Grundlagen und Trennmechanismen

Die physikochemischen Eigenschaften der Analyte bestimmen maßgeblich die Auswahl der Trenntechnik. Neben der klassischen Flüssigkeitschromatgraphie nutzen wir fast alle elektromigrativen Trenntechniken wie Kapillarelektrophorese, mizellare elektrokinetische Chromatographie, isoelektrische Fokussierung, Isotachophorese, nichtwässrige Kapillarelektrophorese und Sieb-Elektrophorese. Diese Verfahren basieren auf unterschiedlichen Trenntechniken, die nicht immer vollständig verstanden sind, so dass weitere Grundlagenforschung der zugrundeliegenden Techniken notwendig ist. Dies gilt auch für Aufkonzentrierungstechniken in Kapillaren zur Verbesserung von Nachweisgrenzen. Die hier zugrundeliegenden Prinzipien sind auch für die Optimierung des Analyttransfers in mehrdimensionalen Trennungen relevant.

Für die nicht-wässrige Kapillarelektrophorese konnten wir zeigen, dass Ionenpaarbildung und gekoppelte Gleichgewichte die Trennung dominieren und dass erst ihr Verständnis eine wirkliche Optimierung hin zu robusten Verfahren erlaubt. Für die Isotachophorese konnten wir aus diesem Verständnis erstmals auch schwache Basen in den isotachophoretischen Stack aufnehmen und damit alle Aminosäuren simultan aufkonzentrieren.

Andere Arbeiten beschäftigen sich mit der Trennung in der isoelektrischen Fokussierung mit der Möglichkeit, Analyte gezielt an einem bestimmten Punkt in der Trennkapillare zu fokussieren, was für die mehrdimensionalen Trenntechniken notwendig ist. Unsere experimentellen Arbeiten werden von unseren Kooperationspartner auch über Simulationen zum besseren Verständnis der zugrundeliegeneden Effekte begleitet. Wesentlich ist hier auch der Einsatz von Design-of-Experiment-Strategien.

Kooperationen:

• Pablo Kler, Centro de Investigación de Métodos Computacionales (CIMEC), Universidad Nacional del Litoral (UNL), Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Santa Fe, Argentina
• Marián Masár, Milan Hutta, Department of Analytical Chemistry, Faculty of Natural Sciences, Comenius University in Bratislava, Mlynská dolina CH-2, 842 15, Bratislava, Slowakei

Publikationen:

1. Non-aqueous electrolytes for isotachophoresis of weak bases and its application to the comprehensive preconcentration of the 20 proteinogenic amino acids in column-coupling ITP/CE-MS
   P. A. Kler, C. Huhn, Anal. Bioanal. Chem. 2014, 28, 7163-7174

2. Advantages and limitations of a new cationic coating inducing a slow electroosmotic flow for CE-MS peptide analysis: a comparative study with commercial coatings
   M. Pattky, C. Huhn*, Anal. Bioanal. Chem. 2013, 405, 225-237

3. Desulfurized fuels from Athabasca bitumen and their polycyclic aromatic sulfur heterocycles. Analysis based on capillary electrophoresis coupled with TOF MS
   T. Nolte, T. N. Posch, C. Huhn, J. T. Andersson, Energy Fuels 2013, 27, 97-107
4. Non-aqueous capillary electrophoresis – mass spectrometry: A versatile, straightforward tool for the analysis of alkaloids from psychoactive plant extracts
   T. N. Posch, N. Martin, M. Pütz, C. Huhn, Electrophoresis 2012, 33, 1557-1566
5. Implementation of a design of experiments to study the influence of the background electrolyte on separation and detection in non-aqueous capillary electrophoresis – mass spectrometry
   T. N. Posch, A. Müller, W. Schulz, M. Pütz, C. Huhn, Electrophoresis 2012, 33, 583-598
6. Processes involved in sweeping under inhomogeneous electric field conditions as sample enrichment procedure in micellar electrokinetic chromatography
   M. El-Awady, C. Huhn, U. Pyell, J. Chromatogr. A 2012, 1264, 124-136
7. Diffusion as a major source of band-broadening in field-amplified sample stacking under negligible electroosmotic flow velocity conditions
   C. Huhn, U. Pyell, J. Chromatogr. A 2010, 1217, 4476-4486
8. Calibration-free concentration determination of charged colloidal nanoparticles and determination of effective charges by capillary isotachophoresis
   U. Pyell, W. Bücking, C. Huhn, B. Herrmann, A. Merkoulov, J. Mannhardt, H. Jungclas, T. Nann, Anal. Bioanal. Chem. 2009, 395, 1681-1691
9. Separation of very hydrophobic analytes by micellar electrokinetic chromatography IV. Modelling of the effec­tive electrophoretic mobility from carbon number equivalents and octanol-water partition coefficients
   C. Huhn, U. Pyell, J. Chromatogr. A 2008, 1198-1199, 208-214
10. Separation of very hydrophobic analytes by micellar electrokinetic chromatography III. Charac­terization and optimization of the separation electrolyte using carbon numbers
    C. Huhn, M. Pütz, U. Pyell, Electrophoresis 2008, 29, 783-795
11. Separation of very hydrophobic analytes by micellar electrokinetic chromatography II. Carbon number equiva­lents as analyte descriptors – influence of the composition of the separation elec­trolyte
    C. Huhn, M. Pütz, U. Pyell, Electrophoresis 2008, 29, 567-575
12. Separation of very hydrophobic analytes by micellar electrokinetic chromatography I. Optimi­zation of the composi­tion of the sample solution for the determination of the aromatic ingredients of sassafras and other es­sential oils of forensic interest
    C. Huhn, M. Pütz, I. Holthausen, U. Pyell, Electrophoresis 2008, 29, 526-537
13. Chirale Analytik mit Kapillarelektrophorese
    C. Huhn, M. Bauerfeind, GIT Spezial – Separation 1/2010