Calciumcarbonat findet in der pharmazeutischen Industrie als Hilfsstoff und auch als Wirkstoff sowie in der Lebensmittelindustrie als wichtiges Nahrungsergänzungsmittel breite Anwendung. 
 
Die Monographien des US-Pharmakopöes (USP) für Calcium- und Magnesiumcarbonat-Tabletten sowie für Calciumcarbonat- und Magnesia-Kautabletten beschreiben derzeit die manuelle Titration als Bestimmungsverfahren für Calcium und Magnesium. Die USP hat eine globale Initiative zur Modernisierung vieler bestehender Monographien in allen Kompendien gestartet. Als Reaktion auf diese Initiative wurden zwei alternative Analysemethoden zur Bestimmung der Analyten Calcium und Magnesium entwickelt. In dieser Application Note werden Verfahren der Ionenchromatographie (IC) mit Leitfähigkeitsdetektion vorgestellt, die eine bessere Präzision und Genauigkeit bieten und für den vorgesehenen Zweck geeignet sind. 
 
Diese validierten IC-Methoden stellen eine erhebliche Verbesserung gegenüber den bestehenden Assays dar, da sie beide Analyten, Calcium und Magnesium, gleichzeitig bestimmen können, was sowohl Zeit als auch Aufwand spart.

Für die Probenstammlösung werden mindestens 10 Tabletten gewogen und fein gemahlen. Eine genau abgewogene Menge des Pulvers (entspricht etwa 6 mg Calcium) wird in einen 100-mL-Messkolben überführt und 4 mL einer 2 mol/l Salpetersäurelösung werden hinzugefügt. Der Messkolben wird bis zur Markierung mit Reinstwasser gefüllt. Die verdünnte Lösung wird gut gemischt und für 20 Minuten bei 50 °C ins Ultraschallbad gestellt, bis die Lösung vollständig homogenisiert ist. 
 
Für die Probenmesslösung wird ein angemessenes Volumen der Probenstammlösung in einen 50-mL-Messkolben überführt und mit Reinstwasser bis zur Marke verdünnt. Die Probenlösung sollte nominell 15 μg/ml Calcium aus der Tablette enthalten. Diese Probenlösung wird mit einem Injektionsvolumen von 20 μl direkt in den IC injiziert.

Calcium, Magnesium sowie andere kationische Komponenten werden auf der Metrosep C 6 - 150/4.0 Säule (Eluent: 4 mmol/L Salpetersäure, Flussrate 0.9 mL/min, Säulentemperatur 30 °C) getrennt und mit nicht suppressierter Leitfähigkeit detektiert. Phosphatbinder-Tabletten zur Nahrungsergänzung (Marke: MAGNEBIND® 300) wurden gemäß der Monographie "Calcium- und Magnesiumcarbonat-Tabletten" [1] analysiert (Abbildung 1). Die Calcium 600 + D3 Plus Minerals Kautabletten (Marke: Good Neighbor Pharmacy) wurden gemäß der Monographie "Calciumcarbonat und Magnesia Kautabletten" [2] analysiert (Abbildung 2). Die Parameter der IC-Methode und die Probenvorbereitung waren für beide Monographien gleich.

Zwei Arten von Tabletten wurden gemäß USP General Chapter <1225>, Validation of Compendial Procedures [3] validiert, um die entsprechenden Monographien der USP zu modernisieren. Calcium und Magnesium wurden im Konzentrationsbereich von 3,0-22,5 mg/L bzw. 0,5-20 mg/L bestimmt, was im linearen Bereich des Leitfähigkeitsdetektors und deutlich über der Bestimmungsgrenze liegt. Die Ergebnisse für beide entwickelten IC-Methoden erfüllten alle USP-Akzeptanzkriterien, wie in Tabelle 1 für die Calciumbestimmung der monographischen Calciumcarbonat- und Magnesia-Kautabletten dargestellt ist. Die IC-Methode eignet sich für die Analyse mehrerer Kationen in einem Lauf, so dass nicht nur Calcium und Magnesium, sondern auch Lithium, Natrium, Ammonium und Kalium (sofern vorhanden) quantifiziert werden können.

Diese validierten Methoden beschreiben einen IC-basierten Assay zur simultanen Bestimmung von Calcium und Magnesium in Calcium- und Magnesiumcarbonat-Tabletten sowie Calciumcarbonat- und Magnesia-Kautabletten. Diese Assays wurden gemäß den in USP General Chapter <1225> [3] dargelegten analytischen Leistungsmerkmalen validiert und erfüllten die entsprechenden Grenzwerte. 
 
Die beiden Analyten ließen sich problemlos auf einer Kationenaustauschersäule Metrosep C 6 trennen und durch nicht-suppressierte Leitfähigkeit innerhalb von 20 Minuten detektieren. Da es sich um eine Multikomponentenmethode handelt, konnten die Konzentrationen beider Analyten in einem einzigen Durchgang bestimmt werden, im Gegensatz zu den beiden zeitaufwändigeren Titrationsassays in den aktuellen Monographien. Beide Assays mit nicht-suppressierter Leitfähigkeit bieten eine einfache, genaue und robuste Messung der beiden Analyten in Kombination mit einer hohen Empfindlichkeit, um die bestehenden Titrationsassays in den USP-Monographien zu ersetzen.