Recent developments in atomic spectrometry methods for elemental trace determinations

Summary Methods for atomic spectrometry are discussed in view of progress for elemental trace analysis and with special reference to progress in power of detection and in analytical reliability as well as with respect to economic aspects. Optical methods basing on atomic emission, absorption and fluorescence principles as well as related techniques (optogalvanic spectroscopy and coherent forward scattering), X-ray spectrometry and mass spectrometry are treated. The state-of-the-art, trends of development and new techniques such as special sample introduction for plasma spectrometry, glow discharges, laser enhanced ionization spectrometry with a thermionic diode, X-ray spectrometry with total reflection, plasma and glow discharge mass spectrometry are drawn up. Their potential interest from the point of power of detection, multielement capacity, interferences, capabilities for micro- and local analysis and speciation is compared with that of other methods for elemental analysis.

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Neue Entwicklungen atomspektrometrischer Methoden für die Elementspurenanalyse

Zusammenfassung Für die atomspektrometrischen Methoden wird der Fortschritt im Hinblick auf Nachweisvermögen, analytische Zuverlässigkeit und Kosten diskutiert. Optische Methoden wie die Emissions-, Atomabsorptionsund Fluorescenzspektrometrie, aber auch verwandte Techniken (Optogalvanik und kohärente Vorwärtsstreuung), neue röntgenspektrometrische Methoden und massenspektrometrische Verfahren werden behandelt. Es werden der Stand der Technik, die Entwicklungstendenzen und neue Techniken wie spezielle Probenzuführungsmethoden für die Plasmaspektrometrie, Glimmentladungen, die laserinduzierte Ionisationsspektrometrie, die Röntgenfluorescenzspektrometrie mit Totalreflektion und der Einsatz des induktiv gekoppelten Plasmas und von Glimmentladungen als Ionenquellen für die Massenspektrometrie dargestellt. Das Nachweisvermögen, die Multielementkapazität, die Interferenzen, die Möglichkeiten für Mikro- und Verteilungsanalysen sowie für die Bestimmung der Bindungsform bei den Methoden der Atomspektrometrie werden mit denen anderer Methoden für die Bestimmung der chemischen Elemente verglichen.

     

Differentiation of commercial tobacco blends by pyrolysis field ionization mass spectrometry and pattern recognition

Summary For the first time operational fingerprinting techniques have been applied to pyrolysis field ionization mass spectra of nine commercial tobacco blends. After thermal decomposition in high vacuum and soft ionization of the pyrolysis products, the mass spectral pattern of tobacco between m/z 50 and m/z 500 was reduced to the 29 most characteristic signals by the calculation of the Fisher ratios. Using the autoscaled signals with the highest discriminant power, it is possible to distinguish two major groups of tobacco blends. However, differentiation is clearly improved by principal component score plots. In a novel methodological step, results of other analytical methods have been added as external parameters to the reduced data set resulting in even better differentiation and classification. Actually five groups of tobacco blends which yield very different smoke properties could be classified.Pyrolysis field ionization mass patterns of tobacco are well suited for the distinction of commercial tobacco blends and are assumed to allow a prediction of external parameters such as condensate and nicotine concentrations in smoke. Pyrolysis field ionization mass spectrometry in combination with operational fingerprinting techniques and multivariate statistical methods appears to be a fast and reliable tool for future assessments of tobacco properties.

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Unterscheidung von handelsüblichen Tabakmischungen durch Pyrolyse-Feldionisation-Massenspektrometrie und Mustererkennung

Zusammenfassung Zum ersten Mal wurden operationale Techniken der Mustererkennung auf Massenspektren der Pyrolyse-Feldionisation von neun handelsüblichen Tabakmischungen angewendet. Nach dem thermischen Abbau im Hochvakuum und schonender Ionisierung der Pyrolyseprodukte wurde das massenspektrometrische Muster von Tabak im Bereich von m/z 50 bis m/z 500 durch die Berechnung der Fisher-Quotienten auf die 29 charakteristischsten Massensignale reduziert. Unter Verwendung dieser standardisierten Massensignale mit der stärksten trennenden Wirkung ist es möglich, zunächst zwei Hauptgruppen von Tabakmischungen zu unterscheiden. Diese Unterscheidung wird jedoch durch die Hauptkomponentenanlyse deutlich verbessert. Als neuer methodischer Schritt wurden chemische Daten von anderen analytischen Methoden als externe Parameter zu dem reduzierten Datensatz hinzugefügt, um eine noch bessere Differenzierung und Klassifizierung zu erreichen. Tatsächlich konnten fünf Gruppen von Tabakmischungen (Endprodukten) ermittelt werden, die sich durch sehr unterschiedliche Raucheigenschaften auszeichnen.Die Signalmuster von Massenspektren der Pyrolyse-Feldionisation von Tabak sind gut geeignet für eine Unterscheidung von handelsüblichen Tabakmischungen und man kann annehmen, daß sie auch eine Vorhersage von externen Parametern wie Kondensat- und Nikotinkonzentration erlauben. Reproduzierbarer thermischer Abbau mit nachfolgender schonender Ionisierung der Pyrolysate durch Feldionisation ergibt Massenspektren, die in Kombination mit operationalen Mustererkennungstechniken und multivariaten statistischen Methoden ein schnelles und zuverlässiges Verfahren für die zukünftige Beurteilung von Tabakeigenschaften ergeben.

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Dedicated to Prof. Dr. H. D. Beckey on occasion of his 65th birthday     

High resolution molecular spectroscopy with lasers

Summary Several sensitive detection techniques, such as excitation spectroscopy or resonant two-photon ionization spectroscopy are applied to laser spectroscopy with sub-Doppler resolution in collimated molecular beams. Due to internal cooling during the adiabatic expansion in supersonic beams rotational temperatures below 10 K can be reached which results in a drastic simplification of otherwise complex molecular spectra.Different schemes of optical-optical double resonance spectroscopy with two cw or pulsed narrow band lasers are discussed which allow the unambiguous assignment of perturbed molecular spectra. The techniques are illustrated by their application to NO₂, SO₂, Cs₂ and to the study of Rydberg states of Li₂.

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Laser-Molekularspektroskopie mit hoher Auflösung

Zusammenfassung Empfindliche Nachweismethoden der Laserspektroskopie, wie z. B. die Anregungsspektroskopie oder die resonante Zweiphotonen-Ionisation werden angewandt auf die Doppler-freie Untersuchung kleiner Moleküle, wie NO₂ und SO₂ in kollimierten Überschallstrahlen. Durch die drastische Abkühlung bei der adiabatischen Expansion können Rotationstemperaturen unter 10 K erreicht werden, was die Liniendichte in den Spektren stark reduziert und damit die Analyse der Spektren wesentlich vereinfacht.Verschiedene Techniken der optischen-optischen Doppelresonanz-Spektroskopie mit zwei kontinuierlichen oder gepulsten Lasern werden illustriert am Beispiel der Untersuchung von Rydberg-Zuständen von Li₂ und des langreichweitigen Potentials von Cs₂. Der Vorteil dieser Techniken für die Analyse komplexer Molekülspektren wird diskutiert.

     

Quantitative determination of sub-ppb traces of polychlorinated compounds and pesticides in moss samples

Summary Two methods for the determination of organic polychlorinated compounds and pesticides in moss samples are described. The techniques are suited to determine sub-ppb concentrations. Different homogenisation and extraction methods are used followed by column chromatography clean-up. High-resolution gas chromatography combined with electron capture detection or negative-ion chemical ionization mass spectrometry is employed for quantification. Recovery results, blank values and a comparison of both methods are presented. The techniques have been successfully used for the analysis of moss samples collected from Middle Europe to the Subarctic.

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Quantitative Bestimmung von Sub-ppb-Spuren polychlorierter Verbindungen und Pesticide in Moosproben

Zusammenfassung Zwei Verfahren zur Bestimmung von polychlorierten organischen Verbindungen und Pesticiden in Moos werden beschrieben, die für den ppb-Bereich geeignet sind. Zur Homogenisierung und Extraktion dienen verschiedene Techniken, gefolgt von einem säulen-chromatographischen Clean-up. Zur Bestimmung dient die hochauflösende Gas-Chromatographie in Kombination mit Electron-capture-Detektion oder Massenspektrometrie durch chemische Ionisation mit negativen Ionen. Ein Vergleich beider Methoden wird gegeben sowie Wiederfindungsraten und Blindwerte für die verschiedenen Substanzen. Die Verfahren wurden erfolgreich auf Moosproben angewendet, die aus einem Gebiet von Mitteleuropa bis zur subarktischen Region gesammelt wurden.

     

Applications of infrared and Raman spectroscopy in industry

Summary There have been many recent explosive advances in both IR and Raman spectroscopy which have developed in response to industrial problems of increasing complexity. Probably the biggest factor in these advances has been computerization, which has contributed not only to substantial improvements in data handling but to enormous gains in sensitivities of analyses as well.In this paper numerous examples of Raman and IR applications in industry are given using many of these recent advances, including in-situ techniques, microprobe analyses, unusual combinations of instruments — i.e., hyphenated methods — and new sample handling techniques. The bright future of FT-IR and Raman spectroscopy is also briefly discussed.

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Anwendungen der Infrarot- und Ramanspektroskopie in der Industrie

Zusammenfassung Infrarot- und in geringerem Maße Raman-Spektroskopie sind etablierte und wirklich alltägliche Techniken in einem gut ausgerüsteten Industrielabor. Sie werden routinemäßig bei Problemen eingesetzt, die von großer Bedeutung für den Erfolg einer Forschungs- und Entwicklungsindustrie sind.Die Untersuchung von Katalysatorstrukturen und der Oberflächenadsorptionsstellen in Hinblick auf Katalysevorgänge kann Isotopensubstitution und in situ Bestimmungen bei mittleren bis hohen Drücken und Temperaturen einschließen. Für die in situ Untersuchungen von Katalysatoren ist Raman-Spektroskopie die einfachere Methode, da das Trägermaterial keinen Einfluß hat.Untersuchungen bei hohen Drücken sind wichtig für Modellstudien bei der Ölproduktionsforschung, da hier Bandenpositionen und -intensitäten von gasförmigen/flüssigen Mischungen von Kohlenwasserstoffen mit dem Druck korreliert und für die Analyse der Zusammensetzung verwendet werden.Relativ neue Entwicklungen in der Schwingungsspektroskopie, wie Mikrotechniken und Mikroskopanordnungen, berühren alle Gebiete der Forschung und Entwicklung, die für die Ölindustrie typisch sind. Dazu gehören in der Raman-Spektroskopie die räumliche Trennung von Probe und Detektionssystem, die durch optische Fibern überbrückt wird, und viele Probentechniken in der IR-Spektroskopie wie IRAS, DRIFT und FTIR-PAS. In situ IRAS ist eine sehr leistungsstarke Methode bei der Untersuchung von beschichteten Metalloberflächen, Adhäsionsschichten und des zeitlichen Verhaltens von Beschichtungen bei Wärmebehandlung.Bei vielen analytischen Problemen liegen komplexe Gemische vor, zu deren Lösung Verbundverfahren wie GC/ FT-IR oder TGA/FT-IR beitragen können. Ebenso ist ein mobiles FT-IR-Spektrometer ein interessantes und sehr nützliches Konzept. Schließlich werden Beispiele für spektroskopische Einzelanalysen gezeigt, die entweder die besonderen oder auch die sich ergänzenden Möglichkeiten der FT-IR- und Raman-Spektroskopie ausnutzen.

     

Thermal Analysis for plastics and rubber engineering

A survey of the possibilities of Thermal Analysis (TA) in the plastics and rubber industry is presented. As well as giving examples from research (liquid crystalline main and side chain polymers) and construction (laminates of carbon fibre reinforced epoxy resin prepregs), the field of quality assurance and material characterization is specially discussed. The correlation between TA-characteristics such as the degree of crystallinity and mechanical properties (e.g. hardness or green strength) is demonstrated. The application of thermogravimetry for a precise compositional analysis of compounded rubbers is shown. In practice, Thermal Analysis is most important for failure analysis and the characterization of processing parameters during the production of moulded parts as TA-methods are usually much faster than traditional standard methods. Moreover, the increasing importance of combining TA-methods with other techniques of instrumental analysis is demonstrated. An example of this combination is the TG-DSC-MS coupling which is invaluable in the area of environmental protection especially in the production, application and recycling of moulded parts from polymeric materials.

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Zusammenfassung Es wird ein überblick über die Möglichkeiten der Thermischen Analyse für die Kunststoff- und Kautschukindustrie gegeben. Neben Beispielen aus dem Bereich der Forschung (Haupt- und Seitenketten-Flüssigkristallpolymere) und Konstruktion (Laminate aus kohlefaserverstÄrkten Epoxyharz-Prepregs) wird besonders der Bereich der QualitÄtssicherung und Werkstoff-Charakterisierung behandelt. Hier werden ZusammenhÄnge zwischen TA-Kenngrössen wie z. B. KristallinitÄtsgrad und mechanischen Eigenschaften wie z. B. HÄrte oder Rohfestigkeit dargestellt sowie die Möglichkeiten der Thermogravimetrie zur quantitativen Gummianalyse gezeigt. Für den Praktiker besonders wichtig sind die Fehleranalyse und die Charakterisierung von Verarbeitungseinflüssen bei der Herstellung von Formteilen, da die Thermische Analyse oft wesentlich schneller Ergebnisse liefert als klassische Methoden. Ausserdem wird die zunehmende Bedeutung der Kopplung thermoanalytischer Methoden mit anderen Methoden der instrumentellen Analytik am Beispiel der TG-DSC-MS Kopplung für Probleme aus dem Bereich des Umweltschutzes im Zusammenhang mit der Herstellung und Anwendung von Formteilen aus polymeren Werkstoffen gezeigt.

     

The characterization of the thermal behaviour of inorganic fluorides using quasi-static thermoanalytical methods

Quasi-static thermal analysis is very useful for the characterization of the thermal behaviour of inorganic fluorides. The strong dependence of the thermal decomposition of hydroxonium fluorometallates, monofluorophosphates, and ammonium fluorometallates on the partial pressure is demonstrated. Non-reciprocal quasi-isobaric investigations are specially suitable to disclose this behaviour. The possibilities of characterization of the reaction mechanism using quasi-static thermal analytical methods as well as the use of these methods as synthetic variants for phase-pure fluorides are demonstrated by further examples. In this context the repression of the amount of hydrolysis products is discussed.

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Zusammenfassung Quasi-statische thermoanalytische Methoden sind sehr gut für die Charakterisierung anorganischer Fluoride geeignet. Am Beispiel der termischen Zersetzung von Hydroxoniumfluorometallaten, Monofluorophosphaten und Ammoniumfluorometallaten wird der starke Einfluss von Partialdruckänderungen demonstriert. Besonders wichtig sind quasi-isobare, nicht-reziproke Verfahren für die Untersuchung dieses Verhaltens. An Beispielen wird auch die Möglichkeit der Reaktionsaufklärung mit quasi-statischen thermoanalytischen Methoden gezeigt. Die gleichen Methoden eignen sich darüber hinaus als Synthesevariante für phasenreine Fluoride. In diesem Zusammenhang werden die Möglichkeiten der Herstellung von Fluoriden mit geringem Hydrolysegrad ausführlich diskutiert.

     

Vereinfachtes Additionsverfahren in der Atomabsorptionsspektrometrie

Summary A simulation game is developed in which players can obtain insight into the connection between analytical chemical methods and the use of these methods for specific purposes, e.g. process control. The analytical methods are characterised by e.g. reproducibility, dead-time and staff- and instrument requirements. The external conditions of the played situation, e.g. sampling frequency, time, money and available staff also play a role in the game.

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Simulationsspiel über die Beziehung zwischen einem analytischen Laboratorium und der Prozeßkontrolle

Zusammenfassung Ein Simulationsspiel wurde entwickelt, bei dem die Spieler einen Einblick gewinnen in die Zusammenhänge zwischen analytischen Methoden und der Nutzung dieser Methoden für bestimmte Zwecke, wie z.B. die Prozeßkontrolle. Die analytischen Methoden werden durch Reproduzierbarkeit, Totzeit, sowie Anforderungen an Personal und Geräte charakterisiert. Als äußere Bedingungen werden in dem Spiel z.B. Probenahmefrequenz, Zeit, Kosten sowie verfügbares Personal berücksichtigt.

     

Remarks on the sample preparation of oxidic materials for X-ray analysis

Summary The universal method which is established in practice and has the best reproducibility is indicated in a critical comparison of different techniques for producing melting fusion tablets for the X-ray analysis. By studying fusion tablets with methods of local analysis, users of the tablet technique shall be made critical. The different objectives of analytical problems with the analysis of oxides are discussed.

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Bemerkungen zur Probenvorbereitung oxidischer Materialien für die Röntgenfluorescenzanalyse

Zusammenfassung Ausgehend von einem kritischen Vergleich verschiedener Techniken zur Herstellung von Schmelzaufschluß-Tabletten für die RFA wird auf die in der Praxis bewährte Universalmethode mit der besten Reproduzierbarkeit hingewiesen. Durch die Untersuchung von Schmelztabletten mit Hilfe lokalanalytischer Methoden sollen Anwender der Tablettentechnik zur Kritik angeregt werden. Die unterschiedlichen Zielsetzungen analytischer Aufgaben bei der Untersuchung von Oxiden werden diskutiert.

     

Instrumental analytical techniques in geochemistry: Requirements and applications

Summary Geochemists must analyse an extremely wide range of terrestrial and planetary materials. The instrumental techniques necessary to cope with this difficult task are considered. The most important analytical techniques in use by the geochemist today are AAS, ICP-OES, INAA, MSID and XRFS, and the electron microscope for in situ mineral analysis. Some applications of these techniques to solving major problems in geochemistry are discussed. The importance of certified reference materials and of high quality geochemical data are emphasized. It is concluded that the general quality of trace element data has improved over the past 25 years, as a direct result of the application of modern instrumental techniques. Surprisingly, the quality of data reported for certain major elements has deteriorated over that time, when compared with data obtainable by classical chemical methods. Predictions are made concerning the instrumentation needs of the next generation of geochemists.

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Instrumentelle analytische Verfahren in der Geochemie: Erfordernisse und Anwendungen

Zusammenfassung Die instrumentellen Techniken werden betrachtet, die notwendig sind, um Proben aus einem außerordentlich großen Bereich von irdischen und planetarischen Materialien zu analysieren. Die wichtigsten analytischen Techniken, die vom Geochemiker heutzutage benutzt werden, sind: AAS, ICP-OES, INAA, MSID und XRFS sowie die Elektronenstrahl-Mikrosonde für in situ-Analysen von Mineralien. Einige Anwendungen dieser Techniken für die Lösung schwieriger Probleme in der Geochemie werden diskutiert. Die Bedeutung von zertifizierten Referenzmaterialien und von geochemischen Daten hoher Qualität wird betont. Es wird festgestellt, daß sich die allgemeine Qualität der Daten von Spurenelementen in den letzten 25 Jahren verbessert hat; ein direktes Ergebnis der Anwendung moderner instrumenteller Techniken. Überraschenderweise hat sich in diesem Zeitraum die Qualität der Daten von bestimmten Hauptelementen verschlechtert, wenn man mit Daten vergleicht, die mit klassischen chemischen Methoden erreichbar sind. Es werden Voraussagen in Bezug auf den instrumentellen Bedarf der nächsten Generation von Geochemikern gemacht.

     

Evaluation of thermal analysis experimental data

The possibilities of the THERMOKIN software package for evaluation of experimental data of solid state thermal decomposition are described. The software package makes it possible to simulate the solid state reactions, to evaluate the results of various thermal analysis methods such as TG/DTG, DSC., evolved gas analysis etc. The software enabled us to choose the adequate model of solid state reactions, to calculate the parameters of reactions and the errors of the parameters. Using this software package the interpretation of the results obtained by various methods of thermal analysis as well as the determination of the optimal experimental conditions for the studied substances can be made.

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Zusammenfassung Die Möglichkeiten des Softwarepaketes THERMOKIN zur Auswertung experimenteller Daten von thermischen Feststoffzersetzungen werden beschrieben. Das Softwarepaket ermöglicht die Simulation von Feststoffreaktionen, die Auswertung der Ergebnisse von verschiedenen thermoanalytischen Methoden, wie z.B. TG/DTG, DSC., Analyse der entstehenden Gase usw. Durch das Softwarepaket wurde es ermöglicht, ein adäquates Modell für die Feststoffreaktion auszuwählen und die Reaktionsparameter sowie deren Fehler zu berechnen. Unter Anwendung dieses Softwarepaketes können einerseits die Ergebnisse aus den verschiedensten thermoanalytischen Verfahren interpretiert und andererseits die optimalen Reaktionsbedingungen für die jeweiligen untersuchten Substanzen ermittelt werden.

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Dedicated to Prof. Dr. H. J. Seifert on the occasion of his 60^th birthday     

The teaching potential of evaluation and optimization methods in analytical chemistry

Summary The teaching potential for analytical chemistry of some mathematical and statistical tools is discussed. It is concluded that some of the so-called chemometric techniques should be taught and that they permit to develop a philosophy of problem solving in analytical chemistry.

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Unterrichtsmöglichkeiten für Bewertungs- und Optimierungsmethoden in der Analytischen Chemie

Zusammenfassung Die Notwendigkeit der Aufnahme solcher Methoden in die Unterrichtspläne für Analytische Chemie wird diskutiert und eine Reihe von statistischen und mathematischen Verfahren (sog. Chemometrie) wird beschrieben, die sich für die Aufnahme in die Lehrpläne eignen.

     

Colorimetrische Bestimmung der Phosphors?ure mit Vanadat-Molybdat

Zusammenfassung Es wird das colorimetrische Verfahren für die Bestimmung der Phosphorsäure mit Vanadat-Molybdat (VM-Methode) beschrieben, das gegenüber den anderen Methoden den Vorteil größerer Schnelligkeit und Einfachheit besitzt. Die Methode ist infolge großer Ersparnis an Reagenzien (Molybdän) und Arbeit besonders vorteilhaft und kann die Gewichtsanalyse bei Beachtung ihrer Besonderheiten ersetzen. Der Genauigkeitsgrad ist der gleiche wie derjenige der gravimetrischen Molybdatmethode nach v. Lorenz. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, die P-Bestimmung in Bereichen stärkerer P-Konzentrationen vorzunehmen, als es die colorimetrischen Methoden im allgemeinen zulassen, so daß auch Substanzen mit hohem P₂O₅-Gehalt mit der notwendigen Genauigkeit untersucht werden können.     

Eliminierung von Isopropylgruppen aus Aromaten, 1. Mitt.: Erweiterung der präparativen Anwendbarkeit von 2-Acetoxycyclohexadienonen

Zusammenfassung 2-Isopropyl-2-acetoxycyclohexadienone können denselben Reaktionen unterworfen werden wie alle anderen Vertreter dieser Körperklasse. Die dabei resultierenden substituierten Isopropylphenole zeigen indes die wertvolle Eigenschaft, daß in vielen Fällen (Alkyl- und Arylreste, Carbomethoxymethyl, Acetonylgruppe als Substituenten) die Isopropylgruppe unter milden Bedingungen entfernt werden kann. Dadurch werden nun auch die Grundkörper und eventuell in den Stellungen 3, 4 und 6 substituierte Derivate der meta-substituierten Phenole, wie z. B. m-Phenylphenol, m-Alkylphenol, m-Hydroxy-phenylessigsäure, m-Acetonylphenol leicht zugänglich; letzteres selbst wurde bisher noch nicht beschrieben. Da z. B. das Phenol selbst wie auch alle anderen Phenole durch Umsetzung mit Propylen¹ in technischem Maßstab leicht in 2-Isopropylphenole übergeführt werden können, ergibt sich somit ein leichter mittelbarer Zugang, von einem beliebigen Phenol ausgehend, zu einem m-substituierten Phenol mit freien o-Stellungen. Bestimmte Substituenten in m-Stellung hingegen—wie z. B. CN, OH oder ankondensierte heterocyclische Ringe—verhindern die Eliminierung des Isopropylrestes. Aus dieser Gegenüberstellung ergibt sich ein verhältnismäßig einfaches Bild über die für die Eliminierbarkeit notwendigen Bedingungen sowie über den Ablauf dieser eigenartigen Reaktion.     

Spectrophotometric determination of amino acids using metol and sodium hypochlorite or chloramine-T

Summary Simple and sensitive spectrophotometric methods for the determination of proline, hydroxyproline, aspartic acid, arginine and histidine, based on the formation of a coloured species with metol and sodium hypochlorite or chloramine-T are described. The effect of other amino acids and the best conditions for forming coloured complexes have been studied. The methods are applicable to the determination of the aforementioned amino acids in pure samples and in protein hydrolysates.

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Spektrophotometrische Bestimmung von Aminosäuren mit Metol und Natriumhypochlorit oder Chloramin T

Zusammenfassung Einfache und empfindliche Spektrophotometrische Methoden zur Bestimmung von Prolin, Hydroxyprolin, Asparaginsäure, Arginin und Histidin mit Hilfe der Farbreaktion mit Metol und Natriumhypochlorit oder Chloramin T wurden beschrieben. Die Einwirkung anderer Aminosäuren sowie die besten Bedingungen für die Farbreaktion wurden untersucht. Die erwähnten Verfahren eignen sich sowohl für die Bestimmung der erwähnten Aminosäuren in reinem Zustand wie auch in Proteinhydrolysaten.

     

Probleme der Kopplung Gas-Chromatographie mit Massenspektrometrie im Bereich niederer Konzentrationen

Zusammenfassung Koppelt man das Massenspektrometer direkt mit einem stetig arbeitenden Trennverfahren, z. B. der Gas-Chromatographie, kommt es darauf an, daß durch den MS-Detektor für ein sicher auswertbares Massenspektrum ein Mindestfluß von Substanz in g/sec strömt. Es ist wichtig, den an sich vom chromatographischen System her leicht veränderbaren Substanzfluß nicht durch ungünstige Kopplungsglieder, wie z. B. bestimmte Typen von Molekelseparatoren, drastisch zu senken. Es zeigt sich, daß für die immer wichtiger werdende qualitative Spurenanalytik in der Medizin, Biochemie, Hygiene und dem größten Teil der organischen industriellen Chemie die GC/MS-Kopplung als an sich leistungsfähigstes Team instrumenteller Analytik versagt, weil es nicht gelingt, den obengenannten Mindestsubstanzfluß in den MS-Detektor zu bringen. Um die heutigen Grenzen zu verschieben, wird die Anwendung anderer chromatographischer Techniken und ein neuartiges Kopplungsglied vorgeschlagen: Mehrstufige Gas-Chromatographie, Tieftemperatur-Gas-Chromatographie mit Langzeitdosierung und eine Minivariante der Reversions-Gas-Chromatographie.Dies erlaubt noch Strukturanalysen im ppb-Bereich, wenn die Bedingungen stofflich günstig sind. Man vermeidet somit strukturverändernde zeitraubende off-line-Anreicherungen.

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Problems of coupling gas chromatography with mass spectrometry in low concentration range

When coupling mass spectrometer and gas chromatograph a minimum flow of substance (in g/sec) through the mass-spectrometric detector is essential for obtaining spectra which can be safely evaluated. It is important that this flow of substance is not diminished considerably by unsuitable coupling devices, e.g. certain types of molecule separators. It has become evident that the gc/ms-coupling, which is considered to be most efficient in qualitative trace analysis in the fields of medicine, biochemistry, hygienics and organic industrial chemistry, can fail if it is not possible to attain such a minimum flow of substance through the detector. In order to extend the present limitations the application of other chromatographic techniques and a novel coupling device is proposed: multistage gas-chromatography, low temperature gas-chromatography with long-time dosage and a mini-variant of reversion gas chromatography. With favourable material conditions structure determinations can thus be carried out in the ppb-range. Time-consuming off-line enrichment, which influences the structure, can be avoided.

     

The application of thermoanalytical methods in studies on the pathomechanism of human diseases

This mini-review attempts to give a short summary of the application of temperature-dependent techniques in bio-medical research. Results obtained by thermal analysis provide valuable support to scientific theories on various human pathophysiological processes as well as to several therapeutic approaches. Special attention is focussed on cardiovascular disease, since of approx. 11 million deaths occurring per annum in developed countries more than 3.9 million were due to this disease, as recorded by WHO. Recent research on the pathogenesis of atherosclerosis has concentrated on the physico-chemical nature of the arteries and on the roles of serum lipoproteins and defects in cellular metabolism of cholesterol. An understanding of the physical and chemical nature of lipids accumulated in the arterial wall may help explain how it gets into the artery and how it can be removed. Smectic cholesteryl-ester phases had been observed in a number of fatty streaks and advanced atherosclerotic lesions within the arteries. These phases have physical characteristics that can be identified with the polarizing or electron microscope, by calorimetry, by NMR spectrometry or by X-ray diffraction.

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Zusammenfassung Es wird versucht, einen kurzen überblick über die Anwendung temperaturabhängiger Techniken in der biomedizinischen Forschung zu geben. Thermoanalyti-sche Ergebnisse bieten eine wertvollen Beitrag für wissenschaftliche Theorien zu verschiedenen pathophysiologischen Vorgängen beim Menschen als auch für verschiedene therapeutische Methoden. Besondere Aufmerksamkeit wird Herzkreislaufkrankheiten geschenkt, da laut WHO-Berichten von den jährlich etwa 11 Millionen Todesfällen in den hochentwickelten Ländern mehr als 3,9 Millionen auf diese Krankheiten zurückzuführen sind. Die jüngste Forschung auf dem Gebiete der Pathogenese von Atherosklerose konzentrierte sich auf die physikalisch-chemische Natur der Arterien sowie auf die Rolle von Serumlipoproteinen und Defekte im Zellmetabolismus von Cholesterol. Eine eingehende Untersuchung der physikalischen und chemischen Natur von den in der Arterienwand angehäuften Lipiden kann helfen zu erklären, wie diese in die Arterie gelangen und wie sie von dort entfernt werden können. In einer Anzahl von fettigen Bändern und krankhaften atherosklerotischen Veränderungen im fortgeschrittenen Stadium in den Arterien wurden smektische Cholesterylesterphasen beobachtet. Diese Phasen besitzen physikalische Eigenschaften, die mittels Polarisations- oder Elektronenmikroskop, Kalorimetrie, NMR-Spektroskopie und Röntgendiffraktion identifiziert werden können.

     

Chromatographische Trennungen zur Verbesserung der photometrischen Nachweisgrenze in der Element-Spurenanalyse am Beispiel des Nickels

Zusammenfassung Als Nachweisgrenze für das extraktiv-photometrische Bestimmungsverfahren von Nickel mit Pyridin-2-aldehyd-2-chinolylhydrazon (PAC) wurden als Absolutmenge 195 ng Ni ermittelt. Nach der dünnschicht-chromatographischen Abtrennung des PAC-Überschusses an Kieselgel mit Aceton kann die Nachweisgrenze auf 34 ng Ni verringert werden. Die Messungen erfolgen in Mikroküvetten in Benzol bei 515 nm; der Zeitbedarf für eine Bestimmung beträgt etwa 1 h. Die Techniken der Säulen- und Dünnschicht-Chromatographie (DC) werden miteinander verglichen; mit der DC ist der Zeitaufwand geringer. Es wird über die Analysenergebnisse in synthetischen Lösungen berichtet; eine Anwendung des Verfahrens z.B. für Nickel-Spurenanalysen in Lebensmitteln ist möglich, da das störende Eisen ebenfalls abgetrennt wird.

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Chromatographic separations for improving the photometric determination limit in element trace analysis by example of nickel

Summary The determination limit in extractive spectrophotometric analysis of nickel with pyridine-2-aldehyde-2-quinolylhydrazone (PAC) was found to be 195 ng Ni (absolute amount of Ni). After separation of excess PAC by thin-layer chromatography on silicagel with acetone the determination limit can be lowered down to 34 ng. The measurements are carried out in microcuvettes in benzene at 515 nm, the time for one analyses being about 1 h. Column and thin-layer chromatographic techniques are compared; using TLC the necessary time is shorter. Results of analyses in synthetic solutions are discussed; an application of the procedure e.g. in Ni trace analysis in foodstuffs is possible, for interfering iron can be separated by TLC too.

Siehe Lit. [4]