Der Fall

Das Ultraschallbad wird häufig auch zum Auflösen von Proben verwendet. Sein Einfluss auf die späteren chromatographischen Ergebnisse sollte nicht unterschätzt werden. Im Falle von schwankenden Peakflächen sollte ggf. an mögliche Variabilitäten im Zusammenhang mit dem Ultraschallbad gedacht werden.

Die Lösung

Es existieren verschiedene Einflussfaktoren, von denen hier einige aufgeführt sind:

          Verteilung der Energie/Temperatur

  • Welches Wasser wird verwendet, Leitungs- oder destilliertes Wasser?
  • Wie ist der Wasserstand? Bei hohem Wasserstand: Geringe Energie, dafür jedoch homogen verteilt. Niedriger Wasserstand: Erhöhte Energie, dadurch effektiveres Auflösevermögen. Durch die höhere Temperatur besteht allerdings eine größere Gefahr von Hydrolyse, Umlagerung oder generell einer Veränderung von Komponenten in der Probe/Matrix. Dies wird beispielsweise bei bestimmten Wirkstoffen (z. B. Paracetamol), Vitaminen, Aminosäuren und Farbstoffen beobachtet.
  • Wie ist die Größe und Geometrie der U-Bades, rund vs. eckig, Dicke der Wände etc. ?
  • Wie ist die Größe, Geometrie und Material des Gefäßes in dem die vials/Probekölbchen sich befinden, z. Becherglas vs. Drahtgestell. Beim Drahtgestell: Maschenweite 10 oder 15 mm?
  • Steht das Ultraschallbad direkt auf dem Labortisch oder auf einer Gummimatte/auf Gummifüßchen?
  • Positionierung der vials/der Probekölbchen; befindet sich z. B. das Kölbchen direkt auf dem Boden oder in einer Höhe von 5 oder 20 cm? Die Heizdrähte eines Ultraschallbades befinden sich eher selten am Boden, häufiger an den Seitenwänden. Man stellt nun zu Beginn ein vial mit der SST- oder Standardlösung beispielsweise in die Mitte des U-Bades. Im nächsten Schritt sind viel mehr vials zu behandeln, es muss demnach der gesamte zur Verfügung stehende Raum genutzt werden. Je nach Geometrie und U-Bad-Typ (z. B. 30 vs. 50 kHz) sowie Wassermenge kann eine Temperaturdifferenz (genauer: Temperaturgradient) von gut und gerne 5 °C oder mehr zwischen Wand/Boden und Mitte herrschen. Je nach Stabilität/Hydrolyseneigung der Analyte kann eine merkliche Differenz im Gehalt und evtl. zusätzliche Peaks die Folge sein.
    Unterschiedliche Arbeitsweisen

     

  • Bei komplexer Matrix (z. B. Stärke) wird von manchen AnwenderInnen während der Ultraschallbehandlung die Probelösung zwischendurch geschüttelt, von anderen nicht
  • Manche AnwenderInnen entfernen das Kölbchen nach der vorgesehenen Behandlungszeit von beispielsweise 5 min direkt, manchmal bleibt es noch weitere 15 min im U-Bad
  • Manche AnwenderInnen geben einen „Schluck“ Isopropanol ins Ultraschallbad, um Algenbildung zu verlangsamen, in anderen Fällen wird das U-Bad seltener verwendet, das Wasser ist alt, die Energieverteilung ist womöglich unterschiedlich

Die Liste ließe sich beliebig erweitern.

Das Fazit

Wünschenswert wäre im Rahmen der Methodenvalidierung beim Punkt „Robustheit“ die Überprüfung eines möglichen Einflusses des Ultraschallbades. Sollte sich eine Beeinflussung der Probestabilität und der Reproduzierbarkeit ergeben, wäre dies in der Methodenbeschreibung unbedingt zu erwähnen. Die gemachten Erfahrungen und die Empfehlungen daraus, wie denn die aktuelle Probe aufzulösen ist, sollten nach Möglichkeit – vor allem wenn Methodentransfer ins Haus steht –  detailliert kommuniziert werden, z. B: U-Bad-Geometrie/Typ, maximal zulässige Wassertemperatur, Füllmenge/-höhe oder ob Positionierung der vials kritisch ist. Siehe weitere Infos bzgl. Ultraschallbades in diesem Tipp.