{"id":39778,"date":"2025-05-08T10:08:20","date_gmt":"2025-05-08T08:08:20","guid":{"rendered":"https:\/\/membrapure.de\/?p=39778"},"modified":"2025-05-08T10:19:31","modified_gmt":"2025-05-08T08:19:31","slug":"nachweisgrenzen-von-kationen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/membrapure.de\/de\/nachweisgrenzen-von-kationen\/","title":{"rendered":"Nachweisgrenzen von Kationen"},"content":{"rendered":"\n

Technischer Hinweis – Nachweisgrenzen – Kationen – IONUS Ionenchromatograph<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Das membraPURE IONUS-Team wollte eine technische Notiz \u00fcber die F\u00e4higkeiten des IONUS<\/a> f\u00fcr Kationen erstellen. Dabei haben wir die Nachweisgrenzen unter Verwendung einer neuen 4mm x 250mm Kationens\u00e4ule validiert. Die Nachweisgrenzen f\u00fcr ein- und zweiwertige Kationen sind in Tabelle 2 (ICH) und Tabelle 3a und 3b (DIN) aufgef\u00fchrt. Die Nachweisgrenzen wurden auf der Grundlage der Datens\u00e4tze berechnet, wobei die Nachweisgrenzen nach zwei Methoden berechnet wurden: ICH-Richtlinien und DIN 32645.<\/p>\n\n\n\n

a) Die Daten wurden nach den ICH-Leitlinien berechnet, die f\u00fcr die Leitlinie zur Validierung von Analyseverfahren verwendet werden.<\/p>\n\n\n\n

b) Die Daten wurden nach der Norm DIN 32645 berechnet, die in der chemischen Analytik zur Bestimmung der Nachweis-, Identifizierungs- und Quantifizierungsgrenzen unter wiederholbaren Bedingungen angewendet wird.<\/p>\n\n\n\n

In Gespr\u00e4chen mit Kunden fiel uns auf, dass ausschlie\u00dflich von LOD oder LOQ in pmol gesprochen wurde, ohne dass ein Bezug zur Konzentration oder zu den Parametern des Versuchsaufbaus hergestellt wurde. Bei den Konzentrationswerten, die nach der von uns in der Vergangenheit bevorzugten, im deutschen und europ\u00e4ischen Raum bekannten, international aber relativ unbekannten Methode DIN 32645 ermittelt wurden, stie\u00dfen wir meist auf wenig Verst\u00e4ndnis.<\/p>\n\n\n\n

Demgegen\u00fcber scheint die ICH-Methode einen breiteren Bekanntheitsgrad zu haben, wie wir mit anderen Gesch\u00e4ftspartnern diskutiert haben.<\/p>\n\n\n\n

Wir haben uns daher entschlossen, die Werte nach zwei Methoden zu berechnen und dem Kunden die Wahl zu lassen, welchen Daten er folgen m\u00f6chte. Bei der DIN-Methode haben wir uns f\u00fcr zwei unterschiedliche Ermittlungsmethoden entschieden, um die Untersuchungen vollst\u00e4ndig abbilden zu k\u00f6nnen. Nachfolgend finden Sie in Tabelle 1 eine \u00fcbersichtliche Gegen\u00fcberstellung der beiden Methoden.<\/p>\n\n\n\n

Auf Wunsch k\u00f6nnen wir die Rohdaten zur Verf\u00fcgung stellen, so dass der Kunde seine eigenen Berechnungen durchf\u00fchren kann.<\/p>\n\n\n\n

Bedingungen f\u00fcr die Anwendung der Methode:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

IC System<\/strong><\/td>IONUS Ion Chromatograph<\/strong><\/td><\/tr>
S\u00e4ule<\/strong><\/td>Repromer CAT, 7 <\/strong>m<\/strong>m,                                   4 mm x 250 mm<\/strong><\/td><\/tr>
Eluent<\/strong><\/td>4.0 mM Nitric Acid<\/strong><\/td><\/tr>
Eluent Flussrate:<\/strong><\/td>0.7 mL\/min<\/strong><\/td><\/tr>
Temperatur der S\u00e4ule<\/strong><\/td>40\u00b0C<\/strong><\/td><\/tr>
Injektion<\/strong><\/td>20 \u00b5L<\/strong><\/td><\/tr>
Wasserquelle<\/strong><\/td>Aquinity\u00b2 P10 Analytical                        (0.055 \u00b5S\/cm, Type I)<\/strong><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Vorbereitung der Proben<\/strong>
Wir verwendeten 1000 ppm-Standards (Inorganic Ventures), die vom Lieferanten zertifiziert sind und auf Natrium basieren.<\/p>\n\n\n\n

Unter Verwendung der vorbereiteten individuellen 1000 mg\/Kg-Standards wurde ein gemischter Arbeitsstandard auf Vorrat hergestellt. Mit dem Stammstandard wurden verschiedene Konzentrationsbereiche nach Gewicht erstellt, um die Kalibrierkurve f\u00fcr das Projekt zu entwickeln. Die genauen Massenwerte, die in den Arbeitsbl\u00e4ttern des Labors aufgezeichnet wurden, k\u00f6nnen auf Anfrage zur Verf\u00fcgung gestellt werden.<\/p>\n\n\n\n

Tabelle 1: Vergleich zwischen den Berechnungen der LOD nach ICH und DIN 32645<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Scope<\/strong><\/td>ICH Q2(R1)<\/strong><\/td>DIN 32645<\/strong><\/td><\/tr>
Objective<\/strong><\/td>Validation of analytical methods in the pharmaceutical sector.<\/td>Definition and determination of detection, quantification, and determination limits in chemical analysis.<\/td><\/tr>
Definition of LOD<\/strong><\/td>Smallest amount of an analyte that can be detected with acceptable certainty.<\/td>Smallest concentration of an analyte distinguishable from the blank value with a predefined statistical confidence.<\/td><\/tr>
Calculation Method<\/strong><\/td>LOD = 3.3 \u00d7 (\u03c3\/S), where \u03c3 is the standard deviation of the signal, and S is the slope of the calibration curve.<\/td>Uses the standard deviation of the blank value or the residuals from the calibration curve to calculate the detection limit.<\/td><\/tr>
Required Data<\/strong><\/td>Multiple measurements of low-concentration samples to determine \u03c3; calibration curve to determine S.<\/td>Measurements of blank samples and\/or calibration standards; statistical evaluation to determine standard deviations and calibration function.<\/td><\/tr>
Scope of Application<\/strong><\/td>Pharmaceutical analysis, particularly for validating quality control methods for drugs.<\/td>General chemical analysis, including environmental analysis and other fields requiring detection and quantification limits.<\/td><\/tr>
Statistical Basis<\/strong><\/td>Based on the standard deviation of the signal and slope of the calibration curve; considers method precision.<\/td>Detailed statistical methods to determine detection, quantification, and determination limits; accounts for both systematic and random errors.<\/td><\/tr>
Practical Implementation<\/strong><\/td>Requires creating a calibration curve in the low-concentration range and performing multiple measurements to calculate the standard deviation.<\/td>Involves detailed statistical tests, including variance homogeneity, linearity checks, and outlier detection.<\/td><\/tr>
Advantages<\/strong><\/td>Relatively simple calculation; widely used in the pharmaceutical industry; tailored to drug analysis requirements.<\/td>Comprehensive and detailed methodology; applicable to a wide range of analytical procedures; provides clear definitions and statistical reliability.<\/td><\/tr>
Disadvantages<\/strong><\/td>May lack detailed statistical assurance; designed specifically for pharmaceutical applications and may not directly apply to other fields.<\/td>More complex statistical requirements; requires extensive data collection and analysis; potentially more labor-intensive to implement.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Um alle Partikel zu entfernen, wurden die vorbereiteten L\u00f6sungen durch einen Ionenchromatographie-Filter (IC-Filter) mit einer Porengr\u00f6\u00dfe von 0,22 \u00b5m filtriert. Die gefilterten L\u00f6sungen wurden dann zur Lagerung und anschlie\u00dfenden Analyse in 1,5-mL-Fl\u00e4schchen umgef\u00fcllt, die mit Septakappen verschlossen waren.
Um die Zuverl\u00e4ssigkeit der Daten zu gew\u00e4hrleisten und experimentelle Fehler zu minimieren, wurden f\u00fcr jede Probenl\u00f6sung 10-15 Wiederholungsinjektionen durchgef\u00fchrt. Zus\u00e4tzlich wurden 10-20 Injektionen von Leerproben, die nur UPW enthielten, durchgef\u00fchrt. Diese Leerwertinjektionen dienen dazu, ein stabiles Basissignal zu ermitteln und m\u00f6gliche Verunreinigungen innerhalb des Analysesystems zu identifizieren. Die erfassten chromatographischen Daten wurden mit der Clarity-Software (DataApex) verarbeitet und analysiert. Die Endergebnisse wurden dann ausgewertet und mit den etablierten Analysestandards oder den einschl\u00e4gigen gesetzlichen Normen verglichen.<\/p>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Berechnungen:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der Datenauswertungen und der Bestimmung der Nachweisgrenzen in Form von Aufz\u00e4hlungspunkten:<\/p>\n\n\n\n

ICH-Methode [1]:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Bestimmen des durchschnittlichen Signals (Peakfl\u00e4che) f\u00fcr jede Konzentrationsstufe<\/li>\n\n\n\n
  2. Berechnen einer linearen Regression des Signals als Funktion der Konzentration<\/li>\n\n\n\n
  3. Bestimmen der Standardabweichung der Kalibrierkurve.<\/li>\n\n\n\n
  4. Anwendung der Formeln (1), (2) und (3) zur Berechnung von LOD, LOI bzw. LOQ.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n
    \"\"<\/figure>\n\n\n\n

    <\/p>\n\n\n\n

    <\/p>\n\n\n\n

    DIN 32645 Blank Methode [2]<\/sup>:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      \n
    1. Bestimmen Sie das durchschnittliche Signal (Peakfl\u00e4che) f\u00fcr jede Konzentrationsstufe <\/li>\n\n\n\n
    2. Berechnen Sie eine lineare Regression des Signals als Funktion der Konzentration<\/li>\n\n\n\n
    3. Berechnen des mittleren Signals (Rauschens) und der Standardabweichung der Blindproben.<\/li>\n\n\n\n
    4. Bestimmen Sie die t-Student-Rechnung f\u00fcr ein System mit x Freiheitsgraden (y Anzahl der Leerwertmessungen) und einem angestrebten Konfidenzintervall von 95%.<\/li>\n\n\n\n
    5. Berechnen Sie das kritische Signal, Gleichung (4)<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

      y_k=y \u0305_L+t\u2219\u03c3_L (4)
      Wenden Sie die Formeln (5), (6) und (7) an, um die LOD, LOI bzw. LOQ zu berechnen.<\/p>\n\n\n\n

      \"\"<\/figure>\n\n\n\n

      <\/p>\n\n\n\n

      <\/p>\n\n\n\n

      DIN 32645 Kalibrierkurvenmethode [2]:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

        \n
      1. Bestimmen Sie das durchschnittliche Signal (Peakfl\u00e4che) f\u00fcr jede Konzentrationsstufe<\/li>\n\n\n\n
      2. Berechnen Sie eine lineare Regression des Signals als Funktion der Konzentration<\/li>\n\n\n\n
      3. Bestimmen Sie die Standardabweichung der Kalibrierkurve.<\/li>\n\n\n\n
      4. Bestimmen Sie den t-Student-Wert. F\u00fcr ein System mit 9 Freiheitsgraden (11 Konzentrationsstufen) und einem angestrebten Konfidenzintervall von 95% betr\u00e4gt der t-student-Wert 1,833113.<\/li>\n\n\n\n
      5. Wenden Sie die Formeln (8), (9) und (10) an, um die LOD, LOI bzw. LOQ zu berechnen.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n
        \"\"<\/figure>\n\n\n\n

        <\/p>\n\n\n\n

        Ergebnisse<\/strong><\/p>\n\n\n\n

        Tabelle 2: Ungef\u00e4hre Nachweisgrenzen f\u00fcr Kationen in Reagenzwasser f\u00fcr ein einzelnes Labor gem\u00e4\u00df der ICH-Methode<\/strong><\/p>\n\n\n\n

        Analyte \/ Peak #<\/strong><\/td>Symbol<\/strong><\/td>Retention Time \/ min<\/strong><\/td>LOD \/ ppm<\/strong><\/td>LOI \/ppm<\/strong><\/td>LOQ \/ ppm<\/strong><\/td><\/tr>
        Lithium \/ 1<\/td>Li<\/td>4.07<\/td>0.019<\/td>0.028<\/td>0.056<\/td><\/tr>
        Sodium \/ 2<\/td>Na<\/td>4.66<\/td>0.078<\/td>0.118<\/td>0.235<\/td><\/tr>
        Ammonium \/ 3<\/td>NH3<\/td>5.02<\/td>0.092<\/td>0.139<\/td>0.278<\/td><\/tr>
        Potassium \/ 4<\/td>K<\/td>6.18<\/td>0.264<\/td>0.399<\/td>0.799<\/td><\/tr>
        Magnesium \/ 5<\/td>Mg<\/td>10.93<\/td>0.075<\/td>0.114<\/td>0.228<\/td><\/tr>
        Calcium \/ 6<\/td>Ca<\/td>12.35<\/td>0.184<\/td>0.279<\/td>0.559<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

        Tabelle 3a: Ungef\u00e4hre Nachweisgrenzen f\u00fcr Einzel-Labor-Kationen in Reagenzwasser nach DIN 32645 Blanko-Methode<\/strong><\/p>\n\n\n\n

        Analyte \/ Peak #<\/strong><\/td>Symbol<\/strong><\/td>Retention Time \/ min<\/strong><\/td>LOD \/ ppm<\/strong><\/td>LOI \/ppm<\/strong><\/td>LOQ \/ ppm<\/strong><\/td><\/tr>
        Lithium \/ 1<\/td>Li<\/td>4.07<\/td>0.005<\/td>0.010<\/td>0.028<\/td><\/tr>
        Sodium \/ 2<\/td>Na<\/td>4.66<\/td>0.017<\/td>0.035<\/td>0.099<\/td><\/tr>
        Ammonium \/ 3<\/td>NH3<\/td>5.02<\/td>0.014<\/td>0.030<\/td>0.084<\/td><\/tr>
        Potassium \/ 4<\/td>K<\/td>6.18<\/td>0.032<\/td>0.067<\/td>0.190<\/td><\/tr>
        Magnesium \/ 5<\/td>Mg<\/td>10.93<\/td>0.010<\/td>0.022<\/td>0.062<\/td><\/tr>
        Calcium \/ 6<\/td>Ca<\/td>12.35<\/td>0.019<\/td>0.039<\/td>0.111<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

        Tabelle 3b: Ungef\u00e4hre Nachweisgrenzen f\u00fcr Einzel-Laboratorien f\u00fcr Kationen in Reagenzwasser, gem\u00e4\u00df DIN 32645 Kalibrierkurvenmethode<\/strong><\/p>\n\n\n\n

        Analyte \/ Peak #<\/strong><\/td>Symbol<\/strong><\/td>Retention Time \/ min<\/strong><\/td>LOD \/ ppm<\/strong><\/td>LOI \/ppm<\/strong><\/td>LOQ \/ ppm<\/strong><\/td><\/tr>
        Lithium \/ 1<\/td>Li<\/td>4.07<\/td>0.010<\/td>0.031<\/td>0.103<\/td><\/tr>
        Sodium \/ 2<\/td>Na<\/td>4.66<\/td>0.043<\/td>0.129<\/td>0.431<\/td><\/tr>
        Ammonium \/ 3<\/td>NH3<\/td>5.02<\/td>0.051<\/td>0.153<\/td>0.509<\/td><\/tr>
        Potassium \/ 4<\/td>K<\/td>6.18<\/td>0.146<\/td>0.439<\/td>1.465<\/td><\/tr>
        Magnesium \/ 5<\/td>Mg<\/td>10.93<\/td>0.042<\/td>0.125<\/td>0.417<\/td><\/tr>
        Calcium \/ 6<\/td>Ca<\/td>12.35<\/td>0.102<\/td>0.307<\/td>1.024<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n
        \"\"
        Abbildung 1: Chromatogramm des 6-Kationen-Standards (Lithium 5 ppm, Natrium 10 pm, Ammonium 10 ppm, Kalium 10 ppm, Magnesium 10 ppm, Calcium 10 ppm) auf dem Dr. Maisch Repromer CAT mit den entsprechenden Betriebsbedingungen der oben gezeigten Methode.<\/strong><\/sup><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

        <\/p>\n\n\n\n

        Schlussfolgerungen<\/strong><\/p>\n\n\n\n

        Nach dem Vergleich von Chromatographies\u00e4ulen verschiedener Hersteller wurde die Repromer CAT-S\u00e4ule als die am besten geeignete S\u00e4ule in Bezug auf das Preis-Leistungs-Verh\u00e4ltnis identifiziert. In Anbetracht der Tatsache, dass nur das untere Injektionsvolumen gew\u00e4hlt wurde und auch Injektionsvolumina von 50 oder 100 \u00b5L m\u00f6glich sind, zeigt das System, dass es auch ungew\u00f6hnlichen Anforderungen gerecht werden kann, insbesondere wenn es im unteren ppb-Bereich arbeitet.<\/p>\n\n\n\n

        <\/p>\n\n\n\n

        Hinweis: Die zu diesem Artikel geh\u00f6rige PDF ist zum Download nur auf Englisch verf\u00fcgbar.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

        <\/p>\n\n\n\n

        Literatur<\/strong><\/p>\n\n\n\n

        [1]<\/sup> International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceutical for Human Use (ICH), ICH Q2(R2) Guideline: Validation of Analytical Procedures, 2023. Available at:<\/p>\n\n\n\n

        [2]<\/sup> DIN Deutsches Institut f\u00fcr Normung e.V., DIN 32645: Chemische Analytik \u2013 Nachweis-, Erfassungs- und Bestimmungsgrenze unter Wiederholbedingungen \u2013 Begriffe, Verfahren, Auswertung, 2008.<\/p>\n\n\n\n

        Verf\u00fcgbar auf: https:\/\/www.beuth.de\/<\/a>  <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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