Leitfähigkeits- und Potentialdetektion für Kapillaren und mikrofluidische Trennkanäle

Die Leitfähigkeitsdetektion kann in den elektromigrativen Trenntechniken, hier vornehmlich in der Kapillarelektrophorese und der Isotachophorese, als universeller Detektor eingesetzt werden. Wird die Detektion kontaktlos durchgeführt, können sehr stabile und reproduzierbare Messungen erreicht werden, da die Elektroden nicht durch Matrixbestandteile der Probe verunreinigt werden können. Gemeinsam mit unseren Kooperationspartnern entwickeln wir neue Detektionssysteme zur Messung der Leitfähigkeit in Kapillaren und auf mikrofluidischen Chips mit hoher Ortsauflösung, wie sie z.B. die Isotachophorese benötigt. Bei mikrofluidischen Chips als Interface zu mehrdimensionalen Trennungen dient uns dies zur Überwachung der Trennung der ersten Dimension und damit zum effizienten Transfer der Analyte in die zweite Dimension.

Trennkanäle in Netzwerken können elektrokinetisch verschlossen werden, wenn keine Potentialdifferenz vorliegt. Bei der Kopplung an externe Detektoren wie ein Massenspektrometer oder Fraktionssammler sowie bei Trennungen mit sich ändernder Leitfähigkeit im Kanal (z.B. isoelektrische Fokussierung oder Isotachophorese), kann dies nicht über die Kirchhoffschen Regeln erfolgen. In diesem Fall gelingt eine Potentialkontrolle nur über die Messung des Potentials am Kreuzungspunkt von Kanälen und anschließender Anpassung aller angelegten Spannung. Mit einer passivierten Elektrode gelang uns erstmals die dynamische Kontrolle des Potentials an einem Kreuzungspunkt in einer mikdofluidischen Schnittstelle zwischen zwei Trennkanälen.

Publikationen:

1. On-chip intermediate potential measurements for the control of electromigration in multi-channel networks in case of time-dependent potential changes

D. Sydes, P.A. Kler, P. Zipfl, D. Lutz, H. Bouwes, C. Huhn, Sens. Actuat. B: Chem. 2017, 240, 330-337

2. Column coupling isotachophoresis/capillary electrophoresis with mass spectrometric detection: characterization and optimization of microfluidic interfaces

P. A. Kler, T. N. Posch, M. Pattky, R. M. Tiggelaar, C. Huhn*, J. Chromatogr. A 2013, 1297, 204-212

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
• Peter Zipfl, Optoelektronik, Hochschule Aalen, Aalen
• Daniel Lutz, CalvaSens, Aalen