Datenverarbeitung in TLC/HPTLC und HPLC

Zusammenfassung Obwohl die DC und HPLC Trennverfahren aus dem Bereich der Flüssigkeits-Chromatographie sind, unterscheiden sie sich in der Datenverarbeitung:die DC ist ein diskontinuierliches Analysenverfahren in der Ortsdomäne mit Off-line-EDV, die HPLC dagegen ein kontinuierliches in der Zeitdomäne mit zwingender On-line-EDV. Bei der HPLC ist die Vollmechanisierung Stand der Technik, bei der DC lassen sich sinnvoll nur die Auftragetechnik und die Auswertung automatisieren, wobei wegen der Positionierung der x/y-Koordinaten eine echte Rechnersteuerung sinnvoller ist als lediglich eine Scan-Automatik. Im Hinblick auf günstigere Bestimmungsgrenzen müssen bei beiden Verfahren unterschiedliche Methoden der Verbesserung des Signal/Rausch-Verhältnisses eingesetzt werden. Bei der Bestimmung nichtgetrennter Peaks dagegen können bei beiden Methoden dieselben Techniken (Ableitung, Mehrwellenlängenmessung) eingesetzt werden. In der HPLC ergeben sich darüber hinaus bei Verwendung von Photodiodenarray-Detektoren zusätzliche Möglichkeiten in der spektralen Domäne (Ableitungsspektroskopie, Anwendung von Orthogonalpolynomen). In der Kalibrierung gelten wegen des nichtlinearen Zusammenhangs in der DC andere Voraussetzungen, doch steht mit der nichtlinearen Regression über die Michaelis-Menten-Funktion eine vielseitig anwendbare Auswertung zur Verfügung.

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Data processing in TLC/HPTLC and HPLC

Summary TLC and HPTLC as chromatographic separation procedures differ in data processing: TLC is a discontinuous process in the local domaine using off-line data processing while HPLC as a continuous process in times domaine needs on-line data processing. In HPLC fully automated (in the sense of fully mechanized) systems are state of the art, in TLC only spotting and evaluation are fields of interest in automatization. As there is a need of real positioning in the x/y-coordinates a computer controlled way has advantages compared to automated scanning equipments. In order to have low limits of determination a signal-to-noise enhancement may be used, but there are different ways in TLC or HPLC. The determination of non-separated peaks may be done in both methods by the same procedures as derivative or double wavelength techniques. In HPLC, using photodiodearray detectors, there are further possibilities as derivative spectroscopy or convoluting techniques by orthogonal polynominals in the spectral domaine. Calibration in TLC is restricted by the non-linear relationship between reflectance and mass of substance per spot. Non-linear regression techniques for instance using the Michaelis-Menten function are more reliable than the often used linearization methods.

     

Identifizierung von Aminen

Zusammenfassung 2,4-Dinitrophenylderivate von Aminen (DNP-Amine) werden dünnschicht-chromatographisch und massenspektrometrisch untersucht. Die Fragmentierung der Verbindungen bei Elektronenbeschuß wird diskutiert.Die Untersuchungen zeigen, daß Amine als DNP-Derivate bis auf einige kritische Paare dünnschicht-chromatographisch getrennt werden können. Aus den Massenspektren der DNP-Amine kann die Struktur eines Amins so weit ermittelt werden, daß durch Vergleich mit authentischem Material und IR-Spektroskopie eine rasche und sichere Identifizierung möglich ist.

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Identification of aminesI. Thin-layer chromatography and mass spectrometry of 2,4-Dinitrophenyl derivatives (DNP-amines)

2,4-Dinitrophenyl derivatives of amines (DNP-amines) were investigated by thin-layer chromatography and mass spectrometry. The fragmentation of the compounds upon electron impact is discussed.The investigations show that amines in their form as DNP-derivatives can be separated by TLC except for some critical pairs. From the mass spectra of the DNP-amines the structure of an amine can be elucidated so far that a quick and reliable identification is possible by comparison with authentic material and IR spectroscopy.

     

Quantifizierung von alkoholischen Verbindungen und Aminen mit 4-(6-Methylbenzothiazol-2-yl)phenylisocyanat (Mbp)

Zuammenfassung Durch Einsatz von 4-(6-Methylbenzothiazol-2-yl)phenylisocyanat können Verbindungen mit primärem, sekundärem oder teriärem Hydroxyl sowie primäre und sekundäre Amine in hochfluorescierende Derivate übergeführt werden. In Gegenwart einer äquimolaren Menge an Triethylendiamin als Katalysator wird zur Bildung der Urethane ein 5-fach molarer Reagensüberschuß und zur Bildung der Carbamate eine äquimolare Reagensmenge benötigt. Bei einer Reaktionstemperatur von 50° C ist die Reaktion von primären Alkoholen nach 3 h, von sekundären nach 3,5 und von tertiären nach 4h beendet. Primäre, aliphatische Amine reagieren bei Zimmertemperatur innerhalb 5 min und sekundäre, aliphatische Amine innerhalb 10 min. Heterocyclische, sekundäre Amine benötigen trotz Temperaturerhöhung eine längere Zeit. Nach Zerstörung von überschüssigem Isocyanat mit Diethylamin kann das beschriebene Verfahren sowohl mit DC als auch mit HPLC kombiniert werden. Je nach Polarität der zu analysierenden Verbindung ist die Verwendung von Kieselgel oder Reversed-Phase-Material möglich. Mittels DC können noch 250 pg Alkohol als fluorescierendes Urethan bzw. 50 pg Amin als fluorescierendes Carbamat detektiert werden. Bei Anwendung der HPLC liegen die Erfassungsgrenzen für Alkohole bei 500 pg und für Amine bei 250 pg pro 80 l Einspritzvolu.

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Quantitation of alcoholic compounds and amines with 4-(6-methylbenzothiazol-2-yl)phenyl isocyanate

Summary Compounds with a primary, secondary, or tertiary hydroxyl group and primary and secondary amines, may be converted into highly fluoresceing derivatives by means of 4-(6-methylbenzothiazol-2-yl)phenyl isocyanate. In the presence of an equimolar amount of triethylendiamine as a catalyst, a 5-molar reagent excess is necessary to form urethanes and an equimolar amount of reagent for the formation of carbamates. At a temperature of 50° C the reaction with primary alcohols is completed after 3 h, with secondary alcohols after 3.5 and with tertiary alcohols after 4h. Primary aliphatic amines react at room temperature within 5 min and secondary aliphatic amines within 10 min. In spite of the enhancement by temperature, heterocyclic secondary amines require more time. After the excess of isocyanate has been destroyed with diethylamine the described method may be combined both with TLC or HPLC. Depending on the polarity of the substance to be analyzed, the use of silica gel or reversed-phase material is possible. By means of TLC even 250 pg of alcohol can be detected as fluoresceing urethane and 50 pg of amine as fluoresceing carbamate. Using HPLC the detection limit for alcohols is 500 pg and for amines 250 pg per 80 l injection volume.

     

Direct determination of cadmium in placenta. Comparison with a destruction atomic absorption spectrometric method

Summary A comparison of performance characteristics of a destruction ETA-AAS method and the solid sampling ETA-AAS method experienced in analyzing cadmium in placenta is described. The accuracy of both methods is good; the precision of the destruction method was better. It was concluded that the direct method was preferable for the determination of cadmium in placenta and other tissues as it has a higher speed of analysis and is less sensitive to contamination. Problems with both methods are mentioned and homogenization of samples is shortly described.

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Direkte Bestimmung von Cadmium in Placenta. Vergleich mit einer AAS-Methode mit Aufschluß

Zusammenfassung Die Leistungsfähigkeit einer ETA-AAS-Methode mit Aufschluß wird verglichen mit derjenigen einer Feststoff-ETA-AAS-Methode. Die Richtigkeit beider Verfahren ist gut, während die Präzision bei der Methode mit Aufschluß besser ist. Es wurde der Schluß gezogen, daß die direkte Methode zur Cadmiumbestimmung in Placenta und anderen Geweben vorzuziehen ist, da sie eine größere Analysengeschwindigkeit bietet und geringere Störanfälligkeit gegenüber Verunreinigungen aufweist. Probleme, die bei beiden Verfahren auftauchen, werden aufgezeigt. Die Homogenisierung der Probe wird kurz beschrieben.

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Lecture given at the colloquium on the Analysis of Solids by AAS, Wetzlar, October 8–10, 1984

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These investigations were supported in part by the Netherlands Technology Foundation (STW).     

Voltammetrische Bestimmung von Metallionen hoher Konzentration in einer Durchflu?zelle an Glascarbon-Elektroden

Zusammenfassung Durch extrem kurze Vorelektrolysezeiten und eine hohe Scan-Rate ist es möglich, hohe Konzentrationen an Metallionen in wäßrigen Lösungen ohne vorherige Verdünnung quantitativ invers-voltammetrisch zu bestimmen. Für die exemplarisch untersuchten Elemente Blei und Cadmium betragen die Obergrenzen etwa 100 g/l. Damit ist es möglich, mit einer relativ einfachen und preiswerten Meßapparatur über einen Konzentrationsbereich von ca. 10 Zehnerpotenzen zu arbeiten. Das Verfahren ist mit geringem Aufwand automatisierbar und bei Bedarf auch zur Prozeßsteuerung ausbaubar. Von einer Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten sei die gleichzeitige Badkontrolle und Abwasserüberwachung in galvanischen Betrieben genannt.

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Voltammetric determination of high concentrations of metal ions in a continuous-flow system at glassy-carbon electrodes

Summary An inverse-voltammetric method, well known for the determination of metal ions in the ppm to ppb range is now extended for determining high concentrations from aqueous solutions without prior dilution. The feasibility of this method is demonstrated for lead and cadmium up to concentrations of about 100 g/l. Automation and processing is possible. This technique can be used to solve several analytical problems, e. g. for the simultaneous determination of components in an electrochemical bath and in waste water of a galvanotechnical factory.

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Herrn Prof. Dr. H. Monien zum 60. Geburtstag gewidmet     

Selektive spektralphotometrische Bestimmung von Eisen, Kobalt und Mckel nebeneinander mit 1-(2-Pyridylazo)-2-naphthol

Zusammenfassung Die Bedingungen zur extraktiv-spektralphotometrischen Bestimmung von Eisen, Kobalt und Nickel mit PAN werden untersucht. Für Eisen ist die vorgeschlagene Methode absolut spezifisch. Die Empfindlichkeit der Farbreaktionen von PAN mit den genannten Metallen ist außergewöhnlich hoch. Reproduzierbarkeit und untere Bestimmungsgrenze der Methoden werden angegeben. Störungen durch Anionen werden untersucht und Wege zur Ausschaltung von störenden Metallen angegeben.Durch Schütteln des Chloroformextrakts der Panate mit ÄDTE-Lösung bei pH 5 werden alle PAN-Komplexe zerlegt, mit Ausnahme des Eisen-, Nickel-, Kobalt-, Vanadium- und Palladium-Panats. Vanadium wird mit Wasserstoffperoxid maskiert. Durch Messen der Extinktion bei drei verschiedenen Wellenlängen kann man Mikrogrammengen Eisen, Kobalt und Nickel selektiv und mit großer Genauigkeit nebeneinander bestimmen.

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Summary The conditions for the extractive spectrophotometric determination of iron, cobalt and nickel with PAN are investigated. The determination of iron with PAN is strictly specific. The sensitivities of the colour reactions of PAN with these three metals are uncommonly high. The precision and the lower limit of application of the procedures proposed are given. Interferences from anions are studied and means are given to eliminate interfering metals.All PAN complexes are destroyed by shaking the chloroform extract with an EDTA solution at pH 5, except the panates of iron, cobalt, nickel, vanadium and palladium. Vanadium is masked with H₂O₂. Microgram amounts of iron, cobalt and nickel are determined simultaneously with high accuracy and precision by measuring the absorption at three different wave lengths.

     

Steuerung von Analysensystemen durch Tischrechner

Zusammenfassung Tischrechner und neuerdings auch die sog. personal computers sind leistungsfähige Rechensysteme, die darüber hinaus in vielen Fällen den Vorteil haben, daß sie über sehr flexible Interfaces verfügen. Hierdurch wird ein Datentransfer vom Analysensystem und gleichzeitig eine Ausgabe von Steuerbefehlen an das Analysensystem möglich.Bei kontinuierlich ablaufenden analytischen Prozessen — diese sind dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Start von außen praktisch kaum noch eine echte Eingriffsmöglichkeit gegeben ist (GC, HPLC, NMR, MS) — wird man überwiegend mit passiver Datenaufnahme seitens des Rechners arbeiten; Start/Stop/Reset werden als hauptsächliche Steuerbefehle auftreten.Bei diskontinuierlichen Analysenverfahren — diese sind dadurch gekennzeichnet, daß der eigentliche Ablauf an beliebiger Stelle unterbrochen werden kann und mit veränderten Parametern fortgesetzt werden kann (DC, UV, IR, volumetrische oder coulometrische Titration) — dagegen wird man nach Möglichkeit mit aktivem Datentransfer arbeiten. Dies bedeutet aber zugleich, daß während des eigentlichen Analysenprozesses noch bestimmte Strategien und Optimierungen im Hinblick auf die vorgewählten Parameter durchgeführt werden.So ist z. B. bei Titrationen die Berechnung des geeigneten zuzudosierenden Volumeninkrementes aus den vorangegangenen Daten möglich. Hierdurch soll erreicht werden, daß in der Nähe des analytisch wichtigen Äquivalenzpunktes eine höhere Datendichte vorliegt, als in den für die Gehaltsbestimmung unwesentlichen flachen Teilen der Titrationskurven. Umgekehrt wird man bei der Bestimmung von pK-Werten höhere Datendichten in anderen Teilen der Titrationskurve anstreben. In jedem Falle ergeben sich präzisere und reproduzierbarere Ergebnisse.

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Control of analytical systems by desk calculators

Summary Programmable desk calculators and nowadays socalled personal computers are powerful computing systems with the advantage of sophisticated and flexible interfaces. Data transfer is therefore possible not only from the analytical equipment to the calculator but at the same time in the opposite direction to have a real computer control.In continuously running analytical processes, as GC, HPLC, NMR or MS, where after starting are nearly no possibilities to change conditions, the computer will only take data in a passive way. Control commands are mostly restricted to start, stop and reset. Contrary to this type there are discontinuously running analytical processes, as TLC, UV or IR spectroscopy and titration procedures, with the property that at any time there may be an interrupt and then a continuation with changed parameters. In this case the computer is able to work in an active mode and from the data the analytical parameters may be optimized during the running analytical process.Examples are titration procedures where the increments of volume of titrant to be added are calculated from the preceding data points. It is therefore possible to have a higher density of data near the endpoint and only a few data in the non-interesting flat part of the titration curve. On the contrary, there will be a higher number of data in the flat part, if thermodynamic constants have to be determined.The paper reviews the optimization of analytical procedures by computer controlled instrumentation in the field of titrations, spectroscopy and thin-layer chromatography.

     

Atomabsorptionsspektroskopische Bestimmung von Edelmetallen

Zusammenfassung Die Beeinflussung der atomabsorptionsspektroskopischen Rhodiumbestimmung ist gering. Verglichen mit den Elementen Pt und Pd sind die Meßwerte bei Abwesenheit von Fremdionen am genauesten. Der Zusatz von Uran oder Lanthan als spektroskopische Puffer erhöht die Empfindlichkeit. Der von Palladium und Platin verursachte Störeinfluß kann nicht mit quadratischen Korrekturgleichungen eliminiert werden. Zur Unterdrückung des Einflusses eignet sich Uran als Puffersubstanz am besten. Mit dem Pufferzusatz kann der verbleibende Einfluß mit Korrekturgleichungen korrigiert werden.

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Determination of noble metals by atomic absorption spectroscopyPart 5. Influence of palladium and platinum on the determination of rhodium

Summary The influence on the determination of rhodium is only slight. In comparison with the elements Pt and Pd the measurements are most exact in the absence of foreign ions. Addition of uranium or lanthanum as spectroscopic buffers causes an increase in sensitivity. The interfering effects of palladium and platinum cannot be eliminated by correcting equations. However, with the addition of uranium as a buffer the effects are minimized and the remaining influence can be corrected by means of equations.