Laborautomation und Labordatenverarbeitung: Zielsetzungen und L?sungswege aus der Sicht eines industriellen Analysenlabors

Zusammenfassung Drei Beispiele für Automatisierung und Rechnereinsatz im analytischen Labor (eine automatische Dampfraumanalytik, eine Dichteapparatur und ein Rechnersystem für Labordatenverwaltung) zeigen den Stand der Laborautomation und Labordatenverarbeitung in einem größeren analytischen Industrielaboratorium sowie Leitsätze und Richtlinien für die Auswahl und den Einsatz von Analysengeräten und Rechnern.Der Automatisierungsgrad der Laborausstattung wird vom Anteil wiederkehrender Routineproben bestimmt. Die Entwicklung von universellen Analysenmethoden für die Untersuchung auch unterschiedlicher Proben erhöht den Automatisierungsgrad.Der Rechnereinsatz in den Laborbereichen rentiert sich bei komplexen Meßsignalauswertungen, aufwendiger Probenorganisation und zum schnellen Ergebnistransport. Für die Lebensdauer von etwa 10 Jahren muß die Rechnerhardware der technischen Entwicklung folgen können. Bedienerfreundliche, den Arbeitsabläufen im Labor angepaßte Programmabläufe motivieren die Mitarbeiter.

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Laboratory automation and laboratory data management: Aims and solutions from the viewpoint of an industrial analytical laboratory

Summary Three typical examples for laboratory automation and data processing (automatic head-space gas chromatography, density measurements, and a laboratory information management system) are described. They illustrate the situation in a large industrial analytical laboratory and outline some general principles for the selection and utilization of analytical instruments and computers.The degree of automation is normally determined by the number of repetitive routine samples. Additional rationalization can be achieved by developing generally applicable methods which allow automatic processing of more widely differing samples.Computers offer distinct advantages in complex signal processing, sample administration, and fast data transfer. Only such hardware should be selected that will not become obsolete for a projected lifetime of at least 10 years. User-friendly programs that closely follow the entrained working routines motivate the laboratory personnel.

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Vortrag während der Internationalen Tagung für Biochemische und Instrumentelle Analytik, München 10.–13. 4. 1984; Kurzfassung: Fresenius Z Anal Chem (1984) 317:608

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Laborautomaten und Labordatenverarbeitung können die analytische Arbeit erleichtern, aber nicht den Analytiker ersetzen.     

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.

     

Analyse gesundheitssch?dlicher L?semittel in technischen Gemischen

Zusammenfassung Es wird zusammenfassend über Erfahrungen berichtet, die während eines längeren Zeitraumes auf dem Gebiete der Lösemittelanalyse mit physikalischen Methoden gewonnen worden sind. An Beispielen wird auf die Vorbereitung des Analysengutes und auf die Behebung von Schwierigkeiten eingegangen, die durch Überlagerungen der charakteristischen Absorptionen bzw. Peaks, durch Beeinflussung der Halbwertsbreiten und Verschiebung der Absorptionsfrequenzen durch die Lösungspartner entstehen. Besonders wird die Frequenzerhöhung der -CH-Schwingungen von Aromaten und Olefinen in einigen Lösungsmitteln untersucht und mit einer solvatisierenden Donator-Akzeptorwechselwirkung des Lösungsmittels mit -Elektronen in Verbindung gebracht. Die Extinktionskoeffizienten von zwanzig analytischen Banden werden in Abhängigkeit von der Extinktion und vom nominellen Auflösungsvermögen des Spektrometers mitgeteilt. Für die Sicherheit und Schnelligkeit des quantitativen Auswertens von Gaschromatogrammen ist es von Bedeutung, daß allgemeine Gesetzmäßigkeiten für die Abhängigkeit der Eichgrößen von dem Charakter der Substanz aufgezeigt werden können. Es werden Empfindlichkeitsfaktoren für die Flächennormierung aus kinetischen Daten errechnet und eine Erklärung für den Zusammenhang zwischen integrierter Meßgröße und den Konzentrationsmaßen (Gewichtsbzw. Mol-%) gegeben.Das Ergebnis der Analyse von zwölf Testgemischen wird mitgeteilt.Herrn Professor Dr. phil. Dr. rer. nat. e. h. Karl Ziegler zum 60. Geburtstag gewidmet.Erweiterter Vortrag anläßlich der Arbeitstagung.Bei der spektroskopischen Eichung und der Ausführung von Infrarotanalysen erfreute ich mich in den ersten Jahren der Unterstützung durch meine Frau Annelise und durch Frau Brigitte Langenfurth.Danken möchte ich vor allem Frl. H. Finger, die sich, obwohl frisch von der Schule kommend, mit den Testanalysen in ein schwieriges Gebiet der IR-Analyse schnell eingearbeitet hat.Dank gilt ferner Herrn G. Schroth, der mir wertvolle Hilfe leistete bei der Korrelierung der Analysenergebnisse und Herrn H. Hick für die Hilfe beim Bau elektronischer Meßgeräte.     

NMR studies of enzymes

Summary Studies of enzymes have been greatly assisted by advances in NMR methods in recent years. The main advances have been in magnetic fields (both very high strengths and very large volumes of homogeneous field are now available), in improved sensitivity, and in advances in data handling and radio-frequency pulse generation. NMR studies of enzymes have been valuable in complementing information obtained from other methods in a variety of ways but in this review two areas where developments have been particularly rapid in recent years will be discussed. These are: high resolution studies of purified proteins and studies of metabolites in intact cells. The valuable information which can be extracted in these two respective areas can be summarised as: a) structural, energetic and dynamic information about specific groups on the enzyme and its ligands in solution and b) detailed comparisons of the properties of the enzyme expressed when it is in a purified form (in vitro) and when it is in the intact cell (in vivo). Some ways in which recent advances in NMR technology have affected these two rather different approaches to enzyme studies will be illustrated with specific examples.

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NMR-Untersuchungen von Enzymen

Zusammenfassung Durch die Weiterentwicklung der NMR-Technik wurde in den letzten Jahren die Untersuchung von Enzymen stark gefördert. Die hierfür wesentlichen Fortschritte wurden beim Magnetfeld (sowohl sehr hohe Feldstärken als auch große Volumina mit homogenem Magnetfeld sind jetzt verfügbar), bei der Empfindlichkeit, bei der Datenverarbeitung und bei der Erzeugung von Radiofrequenz-Pulsen erreicht. Enzymuntersuchungen mit der NMR-Spektroskopie ergänzen die Informationen, die mit anderen Methoden erhalten wurden, in vielfacher Hinsicht.In diesem Überblick werden vor allem zwei Bereiche behandelt, die sich in den letzten Jahren besonders schnell entwickelt haben; nämlich hochauflösende Untersuchungen von gereinigten Proteinen und Untersuchungen der Metabolite in intakten Zellen. Die in diesen Bereichen erhältlichen Ergebnisse können zusammengefaßt werden zu a) Informationen über Struktur, Energie und Dynamik spezifischer Gruppen der Enzyme und seiner Liganden in Lösung und b) detaillierten Vergleichen der Enzyme in gereinigter Form (in vitro) und in der intakten Zelle (in vivo). Spezifische Beispiele für die Bedeutung einiger Fortschritte der NMR-Technik für diese relativ unterschiedlichen Ansätze werden gegeben.

     

Polarographic behaviour and determination of selenite and tellurite in simple solutions or in a binary mixture

Summary The polarographic behaviour of simple solutions of selenite and tellurite in 1M ammonium salts of formate, acetate, tartrate, oxalate, and benzoate solutions in absence and in presence of Triton X-100 as a maximum suppressor and a temperature of 25°C has been investigated. Schemes for the mechanism of reductions occurring at the DME have been deduced. A method for analytical determination of selenite and tellurite in simple solutions as well as in a binary mixture in the presence of 4–14·10^–3% Triton X-100 is reported.

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Polarigraphisches Verhalten und die Bestimmung von Selenit und Tellurit in einfachen Lösungen oder in binären Mischungen

Zusammenfassung Es wurde das polarographische Verhalten von einfachen Lösungen von Selenit und Tellurit in 1M Ammonsalzlösungen von Formiat, Acetat, Tartrat, Oxalat und Benzoat-Lösungen mit und ohne Triton X-100 als Suppressor bei einer Temperatur von 25°C untersucht. Es wurde ein Reaktionsschema für den Mechanismus der Reduktion an der DME abgeleitet. Eine Methode zur analytischen Bestimmung von Selenit und Tellurit in einfachen Lösungen und in binären Mischungen in Gegenwart von 4–14·10^–3% Triton X-100 wird berichtet.

     

Analytical atomic spectroscopy in biology and medicine

Summary This review presents selected aspects of atomic spectroscopy as used for the determination of elements in biological materials. The analytical techniques considered include sample preparation and element speciation, flame, furnace and plasma based methods for the determination of elements and analytical accuracy. Temporal trends in instrumentation and technique usage and in the elements determined are examined. It is concluded that techniques are available to determine most of the elements of current biological interest, the greatest challenge lies in identifying their biological function.

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Analytische Atomspektroskopie in Biologie und Medizin

Zusammenfassung Dieser Überblick gibt ausgewählte Gesichtspunkte bei der atomspektroskopischen Bestimmung von Elementen in biologischem Material wieder. Die betrachteten Analysentechniken umfassen Probenvorbereitung und Speziation von Elementen, Flammen-, Ofen- und Plasmamethoden zur Elementbestimmung sowie die Frage der analytischen Richtigkeit. Weiterhin werden Entwicklungstendenzen beim Einsatz verschiedener Instrumentierungen und Techniken sowie bei der Auswahl der untersuchten Elemente aufgezeigt. Als Schlußfolgerung ergibt sich, daß mit den verfügbaren Methoden die Mehrzahl der biologisch interessanten Elemente bestimmt werden kann; dabei liegt die größte Herausforderung in der Aufklärung ihrer biologischen Wirkung.

     

Die Leistungsf?higkeit der ICP-Emissionsspektroskopie zur Bestimmung von Spurenelementen in biologisch-medizinischen und in Umweltproben

Zusammenfassung Die Möglichkeiten der ICP (Inductively Coupled Plasma)-Emissionsspektroskopie für die quantitative Bestimmung von Spurenelementen in biologisch-medizinischen Proben (Gewebe, Körperflüssigkeiten) und in Umweltproben (Pflanzen, Böden, KlÄrschlÄmme u.a.) werden in alphabetischer Reihenfolge der Elemente an Hand von praktischen Beispielen aus dem tÄglichen Laborbetrieb diskutiert. Im besonderen wird auch auf mögliche Matrixeinflüsse, physikalische Interferenzen (Linienüberlagerungen), Wahl der optimalen GerÄteparameter und auf den Vergleich mit anderen analytischen Verfahren eingegangen.

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Efficiency of ICP emission spectroscopy for the determination of trace elements in bio-medical and environmental samples

Summary The possibilities of ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopy for the quantitative determination of trace elements in bio-medical (tissues, body-fluids) and in environmental samples (plants, soils, sludges) are discussed in alphabetical order of the elements by means of practical examples. In particular, possible matrix influences, physical interferences (overlapping), choice of the device parameters and comparison with other analytical methods are described.

     

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.

     

Anwendung von Ionenaustauschern in der analytischen Chemie

Zusammenfassung Für die Elemente Blei, Eisen, Indium, Kupfer, Zinn(II), Zinn(IV) und Zink wurden die Elutionskonstanten von 12,5-0,1 m Salzsäure quantitativ gemessen und die Vorteile für Trennungen, die sich aus diesen Kenntnissen ergeben, diskutiert. Ferner wurden die ersten Ergebnisse der Untersuchungen über die Abhängigkeit der Elutionskonstanten von der Säulenlänge, dem Säulenquerschnitt, der Elementkonzentration, derFließgeschwindigkeit und der Temperatur zusammengestellt und besprochen.Die qualitativen Untersuchungen über das Adsorptionsverhalten am Wofatit L 150 wurden auf die Elemente Antimon (III), Chrom (III), Gallium und Wismut (III) ausgedehnt.Ein Überblick über die bisherigen Untersuchungen erlaubt folgende Bemerkungen: Die Elutionskonstante ist eine sehr brauchbare Größe, mit der nach Gl. (1), vor allem bei Anwendung der Trennungen in der Serienanalyse, die Arbeitsbedingungen gut vorausberechnet werden können. Von den Säulendimensionen ist nach den durchgeführten Messungen die Elutionskonstante innerhalb der in der analytischen Chemie gebräuchlichen Größen unabhängig. Die Abhängigkeit von der Komplexkonzentration, der Temperatur und der Fließgeschwindigkeit können noch nicht exakt rechnerisch erfaßt werden. Die vorliegenden Ergebnisse gestatten jedoch für eine Reihe von Elementtrennungen die besten Versuchsbedingungen auszuwählen. Die Untersuchungen werden fortgesetzt.Geb. Frotscher.Für die exakte Ausführung der Messungen danken wir den Herren W. Kretzschmar und S. Pietsch.     

Entwicklungslinien biochemischer Analytik

Zusammenfassung Es wird ein Überblick gegeben über die Entwicklung der biochemischen Analytik in den letzten 30 Jahren. Anschließend wird über eigene Arbeiten auf dem Gebiet der massenspektrometrischen Untersuchung von Peptiden berichtet.

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Trend of development in biochemical analysis

A review is given of the development of analytical methods in biochemistry during the last 30 years. Subsequently, own investigations on the mass spectrometry of peptides are described.

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Auch an dieser Stelle möchte ich. dem Bundesministerium für wissenschaftliche Forschung sowie der Stiftung Volkswagenwerk für die Zurverfügungstellung der Massenspektrometer sowie für Betriebsmittel danken. Ebenso gilt mein Dank der Deutschen Forschungsgemeinschaft für Sachbeihilfen, insbesondere für die Beschaffung der Gas-Chromatographen. Ganz besonders zu Dank verpflichtet aber bin ich meinen Mitarbeitern, voran Herrn Dr. A. Prox sowie Herrn Dr. Fessel und den Diplomchemikern Schmid und Obermeier, die die beschriebenen Untersuchungen in hervorragender Weise ausgeführt haben.     

Analytische Studie der Reaktion von einwertigem Silber mit Hydrochinon

Zusammenfassung Es wurde die Reaktion des Hydrochinons mit einwertigem Silber untersucht. Die Stöchiometrie der Reaktion wurde in AbhÄngigkeit von der AlkalitÄt (Ammoniak und NaOH) verfolgt, und die Bedingungen für den quantitativen Verlauf der Reaktion wurden festgelegt. Die erhaltenen Ergebnisse wurden zur ma\analytischen Bestimmung von Silber mit Hydrochinonlösung, sowie von Hydrochinon und Chinon mit AgNO₃Lösung ausgenutzt.     

Studies on the deposition of acid and of ecotoxic heavy metals with precipitates from the atmosphere

Summary For the input of ecotoxic heavy metals (Cd, Pb, Cu, Zn and Ni) from the atmosphere into terrestrial and aquatic ecosystems their wet deposition with rain (and snow) has been established as the deposition type of predominant significance. The wet deposition situation in the Federal Republic of Germany has been observed systematically since 1980 with a network of automated samplers of own construction distributed over the various regions of the country (German Wet Deposition Program). These regions include rural areas from the North Sea coast to the Alps as well as urban agglomerations, industrial zones and locations with particular heavy metal emissions. The analysis of the heavy metals is carried out by differential pulse stripping voltammetry or for Ni by adsorption differential pulse voltammetry. At the same time the determination of the H⁺-concentration by electrometric high precision pH-measurements provides for the observation period 1980–1982 a survey on the acid deposition in the various regions of the Federal Republic of Germany. Based on reliable experimental data the main contours and the dimensions of the present burden by the deposition of acid rain and the wet deposition of ecotoxic heavy metals emerge.

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Untersuchungen über die Deposition von Säure und ökotoxischen Schwermetallen mit Niederschlägen aus der Atmosphäre

Zusammenfassung Für den Eintrag ökotoxischer Schwermetalle (Cd, Pb, Cu, Zn und Ni) aus der Atmosphäre in terrestrische und aquatische Ökosysteme hat sich die Naßdeposition als die vorherrschende Depositionsart erwiesen. Die Situation hinsichtlich der Naßdeposition in der Bundesrepublik Deutschland wird seit 1980 systematisch mit einem über das gesamte Bundesgebiet verteilten Netz automatischer Sammler eigener Entwicklung verfolgt (Deutsches Naßdepositionsprogramm). Die untersuchten Regionen schließen ländliche Gebiete von der Nordseeküste bis zu den Alpen ein sowie Ballungsräume, Industriezonen und Orte mit besonderer Schwermetallemission. Die Schwermetallanalyse erfolgt mit differentieller Pulsinversvoltammetrie oder für Ni mit differentieller Adsorptions-Pulsvoltammetrie. Gleichzeitig resultiert auf Grund präziser elektrometrischer pH-Messungen ein Überblick über die Säuredeposition in den verschiedenen Regionen des Bundesgebietes für den Beobachtungszeitraum 1980–1982. Basierend auf zuverlässigen experimentellen Daten ergaben sich die wesentlichen Konturen und die Dimensionen der gegenwärtigen Belastung der Bundesrepublik durch die Deposition von saurem Regen und die Naßdeposition ökotoxisch wirksamer Schwermetalle.

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Dedicated to Prof. Dr. W. Fresenius on the occasion of his 70th birthday

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Guest scientist from Univ. Fed. do Ceara, Fortaleza, Brasil     

The significance of tissue fractionation techniques in the development of cell biology

Summary Tissue fractionation techniques were introduced 30 years ago to serve as an essential bridge between high resolution morphology and biochemistry. They allowed application of the powerful new analytical tools that became available at that time to the subcellular structures and organelles that had just become accessible to observation through the electron microscope. As such, tissue fractionation has played a key role in the development of modern cell biology. Depending on the investigator's focus of interest, the approach can be preparative and seek to purify a given subcellular component for the purpose of subsequent analysis; or it can be analytical and aim at establishing the distribution of a given biochemical constituent between the different parts of the cell. The latter approach has been used extensively in the author's laboratory and is illustrated here by a number of examples. The relationship to conventional analytical ultracentrifugation is emphasized.

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Bedeutung der Gewebefraktionierungsmethoden für die Entwicklung der Zellbiologie

Zusammenfassung Methoden zur Gewebefraktionierung wurden vor etwa 30 Jahren eingeführt und dienten als wichtige Verbindung zwischen hochauflösender Morphologie und Biochemie. Sie gestatteten die Anwendung der damals aufkommenden leistungsfähigen analytischen Methoden auf die subcellularen Strukturen und Organellen, die gerade mit Hilfe des Elektronenmikroskops erkennbar geworden waren. Daraus ergibt sich die große Bedeutung der Gewebefraktionierung für die Entwicklung der modernen Zellbiologie. Die Fragestellung kann je nach Interessengebiet präparativ sein und auf die Reinigung einer gegebenen subcellularen Komponente für die nachfolgende Analyse abzielen, oder analytisch, wobei es auf die Aufklärung der Verteilung einer gegebenen biochemischen Komponente zwischen den verschiedenen Teilen der Zelle ankommt. Diese letztere Problematik steht im Laboratorium des Verfassers im Vordergrund und wird an Hand einiger Beispiele dargestellt. Die Beziehung zur konventionellen analytischen Ultrazentrifugation wird betont.

Plenary lecture given at the Conference Biochemische Analytik 76, 9.–13.4.1976 in Munich.     

The long-range transport of organic pollutants to the Arctic

Summary The concentrations of organic polychlorinated compounds, fluoranthene and some quinones have been determined in Arctic air during meteorological situations typical for the summer and winter season. The organic pollutants in 600–900 m³ of air were collected on polyurethane foam and quantified by negative ion chemical ionization mass spectrometry. The results presented are a strong proof for the occurrence of long-range transport of organic pollutants to the Arctic.

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Ferntransport von organischen Verunreinigungen zur Arktik

Zusammenfassung Die Konzentrationen an organischen polychlorierten Verbindungen, Fluoranthen und einigen Chinonen wurden in arktischer Luft unter meteorologischen Bedingungen gemessen, die für Sommer und Winter typisch sind. Die Verunreinigungen aus 600–900 m³ Luft wurden auf Polyurethanschaum gesammelt und mit Hilfe der chemischen Ionisierungs-Massenspektrometrie mit negativen Ionen analysiert. Die erhaltenen Ergebnisse beweisen den Ferntransport von Verunreinigungen in die Arktis.

     

Zur Bestimmung der Kiesels?ure durch Atom-Absorptions-Spektroskopie

Zusammenfassung Zur analytischen Bestimmung der KieselsÄure bzw. des Siliciums durch AAS wird die Möglichkeit der praktisch verlustfreien Auflösung in Flu\sÄure-SalzsÄure in offenen PlastikgefÄ\en über Versuchsergebnisse bestÄtigt. Versuche zur überprüfung von Störungen der KieselsÄurebestimmung in solchen Lösungen durch die Gegenwart von Begleitstoffen zeigten keine Beeinflussungen der Me\ergebnisse. Nach der Anwendung der Analysenmethode zur Siliciumbestimmung in ausgewÄhlten Proben, deren KieselsÄuregehalte in Flu\sÄure löslich sind und ebenso in resistenteren Materialien, wurden die Ergebnisse denen durch klassische Bestimmungen ermittelten gegenübergestellt.

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Contribution to the determination of silicic acid by means of atomic absorption spectrometry

Summary Silicic acid resp. silicon can be quantitatively dissolved in a mixture of hydrofluoric acid and hydrochloric acid in open plastic containers. The solution is suitable for quantitative analyses of the silicon content by atomic absorption spectrometry. It can be shown experimentally that the results are not influenced by the presence of other elements in the solution. A comparison has been made between the classical method of silicon analysis and atomic absorption spectrometry using samples containing readily soluble silicic acid and also natural ores which are rather difficult to dissolve.

     

Distinction of coals and their extracts by field ionization mass spectrometry and pattern recognition

Summary For the first time, uni- and multivariate statistical methods have been performed, using data sets of pyrolysis (Py)-field ionization (FI)-mass spectrometry (MS) in the range from m/z 70 to m/z 1,000. Py-FIMS is a suitable tool to characterize the volatile fractions of different coals and their pyridine extracts in vacuum. The features of this method are reduced mass spectrometric fragmentation and thermal production of high-mass primary fragments. Heating in the range from 50 to 500° C with a rate of 0.4° C/s gives very similar spectra and high relative abundance of every possible ion between m/z 200 and m/z 800, therefore it is not easy to distinguish the coals and their extracts. However, by non-linear mapping, all coals investigated and their corresponding extracts are clearly separated. Feature scaling using Fisher ratios showed, that the most characteristic ions for obtaining this clear differentiation are only of minor relative abundance. The examples of three different coals and their pyridine extracts shown here, indicate the potential of the combination of mass spectrometric and chemometric methods for detecting slight differences in very complex mixtures of substances or pyrolysates of fossil fuels.

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Unterscheidung von Kohlen und ihrer Extrakte durch Feldionisations-Massenspektrometrie und Mustererkennung

Zusammenfassung Erstmalig werden uni- und multivariate statistische Methoden für Datensätze der Pyrolyse (Py)-Feldionisations (FI)-Massenspektrometrie (MS) im Massenbereich von m/z 70 bis m/z 1000 angewandt. Py-FIMS ist ein sehr leistungsfähiges Verfahren um den Anteil der im Hochvakuum flüchtigen Fraktionen von verschiedenen Kohlen und deren Pyridinextrakten zu charakterisieren. Das Verfahren ist durch eine stark reduzierte massenspektrometrische Fragmentierung und Erzeugung von thermischen Primärbruchstücken hohen Molekulargewichtes gekennzeichnet. Im Temperaturbereich von 50° bis 500° C ergeben sich bei einer Heizrate von 0,4° C/s sehr ähnliche Massenspektren in denen praktisch jede Massenzahl im Bereich von m/z 200 bis m/z 800 belegt ist. Daher ist die Unterscheidung der Massenspektren von Kohlesorten untereinander und den dazugehörenden Kohleextrakten schwierig. Durch nicht-lineare Projektionen konnten jedoch alle untersuchten Kohlen und ihre Pyridinextrakte schnell und eindeutig getrennt werden. Merkmalerkennung aufgrund der Fisher-Quotienten zeigte, daß die meisten charakteristischen Ionen die zu einer klaren Differenzierung genutzt werden können, nur Signale sehr geringer relativer Häufigkeit darstellen. Aus den gezeigten Beispielen von drei Kohlesorten und deren Pyridinextrakten wird deutlich, welche analytischen Möglichkeiten in der Methodenkombination von Massenspektrometrie mit schonender Ionisierung und Mustererkennung eröffnet werden, mit der auch geringfügige Differenzen in sehr komplexen Mischungen oder Pyrolysaten von fossilen Brennstoffen erkannt werden können.

     

Eine einfache Technik zur quantitativen Auswertung von Dünnschicht-Chromatogrammen

Zusammenfassung Ein neues Verfahren wird beschrieben, das die quantitative Auswertung von Dünnschicht-Chromatogrammen erlaubt. Nach der auf DC-Fertigfolien durchgeführten Trennung werden die Zonen ausgeschnitten und die Substanzen mit einem neuen, unkomplizierten Gerät quantitativ aus dem Sorbens eluiert. In den Eluaten erfolgen die Bestimmungen mit den üblichen analytischen Methoden — vorzugsweise der Spektralphotometrie. An Hand von Beispielen wird die Genauigkeit der Folien-Elutions-Methode demonstriert.

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A simple technique for the quantitative estimation of thin-layer chromatograms

Summary A new method is described for the quantitative evaluation of thin-layer chromatograms. After the substances have been separated by TLC on precoated sheets the spots are cut out and the substances can be eluted from the adsorbent by a new simple apparatus with a suitable solvent. In the eluate the quantitative determination is done by means of the usual analytical methods, especially spectrophotometric measurements. Some examples illustrate the precision with which the sheet elution method can be carried out.

     

Über das Leitvermögen und die Löslichkeitsverhältnisse in den beiden ternären Systemen Natrium-Kalium-Ammoniak und Natrium-Lithium-Ammoniak zwischen −40 und −70°

Zusammenfassung Es ist gezeigt worden, daß das Leitvermögen von Kalium-Natrium, sowie von Lithium-Natrium-Legierungen. in ihren verdünnten Lösungen mit Ammoniak praktisch additiv ist und keine Anzeichen von Verbindungen, wie sie für erstere zu erwarten wären, anzeigt.Aus den Knickpunkten der gemessenen Kurven der Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Verdünnung an der Stelle des Überganges von gesättigten in ungesättigte Lösungen, konnte in guter Übereinstimmung mit analytischen Daten gezeigt werden, daß das Diagramm der gegenseitigen Löslichkeit von Natrium und Kalium aus drei Ästen besteht, den Löslichkeitslinien von reinem Natrium, von der Verbindung Na₂K und von reinem Kalium, wogegen im System Lithium-Natrium der Kurvenzug der gegenseitigen Löslichkeit praktisch additivem Verhalten entspricht, der Übergang der Löslichkeitskurven von Lithium und Natrium praktisch nicht zu differenzieren ist.Nach Festlegung der Mischungslücke im System Na-NH₃ in Abhängigkeit von der Temperatur nach der in vorliegender Arbeit verwendeten Methodik, sowie des Fehlens einer Mischungslücke in den Systemen Kalium-NH₃ und Lithium-NH₃ im gleichen Bedingungsbereich wurden nach der gleichen Methode bei –55° die Grenzen der Mischungslücke in den beiden ternären Systemen Na-NH₃-K und Na-NH₃-Li festgelegt.Vorliegende Arbeit wurde auf Veranlassung des Institutsvorstandes Prof. Dr. R.Kremann durchgeführt und danken wir ihm für die während der Arbeit und besonders bei ihrer Abfassung geleistete Mithilfe.