30. infoExpo 2003: Seminar und Workshops Programm

Seminar & Ausstellungsort: UBS Ausbildungs- und Konferenzzentrum, Basel

Seminar Programm

Hydrophilic Interaction Chromatography - Die ideale Alternative zur Trennung von polaren Substanzen
Dr. Annette Dibowski YMC Europe GmbH

Die chromatographische Trennung von stark polaren Verbindungen stellt nicht nur in der Pharmazeutischen Industrie immer wieder ein Problem dar. Hier bietet die Hydrophilic Interaction Chromatography (HILIC) eine Alternative, welche für viele Anwedungsbereiche Vorteile gegenüber klassischen Chromatographiemethoden liefert.
So werden sogar stark polare Substanzen retardiert und getrennt, welche im RP-Modus keinerlei Retention erfahren würden. Auch können aufgrund des alternativen Trennmechanismus Elutionsreihenfolgen im Vergleich zur RP-Chromatographie umgekehrt werden, so dass sich für die Methodenentwicklung völlig neue Möglichkeiten ergeben bzw. ein chromatographisches Trennproblem nur so gelöst werden kann.
Schliesslich kann HILIC auch, neben dem Anwendungsbereich der UV/VIS- oder Fluoreszenz-Detektion, problemlos in der LC/MS-Kopplung eingesetzt werden, welche aus dem heutigen chromatographischen Alltag nicht mehr wegzudenken ist.

Fallstricke in der HPLC
Veronika R. Meyer, EMPA St. Gallen

Überlegt man sich, wie ein HPLC-Peak zustande kommt, so wird klar, dass seine Fläche (oder Höhe) von zahlreichen Einflussfaktoren abhängt. Beinahe jeder davon kann Anlass für eine Störung oder einen Fehler sein. Das Resultat: nicht reproduzier--bare Chromatogramme, falsche Analysendaten, Ärger, Frustration. Der Vortrag diskutiert einige Fallstricke, die man zum Glück meist vermeiden kann, wenn man einmal darüber nachgedacht hat.

Acrylamid Bestimmung mit GC/MS (PCI) in Lebensmitteln
Heiko Helms PerkinElmer Deutschland GmbH

Derzeit ist die Probenvorbereitung von Lebensmitteln zur Analyse auf Acrylamid recht zeitaufwendig. Die vorgestellten Resultate untersuchen die Frage, ob die statische Headspace in Verbindung mit GC-MS und chemischer Ionisation einen Weg eröffnen, der das Verfahren vereinfacht – ohne an Analysensicherheit zu verlieren.
Die Extraktion erfolgt in Anlehnung an bestehende Verfahren, während für die Analyse des Extraktes auf ein weiteres Cleanup verzichtet wird. Der Extrakt wird durch Totalverdampfung vom Headspace-Sampler dosiert, und mittels GC-MS ( Methan, positiv CI ) analysiert. Diskutiert wird die Frage in wie weit polare Stoffe, die üblicherweise nicht durch Headspace untersucht werden, diesem Verfahren zugänglich gemacht werden können.

Die Visualisierung des Verdampfungsprozesses in der heissen Verdampferkammer des klassischen split und splitlosen GC-Injektors
Maurus Biedermann, Kantonales Labor Zürich

Die Kapillar-Gaschromatographie kämpft oft mit nicht reproduzierbaren Ergebnissen. Dabei liegen die Fehlerquellen vielfach schon im Injektor. Der Verdampfungsprozess in der heissen Verdampferkammer war schwer zu erfassen und bot Anlass zu vielen Spekulationen. Mit Hilfe der nachfolgend beschriebenen Versuchsanordnung kann die Verdampfung sichtbar gemacht und die Vorgänge im Injektor direkt beobachtet werden.
Eine Injektorimitation aus Glas wurde in einem Heizbad auf 200 °C thermostatisiert [1]. Perylen diente als Indikator unverdampfter Probenflüssigkeit: unter UV-Bestrahlung zeigt gelöstes Perylen starke Fluoreszenz, welche nach dem Verdampfen des Lösungsmittels erlischt. Die Experimente wurden gefilmt und auf den Computer übertragen, dies ermöglichte eine Bild um Bild Auswertung der normalerweise schnellen Prozesse [2].
Wird die Verdampfung in der Spritzennadel unterdrückt, z. B. mittels einem schnellen Autosamplers, verlässt die Probe die Nadel als Strahl [3]. Dies eliminiert die Diskriminierung von hochsiedenden Komponenten in der Spritzennadel, bringt aber ein neues Problem: das Strahl schiesst ohne namhafte Verdampfung am Säuleneingang vorbei. Die Videos zeigen was mit der Flüssigkeit geschieht, sowie welche Mittel den Strahl erfolgreich stoppen und die Probe für die Verdampfung über dem Säuleneingang halten.
Wird die Spritzennadel vor dem Drücken des Stempels auf Injektortemperatur erhitzt (Injektion mit heisser Nadel), erzeugt partielle Verdampfung in der Nadel einen Thermosprayeffekt: die Flüssigkeit vernebelt und Probenkomponenten verdampfen aus kleinen, in der Gasphase schwebenden Tröpfchen [4,5]. Dabei wird ein Kontakt der Probe mit möglicherweise adsorbtiven oder verschmutzten Oberflächen verhindert.
Die Videos zeigen die Komplexität des Verdampfungsprozesses im Injektor und wo die Möglichkeiten der Einspritzung mit Strahlbildung oder Thermospray liegen.

[1] K. Grob, M. DeMartin, J. High Resol. Chromatogr., 1992, 15, 335

[2] M. Biedermann, „Visualization of the Evaporation Process during Classical Split and Splitless Injection in GC", CD-ROM, 2000

[3] K. Grob, M. Biedermann, „Video-taped sample evaporation in hot chambers simulating gas chromatography split and splitless injectors II. Injection with band formation“, J. Chromatogr. A, 2000, 897, 247-258

[4] K. Grob, M. Biedermann, „Video-taped sample evaporation in hot chambers simulating gas chromatography split/splitless injectors I. Thermospray injection“, J. Chromatogr. A, 2000, 897, 237-246

[5] K. Grob, M. Biedermann, “The Two Options for Sample Evaporation in Hot GC Injectors; Thermospray and Band Formation. Optimization of Conditions and Injector Design”, Anal. Chem. 2002, 74, 10-16

Spurenanalytik und Umweltverhalten von bromierten Flammschutzmitteln
Andreas C. Gerecke, Martin Kohler, Markus Zennegg, Peter Schmid, Norbert V. Heeb.
Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA),
Abteilung Organische Chemie, Überlandstrasse 129, 8600 Dübendorf.

Bromierte Flammschutzmittel sind heute die nach den Weichmachern mengenmässig am zweithäufigsten eingesetzten Additive für Kunststoffe. Obwohl einzelne bromierte Flammschutzmittel bereits vor über 20 Jahren erstmals in der Umwelt nachgewiesen wurden, stehen diese Stoffe erst seit kurzer Zeit im Rampenlicht. Während der letzten zwanzig Jahre haben sich die Konzentrationen von polybromierten Diphenylethern (PBDE) in der Muttermilch weitgehend unbemerkt alle fünf Jahre verdoppelt (USA). Die Tatsache, dass sich neben den altbekannten persistenten organischen Schadstoffen wie den polychlorierten Biphenylen (PCB), den polychlorierten Dibenzo-p-dioxinen und -furanen (PCDD/F) oder dem Pestizid DDT bromierte Flammschutzmittel ebenso global ausbreiten und in der Nahrungskette anreichern ist Grund genug, Umweltverhalten und Einsatz dieser zum Teil hormonaktiven Stoffe genauer unter die Lupe zu nehmen.
Nach einer Einführung zu den Einsatzgebieten sowie den wichtigsten chemischen und toxikologischen Aspekten bromierter Flammschutzmittel werden spurenanalytische Methoden, Umweltverhalten und Vorkommen in der Umwelt vertieft beleuchtet. Der Einsatz von LC/MS und GC/HRMS für den quantitativen Nachweis von bromierten Flammschutzmitteln in Umweltproben wird präsentiert. Die instrumentellen Nachweisgrenzen liegen dabei im Bereich von 5 - 500 Picogramm. Um diese Empfindlichkeit auch in Umweltproben zu erreichen, sind umfangreiche Reinigungsschritte notwendig (u.a. chemische Probenvorbehandlung, und verschiedene chromatographische Techniken).
Der aktuelle Stand des Wissens über das Umweltverhalten bromierter Flammschutzmittel wird anhand eigener Untersuchungen, der chemischen Eigenschaften und internationaler Studien diskutiert. Um zeitliche Trends der Frachten von PBDE in Klärschlamm zu erfassen wurden Klärschlammproben aus acht Kläranlagen der Region Zürich aus den Jahren 1993 und 2002 untersucht. Die Konzentrationen für Decabromdiphenylether (DeBDE, BDE-209) stiegen von durchschnittlich 220 ng pro g Trockensubstanz (TS) im Jahre 1993 auf 1100 ng pro g TS im Jahre 2002, dies entspricht einer Zunahme von 560 %. Im Gegensatz dazu ging der mittlere Gehalt der niederbromierten Kongenere von 150 ng pro g TS im Jahre 1993 auf 69 ng pro g TS im Jahre 2002 zurück. Die Resultate entsprechen dem Verbrauchstrend in Europa, wo heute aus der Substanzklasse der bromierten Diphenylether hauptsächlich DeBDE als Flammschutzmittel verwendet wird. Anhand der selektiven Anreicherung von alpha-Hexabromcyclododecan (alpha-HBCD) in Fischgewebe wird ein aktuelles Beispiel für das unterschiedliche Verhalten einzelner Isomere in der Umwelt skizziert.

Workshop GC

ULTRAFAST GC + GC/MS: GC Analysen in Minuten oder Sekunden (Konzept der schnellen GC, technische Voraussetzungen, Beispiele)
Thomas Läubli, Brechbühler AG

Die Gaschromatographie ist eine etablierte Technik welche in allen Labors Einzug gefunden hat. Allerdings ist in letzter Zeit nicht viel über die GC Technologien berichtet worden. Es gibt aber immer noch genügend Entwicklungen welche nennenswert sind.
Eine der neuesten Techniken in diesem Bereich ist die ULTRAFAST GC, welche Analysen in Sekunden oder Minuten ermöglicht. ULTRAFAST ist nicht einfach schnelle GC. In diesem Workshop werden die verschiedenen Techniken GC, FAST GC und ULTRAFAST GC miteinander verglichen. Die Möglichkeiten der ULTRAFAST Methode und deren Anwendung in der Praxis werden weitere Themen des Workshops sein.

SPME ? Theorie und Praxis
Klaus Buckendahl, Sigma-Aldrich Chemie GmbH

Die heutigen Anforderungen an Analytische Laboratorien setzen immer schnellere und einfachere Probenvorbereitungstechniken voraus. Im Allgemeinen wird für die Probenvorbereitung fünf- bis zehnmal mehr Zeit aufgewendet als für die sich anschließende Analytik z.B. mittels GC. Die Festphasenmikroextraktion (Solid Phase Micro Extraction, SPME) bietet eine Möglichkeit diesen modernen Anforderungen zu entsprechen. Bei der SPME handelt es sich um ein lösungsmittelfreies Einschrittextraktionsverfahren, das überwiegend zur Spurenanaytik eingesetzt wird. Der Einsatz von hochreinen Lösungsmitteln wie z.B. bei der Flüssig/Flüssigextraktion, der sowohl in der Bereitstellung als auch in der Entsorgung kostenintensiv ist, wird minimiert. Die SPME kann für eine Vielzahl von Matrizes und Anwendungsgebiete eingesetzt werden. Es werden die Prinzipien und Grundlagen der SPME vorgestellt. Anhand von Applikationsbeispielen wird die Anwendbarkeit der SPME für verschiedene Einsatzgebiete dargestellt.

Gas Generatoren für den Einsatz im Gaschromatographen
Joyce Link, Milian SA

Gas generators have become a widely accepted substitute for expensive and dangerous gas cylinders in the laboratory. Not only has the safety aspect led people to decide on using the gas generator; it’s especially the high quality with which gas is generated – ultra pure and almost absolutely dry. Be it as feed gas for the FID, ensuring lowest possible background noise, or as carrier gas - it definitely enhances reproducability of your detections.
With the aid of the Parker Balston Gas Generator, we will show you how compact, reliable and easy to maintain today's gas generators can be, and that they fully comply with the laboratory quality standards and regulations.

MassLib wertet Analysen besser aus
Peter Kofel, MSP Kofel

Oft wird die Massenspektrometrie nur zur Bestimmung des Molekulargewichts und allenfalls mit einigen groben Plausibilitätsüberlegungen als Ergänzung zu anderen spektroskopischen Methoden genutzt. Die Gründe hiefür liegen auf der Hand: Die Spektreninterpretation erscheint dem Nicht-Spezialisten zu unsicher und mühsam und die auf Bibliothekssuchen basierenden Datensysteme erweisen sich oft als untauglich, wenn ein unbekanntes Spektrum nicht in ausreichender Aehnlichkeit und Qualität in der Bibliothek vorhanden ist.
MassLib ist hier die Ausnahme. Die in MassLib implementierten Aehnlichkeitssuchen für Fragmente, Neutralabspaltungen und Strukturen ermöglichen es, Strukturinformation zu erhalten auch wenn Spektren verwandter Strukturen offensichtlich verschieden aussehen. Dies ermöglicht die Strukturaufklärung auch dort, wo mangelnde Substanzmenge nur noch die Massenspektrometrie zulässt.
Zur Auswertung massenspektrometrischer Analysen können in MassLib zusätzlich zu internen (z.B. Single-Ion Spuren) und externen (z.B. Temperaturprofile) Hilfsspuren auch Vergleichsanalysen beigezogen werden. Der computerassistierte Vergleich ganzer Analysen ermöglicht die rasche Erfassung und Interpretation der Unterschiede auch von auf den ersten Blick sehr ähnlichen Analysen.

Workshop HPLC

Validierung von Detektoren in der Chromatographie leichter gemacht
Andreas Floderer, infochroma ag

Dank sehr guter Ausbildung können Laboranten Gerätezubehör für HPLC- bzw. GC- Geräte selbstständig ersetzen und danach die Vorschriften konforme Arbeitsweise feststellen.
z.B. das Auswechseln von Deuterium-Lampen in HPLC-Detektoren und der anschliessende Test auf UV-Wellenlängen Richtigkeit
Wichtig dabei ist, Fehler zu vermeiden und die erfolgten Tätigkeiten nachvollziehbar zu dokumentieren. Es wird eine Software vorgestellt, die dem HPLC und dem GC Anwender das geeignete Arbeitsmittel in die Hand gibt.
Anwendungsbeispiele für HPLC User sind der Test für die:

+ Richtigkeit der Flussrate
+ Richtigkeit des Gradienten
+ Richtigkeit der UV-Wellenlänge
+ Linearität der UV-Absorption
+ Richtigkeit der Temperatur des Säulenofens
+ Richtigkeit der Funktionsweise des Autosamplers

am Beispiel des Tests für die Richtigkeit der Flussrate wird die Software einschliesslich des Test-Reports detailliert erklärt
Anwender können selbst einen Test auswählen und schnuppern, welche Vorteile die Software für Sie bringt !

Downscale, Mikro HPLC
Manfred Kunz, GROM Analytik + HPLC GmbH

Die in der HPLC üblichen Pumpen und Gradientensysteme sind zum Teil noch in der Microbore HPLC einsetzbar, aber Flußraten von < 50 µL / min sind mit Standard HPLC Anlagen nicht in ausreichender Performance realisierbar.
Mit der sehr starken Verbreitung der LC/MS sind in den letzten Jahren auch die dafür notwendigen LC-Systeme verstärkt auf dem Markt.
Es wird ein Überblick über die verschiedenen Techniken sowie deren Vor- und Nachteile beschrieben werden. Insbesondere soll Anwendern gezeigt werden wie sie Ihr System überprüfen können und den Anwendungsbereich festlegen können. Im zweiten Teil werden die auf dem Markt befindlichen Systeme beschrieben und bewertet.

Micro Trap Technik
Ruedi Schwarz, sertec electronics