Zur Analytik von Spurenelementen in biologischem Material

Zusammenfassung Die Erkenntnis, daß zahlreiche Spurenelemente biologische Vorgänge stimulieren oder hemmen können, setzt heute zum genauen Studium dieser komplexen Wechselwirkungen immer nachweisstärkere und zuverlässigere Analysenverfahren für die Elemente in ihren verschiedenen Bindungsformen voraus. Diese analytischen Aufgaben werden am Beispiel der Elemente Selen und Quecksilber demonstriert, ebenso die derzeitigen methodischen Grenzen der Spurenanalyse. Die größten Probleme bereiten systematische Fehler der Methoden, die nicht leicht aufzuspüren sind und um so schwerwiegender die analytischen Aussagen belasten, je kleiner die zu bestimmenden absoluten Mengen der Elemente sind. Am Beispiel des Quecksilbers wird der recht mühsame Weg zu zuverlässigen Daten auch in sehr niedrigen Konzentrationsbereichen beschrieben und eine neuentwickelte emissionsspektrometrische Bestimmungsmethode für ng- und pg-Mengen von Hg in anorganischen und organischen Matrices nach Aufschluß mit im Mikrowellenfeld angeregtem Sauerstoff vorgestellt.Weiterhin werden Möglichkeiten zum zuverlässigen Aufschluß von organischen Matrices mit Säuren und reinem Sauerstoff zur Bestimmung umweltrelevanter Elementspuren ebenso wie aktuelle methodische Entwicklungen unter dem Gesichtspunkt der Multielementbestimmung diskutiert. Der Trend der Bestimmungsmethoden weist in Richtung Röntgenfluorescenzanalyse nach chemischer Anreicherung der Elementspuren bzw. Lösungsemissionsspektrometrie mit HF- bzw. Mikrowellenanregung.Plenarvortrag anläßlich der Tagung Biochemische Analytik 76 9.–13.4.1976 in München.     

On the loss of cadmium, antimony and silver during dry ashing of biological material

Summary The loss of cadmium, antimony and silver during dry ashing of marine weeds, mussels and shrimps was studied with the aid of radioactive tracers. Except for antimony all biological material was labelled by uptake of the radioactive tracers by the organisms while still alive. At an ashing temperature of 500° C and below no significant loss by volatilization of these elements occurs. The results obtained at higher temperatures with cadmium show that the behaviour of this element may depend on the composition of the organic material. Retention on the wall of quartz crucibles did not cause serious losses.

---

Über den Verlust an Cadmium, Antimon und Silber bei der Trockenveraschung von biologischem Material

Zusammenfassung Mit Hilfe radioaktiver Tracer wurden die Verluste an Cadmium, Antimon und Silber bei der Trockenveraschung von Seetang, Muscheln und Krabben untersucht. Mit Ausnahme von Antimon wurden alle Materialien mit den Tracern durch Aufnahme im lebenden Zustand markiert. Bei Veraschungstemperaturen von 500° C und darunter konnten keine signifikanten Verluste durch Verflüchtigung der Elemente festgestellt werden. Das Verhalten von Cadmium bei höheren Temperaturen kann von der Zusammensetzung des organischen Materials abhängen. Verluste durch Haften an der Wand des Quarztiegels waren unbedeutend.

     

Spezielle M?glichkeiten visuell wahrnehmbarer Reaktionen

Zusammenfassung Es wurden die besonderen Aussagemöglichkeiten mikrochemischer Reaktionen am Korundstäbchen beim Nachweis und der Bestimmung von B, Se, Fe und Cu im Stahl sowie der Nachweis von Cu und Mg in Mineralien durch mechanischen Aufschluß (Abstrich am Stäbchen) aufgezeigt. Neben der Wertigkeit von Fe und Cu ist auch eine Aussage über die intermetallische Bindung des Cu möglich.Herrn Prof. Dr. F. Hecht zum 70. Geburtstag herzlichst gewidmet.     

Total analysis of plant material and biological tissue by spark source mass spectrometry

Summary Analysis of biological material by spark source mass spectrometry is reported. Preliminary studies mainly based upon the analysis of the NBS standard reference material SRM-1571 (Orchard Leaves) are described. Attention is drawn to the importance of a suitable sample preparation method. The advantages of a wet digestion technique in a Teflon bomb are discussed and its use is justified by the satisfactory overall analysis precision of about 20%.

---

Gesamtanalyse von Pflanzenmaterial und biologischem Gewebe mittels Funken-Massenspektrometrie

Zusammenfassung Die Analyse von biologischem Material mit der Funken-Massenspektrometrie wird beschrieben. Erste Untersuchungen basieren auf der Analyse der NBS-Standardprobe Orchard Leaves (NBS SRM-1571). Die Wichtigkeit einer geeigneten Probenvorbereitung wird betont. Die Vorteile der Naßaufschlußtechnik in einer Teflonbombe werden diskutiert und ihr Einsatz durch die gute Gesamtreproduzierbarkeit von etwa 20% gerechtfertigt.

     

A new analytical system for multicomponent gas-chromatographic analysis of metabolites in biological material

Summary A new method for the gas-chromatographic multicomponent analysis of metabolites in biological material is described. It is an analytical procedure involving several extractions carried out under different conditions. In this procedure the metabolites are divided according to their functional groups and specific chemical behaviours into eight main fractions: lipids, hydrocarbons, organic acids, neutral substances, phenols, amines, amino acids and carbohydrates. Each of these fractions is derivatized; the components are separated and estimated by gas chromatography. This analytical system was applied to the determination of a number of metabolites in serum, urine, amniotic fluid, sperma, tissues and other biological materials.

---

Neues Analysensystem zur Multikomponenten-GC-Analyse von Metaboliten in biologischem Material

Zusammenfassung Eine Methode für die Multikomponenten-GC-Analyse von Metaboliten in Biomaterialien wird beschrieben. Das Verfahren umfaßt mehrere Extraktionen, die unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt werden. Die Komponenten werden in Abhängigkeit von ihren funktionellen Gruppen und spezifischem chemischen Verhalten in acht Hauptfraktionen geteilt: Lipide, Kohlenwasserstoffe, organische Säuren, neutrale Substanzen, Phenole, Amine, Aminosäuren und Kohlenhydrate. Die Komponenten jeder Gruppe werden nach spezieller Derivatisierung gaschromatographisch getrennt und bestimmt. Dieses neue System ist bei verschiedenen biologischen Materialien (klinische Proben, Pflanzen- und Tiergewebe) angewandt worden.

     

Anwendung der Streustrahl-Methode zur Bestimmung der Elemente in Mineral?lprodukten mit Hilfe der R?ntgenfluorescenz-Spektral-Analyse am Beispiel der Bleibestimmung in Ottokraftstoffen

Zusammenfassung In einem relativ einfach durchzuführenden Verbundverfahren wird Selen im Sauerstoff-strom innerhalb 15 min bei 1100–1150°C quantitativ aus den Metall- bzw. Metalloxidschmelzen verdampft und in einer mit flüssigem Stickstoff gekühlten Vorlage aufgefangen. Das aus der Vorlage mit einer definierten Menge verdünnter HNO₃ in Gegenwart von Ni-Nitrat gelöste Selen läßt sich direkt durch AAS mit dem Graphitofen (FAAS) äußerst nachweisstark und zuverlässig bestimmen. Die Nachweisgrenze (elektrodenlose Entladungslampe) liegt bei 3×10^–11 g Se. Der Verfahrensverbund erlaubt mit Probenmengen 10 g in Ag und Au Se-Gehalte 0,05 ppb,inCu 0,1 ppb,in Bi 0,2 ppb und in Pb 10 ppb zu erfassen. Für draht-, stab- und spanförmige Proben erhält man für Se-Gehalte von 2–0,002 ppm Variationskoeffizienten zwischen 3 und 6%. Die Vollständigkeit der Se-Verdampfung aus den Matrices Cu, Ag, Au und Bi wurde ebenso wie die Richtigkeit des Gesamtverfahrens durch systematische Untersuchungen belegt.

---

Determination of se by furnace atomic absorption spectrometry (FAAS) in the ppb-range in Cu, Cu alloys, Ag, Au, Pb and Bi after volatilization in an oxygen stream

Summary Selenium is evaporated in a multi-stage procedure within 15 min from metals or metal oxides fused at temperatures of 1100–1150°C under a stream of oxygen and is trapped in a receiver cooled with liquid nitrogen. The condensed SeO₂ is dissolved with a definite volume of diluted HNO₃ in the presence of Ni-nitrate and determined with high sensitivity and reliability by FAAS (electrodeless discharge lamp). The detection limit of the FAAS was found to be 3 · 10^–11 g of Se. The multi-stage procedure allows to detect Se levels 0.05 ppb in Ag and Au, 0.1 ppb in Cu, 0.2 ppb in Bi, and 10 ppb in Pb, respectively, with sample weights 10 g. For wire, rod, and chip samples the coefficients of variation are found to be between 3 and 6% for Se contents of 2 to 0.002 ppm. The quantitative evaporation of Se from Cu, Ag, Au, and Bi as well as the accuracy of the whole procedure have been checked systematically.

Die Arbeit wurde durch Mittel der DFG in dankenswerter Weise unterstützt.     

Bestimmung von Blei in Abwasser und Staub

Ohne Zusammenfassung

---

Determination of lead in waste water and dust