Vergleich der Methoden und der Stabilitäten der Injektionslösungen

3.3.1 Beurteilung der Methoden

Bei einem Vergleich der untersuchten Methoden werden die Unterschiede bei Nachweis- und Bestimmungsgrenzen, Selektivität, Präzision, Richtigkeit, Robustheit deutlich. Dementsprechend können die Methoden verschiedentlich sehr gut, teilweise nur eingeschränkt oder gar nicht für die analytische Problemstellung eingesetzt werden.

Vor dem Test einer Methode auf Eignung zur Bestimmung der schwefelhaltigen Ionen neben Thiosulfat-Überschuss stand die Methodenentwicklung an Hand von Lösungen mit annähernd adäquaten Analyt-Konzentrationen. Anschließend wurden die im Hinblick auf Auflösung und Selektivität optimierten Methoden auf ihre Eignung zur Bestimmung der Ionen in Natriumthiosulfat-Injektionslösungen geprüft.

Bei einigen Methoden zeigte sich bereits in der ersten Phase der Entwicklung, dass den Bestimmungen in einigen Fällen durch zu hohe erreichbare Nachweisgrenzen, z. T.

kombiniert mit geringer Selektivität, Grenzen gesetzt sind. Die entwickelten Methoden konnten somit nicht alle für die Bestimmung der Ionen neben Thiosulfat-Überschuss eingesetzt werden. Für einige Methoden wurde diese Limitierung erst in der zweiten Phase deutlich. Durch das ungünstige Konzentrationsverhältnis verschlechterten sich oft Selektivitäten und Nachweisgrenzen bei abnehmender Präzision und Robustheit.

Die Tabelle 34 liefert einen Überblick über die Eignung und den Erfolg der einzelnen Methoden bei der Bestimmung der schwefelhaltigen Ionen in matrixfreier, verdünnter Lösung und in Natriumthiosulfat-Injektionslösungen. Die Ionenpaarchromatographie mit Leitfähigkeitsdetektion wurde dabei nur kurz dargestellt. Es gelang hier für Sulfit, Sulfat und Thiosulfat eine Trennung, die jedoch nur für die Gehaltsbestimmung von Thiosulfat geeignet ist. Die RP-HPLC wurde nur für die Schwefelbestimmung aufgeführt. Die Titrationsmethoden wurden nur bei der Gehaltsbestimmung von Thiosulfat und der Bestimmung der Pufferkapazität eingesetzt.

Tab. 34: Ergebnisse der Methodenentwicklung.

Trennung/Bestimmung erfolgreich: Ja/Nein / NWG bzw. Bereich:

Ion Methode

Fortsetzung Tabelle 34

n.b. nicht bestimmt

+ Interferenz mit anderen Ionen, Selektivität ungenügend, Überladung

§ direkte Detektion;

# indirekte Detektion

Bestimmung ohne

Trennung/Bestimmung erfolgreich: Ja/Nein / NWG bzw. Bereich:

Ion Methode CE Ja, für Gehaltsbestimmung geeignet

IC-LFD Ja, für Gehaltsbestimmung geeignet IPC Ja, für Gehaltsbestimmung geeignet DPP Ja, für Gehaltsbestimmung geeignet Thiosulfat

Biamp. Ja, für Gehaltsbestimmung geeignet

Tab. 35: Vergleich der Methoden zur Sulfit- und Sulfatbestimmung. Arbeitsbereich für 10 %ige

Lösung 5 - 40 µg/mL 1 - 35 µg/mL 25 - 500 µg/mL 100 - 600 µg/mL

kritischer Selektivitätsfaktor > 1,2 entfällt 4,3 1,06

sc für 10 %ige Lösung 1 µg/mL 0,3 µg/mL 3,8 µg/mL 17 µg/mL

Analysendauer 32 min 5 min 32 min 10 min

Robustheit mittel hoch hoch gering

Beim Vergleich der ionenchromatographischen Bestimmung von Sulfit mit der Bestimmung durch DPP wird die Überlegenheit der polarographischen Methode deutlich. Die erreichbaren Nachweis- und Bestimmungsgrenzen, bezogen auf die Injektionslösungen, sind bei der DPP niedriger (s. Tabelle 35). Sie betragen etwa ¼ der Grenzgrößen der Ionenchromatographie.

Die niedrigere NWG wird dabei in erster Linie durch die deutlich geringere Verdünnung, die zur DPP-Bestimmung notwendig ist, möglich. Im Analyten sind die absoluten NWG sehr ähnlich. Im Hinblick auf Präzision, Richtigkeit und Aufwand ist der Polarographie jedoch ebenfalls der Vorzug zu geben.

Auch bezüglich der Robustheit wurden stärkere Störungen durch z. B. abnehmende Pufferstabilität, pH-Wert-Schwankungen und wechselnde Probenzusammensetzung (z. B. Chlorid, Phosphat) bei der Ionenchromatographie beobachtet. Lediglich die durch sauren pH-Wert begünstigte Thiosulfat-Zersetzung, die eine präzise pH-Wert-Kontrolle und zügiges Arbeiten erfordert, fallen bei der DPP negativ ins Gewicht.

Ein Paarvergleich der mit beiden Methoden ermittelten Werte zeigt, dass ein signifikanter Unterschied zwischen den Methoden besteht (t-Test). Mit der DPP werden im Vergleich zur IC geringfügig höhere Konzentrationen gefunden. Im Mittel beträgt die Abweichung 1,3 µg/mL. Mögliche Ursachen für den systematischen Fehler können eine unzureichende Sulfit-Stabilisierung, Adsorptionsphänomene oder Störungen in der Basislinie des Chromatogramms, die die korrekte Bestimmung der Peakhöhe beeinflusst haben, sein. Die Sulfitbildung im Elektrolyten bei der DPP wurde durch die Kalibrierung in Thiosulfat-Matrix berücksichtigt.

Eine Bestimmung von Sulfat durch Ionenchromatographie ist der kapillarelektro-phoretischen Bestimmung überlegen (s. Tabelle 35). Es werden niedrigere Nachweis- und Bestimmungsgrenzen bei gleichzeitig höherer Präzision und Richtigkeit der Methode erreicht. Auch die Robustheit der chromatographischen Methode ist höher, da bei der CE die Bestimmung durch EOF-Störungen beeinflusst wird. Die CE-Bestimmung reagiert empfindlicher auf pH-Abweichungen und Elektrolytstärke. Eine CE-Bestimmung ist jedoch in deutlich kürzerer Zeit durchführbar. Für die Bestimmung des Sulfat-Gehalts von Natriumthiosulfat-Injektionslösungen sind beide Methoden geeignet, da hier Konzentrationen im mittleren bis oberen ppm-Bereich oberhalb der Bestimmungsgrenzen vorliegen. Ein Paarvergleich der mit den Methoden ermittelten Werte für identische Injektionslösungen ergab keinen signifikanten Unterschied zwischen beiden Methoden.

Für die Gehaltsbestimmung von Thiosulfat stellte sich keine der drei eingesetzten Methoden eindeutig als Methode der Wahl heraus (s. Tabelle 36). Die Polarographie weist die geringste Abweichung bezüglich der Richtigkeit auf. In der Präzision weisen chromatographische und polarographische Bestimmung ähnliche Abweichungen auf.

Die Biamperometrie besitzt eine im Verhältnis sehr gute Präzision, was zum Teil durch die geringe Signalauflösung bedingt ist (Bestimmung des Volumens für den Verbrauch an Maßlösung manuell über Tangentenverfahren). Bezüglich der Richtigkeit liegt die Abweichung im Vergleich zwischen DPP und IPC.

Ein Paarvergleich ergab keinen signifikanten Unterschied für Ionenpaar-chromatographie und DPP. Es wurden jedoch signifikant niedrigere Werte für die Titration bestimmt. Die Abweichung bei der Gehaltsangabe beträgt im Mittel -2,4 % Natriumthiosulfat-Pentahydrat. Der systematische Fehler kann bei der Bestimmung des Äquivalenzpunktes liegen, durch einen Volumenfehler oder zu hohe Titrations-geschwindigkeit bedingt sein.