Pharmazeutische Anwendungen
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Anwendung der Massenspektrometrie in der pharmazeutischen Analytik
Die hochsensitive Analytik metallhaltiger Rückstände mittels ICP-MS
Die Anwendung der ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry) in der pharmazeutischen Industrie ist ein herausragendes Beispiel für die Sicherstellung von Qualität und Reinheit. Diese Technik erlaubt es, metallic residues von Katalysatoren in Arzneistoffen bis in den ppt-Bereich zu detektieren und zu quantifizieren. So gewährleistet die ICP-MS, dass unsere Medikamente frei von unerwünschten, möglicherweise schädlichen Spurenelementen sind.
Die Rolle und Grenzen der chemischen Ionisation
Die chemische Ionisation (CI) ist besonders geeignet für Substanzen, die sich unzersetzt verdampfen lassen. Ein praktisches Beispiel, bei dem diese Technik an ihre Grenzen stößt, ist Glucose. Hier tritt das Phänomen auf, dass sich einige Molekülklassen wie Glucose oder auch Epimere und Anomere - Moleküle, die sich nur in der räumlichen Anordnung eines Atoms bzw. einer Atomgruppe unterscheiden - durch MS allein nicht unterscheiden lassen.
Quantifizierung und ihre Signifikanz
Ein grundlegendes Prinzip der Massenspektrometrie ist die Möglichkeit der Quantifizierung, die auf der Korrelation zwischen der Anzahl der Analytmoleküle und dem Detektorsignal basiert. Dies ermöglicht eine präzise Messung der Konzentration von Stoffen in einer Probe, was für die pharmazeutische Qualitätssicherung von entscheidender Bedeutung ist.
Epimere und die Signalverschiebung
Betrachten wir die Epimere D-Glucose und D-Mannose, die eine Herausforderung für die Massenspektrometrie darstellen: Beide haben identische Massen und können in einem Massenspektrum nicht unterschieden werden. Interessant ist hier, dass bei der Analyse von Biomolekülen oft eine Signalverschiebung durch die Abspaltung von Wasser auftreten kann.
Die MS weist eine inhärente Schwäche auf, wenn es darum geht, zwischen Epimeren wie D-Glucose und D-Mannose zu unterscheiden. Ein tiefes Verständnis dieser Limitation ist essenziell für die korrekte Interpretation von Massenspektren.
Stereoisomere und CI-Spektren
Die MS bietet interessante Einblicke in die Struktur von Stereoisomeren, beispielsweise durch spezifische CI-Spektren. Diese Spektren können helfen, ähnliche Strukturen zu differenzieren, was für das Verständnis von Wirkstoffinteraktionen wichtig ist.
Kontaminanten und ihre Bedeutung
Ein wesentlicher Aspekt in der pharmazeutischen Analyse ist auch die Kenntnis über häufige Kontaminanten wie Phthalsäurediester. Diese können aus Verpackungsmaterialien stammen und in die Produkte gelangen, was ihre Sicherheit und Wirksamkeit beeinträchtigen kann.
Das Phänomen natürlicher Isotopenverhältnisse
Ein klassisches Beispiel für das Verständnis natürlicher Isotopenverhältnisse ist Brom, das fast zu gleichen Teilen als Br79 und Br81 vorkommt. Dieses Phänomen manifestiert sich in Massenspektren als zwei nahe beieinander liegende Peaks, was eine zusätzliche Bestätigung der Identität einer Verbindung ermöglichen kann.
ESI-MS und die Analyse von Peptiden
Die ESI-MS (Electrospray Ionization Mass Spectrometry) ist besonders wertvoll für die Analyse von peptidischen Arzneistoffen. Die Herausforderung bei Molekülen mit Mehrfachladungen liegt in der präzisen Massenbestimmung, was für die Charakterisierung von großen Biomolekülen unumgänglich ist.
Zusammenfassung
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