Im Vordergrund steht die Entwicklung von robusten Trennverfahren. Ein Schwerpunkt ist die Etablierung der Kapillarelektrophorese (CE) zur Qualitätskontrolle von Arzneistoffen. Dabei werden sowohl achirale als auch chirale Methoden zu Reinheitsuntersuchungen und zur Gehaltsbestimmung erstellt und validiert. Ein weiteres Ziel ist die simultane Bestimmung der Stereoisomerenreinheit und der verwandten Substanzen. Die Methodenoptimierung erfolgt mit Hilfe der Chemometrie. Weiterhin wird über die Bestimmung von Arzneistoffen aus biologischem Material wie Plasma oder Urin mit der HPLC und der CE gearbeitet.
Aufgrund der hohen Trenneffizienz ist die CE ein ideales Verfahren zur Peptidanalytik. Dabei können sowohl wässrige als auch nichtwässrige Elektrolytsysteme eingesetzt werden. In Kooperationen erfolgen außerdem Untersuchungen mittels CE-MS und HPLC-MS Kopplungen.
Isomerisierung und Enantiomerisierung der Asparaginsäure in Peptiden sind Reaktionen der Peptid- und Proteinalterung, die zur Inaktivierung von Peptidpharmaka führen können. Außerdem wird eine Beteiligung dieser Reaktionen an pathophysiologischen Prozessen wie beispielsweise Morbus Alzheimer diskutiert. Anhand von Modellsubstanzen werden die Isomerisierung und Enantiomerisierung von Aspartylpeptiden untersucht.
Die Arbeiten konzentrieren sich auf den Einsatz von Cyclodextrinen als chirale Selektoren zur Enantiomerentrennung in der CE. Von besonderem Interesse ist dabei die Diskriminierung der Enantiomere durch die Selektoren in Abhängigkeit von der Struktur der Analyte als auch der Struktur und dem Substitutionsmuster der Cyclodextrine. Grundlegende Untersuchungen zum Einfluss von Mobilität und Bildungskonstante der transienten diastereomeren Analyt-Cyclodextrin-Komplexe tragen zum Verständnis des Trennmechanismus bei. Praktische Anwendungen sind Verfahren zur Bestimmung der Stereoisomerenreinheit von Arzneistoffen.
Als Hybridverfahren aus CE und HPLC vereinigt die Kapillarelektrochromatographie (CEC) die hohe Auflösung der CE mit der hohen Selektivität der stationären Phasen der HPLC. Als stationäre Phasen werden sowohl Phasen auf Kieselgelbasis als auch durch in situ Polymerisation erhaltenen Monolithe eingesetzt.
Aufgrund von Vorteilen wie der hohen Auflösung, Flexibilität und dem geringen Verbrauch an aktiven Substanzen eignet sich die CE zur Untersuchung enzymatischer Reaktionen einschließlich der Bestimmung der Enzymaktivität, der Evaluierung von Substraten und Inhibitoren oder der Aufklärung von Stoffwechselwegen. Dabei kann die CE einerseits als analytisches Trennverfahren für Substrat und Produkt eingesetzt werden (offline Assay). Andererseits kann die Kapillare auch als Mikroreaktor für die Enzymreaktion mit anschließender Analytik der Reaktionsprodukte dienen (online Assay). Ein aktuelles Forschungsprojekt befasst sich mit der Entwicklung eines Assays für Sitruin-Enzyme.
Sino-German Research Group for Separation and Analysis of Complex Samples
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