Entwicklung nachweisstarker molekülspektrometrischer Detektionssysteme unter Verwendung von Diodenlasern für die Kapillarelektrophorese und verwandte Methoden

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden zwei Laser-Detektionsysteme (photothermische und fluorimetrische) für die Detektion in Kapillaren eingesetzt und mit konventionellen optischen Detektionsystemen (spektrophotometrisch) verglichen. Die Laserinduzierte-Fluoreszenz-Detektion wurde zur indirekten Bestimmung von nicht absorbierenden anorganischen Anionen eingesetzt. Hierbei wurde 8-Hydroxypyren-3,6,8-trisulfonsäure (HPTS, in Form ihres Trinatriumsalzes), deren elektrophoretische Beweglichkeit der vieler kleiner anorganischer Anionen ähnlich ist, als Hintergrundelektrolyt eingesetzt. Zur Unterdrückung des elektroosmotischen Flusses wurde eine innenbeschichtete Kapillare verwendet, was zur Beschleunigung der Trennung sowie zu einer besseren Wiederholpräzision führte. Die Verwendung von HPTS als Hintergrundelektrolyt sowie der Einsatz einer extrem leistungsstabilen frequenzverdoppelten Laserdiode (Wellenlänge 452 nm) als Anregungslichtquelle erwiesen sich für die Nachweisstärke der entwickelten Methode als vorteilhaft. Für die direkte Bestimmung nichtfluoreszierender Analyte wurde ein im Arbeitskreis von Dr. Faubel (Forschungszentrum Karlsruhe) entwickelter Nahfeld-Thermische-Linse-Detektor (NF-TLD) eingesetzt. Der Detektor wurde umfassend charakterisiert und zur Bestimmung von aromatischen Nitroverbindungen nach Trennung mittels Mizellarer Elektrokinetischer Kapillarchromatographie (MEKC) verwendet. Dadurch konnte demonstriert werden, daß die Anwendung des erstmalig eingesetzten NF-TL-Detektors für die Detektion in Kapillaren grundsätzlich möglich ist. Bei der Bestimmung von Nitroverbindungen konnte eine Verbesserung der Nachweisgrenzen um den Faktor 4 bis 28 gegenüber photometrischer UV-Detektion erreicht werden, was die Gesamtmethode (Trennung und Quantifizierung) konkurrenzfähig zur HPLC mit photometrischer Detektion macht. Neben umweltbezogenen Anwendungen wurde das Applikationsfeld des charakterisierten Thermische-Linse-Detektors auf die klinische Analytik insbesondere im Hinblick auf das therapeutische Drug Monitoring erweitert. Als Problemstellung wurde hier die Bestimmung von Zytostatika (Etoposid, Etoposidphosphat und Teniposid) sowie von Antidepressiva (Fluoxetin und Fluvoxamin) gewählt. Es konnte gezeigt werden, daß unter Verwendung der Nahfeld-Thermischen-Linse-Detektion eine Verbesserung der Nachweisgrenzen um den Faktor 35 bis 60 bei der Bestimmung der Zytostatika und um den Faktor 28 und 670 bei der Bestimmung der Antidepressiva gegenüber der photometrischen UV-Detektion bei gleicher Wellenlänge erreicht werden kann

Optimierung von Probeninjektion und Trennung in der Kapillarelektrophorese, der micellaren elektrokinetischen Chromatographie und der Säulenkopplung Isotachophorese-Kapillarelektrophorese zur Analyse komplexer Proben in der forensischen Analytik

In dieser Arbeit kommen drei Formate der elektromigrativen Trenntechniken zum Einsatz: Kapillarelektrophorese (CE), Micellare elektrokinetische Chromatographie (MEKC) und Isotachophorese (ITP). Bei allen drei Techniken steht die Entwicklung von Verfahren im Mittelpunkt, die die Bestimmung von Betäubungsmitteln und Grundstoffen in komplexen Proben ermöglichen sollen. Im Vordergrund steht hierbei die Optimierung der Zusammensetzung des verwendeten Trennelektrolytsystems und der Probenlösung, sowie instrumenteller Parameter, um die Selektivität und die Nachweisempfindlichkeit der Verfahren zu erhöhen. Die illegale Herstellung von Methylendioxymethamphetamin (MDMA), dem am häufigsten in Ecstasytabletten identifizierten Wirkstoff, erfolgt in der Regel aus safrolhaltigen ätherischen Ölen unterschiedlicher Pflanzen. Mit Safrol und den in den Ölen vorhandenen strukturell eng verwandten Analyten wie Isosafrol, Eugenol und Anethol liegen sehr hydrophobe neutrale Analyte vor. Ein Profilingverfahren dieser Öle mittels MEKC wurde entwickelt. In der Optimierung der Zusammensetzung des Trennelektrolyten mußte neben der Reduktion der Verteilungskoeffizienten auch eine hohe Selektivität der Trennung durch geeignete Additive erreicht werden, da in den ätherischen Ölen sehr hohe Konzentrationsunterschiede zwischen der Hauptkomponente Safrol und den strukturell verwandten Nebenbestandteilen vorliegen. Ein Schwerpunkt in der Verfahrensentwicklung ist daher die Optimierung der Zusammensetzung der Probenaufgabelösung, die durch Zugabe eines neutralen Tensides erreicht wurde. Mit dem bezüglich der Zusammensetzungen von Trennelektrolyt und Probenaufgabelösung optimierten Verfahren wurden ätherische Öle, die zur Synthese von Ecstasy verwendet werden können, sowie die ätherischen Öle einiger Gewürzpflanzen untersucht. Um zu zeigen, daß die MEKC für die Trennung hydrophober Analyte gut geeignet ist, wurde ein neues relationales Optimierungsschema entwickelt werden, das die Optimierung von Trennelektrolytzusammensetzungen für die Trennung hydrophober Analyte anhand der Retentionsdaten homologer Reihen vereinfacht. Die Charakteristika eines Trennelektrolyten werden über vier Koeffizienten erfaßt die zu Trennung relevanten Eigenschaften eines Analyten über einen Deskriptor. Die Kombination beider Parameterräume ermöglicht die schnelle und einfache Optimierung von Trennungen. Die Säulenkopplung Isotachophorese-Kapillarelektrophorese wurde mit Laser-induzierter Fluoreszenz für die Bestimmung der aktiven Bestandteile in Ayahuasca, mit Elektrospray-Massenspektrometrie für die Bestimmung von Ergotalkaloiden in Mutterkorn und Herbal Ecstasyproben eingesetzt. Zudem wurden die Eignung der nicht-wäßrigen Isotachophorese für die Trennung schwacher Basen untersucht. Bekannte on-line Probenaufkonzentrierungstechniken in der Kapillarelektrophorese wurden untersucht, um die der Anreicherung zugrundeliegenden Effekte zu verstehen. Mechanistische Aspekte standen hier im Vordergrund. Zudem wurden neue verbesserte Variationen der bekannten Verfahren entwickelt. Die mögliche Beladbarkeit der Kapillare mit Analyt wurde als vergleichender Parameter eingeführt

Materialvergleichsuntersuchungen ausgewählter Rauschgifte mittels Kapillarelektrophorese-Elektrospray-Ionisations- und mittels Gaschromatographie-Elektronenstoß-Ionisations-Massenspektrometrie

3,4-Methylendioxymetamfetamin-Hydrochlorid (MDMA-HCl) ist typischerweise der Hauptwirkstoff in Ecstasy-Tabletten. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses unterschiedlicher Synthesebedingungen (Reaktionszeit, Reaktionsdruck, Reaktionstemperatur und chemischer Ursprung der Vorläufersubstanz (Edukt-Charge)) bei der Herstellung von MDMA-Hydrochlorid mittels reduktiver Aminierung mit Platinoxid/Wasserstoff auf das Spurenverunreinigungsprofil des Endproduktes. Das Ergebnis dieser Arbeit zeigt, dass sowohl die Änderung der Reaktionstemperatur als auch die Verwendung unterschiedlicher Edukt-Chargen einen großen Einfluss auf das resultierende Spurenverunreinigungsprofil des Endproduktes haben. Bei Verwendung der für die international genutzte harmonisierte GC-MS-Methode vorgesehenen Targetkomponenten für den Materialvergleich von MDMA-Hydrochlorid ist eine präzise Einteilung aller Proben nach verwendeter Syntheseroute (unterschiedliche Reduktionsmittel) nicht mehr möglich, wenn sich die Reaktionstemperatur oder die Edukt-Charge ändert. Dies kann zu Missinterpretationen der Ergebnisse beim Materialvergleich führen. Auch konnte gezeigt werden, dass Änderungen der Fällungsbedingungen ebenfalls einen Einfluss auf die organischen Spurenverunreinigungsprofile haben. Dieser ist jedoch geringer als der Einfluss durch die Verwendung unterschiedlicher Reduktionsmittel. Die resultierenden Profilingergebnisse sind sehr stark von der Wahl der betrachteten Targetkomponenten abhängig. Ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit ist die Prüfung der Eignung von CE-DAD und CE-ESI-MS für den Materialvergleich verschiedener Rauschgifte. Die meisten Rauschgifte sowie einige Zusatzstoffe illegaler Rauschgiftzubereitungen liegen als optische Isomere mit unterschiedlichen psychotropen Aktivitäten vor. Insbesondere bei illegalen Metamfetaminzubereitungen kann die enantioselektive Bestimmung der aktiven Substanz sowie die enantioselektive Bestimmung der chiralen Verunreinigungen Hinweise auf die verwendete Syntheseroute und die eingesetzten Vorläufersubstanzen geben und sie kann zur Identifizierung von Distributionswegen und zum Nachweis von Rauschgiftmaterialzusammenhängen herangezogen werden. Somit ist die enantioselektive Bestimmung des Rauschgiftes an sich, aber auch die enantioselektive Bestimmung der chiralen Zusatzstoffe und Verunreinigungen von forensischer Relevanz. In dieser Arbeit wurde eine chirale CE-ESI-MS-Methode optimiert, welche sich gut für die enantioselektive Bestimmung verschiedener Rauschgifte, Zusatzstoffe und Verunreinigungen eignet. Enantioselektivität wurde durch Zugabe von Cyclodextrinen zum Laufpuffer erreicht. Diese CE-ESI-MS-Methode eignet sich ebenfalls für den Metamfetamin-Materialvergleich. Es ist möglich, unterschiedliche Chargen illegaler Metamfetaminzubereitungen zu unterscheiden indem die chiralen Verunreinigungen verglichen werden. Das in dieser Arbeit beschriebene chirale CE-DAD-Verfahren wurde hier ebenfalls erfolgreich für den Materialvergleich von Yaba-Tabletten herangezogen, stieß aber im Hinblick auf Empfindlichkeit und Erfassbarkeit der Komponenten an seine Grenzen. Eine sichere Identifizierung der Spurenverunreinigungen ist nicht möglich. Das Analyseverfahren zur Identifizierung chiraler Spurenverunreinigungen mittels CE-ESI-MS hat die Identifizierungssicherheit und Empfindlichkeit der chiralen Analytik erheblich verbessert. Weiterhin wurde in dieser Arbeit eine achirale CE-ESI-MS-Methode für den Materialvergleich von Heroin- und Kokainproben optimiert. Kapillarelektrophorese wird aufgrund der hohen Matrixtoleranz häufig als Analysemethode für den Materialvergleich von Heroin und Kokain eingesetzt. Hier wurde CE ESI MS aufgrund der hohen Empfindlichkeit und Identifizierungssicherheit als Analyseverfahren gewählt. Mit der in dieser Arbeit verwendeten achiralen CE-ESI-MS-Methode ist es möglich, unterschiedliche Chargen von sowohl Heroin- als auch Kokainproben durch Vergleich der Peakflächen der relevanten Targetkomponenten zu unterscheiden. Hierbei handelt es sich um einen Materialvergleich anhand von Nebenkomponenten auf Hauptwirkstoffebene sowie anhand von Zusätzen. Die bereits mittels GC-basiertem Profilingverfahren festgestellten Gruppierungen der Proben konnten nachvollzogen werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen die grundsätzliche Eignung der Kapillarelektrophorese gekoppelt mit massenspektrometrischer Detektion als Analyseverfahren für den organischen Materialvergleich von Betäubungsmitteln unterschiedlicher Substanzklassen, sowohl auf der Ebene der Haupt- und Nebenkomponenten, als auch auf der Ebene der Spurenverunreinigungen. Auch ist das Analyseverfahren sehr gut für die chirale Identifizierung einer breiten Palette an Betäubungsmitteln und Zusätzen geeignet

New mixed-mode methacrylate-based polymeric monoliths prepared via complexation with cyclodextrins employed as stationary phases for capillary electrochromatography

Highly crosslinked, macroporous mixed-mode monolithic stationary phases were synthesized for capillary electrochromatography (CEC). Free radical copolymerization was performed in aqueous solution with a cyclodextrin-solubilized hydrophobic monomer, a water-soluble crosslinker (piperazinediacrylamide), and a negatively charged monomer (vinylsulfonic acid) in bind silane-pretreated fused-silica capillaries. The prepared monolithic stationary phases were used for the separation of neutral hydrophobic (alkylphenones) and neutral polar (phenolic and nitrotoluene solutes) analytes by CEC. Chromatographic properties of the synthesized monoliths were studied with aqueous and non-aqueous mobile phases with hydrophobic and with polar analytes. Due to the amphiphilic nature of the polymers synthesized, the elution orders obtained correspond to the reversed-phase mode and to the normal-phase mode depending on the polarity of the mobile phase. However, observations made with polar solutes and polar mobile phase can only be explained by a mixed-mode retention mechanism. Comparison of retention data with those of a commercial octadecyl silica gel HPLC column reveals that the hydrophobicity of alkylphenones (expressed as methylene selectivity) of the monolithic capillaries prepared in this study is very similar to that of routinely used octadecyl silica gels. The potential of methacrylate-based mixed-mode monolithic stationary phases bearing sulfonic acid groups for the separation of positively charged analytes (alkylanilines, amino acids, and peptides) by CEC is investigated. The retention mechanism of these charged solutes on these negatively charged mixed-mode stationary phases is investigated by studying the influence of mobile phase and stationary phase parameters on the corrected retention factor. Results show that both hydrophobic and ion-exchange interactions contribute to the retention of these analytes. The quantitative relationship between hydrophobic and ion-exchange interactions is investigated by comparing two different retention models for charged analytes on a mixed-mode stationary phase: the one site and the two-site model

Regulation of the retention factor for weak acids in micellar electrokinetic chromatography with cationic surfactant via variation of the chloride concentration

For tetradecyltrimethylammonium bromide in boric acid/borate or acetic acid/acetate buffer and NaCl or CaCl2 as the added salt, it is investigated whether the retention behaviour of weak acids in MEKC with cationic surfactant can be modelled by assuming for the deprotonated species predominantly electrostatic interaction with the micelles acting as a pseudostationary ion-exchanger. The retention of (partially) charged solutes by oppositely charged micelles is analyzed by applying the classical theory of IEC (plotting lg k against lg(c(Cl−))) assuming a fixed concentration of ion-exchange sites. When plotting the absolute slopes of the regression lines against the absolute effective charge numbers of the analytes, correlation coefficients of 0.968–0.998 were obtained. It is shown that the dependence of the retention factor on the concentration of chloride (the competing ion) in the separation electrolyte and on the degree of dissociation of the analyte corresponds to what would be expected for mixed-mode retention (hydrophobic and ion-exchange interaction) on a pseudostationary ion-exchangerBiochemijos katedraVytauto Didžiojo universiteta

On-line and off-line enrichment techniques combined with capillary electromigration separation methods in the analysis of highly hydrophilic analytes in biological and environmental samples

In der vorliegenden Arbeit werden kapillarelektromigrative Trennmethoden als alternative Strategien zu existierenden Verfahren zur Bestimmung extrem hydrophiler Analyte untersucht. Es wird gezeigt, dass die entwickelte Methodik (unter Einschluss unterschiedlicher on-line und off-line Anreicherungstechniken) sich sowohl zur Analyse von biologischen Flüssigkeiten als auch zur Analyse von Umweltproben eignet. Für diese Studie wurden daher als polare Analyte im Urin enthaltene Nukleoside und als mögliche Umweltkontaminanten diskutierte α-Aminocephalosporine als Modell-Analyte gewählt. Nukleoside verfügen über eine cis-Diol-Struktureinheit, die es ihnen bei alkalischem pH ermöglicht, negativ geladene Komplexe mit Tetrahydroxyborat-Ionen zu bilden. Über die effektive elektrophoretische Mobilität wird gezeigt, dass der Komplexierungsgrad sogar bei sehr geringer Tetraborat-Konzentration (2,5 mmol L-1) nahe 1 liegt. Weil die für die untersuchten Nukleoside mit Kapillarzonenelektrophorese (CZE) unter Verwendung eines Borat-Borsäure-Puffers erreichbare Auflösung nicht ausreichend ist, sind zur vollständigen Trennung der untersuchten Nukleoside alternative Herangehensweisen erforderlich: (i) ein anderer Trennmodus oder (ii) Pufferadditive, die eine veränderte Trennselektivität ermöglichen. In einem ersten Schritt wird daher zunächst ein Verfahren entwickelt, welches mizellare elektrokinetische Chromatographie (MEKC) mit dem kationischen Tensid 1-Tetradecyl-3-methylimidazoliumbromid (C14MImBr) in Gegenwart von Tetrahydroxyborat zur Trennung von in Urin enthaltenen Nukleosiden (nach Konversion in eine ionische Spezies) nutzt. Eine vollständige Trennung der hydrophilen Metabolite ist bereits bei geringer Konzentration des kationischen Tensids C14MImBr (20 mmol L-1) möglich (Hintergrundelektrolyt 5 mmol L-1 Dinatriumtetraborat, pH 9,38). Es wird untersucht, welche Gleichgewichte bei Verwendung von C14MImBr als kationischem Tensid für die Trennung der im Urin enthaltenen Nukleoside und die Steuerung des Retentionsfaktors (entgegengesetzt geladene PSP) verantwortlich sind. Es wird gezeigt, dass die negativ geladenen komplexierten Nukleoside mit den C14MImBr Mizellen hauptsächlich elektrostatische Wechselwirkungen eingehen, während hydrophobe Wechselwirkungen als vernachlässigbar betrachtet werden können. Diesem Ergebnis entspricht, dass erhöhte Retentionsfaktoren sowohl mit reduzierter Borat-Konzentration als auch mit heraufgesetztem pH-Wert erhalten werden. Unter Bedingungen maximaler Nukleosid-Mizell-Wechselwirkung (quantifiziert durch Ermittlung der Gleichgewichtskonstanten) wird unter Rückgriff auf kombinierte on-line Anreicherungstechniken ein optimiertes und vollständig validiertes MEKC Verfahren zur Identifizierung und Quantifizierung von Nukleosiden in Urin-Proben entwickelt. Es wird gezeigt, dass “pseudostationary ion-exchanger” sweeping hauptsächlich für den beobachteten Anreicherungsprozess verantwortlich ist. C14MImBr kann jedoch aufgrund der niedrigen Retentionsfaktoren für Adenosin (Ado) and Cytidin (Cyd) nicht effizient für das Sweeping dieser Analyte eingesetzt werden. Außerdem komigrieren diese Nukleoside mit Bestandteilen der Urin-Matrix. Daher wurde zusätzlich das anionische Tensid SDS für ein Alternativverfahren zur Bestimmung von Ado und Cyd nach Überführung in kationische Spezies (unter sauren pH-Bedingungen) unter Verwendung von “pseudostationary ion-exchanger” sweeping als on-line Anreicherungsprinzip herangezogen. Dieses Alternativverfahren wurde erfolgreich angewendet, um Ado und Cyd in Urinproben zu bestimmen. Ergänzend wurde nachgewiesen dass mit einem Hintergrundelektrolyten, der ein Alkyl- oder Arylboronat zusätzlich zu C14MImBr enthält, die Retentionsfaktoren aller untersuchten Nukleoside signifikant erhöht sind. Diese Verschiebung der Retentionsfaktoren zu höheren Werten wird der Wechselwirkung mit der zusätzlich über die Alkyl/Aryl-Gruppe des Boronats eingeführten hydrophoben Struktureinheit zugeschrieben (Komplexbildung des Boronats mit der cis-Diol-Gruppe des Nukleosids). Es wird gezeigt, dass die entwickelten Optimierungsstrategien in validierten Verfahren genutzt werden können, die eine Identifizierung und Quantifizierung der untersuchten Nukleoside in Urin-Proben ermöglichen (Nachweisgrenzen im Bereich von 0,1-0,2 mg L-1). In einem zweiten Schritt wird 2-Hydroxypropyl-β-cyclodextrin (2-HP-β-CD) als Puffer-Additiv in einem Borat-Borsäure-Puffer verwendet. Dieses Additiv ermöglicht eine Modifizierung der Trennselektivität und eine vollständige Trennung der untersuchten Nukleoside via CZE. Unter Nutzung der sehr hohen Komplexbildungskonstante zwischen Nukleosid und Tetrahydroxyborat unter gleichzeitiger Verwendung des selektivitätsmodifizierenden Additivs 2-HP-β-CD wird ein sehr empfindliches CZE-Verfahren entwickelt, dessen Nachweisgrenzen 10-40 μg L−1 erreichen. Dieses Verfahren stützt sich auf eine mehrstufige on-line Anreicherung unter Einbeziehung von dynamic pH junction, borate sweeping und large volume sample stacking (LVSS). Eine Validierung wird gemäß den Leitlinien der ICH durchgeführt. Das validierte Verfahren wird erfolgreich auf die Identifizierung und Quantifizierung von Nukleosiden in gespiktem und ungespiktem Urin angewandt. Die Ergebnisse dieses Teils der Untersuchungen werden nachfolgend auf die Analyse ausgewählter α-Aminocephalosporine in Oberflächenwasser übertragen. Unter Hinzuziehung einer hochempfindlichen Detektionsmethode (Laser-induzierte Fluoreszenz (LIF) Detektion) wird CZE mit LVSS-sweeping zur Analyse von Cefalexin und Cefadroxil in gespiktem Lahnwasser genutzt (Nachweisgrenzen 5-8 ng L-1)

Processes involved in sweeping under inhomogeneous electric field conditions as sample enrichment procedure in micellar electrokinetic chromatography

Sweeping under inhomogeneous electric field conditions has been described as a process that includes stacking or destacking of the micelles when entering the sample zone, sweeping of analytes by the stacked or destacked micelles, and destacking or stacking of the swept analyte zone. However, there is ongoing debate that not only the retention factor of the analyte but also the electric conductivity of the sample solution or the concentration of an added salt can have an impact on the enrichment efficiency. Revisiting the equations describing sweeping, a factor θ (phase ratio shift factor) is defined to quantitatively describe the change of the retention factor between the sample and separation zones. The influence of the sample matrix composition on the experimentally obtained sweeping efficiency is studied with SDS as pseudostationary phase taking parabens, benzamide and anilines as model analytes. To this end, a robust and reliable method for the assessment of the sweeping efficiency is developed. The values obtained via this method are very precise and agree well with theoretically predicted ones. The results obtained for varied buffer concentration and varied concentration of NaCl in the sample solution show that under the conditions of our experimental study, the approximation of assuming θ to be equal to the reciprocal value of the field strength enhancement factor γ is valid. Accordingly, the sweeping efficiency for neutral analytes is independent of the electric conductivity of the sample matrix. It is also shown that under specific conditions unexpectedly high enrichment factors are obtained which are ascribed to the focusing of neutral analytes by micellar transient isotachophoresis (mtITP). The results obtained in this study can be used as a guide for better understanding of the sweeping process and the factors affecting the sweeping efficiency in micellar electrokinetic chromatography (MEKC)

Separation of phenolic compounds by capillary zone electrophoresis and micellar electrokinetic capillary chromatography

Biochemijos katedraVytauto Didžiojo universiteta

Amphiphilic acrylamide-based continuous beds in capillary electrochromatography

Biochemijos katedraVytauto Didžiojo universiteta

Investigation of sweeping as a sample enrichment method in micellar electrokinetic chromatography in the analysis of pharmaceutical preparations and biological fluids

The present thesis deals with the study of sweeping as one of the most important sample preconcentration techniques in micellar electrokinetic chromatography (MEKC). The work includes the study of the fundamentals of sweeping as well as the application in the pharmaceutical field. The thesis is divided into four main parts. In the first part of the thesis, the processes involved in sweeping under homogeneous and under inhomogeneous electric field conditions are theoretically discussed. These processes include stacking or destacking of micelles when entering the sample zone, sweeping of analytes by the stacked or destacked micelles, and destacking or stacking of the swept analyte zone. A new robust and reliable method for the assessment of the sweeping efficiency is developed based on recording the peak height dependent on the injected sample volume. The values obtained via this method agree well with theoretically predicted ones. The results obtained show that the sweeping efficiency for neutral analytes is independent of the electric conductivity of the sample matrix. It is also shown that under specific conditions unexpectedly high enrichment factors are obtained which are attributed to the focusing of neutral analytes by micellar transient isotachophoresis. In the second part of the thesis, we extend our developed method for the assessment of sweeping efficiency to the general case, in which the distribution coefficient and the electric conductivity is varied in the sample and BGE compartments. It is shown that in the general case – in contrast to the classical description of sweeping – the obtainable enrichment factor is not only dependent on the retention factor of the analyte in the sample zone but also dependent on the retention factor in the BGE. An additional focusing/defocusing step is confirmed and the term “Retention factor gradient effect (RFGE)” is introduced. The validity of the derived equation is confirmed experimentally and theoretically under variation of the organic solvent content (in the sample and/or the BGE), the type of organic solvent (in the sample and/or the BGE), the electric conductivity (in the sample), the pH (in the sample), and the concentration of surfactant (in the BGE). In the third part of the thesis, the processes involved in sweeping in cyclodextrin-modified micellar electrokinetic chromatography (CD-MEKC) are theoretically discussed with a special focus on dynamic pH junction and adsorption of the analyte onto the capillary wall. Ethylparaben (pharmaceutical preservative) as an example of acidic analytes and desloratadine (antihistaminic drug) as an example of basic analytes are investigated using different types of ß-cyclodextrins. The presence of RFGE as an additional focusing/defocusing effect in sweeping-CD-MEKC is confirmed under the conditions of different content of cyclodextrin and different pH between the sample and the BGE. Desloratadine shows an unexpectedly low enrichment factor compared to the less hydrophobic ethylparaben. This unexpected behavior is ascribed to the strong adsorption of the protonated species of this drug onto the inner capillary wall in the sample zone that significantly counteracts the sweeping process. This effect is confirmed by the improvement in the enrichment factor achieved by the addition of a dynamic coating agent to the sample solution. In the fourth part of the thesis, a CD-MEKC method is developed for the simultaneous determination of the antihistaminic drugs loratadine and desloratadine (the major metabolite and an impurity of loratadine). The tendency of these drugs, as hydrophobic basic analytes, to be adsorbed onto the inner capillary wall and the difficulty to separate them due to the extremely high retention factors make the present study challenging. The use of a low pH sample solution overcome problems associated with the low solubility of the studied analytes in aqueous solution while having advantages with regard to online focusing. In addition, the use of a basic BGE and the presence of cyclodextrin reduce the adsorption of these analytes in the separation compartment. The separation is achieved in less than 7 min using a BGE consisting of 10 mmol L-1 sodium borate buffer, pH 9.30 containing 40 mmol L-1 SDS and 20 mmol L-1 hydroxypropyl-β-CD while the sample solution is composed of 10 mmol L-1 phosphoric acid, pH 2.15. All validation parameters are thoroughly investigated. The developed method is successfully applied to the analysis of the studied drugs in tablets and in spiked human urine. Moreover, desloratadine is detected at the stated pharmacopeial limit (0.1%) as an impurity in loratadine bulk powder. The obtained results are compared with those of the official liquid chromatographic method and are found in a good agreement