur Kohlenhydrate

Die elektrochemische Detektion kann nicht nur mit Kohlenhydraten vorteilhaft eingesetzt werden.

Auch andere oxidierbare oder reduzierbare Analyten wie z.B. fettlösliche Vitamine können in einem HPLC-System hervorragend damit bestimmt werden.

Möchten sie mehr erfahren?

Besuchen Sie uns auf