Solubilisierung stark lipophiler Arzneistoffe in lipidhaltige ...

Kapitel II Grundlagen
II.9.3 Mizellare Affinitätskapillarelektrophorese (MAKE)
Wie bei allen elektrophoretischen Methoden
erfolgt bei MAKE eine Wanderung geladener
Teilchen (Moleküle und Mizellen) in einem
elektrischen Feld, das proportional zur
Ladung der Teilchen und der elektrischen
Feldstärke auf die Ladungsträger wirkt. Die
Reibungskraft ist dabei entgegengesetzt
gerichtet und hängt mit der Viskosität des
Mediums, der Größe und Form der Teilchen
zusammen. Basierend auf diesem Phänomen
kann eine Trennung der Teilchen erfolgen,
die dann mittels eines UV- oder Fluoressenzdetektors
durch ein Fenster in der Kapillarwand
nahe der Kapillarendung (normalerweise
neben der Kathode) erfasst wird. Da es
sich dabei um ionische Moleküle handelt,
bestimmen Faktoren wie pK s, pH-Wert und
Leitfähigkeit bzw. Ionenstärke des Mediums
den elektroosmotischen Fluss (EOF) und die
Ladung der Teilchen und sie sind demzufolge
mit einzubeziehen. Die Selektivität der
Trennung wird auch durch Zusätze bestimmter
Gegenionen bzw. Komplexbildner
oder oberflächenaktiver Substanzen sowie
über Wechselwirkungen mit der inneren
Kapillaroberfläche beeinflusst. Die Trennung
bei MAKE erfolgt in dünnen Kapillaren
(∅ 20-100 µm), um aufgrund des großen
Oberfläche/Volumen-Verhältnises ein möglichst
flaches stempelförmiges Flussprofil zu
erhalten. Bei solchen Durchmessern entstehen
auch geringe Stromflüsse. Dies
erlaubt u.a., bei relativ hohen Trennspannungen
zu arbeiten (10-30 kV), mit denen
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
eine angemessene Flussgeschwindigkeit erreicht werden kann, jedoch ohne bei diesen
Spannungen zu einer bedeutenden Temperaturerhöhung zu kommen. Bei pH ≥ 9 sind
die Silanolgruppen auf der Innenoberfläche der typischen Quarzkapillaren (fused silica)
vollständig ionisiert und der EOF ist am effektivsten. Bei pH ≤ 4 nimmt die Dissoziation
und dadurch der EOF sark ab (Abb. 5). Durch Deprotonierung der Silanolgruppen in der
Pufferlösung wird die Innenoberfläche negativ geladen und es bildet sich eine elektrische
Doppelschicht aus einer dichten festen positiven Gegenionenschicht und einer
Diffusionsschicht (Stern’sches Modell, Abb. 6). Das Zetapotential nimmt exponentiell mit
der Entfernung von der Kapillarinnenwand ab. In der Diffusionsschicht sind die Kationen
freibeweglicher als andere Teilchen. Wenn die Kapillare einer Spannung ausgesetzt wird,
werden alle Teilchen der Lösung in Bewegung gesetzt, insbesondere die Kationen. Sie
reißen das Lösungsmittel mit sich und es erfolgt der gesamte Transport (EOF) daher in
Richtung Kathode. Der effektiven elektrophoretischen Mobilität µ eff der Analyte (auch
Nettomobilität genannt) ist die elektroosmotische Mobilität µ EOF (v.a. bei pH>7) immer
µ EOF
pH
Abb. 5 Änderung der EOF-Mobilität in
Abhängigkeit von pH bei typischen Quarzkapillaren
(fused silica) (simulierte Daten)
Kapillarwand
+
+
+
+
+
+
+
+
+ +
+
+ +
+
+
+ +
+
+
+
+
+
+
Diffusionsschicht
(Debye-Hückel-Schicht)
Festsitzende Schicht (Helmholz-Schicht)
-
EOF
Abb. 6 Stern’sches Modell zur Ladungsverteilung
der Doppelschicht bei negativ
geladenen Kapillarwänden, die zur Erzeugung
des Zetapotentials und EOF führt.
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