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Institut für Chromatographie Bad Dürkheim

Das ist die Schwester-”Site”
zur englischen Haupt-Site www.interchromforum.com  für

Chromatographeure, die an der Erkennung und Minderung
systematischer Chromatographie-Analysenfehler oder die an weniger oder noch unbekannten  C-Methoden und C-Tricks interessiert sind.

Das erste Internet Buch über
µ-PLC und frühere Informationen zu TLC / HPTLC
wurden inzwischen  publiziert (English).
Deutschsprachige Texte zur µ-PLC und zum Internet-Buch liegen in dieser SITE vor. Siehe auch µ-PLC:w-w-w-w. und eine µ-PLC Bauanleitung.
Ausführliche Information zur Micro-PLC finden Sie in dem Open Access-Buch (das es nur im Internet gibt und das wenn nötig erweitert wird) hier mit einem Click.
 Die erste Publikation zur Drei-Phasen-Chromatographie finden Sie HIER .
Ein neues Kapitel über die Gefahr und Ursache Systematischer Fehler ist hier .

 

ifc

IfC gegründet 1972
in Bad Duerkheim / Pfalz / Deutschland
seit 2005
sind wir im INTERNET, und damit leichter zu erreichen.

 

 Die oben genannte Arbeit wurde klassisch im Journal of Planar Chromatography - Modern TLC, Vol. 26
Issue 2 (April 2013) Seite 190-195 veröffentlicht.

Diese Site enthält  PowerPoint-PDF Presentationen zu gehaltenen Vorträgen.  Der Rechner benötigt ein PDF-Leseprogramm, z.B. ADOBE Reader ab v.9. Einen kritischen Vortrag über den Schaden, der durch die übertriebene Methodenregulierung in der analytischen Chromatographie entsteht, lesen Sie HIER.
 

Die stoffliche Analytik ist wichtig und erfordert Verantwortungsbewusstsein.
Sie fordert aber auch methodische Freiheit für den Analytiker.

Die stoffliche Analytik ist zu wichtig, als dass man sie allein Automaten überlassen darf. Noch so raffiniert programmierte Chromatographen sind zu dumm, um systematische Analysenfehler zu erkennen, aber für die Resultate muss der Analytiker geradestehen. Eigentlich. Denn er “hat unterschrieben” oder wird unterschreiben.

Vorschriften, Regulierungen, Überregulierung.

Der Analytiker trägt viel Verantwortung, auch für folgenden Ablauf:

Systematisch falsche Resultate bewirken mit absoluter Sicherheit systematisch falsche Entscheidungen.
Letztere sind leicht tausend- bis millionenfach teurer als die gesamte stoffliche Analytik.
Und wenn Dritte systematische Fehler feststellen, startet eine andere Schadenskette. Der Hinweis, dass man doch streng nach Vorschrift gearbeitet habe, daß doch alles zertifiziert sei, dass doch Regeln eingehalten werden mussten, dass NUR diese eine Methode zugelassen war usw. usw. hilft nicht. Das macht nicht frei von der alleinigen Verantwortung des qualifizierten Analytikers. Aber kann er das wirklich ? Dieser obige langatmige Hinweis reduziert keinen Fehler und keinen Schaden. Nicht einmal der Materialien- und Instrumentenhersteller kann zur Schadensminderung herangezogen werden. Auch der Computer oder die mathematische Statistik können nicht beschuldigt werden. Man hätte sie alle zusammen richtig benutzen und zusätzlich die zugehörige Richtigkeit kontrollieren müssen.

Statistische Mathematik erkennt systematische Fehler,
ja ist die derzeit beste Erkennungsmethode.

Daß statistische Mathematik systematische Fehler erkennen kann, wird zwar nicht geglaubt, aber auch das hilft nichts, denn sie kann es. Wenn man in www.interchromforum.com die sub Sites
   * Systematic Errors in Chromatography
   * Statistics und
   * Errordetector “sf4”
durchgearbeitet hat, wird man verstehen, wieso es möglich ist, quantitative Kapillar-GC für z.B. die Energiebestimmung an Erdgas mit einer Wiederholstandardabweichung von +- 0.002 % absolut einsetzen zu können. Wo doch viele Routinelaboratorien in der GC mit +- 0.2 % ; in der HPLC mit +- 0.5 % und bei PLC mit +- 5% für Hauptkomponenten zufrieden sind. Der Hinweis, dass doch niemand ein +- 0.002%-präzises Ergebnis brauche ist zu kurz gedacht. Erstens kann es sehr viel Geld bringen oder sparen - es geht um die wichtigste Energieresource die wir global noch haben. Und zweitens zeigt das, welch unglaubliche Präzision die Mikro Kapillar Chromatographie erreichen kann, wenn auch die Probe hochqualifiziert zugeführt wird. Dann bleibt noch interessant, wie soetwas erreicht werden konnte. Das steht in dieser und in der englischsprachigen Hauptsite.

Es sieht so aus, als ob heute die Wiederholstandardabweichung kaum oder wenn doch, dann auf Basis von Doppel- oder Dreifachmessungen ermittelt wird. Wenn man Pech hat, dann auch noch mit fehlerhaft arbeitenden (neuesten) Programmversionen zur Tabellenmathematik. Dabei ist die - richtig berechnete Wiederholstandardabweichung auf Basis von VIERFACH Messungen (N=4) die wichtigste Qualitätszahl für den Mittelwert einer Messung für jede Komponente.

Standardsicherheit ST
Es ist wichtig zu beachten, dass sich ein gefundener quantitativer Wert W von einem um die Standardsicherheit ST größeren oder kleineren Wert W+ST oder W-ST nicht unterscheidet, mit
99 % iger Sicherheit. ST hängt direkt linear mit der Wiederholstandardabweichung “s” zusammen. Deswegen kann “s” gar nicht klein genug sein. Die kostenträchtige Anzahl von Wiederholmessungen sollte jedoch N=4 sein, nicht N=3 oder gar nur N=2 aber auch nicht N=16.
Begründung:
Bei N=2 wird ein quantitativer Wert erst sicher größer als W, wenn er den Mittelwert W um
s * 45 / Wurzel(2) = s * 31.83 (genauer berechnet)  überschreitet.
Bei N=3 gilt dies für W + s * 6 / Wurzel(3) = W + s * 3.46
Bei N=4 gilt dies für W + s * 3 / Wurzel(4) = W + s * 1.5
Für eine größere Wiederholzahl N ändert sich nicht mehr viel.

Erhebliche Anteile von “s” beruhen auf systematischen Fehlern wie Probennahme, Probengabe, Integrationsqualität, Basislinienqualität, Detektorstabilität, Druck-, Fluss-, Temperaturschwankungen und insbesonders bewirkt die Chromatographie vor jeder Chromatographie mitunter sehr langandauernd schwerwiegende systematische Fehler, die oft erst nach zwanzig bis 30 hochkonstanten Wiederholmessungen bemerkt werden. Natürlich muß spätestens jetzt der Chromatographeur seine Chromatographie-Kenntnisse voll einsetzen, um die schädliche “Chromatographie vor der Chromatographie” drastisch zu reduzieren oder auszuschalten.

Per Knopfdruck generierte Hausnummern statt richtige Messwerte ?

Spätestens jetzt sollte klar werden, daß man mit einem einfachen Knopfdruck an einem konstantlaufenden Instrument für veränderliche Proben nicht zurechtkommt, etwas anderes als zwar ziemlich konstant aussehende aber eben “Hausnummern” zu messen, statt richtige Werte.

Das steht detailliert in den oben genannten “sub-Sites” in interchromforum.com . Zahlreiche Empfehlungen und Hinweise findet man an weiteren Stellen innerhalb der englischen Site, nur den quantitativ-analytischen Begriff “Hausnummer” findet man dort nicht. Der interchromforum.com - Autor hat dafür kein englisches Wort gefunden, das seine englisch-sprechenden Fachkollegen verstanden hätten.

Viele Fehler lassen sich durch chromatographiegerechte software erkennen, vermindern, vermeiden Zum Beispiel auch durch Anwendung von ZWEI statt einem Trennsystem und durch den qualifizierten Chromatogrammvergleich. Dazu haben wir im IfC das Konzept der halblogarithmischen “line chromtograms” entwickelt. Diese erlauben in der Gas-Chromatographie auf der Basis von Retentionsindices statt auf “gleichgeschalteter Retentionszeit” sehr klare Vergleiche. In dieser Site steht darüber nichts, sondern nur in der englischen Haupt-Site. Auch von dem Konzept der elektronischen Chromatogrammkombination steht hier nichts. Vorschnell wurde dazu mal auf einer Tagung gesagt “das ist doch ganz klar, das macht jeder”. Nachweislich ist das nicht klar und kaum einer hat bisher durchschaut, wie man in die chromatographischen Resultate auf Knopdruck Werte quantitativ einbringt, die per Chromatographie überhaupt nicht (oder nie richtig) messbar sind. Das Konzept der elektronischen Chromatogrammkombination setzt voraus, daß simultan zur Integration ein standardisierter “EXPORT Datensatz” erzeugt wird, der virusfrei per e-mail attachment dem Analytiker-Partner hilft, wenn dessen ausgelagertes Labor in den USA, in Russland oder in Japan / China am gleichen Projekt arbeiten muss.

Ein systematischer Fehler in der klassischen Chromatographie-Theorie musste endlich zur Sprache kommen: die grundsätzliche Fehlbewertung der peak-Form in der HPLC und in der Kapillar-Gas-Chromatographie sowie deren Folgen. Praktische Peaks haben eben nichts mit der GAUSS-Form zu tun, auf der die klassische Theorie aufbaut.
Daraus folgte eine notwendige grundsätzliche Neubewertung, wobei die Chromatographie Grundwerte nach ZEIT zu ermitteln sind, was mit einer hohen Präzision und Richtigkeit der Bruttoretentionszeit tms und der Peakbereite b05 in halber Höhe möglich war. Dabei wurde on-line real time und während der Rohdaten-Integration automatisch grafische Statistik eingesetzt . Danach wird statt mit einer Einzelsubstanz - die ja kaum etwas über Trennkraft sagen kann -  isokratisch mit vier bis fünf Testsubstanzen = Homologen das Trennsystem qualitativ kalibriert. Es ergeben sich strenge Gesetzmässigkeiten, deren Existenz nach der klassischen Theorie ”unmöglich” sei. Mit Hilfe dieser Gesetze lassen sich unter anderem quantitativ scharf Instrumentendefekte erkennen (und natürlich nur dann entschärfen bzw. weitgehend beseitigen) . Erst dann lässt sich die Trennkraft der Chromatographie richtig nutzen und maximieren. Die meßtechnisch messerscharf erkennbaren Gesetze dieser “alternativen theoretischen Chromatographie-Grundlagen auf Basis Zeit” lassen sich auf einfache Weise nicht nur zur Fehleranalyse der Chromatographie-Instrumente anwenden. So ist auch kritisch zu bewerten, warum wir heute immer noch keine Auto-Optimierung von Detektoren haben oder auch heute noch kein Instrumentenhersteller in der Chromatographie eine automatische Selektivitätsoptimierung anbietet. Kein Massenspektrometer ließe sich heute noch verkaufen, das keine automatische Systemoptimierung besitzt. Aber
Gas-Chromatographen haben z.B. immer noch Druckregler, die man in bestimmten Großlaboratorien schon unmittelbar nach dem Einkauf herauswerfen muss. Sehen Sie sich doch mal an - die Grundlagen sind einfach - was mit Sicherheit existiert, was “rein klassisch heoretisch” unmöglich sei.  Wenn Sie auch feststellen werden, daß da in der klassischen Theorie ein kritischer Widerspruch vorliegt, wird es Ihnen leicht fallen, auf eine brauchbare Theorie mit einem richtigen Modell umzusteigen. Vielleicht sehr zu Ihrem Vorteil.
Mit software kann Ihnen geholfen werden [ rudolf.kaiser@t-online.de ].
Der (broken) English Text zur “Alternativen Chromatographie-Theorie auf Basis Zeit” beginnt HIER .

                                                                        Dr. Olga Kaiser & Dr. Rudolf E. Kaiser

  updated Aug. 8, 2017. 

Die µ-PLC = Micro Planar Liquid Chromatography
wurde im IfC entwickelt. Das erste Internet-ONLY-Buch des Autors beschreibt die Methode.
Diese Publikation (in English) ist frei verfügbar unter µ-PLC (<-- hierauf clicken).
Januar 2013. Neue Anwendungsbeispiele - z.B. zur Ultraspurenkontrolle von Trinkwasser, dort auch ein einfacher YouTube Zugriff mit einem click auf den LINK. der das instrumentelle Konzept der Micro-Planar-Chromatographie zeigt.

NEU
Bei einer Vergleichsanalyse zweier VIAGRA-Produkte, eines als authentischer Standard mit dem relativ reinen (etwa 91%igen) Wirkstoff ‘Sildenafil’ (siehe Wikipedia Sildenafil) und einem flüssigen intensiv rot gefärbten (gallertigen) Arzneimittel Kamagra (mit etwa  47 % Wirkstoff Sildenafil) entdeckten wir die unerwartet starke Wirkung von multipler Fokussierung. Statt nur mit einer Substanz wie z.B. Methanol fokussierten wir die bogenförmig partiell überlappten Probenbögen am Plattenzentrum mit 3 x Methanol, 1 mal Ethanol, 2 mal sec.Propanol/Wasser 70/30 und 2 mal Methylenchlorid mit jedesmaliger Zwischentrocknung. Als Ergebnis erreichten wir mit Standard-MERCK-DC-Kieselgel 60 F254 Glasplattenschichten [1.05729.0001] eine Trenngüte der Trennzahl 50. Das ist rund 5 mal schärfer als normal.  Das Fokussieren ist in der µ-PLC ausgesprochen einfach. Wir verwendeten einen kleinsten Mikropinsel. Die Trennung eines “Neben”-Produktes zum Wirkstoff Sildenafil vom Hauptwirkstoff gelang trotz eines sehr kleinen Rf-Differenzwertes
von nur 0.02 Einheiten bei 0.50 zu 0.52 im Trennzentrum. Siehe das Zirkular-Vergleichs-Chromatogram im Abschnitt HPTLC der Hauptsite   www.interchromforum.com . Zur Fokussierung selbst finden Sie Informationen in

     www.planar-chromatography-by-kaiser.com durch einen Click im Abschnitt ‘Content’.

Was in der Dünnschicht-Chromatographie ein entscheidender Schritt in Richtung gute Trennkraft sehr einfach ist, ist in der HPLC und in der GC noch unterentwickelt. Allerdings können wir uns dort eine Multifokussierung noch nicht vorstellen, jedoch wenigstens eine Fokussierung, die weit mehr als zB eine ‘leere Vorkapillare’ bringt. Jedoch würde vor der Trennkapillare in der GC eine gepackt Mikrosäule mit sehr steilem Temperaturgradienten - gestartet Sekunden nach der Dosierung der Probe - entscheidende Trennverbesserungen bieten. Können Sie das bei irgendeinem Gerätehersteller
kaufen ? Wenn nein: das liegt an fehlender Fortbildung, heute über das fachliche Internet. Auch dazu fehlt es offenbar an Zeit bzw. besserem Qualitäts-Management, das sich nicht nur in der Überwachung von Regulierungen erschöpft.

Ebenfalls Neu:
Weil die µ-PLC keine Flüssig-Phasen-Kammer verwendet, war es möglich, erstmalig die Drei-Phasen-Chromatographie technisch zu verwirklichen. Sie bietet eine extrem einfache Änderung der Trennselektivität, indem die stationäre Phase mit einer flüssigen mobilen Phase und davon völlig unabhängig mit einer Gasphase - nahezu zeitunabhängig - in Kontakt
kommt. Diese kann sekundenschnell mit in der Gasphase gelösten Stoffen wie Basen, Säuren, polaren oder unpolaren Verbindungen in das stoffliche Trenngeschehen eingreifen. Sie ändert die Trennselektivität vor oder während des Trennvorganges. Es ist der global erste Bericht über Drei-Phasen-Chromatographie, siehe unter
  www.planar-chromatography-by-kaiser.com.

 Inzwischen ist es gelungen, statistisch hochsignifikante Ausreisser in Kalibrierkurven rechnerisch zu ermitteln. So ist leicht zu verstehen, dass ein Kalibrierwert auf einer Dünnschicht-Platte durchaus dann ein Ausreißer sein könnte, wenn er durch mechanische Schichtfehler in der Platte (Haar, Riss, gröbere Schichtpartikel, mechanische Verletzung etc) oder chemische Inhomogenitäten einen systematisch falschen Wert bewirken. Der hat in einer Kalibrierlinie mit fehlerfreien (richtiger: fehlerärmeren) Daten nichts zu suchen. Ist die systematische Verfälschung statistisch hochsignifikant, MUSS sie entfernt werden. Langsam sollten wir uns daran gewöhnen, dass Wiederholstandardabweichungen in der quantitativen Chromatographie als Ursache weniger ‘statistisches Rauschen - echtes noise’  sind als vielmehr systematische Fehler durch selektive Adsorption, Desorption, Inhomogenitäten der mobilen und stationären Phase, Temperatur- und Druckschwankungen  - bis hin zu kurzzeitigen Schwankungen der Netzfrequenz, die durchaus mal 3% erreichen, auch wenn die nicht Atomuhr betriebenen Uhren der Bahn alle 24 Stunden auch 24 Stunden einhalten. Und so ist es zweckmäßig, mehr als eine Messung und bei mehr als drei Wiederholmessungen - auch deren zeitliche Abfolge - anzusehen. Ist da eine Tendenz zu sehen, sollte man das Konzept ‘sf4’ anwenden (in www.interchromforum.com ) , ansonsten lieber die Multiintegration in der PLC (und HPLC) als die ‘ein Schuss - ein Fehltreffer’ Methodik gepaart mit Angst vor statistischer Mathematik beizubehalten.

Es sind so diese Vorträge erreichbar:
> Falsifyed-Fruit-Preservation <   ( in broken English. mit diesem Schreibfehler ‘y’ statt i ). Es gilt dieser LINK:
www.youtube.com/watch?v=an_cHO18gaQ&feature=related

> Überregulierte Analysenmethode <  Es gilt dieser LINK
www.youtube.com/watch?v=rJFH6xAq2i0&feature=related

> Chromatographie-gestern&morgen < Es gilt dieser LINK
www.youtube.com/watch?v=QHqL9vE6X08&feature=related

> Modern-PLC-Focussing < (in broken English.)
www.youtube.com/watch?v=3KYH5Jd-iJk&feature=related

> Strong PLC improvement by structure reduction < (in broken English.)
www.youtube.com/watch?v=s3F-RPPEUvM&feature=related

Das ‘broken English’ ist nicht so tragisch - zahlreiche Abbildungen entschärfen ein mögliches Problem, die Sache zu durchschauen.

Dabei sind keine ‘plug-ins’ notwendig und das Tempo von Seite zu Seite ist  genau so wie das Zurückblättern per Maus problemlos möglich.

Weitere YouTube-ppt-Berichte sind in Arbeit. Wie die Statistik zeigt, ist schon nach wenigen Wochen die Nachfrage recht verbreitet von Brasilien bis Kanada, von Russland bis Indien.

Auch NEU:
Der Autor hat die erste simultane Anwendung von mobiler Flüssigphase zusammen mit einer spezifischen strömenden Gasphase auf die stationäre Dünnschicht durchgeführt und den entscheidenden Einfluss auf die Trennselektivität durch eine sekundenschnelle Polaritätsumstellung der Schicht in der µPLC festgestellt. Es ist nicht leicht zu verstehen, was eine wirkliche Drei-Phasen - Chromatographie bewirken kann. Das wurde in der  Fachzeitschrift JPC publiziert (April Heft 2013) aber direkt erreichbar von hier in der www.planar-chromatography-by-kaiser.com .

Erste Serien-Trinkwasser- und Flusswasseruntersuchungen durch 1 Gramm Dosierung nach dem in der soeben genannten SITE vorgestellten Hochanreicherungsverfahren ergaben: So könnte mit geringstem technischen und Materialaufwand die Trinkwasser- Qualiätssicherung auch dort machbar sein, wo es weder MS noch HPLC-MS/MS oder auch nur einfache Laboratrorien oder eine Stromversorgung gibt. Allerdings muss ein Fahradddynamo 12 Volt Spannung liefern und ein Könner µ-PLC können. HPTLC-Platten und eine UV/Fluoreszenzlampe neben ein wenig wirklich reinem Methanol sind erforderlich.

 

 

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