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Die Kjeldahl-Methode wird zur Bestimmung des Stickstoffgehalts in organischen und anorganischen Proben angewendet. Die Kjeldahl-Analyse besteht aus drei Schritten: Aufschluss, Destillation und Titration. Während des katalytischen Aufschlusses wird organischer Stickstoff (mit Ausnahme von Nitro- und Azo-Gruppen und Stickstoff in Ringen) in Ammonium umgewandelt. Unmittelbar vor dem Destillationsschritt wird Natriumhydroxid zugesetzt, um das Ammonium in Ammoniak umzuwandeln. Letzteres wird durch Wasserdampfdestillation in einen Sammelbehälter überführt, der ein Absorptionsmittel (z. B. Borsäure) enthält. Schließlich wird das abgetrennte Ammoniak mit Schwefelsäure titriert.


Der Proteingehalt von Proben kann auch anhand des Stickstoffgehalts bestimmt werden, der mit dem Kjeldahl-Verfahren ermittelt wird. USP <461> beschreibt die Titrationsmethode zur Bestimmung des Stickstoffgehalts in organischen Produkten mit Hilfe des Kjeldahl-Stickstoffansatzes. Diese Application Note beschreibt die Stickstoffbestimmung in Heparin-Natrium.

Die Analyse wird an Heparin-Natrium demonstriert. Eine angemessene Menge Heparin-Natrium wird genau abgewogen und in einen sauberen Zweihals-Rundkolben überführt. Für den Aufschluss werden Natriumsulfat, Kupfersulfat und Schwefelsäure zugegeben. Der Inhalt wird vorsichtig bis unter den Siedepunkt erhitzt, solange bis die Schaumbildung aufhört. Dann wird er erneut bei höherer Temperatur erhitzt, bis der Inhalt siedet und die Lösung braun wird. Der Inhalt wird abgekühlt und kohlendioxidfreies Wasser wird unter gründlichem Mischen vorsichtig zugegeben. Natriumhydroxidlösung wird durch den Seitenhals des Rundkolbens zugegeben. Granuliertes Zink wird zugegeben und der Kolben sofort an die Kjeldahl-Stickstoffdestillationsanlage angeschlossen. Der Auslass der Anlage taucht in eine Borsäurelösung. Die Destillation wird so lange durchgeführt, bis etwa 80 % des Gesamtvolumens in die Borsäurelösung übergegangen sind.

Beispiel für ein Titrando-System, bestehend aus einem 905 Titrando und einem 900 Touch Control. Alternativ kann der 905 Titrando auch an einen PC angeschlossen und über tiamo gesteuert werden.
Abbildung 1. Beispiel für ein Titrando-System, bestehend aus einem 905 Titrando und einem 900 Touch Control. Alternativ kann der 905 Titrando auch an einen PC angeschlossen und über tiamo gesteuert werden.

Die Analyse wird automatisch auf einem Titrando-System durchgeführt, das  einen 905 Titrando beinhaltet. Die Unitrode wird für die Indikation der Titrationskurve verwendet.


Die vorbereitete Probe wird potentiometrisch gegen standardisierte Schwefelsäure bis nach dem ersten Äquivalenzpunkt titriert.

Es ergeben sich steile Titrationskurven, bei denen der Äquivalenzpunkt zuverlässig mit dem Touch Control oder tiamoTM ausgewertet wird.

Der ermittelte Stickstoffgehalt von Heparin-Natrium beträgt 1,581% (SD(rel) = 1,48%, n = 5) und liegt damit innerhalb des von der USP spezifizierten Stickstoffgehalts (1,3% bis 2,5%) für Heparin-Natrium.

 

Abbildung 2. Titrationskurve der Kjeldahl-Bestimmung von Heparin-Natrium nach USP General Chapter <461>.

Diese Methode bietet die Möglichkeit, den Stickstoffgehalt in verschiedenen Arten von Proben automatisch, genau und zuverlässig durch Titration gemäß dem General Chapter <461> der USP zu bestimmen.

Neben Heparin-Natrium können auch die folgenden Verbindungen mit dieser Methode analysiert werden:

  • Antithrombin III Human
  • Beta-Glucan
  • Cellulose-Natriumphosphat
  • Chlorophyllin-Kupfer-Komplex-Natrium
  • Kolloidales Hafermehl
  • Copovidon
  • Crospovidon
  • Dalteparin-Natrium
  • Dextran 1
  • Dextrin
  • Dihydroxyaluminiumaminoacetat,
  • Enoxaparin-Natrium etc.
  • Guarkernmehl
  • Mecamylamin-Hydrochlorid-Tabletten
  • Melphalan
  • Polyvinylacetat-Dispersion
  • Povidon-Jod
  • Povidon
  • Psyllium-Hemicellulose
  • Pullulan
  • Racemisches Calcium Pantothenat
  • Ralbumin menschlich
  • Gerüst der Rinderdermis
  • Spirulina-Tablette
  • Taurin
  • Thioguanin
  • Trehalose
  • Weizenkleie
  • Maiseiweiß
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