Multidimensionale Chromatographie

Die multidimensionale Chromatographie ist eine effiziente Trennmethode für komplexe organische Stoffgemische. Bei der eindimensionalen Chromatographie kann es vorkommen, dass von den zu trennenden Substanzen zwei oder mehrere verschiedene gleich schnell vorankommen und somit an derselben Stelle landen. Zu ihrer weiteren Auftrennung hilft z. B. bei der zweidimensionalen Dünnschichtchromatographie, wenn in einem zweiten Arbeitsgang die stationäre Phase um 90° gedreht und eine andere mobile Phase zur erneuten Chromatographie angewendet wird; so lassen sich diese Substanzen ebenfalls voneinander trennen.

Nomenklatur

Die Nomenklatur zur multidimensionalen Chromatographie wurde während des ersten International Symposium on Comprehensive Multidimensional Gas Chromatography, 6.–7. März 2003 in Volendam vereinbart, ebenso die Definition und der Gebrauch der Wörter „comprehensive“(umfassend) und „orthogonal“ sowie das Multiplexzeichen „x“ zur Kurzbezeichnung für die umfassende zweidimensionale Chromatographie.

Comprehensive

Eine zweidimensionale chromatographische Trennung wird als „umfassend“ bezeichnet, wenn

1. jeder Probenbestandteil zwei unterschiedlichen Trennungen unterworfen wird:
2. gleiche prozentuale Anteile (entweder 100 % oder weniger) von allen Probenbestandteilen beide Trennsäulen passieren und den Detektor erreichen;
3. die in der ersten Dimension erreichte Auflösung im Wesentlichen beibehalten wird.

Das dritte Kriterium kann nie vollständig erreicht werden. Dennoch kann der unweigerliche Verlust an Auflösung durch z. B. eine Reduktion der Peak-Verbreiterung minimiert werden.

Das Multiplexzeichen „x“

Abkürzung	Bedeutung
GCxGC GCxGC-FID GCxGC-MS GCxGC-TOF-MS	Zweidimensionale Gaschromatographie (2D-GC) 2D-GC mit Flammenionisationsdetektor 2D-GC mit gekoppelten Massenspektrometer 2D-GC mit gekoppelten Flugzeit-Massenspektrometer
LCxLC LCxLC-MS LCxLC-TOF-MS LCxLC-MS/MS	Zweidimensionale Flüssigchromatographie (HPLC) (2D-LC) 2D-LC mit gekoppelten Massenspektrometer 2D-LC mit gekoppelten Flugzeit-Massenspektrometer 2D-LC mit gekoppelten Tandem-Massenspektrometer
LCxSEC	2D-(Flüssig x Größenausschluss)-Chromatographie
LCxGC	2D-(Flüssig x Gas)-Chromatographie
LCxGC-MS	2D-(Flüssig x Gas)-Chromatographie mit gekoppeltem Massenspektrometer
SFCxGC	2D-(Überkritische Fluid x Gas)-Chromatographie
GCxGCxGC	Dreidimensionale Gaschromatographie (3D-GC)
LC-GCxGC	On-line LC - 2D-GC
SFC-GCxGC	On-line Überkritische Fluidchromatographie - 2D-GC

Orthogonalität

In der Literatur wird die Bezeichnung „orthogonal“ – bezogen auf die zweidimensionale Trennung – sehr inkonsequent verwendet.

Das Wort orthogonal ist in der Mathematik (senkrechtes) und Statistik (unabhängiges) klar definiert. In der Chromatographie wurde es verwendet, um unterschiedliche Trennungstechniken oder Mechanismen aufzuzeigen. Somit war es notwendig, eine Definition für die Analytische Chemie zu formulieren:
Trennende Dimensionen sind orthogonal, wenn die jeweiligen Elutionzeiten beider Dimensionen als statistisch unabhängig angesehen werden können.

Literatur

• Luigi Mondello, Peter Quinto Tranchida, Paola Dugo, Giovanni Dugo: Comprehensive two‐dimensional gas chromatography‐mass spectrometry: A review. In: Mass Spectrometry Reviews. Band 27, Nr. 2, März 2008, ISSN 0277-7037, S. 101–124, doi:10.1002/mas.20158 (wiley.com [abgerufen am 13. August 2024]).