Die Hämodialyse ist eine medizinische Behandlung, die zur Lebenserhaltung eingesetzt wird, wenn die Nierenfunktionen nachlassen und die körpereigenen Entgiftungsfähigkeiten der Nieren versagen [1,2]. Dialyseflüssigkeiten (Hämodialyselösungen), bestehend aus Elektrolyten, Puffern und Kohlenhydraten (Glukose), die dem Blut identisch sind, sind ein zentrales Element dieser Behandlung [1,3-5]. Der Diffusionsgradient zwischen dem Blut und der Dialyseflüssigkeit ermöglicht den Abtransport von Stoffwechselabfällen und die Normalisierung des Elektrolytgehalts [1,2]. Dialyseflüssigkeiten werden durch Zugabe von Konzentraten, die Elektrolyte, Kohlenhydrate und Puffer enthalten, in Wasser hergestellt. Für die Herstellung und Zubereitung vor Ort gelten die höchsten Standards, die z. B. in der Europäischen Pharmakopöe, ISO 11663, ISO 23500 oder ISO 13958 (für Hämodialysekonzentrate) festgelegt sind [1,2,4].

Die Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) wird häufig für die Qualitätskontrolle eingesetzt, ist allerdings nur für die Messung kationischer (metallischer) Komponenten und einer limitierten Anzahl an gleichzeitig bestimmbaren Analyten geeignet. Im Gegensatz dazu ist die Ionenchromatographie (IC) eine automatisierte, schnelle und empfindliche Methode, um kationische und anionische Komponenten, einschließlich Acetat, gleichzeitig und präzise zu quantifizieren. Dieser ganzheitliche Ansatz etabliert die IC als kosteneffiziente Option gegenüber herkömmlichen Analyseverfahren für die Qualitätskontrolle von pharmazeutischen Präparaten wie Hämodialysekonzentraten. Die einfache Handhabung, Genauigkeit und der hohe Durchsatz der IC steigern die Produktivität und erfüllen die Anforderungen moderner Routine- und Forschungslabors.

Um toxische Bestandteile durch Diffusion aus dem Blut zu entfernen, muss die Zusammensetzung der Dialyseflüssigkeiten der des Blutplasmas sehr ähnlich sein. Diese Flüssigkeiten bestehen in der Regel aus Wasser, Elektrolyten, die Kationen und Anionen liefern (z. B. Natrium, Kalium, Kalzium, Chlorid), Puffern (z. B. Acetat oder Carbonat) und Kohlenhydraten (z. B. Glukose) [1,3-5]. In diesem Anwendungsbeispiel wurden der Gehalt an Kationen, Anionen und Acetat in zwei Hämodialysekonzentraten analysiert (Tabelle 1). Optimale Ergebnisse wurden mit einer Verdünnung im Bereich von 1:500 bis 1:750 unter Verwendung von Reinstwasser (UPW) erzielt.

Die Dialysekonzentrate wurden von der MTN Neubrandenburg GmbH, einem Unternehmen der Nipro-Gruppe, einem etablierten Hersteller von hochwertigen Hämodialyseprodukten, zur Verfügung gestellt. Diese waren saure Konzentrate (A-Konzentrate) für die Bicarbonatdialyse mit verschiedenen Zusammensetzungen (Tabelle 1). Die Produktion dieser Konzentrate erfolgt nach strengen, standardisierten Qualitätsvorgaben wie z. B. ISO 13958, ISO 11663 und ANSI/AAMI RD 61:2000 [1]. Auch für die anderen Komponenten, die für die Herstellung der endgültigen Dialyseflüssigkeit erforderlich sind, darunter Wasser und die Basiskonzentrate (B-Konzentrate) gelten strenge Vorgaben [1,3-5].

Die Anionen und Kationen wurden mit einem Zweikanal-IC-System (Abbildung 1) unter Verwendung der Leitfähigkeitsdetektion (mit sequentieller Suppression für Anionen) analysiert. Ein UV/VIS-Detektor (947 Professional UV/VIS-Detektor Vario) kann ebenfalls verwendet werden, um Verunreinigungen durch Nitrit, Nitrat und Bromid in den Konzentraten auszuschließen.

Das gesamte System (Abbildung 1) wurde mit Hilfe der Software Empower™ 3 von  Waters gesteuert. Ein gekühlter Autosampler (889 IC Sample Center - cool) wurde verwendet, um die Stabilität der stark verdünnten Proben zu erhöhen.

Die Anionen wurden mit der Metrosep A Supp 19 - 150/4.0 Säule (Standardeluent und Flussrate, Abbildung 2 A, C) getrennt. Diese hochkapazitive IC-Säule zeichnet sich durch eine hervorragende Trennleistung aus, auch bei stark belasteten Matrices.

Die einzigartigen Eigenschaften der Metrosep A Supp 19-Säule ermöglichen eine adäquate Trennung und Quantifizierung von Acetat auch in Gegenwart hoher Chloridkonzentrationen. Die Systemkalibrierung umfasste neben Acetat (0,4-20 mg/L) und Chlorid (6-300 mg/L) auch Fluorid (0,02-1 mg/L), Nitrit und Bromid (0,04-2 mg/L) sowie Nitrat, Phosphat und Sulfat (0,2-10 mg/L).

Die Kationen wurden mit einer Metrosep C 6 - 150/4.0-Säule (Standardeluent, Flussrate: 1,3 mL/min, Abbildung 2 B) getrennt. Die Kationen-Kalibrierung wurde für Natrium (4-200 mg/L), Ammonium (0,02-1 mg/L) sowie Kalium, Calcium und Magnesium (0,2-10 mg/L) durchgeführt. Die spezielle Säulenchemie der Metrosep C 6 garantiert eine optimale Peakauflösung und ermöglicht die Quantifizierung niedriger Konzentrationen an Analyten (z.B. Ammonium), die in der Nähe von höher konzentrierten Komponenten (z.B. Natrium) eluieren.

Anionen und Kationen wurden in weniger als 25 Minuten gleichzeitig aus derselben Probe analysiert (Abbildung 2). Die Robustheit beider Trennsäulen ermöglicht hohe Durchflussraten, wodurch die Gesamtlaufzeit verkürzt wird.

Dialysekonzentrate, die für Hämodialysebehandlungen verwendet werden, sind Lösungen mit hohem Salzgehalt und benötigen daher eine Qualitätskontrollanalyse, die sowohl matrixtolerant als auch genau und empfindlich ist. Durch den Einsatz eines Zweikanal-IC-Systems können Anionen und Kationen genau und gleichzeitig aus derselben Probe bestimmt werden. In weniger als 25 Minuten können die wichtigsten Konzentratkomponenten Acetat, Chlorid, Natrium, Kalium, Kalzium und Magnesium sowie Verunreinigungen (z. B. Nitrit, Nitrat oder Ammonium) quantifiziert werden. Obwohl die Analyse von Matrices mit hohem Salzgehalt oft eine Herausforderung darstellt, verringern die hochkapazitiven Trennsäulen Metrosep A Supp 19 und Metrosep C 6 das übliche Risiko einer Säulenüberladung und einer ungenauen Peakidentifizierung und -quantifizierung. Die gleichzeitige Analyse sowohl anionischer als auch kationischer Komponenten und Verunreinigungen ermöglicht eine umfassende Untersuchung aller Analyten aus einer einzigen Probe. Dies macht die IC zu einer genauen, empfindlichen, effizienten und leistungsfähigen Analysetechnik für die Qualitätskontrolle von pharmazeutischen Präparaten wie Hämodialysekonzentraten.

Die IC-Systeme von Metrohm können vollständig (einschließlich der intelligenten und automatisierten Funktionen) über verschiedene Software gesteuert werden: MagIC Net (Metrohm), Empower™ 3 (Waters), oder OpenLab CDS (Agilent). Diese Optionen bieten eine flexible Lösung für viele analytische Labore.