Analytik Trends 2023
Unsere Produktspezialist*innen haben für Sie einmal die wichtigsten Trends aus ihren Produktlinien HPLC, LCMS, GC & GCMS, MALDI und TOC zusammengefasst und für das kommende Jahr aufbereitet. Manche dieser Themen stellen sogar produktlinienübergreifende Aussichten dar. Sollten Sie ihr Unternehmen mit einem dieser Trend Themen konfrontiert sehen, zögern Sie nicht und sprechen Sie uns gerne an. Wir besitzen passende Lösungen und Applikationsnoten für die analytischen Fragestellungen in diesen Trendthemen, über die wir uns gerne mit Ihnen austauschen. Wir wünschen viel Spaß beim Ausblick auf das Jahr 2023 aus Sicht der instrumentellen Analytik.
Produktlinienübergreifende Trends:
GC & GCMS und HPLC
Leglisierung von Cannabis in Deutschland
Zum Ende des Jahres 2022 hat die Bundesregierung erste Konzepte für die Legalisierung von Cannabis in Deutschland vorgestellt. Es soll nun auch auf EU-Ebene weiter beraten werden. Hier kann in den kommenden Monaten und Jahren also viel passieren. Durch die Einführung von medizinischen Cannabis für die Behandlung von Patienten haben wir in den vergangenen Jahren ein breiten Wissen über die Cannabis-Analytik aufgebaut und gelten bei vielen Anwender*innen in der Branche als führender Ansprechpartner für Analysegeräte. Dies wollen wir auch mit unseren Kooperationspartnern wie Demecan – Produzent für medizinischen Cannabis) weiter ausbauen.
Doch woraus besteht eigentlich eine Cannabis Pflanze und was macht sie relevant für die instrumentelle Analytik?
Die Cannabis Pflanze enthält eine ganze Reihe interessanter Verbindungen. Die Cannabinoide (zu denen das THC und CBD zählen) stehen stark im Fokus pharmazeutischer Produkte. Nicht zu vernachlässigen sind aber auch die Terpene, die dem Produkt das Aroma und den Geschmack verleihen und welche auch die Wirksamkeit der pharmazeutischen Produkte beeinflussen (Entourage-Effekt). Natürlich soll das Endprodukt frei von Kontaminanten sein, weshalb auch Qualitätskontrollen hinsichtlich Schwermetalle, Pestizide, Mykotoxine, etc. unerlässlich sind.
HPLC, MALDI-MS & TOC
Biopharma
Mit der Entwicklung von biotechnologischen Impfstoffen wie zum Beispiel für die aktuellen Corona Impfstoffe und auch weitere Medikamente dieser Kategorie ist das Thema biopharmazeutische Wirkstoffe in der Mitte der Gesellschaft angekommen. Schon seit einigen Jahren suchen Pharmaunternehmen über diesen Weg nach neuen Medikamentenmöglichkeiten. Mit der Markteinführung der Nexera XSi haben wir ein neues Produkt, dass für die Analyse dieser spezialisierten Medikamente deutlich präzisere Messergebnisse liefert als reguläre Chromatographiesysteme auf dem Markt.
Auf DNA und RNA basierende Medikamente werden als "Nukleinsäure-Medikamente" bezeichnet. Diese Nukleinsäure-Arzneimittel ermöglichen einen gezielten Einsatz von Molekülen wie Boten-RNA (mRNA) und Mikro-RNA (miRNA), der mit herkömmlichen niedermolekularen Arzneimitteln und Antikörpern nicht erreicht werden kann. Daher können solche innovativen Arzneimittel der nächsten Generation für die Behandlung von bisher schwer behandelbaren genetischen Erkrankungen sein. Hier kann die MALDI-MS optimal für die QC eingesetzt werden.
Reinigungsvalidierung
In nahezu allen Produktionen ist es wichtig, dass Gerätschaften und Maschinen für die Produktion „rein“ sind. Aber: „Wie rein ist rein?“ Da die meisten Produkte, so wie Reinigungsmedien aus organischen Materialien bestehen, ist der TOC der geeignete Parameter zur Bestimmung des Reinheitsgrades. Dazu untersucht man entweder das „letzte“ Spülwasser der Reinigung oder nutzt Wischtests zur Validierung der Reinigung oder des Reinigungsverfahrens. Was ursprünglich in der Pharma-Industrie etabliert wurde, wird längst in anderen Branchen angewandt um die Reinheit von Werkzeugen, Maschinen, Behälter oder Produkten zu gewährleisten. Sei es in der Lebensmittelindustrie, in der chemischen Industrie, im kosmetischen Bereich, im Medizinischen Bereich oder in der Herstellung von Medizinprodukten, wie Implantaten.
Reinstwasserüberwachung
Bei der Herstellung sensibler Produkte, wie Pharmazeutika, elektronischer Bauteile (Chips, Solarzellen u.ä.) oder Präzisions-Werkstücke oder Werkzeuge, wird Reinstwasser in höchster Qualität benötigt. Dazu werden von den Herstellern Anlangen betrieben, die durch unterschiedliche Reinigungsstufen Reinstwasser produzieren. Zumeist wird das Reinstwasser dann in Ringleitungen im Betrieb verteilt. Zur engmaschigen Überwachung des Reinstwassers werden Prozess-Analysatoren benötigt, die im kleinsten Konzentrationsbereich die Reinstwasserqualität erfassen und eine Dysfunktion der Anlage sofort melden. Wichtig dabei ist es auf robuste Systeme zurückgreifen zu können, die hohe Standzeit besitzen ohne dass der Anwender aktiv eingreifen muss.
GC & GCMS
Fleischersatzprodukte
Das Segment der Fleischersatzprodukte umfasst alle fleischähnlichen Produkte, welche durch ästhetische Charakteristika wie z.B. Konsistenz, Geschmack oder chemischen Eigenschaften einer bestimmten Fleischsorte nahekommen. Es umfasst neben pflanzlichem auch vegetarisches Fleisch. Fleisch auf Pflanzenbasis bezeichnet aus Pflanzen hergestelltes Fleischersatzprodukt, z. B. aus Sojabohnen (und anderen Hülsenfrüchten), Weizengluten, Linsen, Tofu, Yuba, Tempeh und verschiedenen Nüssen. Vegetarische Fleischersatzprodukten hingegen besitzt auch nicht-vegane Bestandteile, wie Eier oder Milchprodukte. Beispiele für diese Bereiche sind pflanzliche und vegetarische Fleischersatzprodukte in Form von Nuggets, Hack, Burgern oder Würstchen.
Die Nachfrage nach Fleischersatzprodukten steigt von Jahr zu Jahr. Die Produkte orientieren sich häufig an den „originalen“ tierischen Vorbildern. Aromaanalysen mittels GCMS (Gaschromatographie mit Massenspektrometrie) helfen bei der Entwicklung und der Qualitätsbeurteilung solcher Produkte. Mit physikalischen Tests können die Textur, Scherkräfte und die Knackigkeit des Produktes beurteilt werden. Im Jahr 2022 beträgt der Umsatz von Fleischersatzprodukten in Deutschland bereits 620 Millionen Euro. Laut Statista Prognose wird bis zum Jahr 2027 ein Marktvolumen von bis zu 1,69 Mrd. Euro erreicht. Dies entspräche einem jährlichen Wachstum von ca. 22%.
Eine Zukunft ohne Helium als Trägergas
Helium ist das meistbenutzte Trägergas in der Gaschromatographie. Durch die aktuelle Verknappung und Preissteigerung des Gases stellt sich die Frage nach Alternativen. Im Vergleich zum Helium ist Wasserstoff das im Universum am häufigsten vorkommende Element und liegt hauptsächlich gebunden mit Sauerstoff in Wasser (H₂O) oder als Wasserstoffgas (H₂) in molekularer Form auf der Erde vor. Für die Gaschromatographie kann dieses Gas eine echte Alternative sein, allerdings müssen zuvor einige Anpassungen an der GCMS-Methode vorgenommen werden. Darüberhinaus muss auch der Sicherheitsaspekt bei der Umstellung auf Wasserstoff als Trägergas berücksichtigt werden.
MALDI und LCMS
PFAS und Trinkwasser - Umweltanalytik
Polyfluoralkyl Substanzen sind thermisch und chemisch stabil und werden daher in der Natur nicht vollständig abgebaut. Diese Substanzen haben Wasser und Fett abweisende Eigenschaften, wodurch sie einen idealen Einsatz bei Haushaltswaren sowie Textilien finden. Allerdings sind PFAS toxisch für Mensch und Tier und stehen in Verdacht Krebs zu verursachen. Aus diesem Grund ist am 12. Januar 2021 eine neue EU-Trinkwasserrichtlinie in Kraft getreten, die niedrigere Grenzwerte für das Trinkwasser vorschreibt. Denn breits 2019 zeigte eine Auswertung von Statista, dass in Deutschland mehr Wasser verbraucht , als neu hinzu gewonnen wird. Im Jahr 2021 verbrauchten deutsche Haushalte von den durchschnittlich rund 127 Litern am Tag den Großteil, nämlich 36% für Baden/Duschen.
TOC (Total Organic Carbon)
TOC im Abwasser
Um die Verunreinigung eines Abwassers zu bestimmen, dienen der CSB (Chemische Sauerstoffbedarf) und der TOC (total organic carbon) seit Jahrzehnten als aussagekräftige Summenparameter. Da bei der Bestimmung des CSB giftige Chemikalien (Quecksilberhaltige Schwefelsäure, Chrom (VI)) eingesetzt werden und die Bestimmung recht zeitaufwendig ist, steht der CSB seit Jahrzehnten in der Kritik. Bei der TOC-Bestimmung werden keine umweltgefährlichen Chemikalien verwendet; sie funktioniert einfach und schnell. Zudem kann sie sowohl im Labor als auch in größeren Prozessanlagen problemlos umgesetzt werden.