New technique for the quantitation of micro amounts of biological substances by gas-liquid chromatography

Summary A new technique for the quantitation of very low concentrations of biological substances by gas-liquid chromatography is described. It is based on the direct concentration of the substances to be measured at the inlet of the chromatographic column. This is accomplished by injection of the substance into the chromatographic apparatus, whose column is kept at the condensation temperature of the sample. Repeated injection in separate portions results in accumulation of the substance. Chromatography is readily achieved by heating to the optimal temperature. This technique yielded promising results in the quantitation of several steroid hormones.

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Neue Methode für die quantitative Bestimmung von Mikromengen biologischer Substanzen durch Gas-Chromatographie

Zusammenfassung Das Verfahren beruht auf der direkten Konzentrierung der zu bestimmenden Substanzen am Eingang der chromatographischen Säule. Sie erfolgt durch Injektion der Substanzlösung in die Säule bei einer Temperatur niedriger als der Schmelzpunkt, so daß die Substanz nicht eluiert werden kann. Eine wiederholte Injektion einzelner Portionen führt zur Anreicherung der Substanz, die dann nach Erhöhung der Säulentemperatur chromatographiert werden kann. Das Verfahren wurde mit guten Ergebnissen zur Bestimmung einiger Steroidhormone angewendet.

     

Determination of fat-soluble chlorinated compounds in fish

Summary The level of chlorinated non-polar compounds in samples of sprat (Clupea sprattus) has been determined. The total amounts of chlorine, bromine and iodine in the lipid phase were determined by neutron activation analysis prior to and after treatment of the lipid phase with concentrated sulfuric acid. In sprat samples from a contaminated area the following chlorinated hydrocarbons have been identified and quantified by means of gas chromatography and mass spectrometry: pentachlorobenzene, hexachlorobenzene, heptachlorostyrene and octachlorostyrene. In addition, the following compounds have been detected by gas chromatography using standards: dichlorobenzene, trichlorobenzene, tetrachlorobenzene and polychlorinated biphenyls. A gradual reduction of the level of individual components and total level of chemically persistent chlorinated hydrocarbons in the samples is observed with increasing distance from the source of contamination (Frierfjorden). The same tendency is not seen for the PCB. It has been found that highly chlorinated compounds are distinctly enriched in the sprat oil relative to compounds with lower contents of chlorine.

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Bestimmung von fettlöslichen chlorierten Verbindungen in Fisch

Zusammenfassung Chlorierte unpolare Verbindungen wurden in Fischproben (Sprotten, Clupea sprattus) bestimmt. Der Gesamtgehalt an Chlor, Brom und Jod in der Fettphase wurde vor und nach deren Behandlung mit konz. Schwefelsäure mit Hilfe der Neutronenaktivierungsanalyse erfaßt. In Proben aus einem kontaminierten Gebiet wurden folgende Verbindungen durch Gas-Chromatographie/ Massenspektrometrie identifiziert und quantitativ bestimmt: Pentachlorbenzol, Hexachlorbenzol, Heptachlorstyrol und Octachlorstyrol. Zusätzlich wurden die folgenden Verbindungen durch GC mit Hilfe von Standards erfaßt: Dichlorbenzol, Trichlorbenzol, Tetrachlorbenzol, polychlorierte Biphenyle. Eine allmähliche Abnahme des Gehaltes an einzelnen Verbindungen sowie des Gesamtgehaltes an beständigen chlorierten Kohlenwasserstoffen wurde mit zunehmender Entfernung vom Ursprung der Verschmutzung (Frierfjorden) beobachtet. Dies konnte jedoch im Falle von PCBs nicht festgestellt werden. Hochchlorierte Verbindungen werden im Sprottenöl im Gegensatz zu solchen mit niederen Chlorgehalten deutlich angereichert.

Presented at the 6th Annual Symposium on Recent Advances in the Analytical Chemistry of Pollutants, April 21–23, 1976; Vienna, Austria.     

Chemische Ionisations-Massenspektrometrie von Organophosphors?ureinsecticiden mit verschiedenen Reaktantgasen

Zusammenfassung Chemische Ionisations-Massen-spektren (CI-MS) wurden mit einer Kopplung Dünnfilmcapillar-Gas-Chromatographie-Massenspektrometrie von 23 Organophosphorsäurepesticiden mit Isobutan als Reaktantgas gemessen. Alle Substanzen zeigten im CI-MS ein intensives Ion bei M + 1. Die CI-MS der einzelnen Substanzen werden diskutiert und mit Elektronenstoß-MS und CI-MS, die mit Methan oder Methanol als Reaktantgas erhalten wurden, verglichen. Die MS werden beim Übergang von Elektronenstoßionisation zu CI mit den Reaktantgasen Methan, Isobutan und Methanol in dieser Reihenfolge einfacher. Mit Methanol wird nur noch das M + 1-Ion gefunden. Für die praktische Rückstandsanalyse wird Isobutan als Reaktantgas vorgeschlagen.

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Chemical ionization mass spectrometry of organophosphorus pesticides with various reagent gases

Summary Chemical ionization mass spectra (CI-MS) of 23 organophosphorus pesticides with isobutane as reagent gas were obtained by a combination of open tubular column gas chromatography-mass spectrometry. All substances show intense M + 1 ions in the CI-MS. The CI-MS of the individual substances obtained with isobutane were discussed and compared with their electron impact mass spectra (EI-MS) and CI-MS obtained with methane or methanol as reagent gases. The spectra became simpler applying CI-MS instead of EI-MS. In CI-MS the extent of fragmentation decreased changing the reagent gas from methane to isobutane and methanol. With methanol, usually only the M + 1 ion was observed in the spectra. For routine residue analysis, isobutane as reagent gas is recommended.

     

Direct determination of antioxidants in aviation turbine fuels by gas chromatography/mass spectrometry

Summary A direct method for the qualitative and quantitative analysis of hindered phenols and phenylenediamines in aviation turbine fuels in the ppm-range by capillary gas chromatography-mass spectrometry using the mass spectrometer as a selective ion detector is described. Quantitative analysis is performed by the Internal Standard Method. The detection limit is about 0.1 mg/l for the phenols and about 1 mg/l for the phenylenediamines.

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Direkte Bestimmung von Antioxidantien in Flugkraftstoffen mit Hilfe der Gas-Chromatographie/Massenspektrometrie

Zusammenfassung Die Kombination Capillar-Gas-Chromatographie/Massenspektrometrie ermöglicht eine zuverlÄssige Identifizierung und mit Hilfe der Internen Standardmethode eine exakte quantitative Bestimmung von gehinderten Phenolen und Phenylendiaminen in Flugkraftstoffen im ppm-Bereich ohne vorherige Anreicherung. Das Massenspektrometer wird dabei als spezifischer Detektor im Einzelionenbetrieb benutzt. Die Nachweisgrenze liegt für die Phenole bei etwa 0,1 mg/l und für die Phenylendiamine bei etwa 1 mg/l.

     

Analyse synthetischer Flugturbinen?le durch Gas-Chromatographie-Massenspektrometrie

Zusammenfassung Ein handelsübliches synthetisches Flugturbinenöl auf Basis von Fettsäuretriestern des Trimethylolpropans und Fettsäurehexaestern des Dipentaerythrits wurde mittels GC-MS untersucht. Die Bildung der für die Analytik beider Polyolester wichtigen Ionen bei der elektronenstoßinduzierten Fragmentierung wird diskutiert. Die komplexen Estergemische konnten gas-chromatographisch nach der Molmasse der Esterkomponenten getrennt werden. Die Auftrennung isomerer Trimethylolpropanester gelang nicht. Ihre Identifizierung war aber massenspektrometrisch möglich.Die Struktur der als Nebenkomponenten vorliegenden Fettsäurehexaester des Dipentaerythrits konnte ebenfalls massenspektrometrisch geklärt werden. Die Bestimmung der quantitativen Fettsäurezusammensetzung des Trimethylolpropanester und Dipentaerythritesteranteils nach säulenchromatographischer Trennung und Berechnung der möglichen Esterkomponenten erlaubten eine detaillierte Charakterisierung dieses komplexen Systems.

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Analysis of synthetic aviation turbine oils by gas chromatography-mass spectrometry.Part II. trimethylolpropane ester/dipentaerythritol ester oils

Summary A commercial synthetic aviation turbine oil based on fatty acid triesters of trimethylolpropane and hexaesters of dipentaerythritol was investigated by gems. The formation of specific ions by electron impact induced fragmentation which are important for the analysis of these oils is discussed. The complex ester mixtures can be separated by gas chromatography according to molecular size of the ester components. The separation of isomeric trimethylolpropane esters is not successful.The identification of these components is possible by mass spectrometry. The structure of the minor components present, fatty acid hexaesters of dipentaerythritol, was also determined by mass spectrometry. The determination of quantitative fatty acid composition of the trimethylolpropane ester and dipentaerythritol ester components after separation by column chromatography and calculation of the possible ester components allowed a detailed characterisation of the complex ester system present.

     

Atomabsorptions-spektrometrische Bestimmung von Elementspuren in reinem Kupfer und Kupfersalzen

Thermal and thermo-oxidative degradation of polyethylene and polypropylene is discussed. The products of thermal and thermo-oxidative degradation are analysed using a GC-MS after previous adsorption in a column containing a sorbent of styrene divinyl benzene copolymer type. Aldehydes are the products mostly resulting from the thermo-oxidation of polyethylene and methyl ketones are those resulting from the thermo-oxidation of polypropylene.

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Analyse der thermischen Oxidationsprodukte von Polypropylen und Polyäthylen durch Gas-Chromatographie/ Massenspektrometrie

Zusammenfassung Der thermische und thermisch-oxidative Abbau von Polyäthylen und Polypropylen wird diskutiert. Die Abbauprodukte wurden mit Hilfe der GC-MS nach vorhergehender Adsorption an einer Säule aus Styrol-Divinylbenzol-Copolymer analysiert. Die thermischen Oxidationsprodukte des Polyäthylens sind meistens Aldehyde, die des Polypropylens Methylketone.

     

Relationship between the chromatographic behaviour and the structural units of polyorthophosphates

Summary The molar responses and specific weight correction factors for 25 aliphatic sulphur compounds in the 10 g range were measured with a hydrogen flame-ionisation detector. No abnormal behaviour was found with sufficiently high ratio air/H₂. The molar response of the sulphides and disulphides is strictly proportional to the carbon number. For a certain organic residue the weight correction factor is proportional to the number of sulphur atoms (or the molecular weight). No destructive effects on the detector burner and no decrease of sensitivity were observed.

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FID-Empfindlichkeitsfaktoren für aliphatische Schwefelverbindungen bei höheren Konzentrationen

Zusammenfassung Die molaren Empfindlichkeiten und stoffspezifischen Gewichtskorrekturfaktoren für 25 aliphatische Schwefelverbindungen im 10 g-Bereich wurden mit einem Wasserstoff-Flammionisationsdetektor gemesssen. Bei genügend hohem Strömungsverhältnis (Luft/Wasserstoff) wird kein ungewöhnliches Verhalten gefunden. Die molare Empfindlichkeit der Sulfide und Disulfide ist streng proportional der Kohlenstoffzahl. Für einen bestimmten organischen Rest ist der Gewichtskorrekturfaktor proportional der Zahl der S-Atome (oder dem Molgewicht). Destruktive Einflüsse auf den Brenner des Detektors und Abnahme der Empfindlichkeit wurden nicht beobachtet.

     

GC-MS-Analyse von Polyhydroxyfetts?uren unter Verwendung der Chemischen Ionisation

Zusammenfassung Die GC-MS-Analyse von Polyhydroxyfettsäuren wird in Form ihrer trimethylsilylierten Methylester durchgeführt. Der Vergleich verschiedener Ionisierungstechniken in der massenspektrometrischen Bestimmung dieser Substanzgruppe zeigt, daß die Chemische Ionisation der Elektronenstoßionisation überlegen ist. Die Chemische Ionisation mit Methan oder Iso-Butan als Reaktantgas liefert alle für eine Strukturbestimmung wichtigen Ionen mit hoher relativer Intensität. Das Molekulargewicht ist durch die Ionengruppe M+H, M–15, M+H–90 bei Verwendung beider Reaktantgase sicher bestimmbar. Mit Methan wird zusätzlich ein intensives M+29 beobachtet. Die Anzahl der Hydroxygruppen ergibt sich aus der Ionenreihe M+H–n×90. Die Stellung der Hydroxygruppen wird durch die durch -Spaltung der Kette entstehenden Fragmente erkennbar.Über die gruppenspezifischen M+H–90-Ionen lassen sich die Polyhydroxyfettsäuren mit Hilfe der Mehrfachmassenregistrierung in komplexen Gemischen im Spurenbereich nachweisen.

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GC-MS-analysis of polyhydroxy fatty acids with chemical ionization

Summary Polyhydroxy fatty acids were analysed by GC-MS after trimethylsilylation of the methyl esters. Comparison of various ionization techniques in the mass spectrometric analysis showed that chemical ionization was superior to electron impact ionization. Chemical ionization with methane or isobutane as reactant gas yielded all the necessary ions for structure determination with high relative intensity. The molecular weight can be determined with certainty by the ion group M+H, M–15, M+H–90 using both reactant gases. With methane an intense M+29 is additionally observed. The number of hydroxy groups is obtained from the ionic series M+H–90. The position of the hydroxy groups is given by the fragments after -cleavage of the fatty acid chain. The polyhydroxy fatty acids can be quantitated in trace amounts in complex mixtures by means of multiple ion detection utilizing the group specific M+H–90 ions.

Ein Teil der Ergebnisse wird auf dem 6th International Symposium on Mass Spectrometry in Biochemistry and Medicine vom 21.–22. Juni 1979 in Venedig (Italien) vorgetragen     

Use of GC-MS and mass fragmentography for detection, identification and quantitaton of secreted steroids by the human ovary perfused in vitro

Ohne Zusammenfassung

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Use of GC-MS and mass fragmentography for detection, identification and quantitaton of secreted steroids by the human ovary perfused in vitro

     

The use of 3H-labelled silylating agents for the determination of the specific reaction rates and the equilibrium constants of silylation reactions for steroid hormone analysis by mass spectrometry

Ohne Zusammenfassung

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The use of ³H-labelled silylating agents for the determination of the specific reaction rates and the equilibrium constants of silylation reactions for steroid hormone analysis by mass spectrometry

     

Ozonolytic determination of double-bond positions in olefins by gas chromatography

Summary Olefinic compounds are reacted with ozone in CCl₄/CH₃OH solution, yielding specific cleavage products, from which the original position of the double bond can be deduced. By reduction with dimethylsulfide the resulting methoxyhydroperoxides are converted into aldehydes and ketones, which are determined by temperature-programmed gas chromatography on silicone columns. The lower compounds (C₁-C₁₀) are analyzed as dinitrophenylhydrazones, the less volatile higher ones as such. 100% yields were obtained for monoolefins of different structures and chain lengths (up to C₃₀).

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Ozonolytische Bestimmung von Doppelbindungen in Olefinen durch Gas-Chromatographie

Zusammenfassung Die Olefine werden in CCl₄/CH₃OH-Lösung mit Ozon behandelt, wodurch spezifische Spaltprodukte entstehen, aus denen man die ursprüngliche Lage der Doppelbindung ableiten kann. Die entstandenen Methoxyhydroperoxide werden durch Reduktion mit Dimethylsulfid zu Aldehyden und Ketonen umgesetzt, die durch temperaturprogrammierte Gas-Chromatographie an Siliconsäulen analysiert werden. Die niedrigeren (C₁-C₁₀) Verbindungen werden als Dinitrophenylhydrazone bestimmt, die weniger flüchtigen höheren als solche. Für aliphatische Monoolefine verschiedener Struktur und Kettenlänge (bis C₃₀) wurden 100%ige Ausbeuten erhalten.

Lecture presented at Euroanalysis I Conference, 28. 8.–1. 9. 1972 in Heidelberg, Germany.     

Gas-chromatographic analysis of carbides in aluminium and magnesium

Summary A quantitative gas-chromatographic method (molecular sieve column, FID) for the determination of Al₄C₃ in aluminium and magnesium has been developed. The effect of methane from external sources has been investigated and eliminated. Metallographic analysis of carbides in polished specimens were consistent with the gas-chromatographic measurements within a factor of 2. The discrepancy can be explained by the large uncertainties in light microscopy analysis of the small carbides. Analysis of commercial magnesium shows that the metal contains ca. 2–9 ppm of Al₄C₃. The concentration of carbides in aluminium from the electrolysis cell is in the range of 10–35 ppm and in the final product of ca. 2–12 ppm Al₄C₃. CaC₂ has been detected in a few magnesium and aluminium samples by means of gas-chromatography and microprobe analysis.

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Gas-chromatographische Analyse von Carbiden in Aluminium und Magnesium

Zusammenfassung Zur Bestimmung von Al₄C₃ in Aluminium und Magnesium wurde eine quantitative gas-chromatographische Methode (MolekularsiebSäule, FID) entwickelt. Der Einfluß von Methan aus äußeren Quellen, wurde untersucht und ausgeschaltet. Die metallographischen Untersuchungen von Carbiden an polierten Proben stimmten mit den Ergebnissen der gas-chromatographischen Messungen mit einem Faktor von 2 überein. Der Unterschied kann durch die großen Unsicherheiten bei der lichtmikroskopischen Analyse der kleinen Carbide erklärt werden. Die Analyse des technisch reinen Magnesiums zeigt, daß das Metall ca. 2–9 ppm Al₄C₃ enthält. Die Konzentration von Carbiden in elektrolytisch raffiniertem Aluminium liegt im Bereich 10–35 ppm und im Endprodukt bei ca. 2–12 ppm Al₄C₃. CaC₂ wurde in einigen Magnesium- und Aluminiumproben mit Hilfe von gas-chromatographischen und Mikrosondenuntersuchungen festgestellt.

     

Analysis of polyethylene oxide adducts by cleavage with hydrobromic acid in acetic acid and subsequent gas-chromatographic determination of the reaction products

Summary A method is discussed by which both the ethylene oxide content and the nature and distribution of the alkyl chains of polyethylene oxide adducts can be determined in one step. Until recently the quantitative analysis of these products gave rise to many difficulties.The method includes a fission of the polyethylene oxide adducts with a 40% solution of hydrobromic acid in glacial acetic acid in sealed glass tubes, after which the fission products are determined gas-chromatographically. Results are given for saturated as well as unsaturated ethoxylated fatty alcohols, phosphated polyoxyethylene alkyl ethers, ethoxylated amines and ethoxylated esters.

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Analyse von Polyäthylenoxid-Addukten durch Spaltung mit Bromwasserstoffsäure in Eisessig und anschließende gas-chromatographische Identifizierung der Reaktionsprodukte

Zusammenfassung Eine Methode wird beschrieben, die es ermöglicht, sowohl den Äthylenoxidgehalt wie die Art und Verteilung der Alkylketten von Polyäthylenoxidaddukten in einem Gang festzustellen. Bisher waren mit der quantitativen Analyse dieser Produkte viele Schwierigkeiten verbunden.Die Polyäthylenoxidaddukte werden in abgeschmolzenen Glasröhren mit einer 40% igen Lösung von Bromwasserstoffsäure in Eisessig gespalten, wonach die Spaltungsprodukte gas-chromatographisch identifiziert werden. Einige mit dieser Methode an gesättigten sowie ungesättigten äthoxylierten Fettalkoholen, phosphatierten Polyoxyäthylenalkyläthern, äthoxylierten Aminen und äthoxylierten Estern erzielte Resultate werden erörtert.

Lecture presented at Euroanalysis I Conference, 28. 8.–1. 9. 1972 in Heidelberg, Germany.