Gravimetrische Verfahren

Gravimetrische Verfahren beruhen auf einer Gewichtsbestimmung. Voraussetzung für eine gravimetrische Bestimmung ist demzufolge, dass im Verlauf der Umsetzung ein quantitativ abtrennbares Produkt entsteht, welches anschließend gewogen werden kann.
Einzig bedeutungsvolle gravimetrische Bestimmungsmethode in der Drogenanalytik ist die Bestimmung des Gerbstoffgehalts einzelner Gerbstoffdrogen (bei den meisten Gerbstoffdrogen erfolgt eine photometrische Bestimmung!). Das Prinzip der gravimetrischen Bestimmung beruht darauf, dass zu einem wäßrigen Extrakt der Droge Hautpulver gegeben wird. Nach Reaktion werden das Hautpulver und ein Teil des Filtrats (der verbliebenen Lösung) getrocknet und beide Produkte gewogen (s. Tormentillwurzelstock).

Volumetrische Verfahren

Bei volumetrischen Verfahren erfolgt eine Bestimmung des Volumens. Somit muss ein flüssiges Produkt vorliegen, welches bestimmt werden kann.
Um ein volumetrisches Verfahren handelt es sich bei der Gehaltsbestimmung des ätherischen Öls in Drogen. Hierbei erfolgt eine Wasserdampfdestillation der Droge. Diese wird in einer geschlossenen Apparatur durchgeführt. Wasser zirkuliert in der Apparatur. Wasserdampf und ätherisches Öl kondensieren im Kühler. Das ätherische Öl scheidet sich oben ab, wogegen das Wasser unten wieder in den Destillationskolben befördert wird. Nach Abschluss der Destillation wird das Volumen des destillierten Öls in der Apparatur abgelesen.

Chromatografische Verfahren

Chromatografische Verfahren zur quantitativen Bestimmung beruhen auf einer Kombination der chromatografischen Trennung von Substanzen mit einem Verfahren zur quantitativen Bestimmung. Die eigentliche Chromatografie liefert als Trennverfahren keine quantitativen Ergebnisse. Zur Quantifizierung wird also ein anderes, häufig photometrisches Verfahren genutzt, welches mit der Chromatografie gekoppelt wird.
Die zur Gehaltsbestimmung von Drogen genutzten chromatografischen Verfahren sind sowohl die Dünnschichtchromatografie (DC) als auch säulenchromatografische Methoden (Hochleistungsflüssigkeitschromatografie, Gaschromatografie). Gemeinsames Merkmal aller dieser Verfahren ist ein erheblicher apparativer Aufwand.

Dünnschichtchromatografie (DC)

Die Quantifizierung bei der DC erfolgt durch photometrische Verfahren. Die einfachste Variante und zugleich einzige Methode, die ohne kostenintensive Geräte auskommt, besteht darin, von der DC-Platte die Zonen mit den zu bestimmenden Substanzen abzukratzen. Anschließend werden die Substanzen eluiert und photometrisch bestimmt. Das DAB nutzte (in der aktuell gültigen Fassung aus dem Jahr 1999 wurde die DC-Methode durch eine HPLC-Methode ersetzt) diese Methode zur Capsaicinbestimmung in Cayennepfeffer. Gleichfalls kann auf diesem Weg Coffein aus Kaffeesamen, Teeblättern oder Matéblättern bestimmt werden. Präzisere Ergebnisse liefert die DC, wenn sie mit einer densitometrischen Bestimmung gekoppelt wird. Diese erfolgt meist als Remissionsmessung im UV oder als Fluoreszenzmessung. Allerdings ist auch eine Bestimmung im sichtbaren Bereich nach Umsetzung mit einem Sprühreagenz möglich. Um eine gleichmäßige Anfärbung zu gewährleisten, wird in diesem Fall die Platte nicht besprüht sondern in eine Tauchkammer gegeben.
Ferner besteht auch die Möglichkeit, Eichsubstanzen einer bestimmten Konzentration auf die DC-Platte aufzutragen. Hierbei genügt das bloße Auge zur Auswertung: Sind die Substanzbanden größer, ist die Mindestgehaltsforderung erfüllt.

Gaschromatografie (GC)

Voraussetzung für die Nutzung der Gaschromatografie ist, dass die zu bestimmenden Substanzen unzersetzt in den gasförmigen Zustand überführt werden können. Ideales Einsatzgebiet sind somit Stoffgruppen, deren Vertreter von Natur aus leicht flüchtig sind. Darüber hinaus kann die Methode zur quantitativen Bestimmung von Stoffgruppen genutzt werden, die durch eine einfache, quantitativ ablaufende Reaktion in ein leicht verdampfbares Produkt überführt werden können. In der Regel erfolgt eine Trimethylsilylierung oder Acetylierung.
Haupteinsatzgebiet der GC ist demzufolge die Bestimmung des Gehalts von Komponenten ätherischer Öle, da hier keine Umsetzung erforderlich ist. Stoffgruppen, die sich nach Trimethylsilylierung mittels GC bestimmen lassen, sind beispielsweise Ginkgolide und Monosaccharide.
Die Detektion und damit eigentliche quantitative Bestimmung der mittels GC getrennten Komponenten erfolgt in der Regel mit Hilfe eines Flammenionisationsdetektors. Gemessen wird dabei die Stromstärke, die von den bei der Verbrennung in einer Wasserstofflampe entstehenden Radikalen verursacht wird.
Großer Vorteil der GC sind die hohe Empfindlichkeit und Präzision der erzielten Ergebnisse.

Hochleistungsflüssigkeitschromatografie (HPLC)

Die HPLC ist die am universellsten einsetzbare Methode, da sie sich für die quantitative Bestimmung nahezu sämtlicher Stoffgruppen eignet und sich zudem die mit ihr erzielten Ergebnisse durch hohe Präzision und Reproduzierbarkeit auszeichnen. Weiterhin ist es möglich, die Probenaufgabe zu automatisieren. Dies ermöglicht einen hohen Analysendurchsatz, wodurch sich das Verfahren insbesondere auch für Routineanalysen in der Industrie eignet und heute das am häufigsten genutzte chromatografische Verfahren zur quantitativen Bestimmung darstellt. Als stationäre Phase für die chromatografische Trennung diesen vor allem mit Octan- und Octadecansäure veresterte Kieselgele. Diese werden als RP-Materialien bezeichnet (RP-8 bzw. RP-18, RP = reversed phase, 8 bzw. 18 für Octan- und Octadecansäure). Für spezielle Anwendungen können diese noch modifiziert sein. Zur Detektion können verschiedene Verfahren herangezogen werden. Am gebräuchlichsten ist die UV-Detektion. Diese ist allerdings an UV-aktive Strukturelemente gebunden, so dass sie nicht universell einsetzbar ist. Gleiches gilt für die Vis-Detektion. Da es sich in beiden Fällen um ein identisches Verfahren handelt, welches lediglich unterschiedliche Wellenlängenbereiche des Lichts nutzt, werden in der Regel Detektoren verwendet, die eine Bestimmung sowohl im UV- als auch im sichtbaren Bereich ermöglichen. Liegen in einem Molekül keine chromophoren Gruppen vor, die eine UV-Vis-Detektion ermöglichen, wird relativ häufig die Detektion mittels Bestimmung des Brechungsindex herangezogen (sog. RI-Detektoren, RI für refractive index, eingesetzt z. B. für die HPLC-Bestimmung von Zuckern). Weitere, z. T. sehr empfindliche Detektionsmöglichkeiten sind die Massenspektrometrie oder elektrochemische Analysenmethoden (Konduktometrie, Amperometrie). 

Photometrische Methoden

Photometrische Methoden sind die in den Gehaltsbestimmungen der Arzneibücher am häufigsten angewandten. Hierbei erfolgt eine photometrische Bestimmung im UV- oder Vis-Bereich. In der Regel ist nach der Extraktion der Substanzen eine mehr oder weniger aufwendige Aufarbeitung, in deren Verlauf übrige und störende Drogeninhaltsstoffe abgetrennt oder Glykoside gespalten werden, der abschließenden Umsetzung vorgeschaltet. Als Produkt der Umsetzung entsteht zumeist ein farbiges Produkt, dessen Absorption bei einer bestimmten Wellenlänge im Vis-Bereich gemessen wird. Bestimmungen, bei denen eine direkte Bestimmung der relevanten Verbindungen ohne vorherige Derivatisierung erfolgt, werden bei Rimpler unter der Bezeichnung "Spektroskopische Methoden" von den phothometrischen Methoden abgegrenzt.

©Thomas Schöpke - thomas@schoepke.de