Flüssigchromatographie zur Authentifizierung komplexer Naturprodukte

Die Nachfrage nach Gesundheitsprodukten und Nahrungsergänzungsmitteln ist groß. Vor allem pflanzliche Produkte mit pharmazeutisch wirksamen Inhaltsstoffen sind gefragt. Das liegt unter anderen an ihrer Bedeutung als Heilmittel in der traditionellen Medizin, wie der Ayurveda. Diese traditionelle indische Heilkunst ist eine der ältesten Gesundheitslehren und findet, insbesondere seit dem Einzug des modernen Yoga, auch immer mehr Beachtung in der westlichen Welt. Die weltweite Nachfrage nach pflanzlichen Nahrungsergänzungsmitteln spielt hier ebenso eine große Rolle. Die Qualitätssicherung der Produkte gestaltet sich jedoch schwierig. Forscher haben die Flüssigchromatographie und andere Verfahren zur Schaffung einheitlicher Analyse-Standards herangezogen.

Herausforderungen bei der Lebensmittelkontrolle

Die Authentifizierung komplexer natürlicher Produkte stellt die Wissenschaft vor große Herausforderungen, da die Zusammensetzung von Ernte zu Ernte stark variieren kann. Dies erschwert den Einsatz von standardisierten Analyseverfahren bei der Bekämpfung von Betrugsfällen enorm.

Um der Notwendigkeit einer zuverlässigen Probenanalyse Rechnung zu tragen, hat ein Team von Wissenschaftlern aus Forschung und Industrie in Indien kürzlich den Einsatz unterschiedlicher chromatographischer Verfahren für die Authentifizierung pflanzlicher Produkte geprüft.

Pflanzen sind reichhaltige Quellen für pharmazeutische Rezepturen und viele unserer Medikamente und deren Ausgangsstoffe basieren ursprünglich auf Heilpflanzen. Ein gutes Beispiel ist das Schmerzmittel Acetylsalicylsäure (ASS), besser bekannt als Aspirin®. Die Gewinnung der Substanz erfolgte früher nämlich aus der Weidenrinde. Heute erfolgt die Herstellung von Salizylsäure ausschließlich synthetisch.

Qualitätssicherung bei synthetischen und natürlichen Produkten

Auch wenn die Herstellung unserer Arzneimittel größtenteils synthetisch erfolgt, wächst bei vielen Konsumenten das Bewusstsein für natürliche Inhaltsstoffe und der Wunsch, auf unnötige Chemie zu verzichten. Pflanzen- und Kräuterextrakte sind somit zu einem attraktiven Markt avanciert.

Während bei synthetischen Produkten die Sicherstellung der Reinheit des Wirkstoffes das oberste Ziel der Qualitätssicherung ist, müssen standardisierte Tests bei Naturstoffen sowohl über das Vorhandensein von Wirkstoffen als auch über das Profil der Verbindung als Indikator für die Quelle des Produkts Aufschluss geben können. Dieses Profil kann sich jedoch, in Abhängigkeit der Variabilität der Pflanzenquellen, wie beispielsweise Herkunft, Erntejahr und Extraktionsmethode, stark verändern.

In dem Bestreben standardisierte Referenzprofile für die Zusammensetzung pflanzlicher Arzneimittel zu entwickeln, haben Wissenschaftlicher charakteristische Profile pflanzlicher Medizinprodukte analysiert, indem sie chromatographischer Verfahren mit anderen Nachweisverfahren gekoppelt haben.

Stand der Technik bei den Chromatographie-Verfahren

Die Forscher haben für verschiedene Pflanzenprodukte Beispielprofile mithilfe der Flüssigchromatographie (LC) und Gaschromatographie (GC) erstellt.

Die Flüssigchromatographie ist dabei ein vielseitiges Verfahren für die Authentifizierung. Pflanzenprodukte sind üblicherweise wässrige oder organische Lösungsmittelextrakte, so dass die Löslichkeit von Bestandteilen in verschiedenen Flüssigkeiten bereits bekannt ist und ein geeignetes LC-Verfahren ziemlich einfach ausgewählt werden kann.

Die Gaschromatographie bietet unterdessen eine leistungsstarke Trennmethode, solange die zu untersuchenden Verbindungen flüchtig sind und in die Gasphase eintreten bzw. chemisch in flüchtige Verbindungen modifiziert (derivatisiert) werden können.

Sowohl bei der LC als auch bei der GC lassen sich die aussagekräftigsten Ergebnisse in Verbindung mit einer Massenspektrometrie (MS) erzielen. Dieses Verfahren ist jedoch sehr teuer.

Bei der Flüssigchromatographie können viele Komponenten, die für pflanzliche Bestandteile charakteristisch sind, wie beispielsweise Polyphenole, durch Lichtabsorption oder Fluoreszenz identifiziert werden. Letztere wahlweise mit oder ohne Probenderivatisierung. Diese Trennverfahren sind allerdings sehr spezifisch und empfindlich. Zudem bleiben viele Bestandteile unentdeckt, die mithilfe der MS erkennbar sind.

Bioaktivitätsüberwachung als zukünftige Methode der Wahl

Für pharmazeutische Wirkstoffe wäre es vorteilhaft, die Aktivität der Verbindungen zu testen. Die üblichen Nachweismethoden, wie MS, Absorption und Fluoreszenz, identifizieren und quantifizieren die Verbindungen allerdings nur auf der Grundlage physikalisch-chemischen Merkmale.

Bioaktivitätstest

Bioaktivitätstests können an eluierten LC-Proben durchgeführt werden. Dies ist jedoch normalerweise eine recht mühsame Aufgabe. Die Wissenschaftler stellen daher Versuche vor, in denen LC-Trennungen direkt mit Bioaktivitätsdetektoren gekoppelt werden. Diese enthalten zum Beispiel Proteine, an die wichtige Verbindungen andocken können und bei deren Bindung eine Fluoreszenz zu beobachten ist.

Bei LC-Verfahren ist es üblich, mehrere Detektoren in Reihe zu schalten, um z.B. Absorption und MS-Detektion gleichzeitig zu bekommen. Solche Bioaktivitätsdetektoren könnten daher zusätzliche Informationen zu LC-Analysen hinzufügen. Diese Nachweisverfahren erfordern jedoch gute Biosensoren, die zum einen verfügbar und zum anderen für LC-Bedingungen geeignet sind. Dies lässt Raum für zukünftige Forschungen zu neuartigen Nachweismethoden für chromatographische Trennungen.

Weitere Informationen

Sie suchen Chromatographie-Zubehör? Hier geht zu unserem umfangreichen Portfolio in unserem Online Shop.

Die Originalquelle und weitere Informationen finden Sie hier.