Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGBAusstattung – Methoden und Anwendungen
Gaschromatographie (GC)
Die Gaschromatographie ist ein physikalisch-chemisches Trennverfahren zur qualitativen und quantitativen Analyse von Stoffgemischen, deren zu bestimmende Komponenten sich ohne Zersetzung verdampfen lassen.
| GC-Ausstattung | Anwendungsbeispiele |
|---|---|
| Pyrolyse-GC/MS | Charakterisierung von Polymeren, Copolymeren, hochmolekularen Naturstoffen, Qualitätskontrolle von Kunststoffen |
| Headspace-GC/MS | Leichtflüchtige Substanzen in komplexen Matrices (flüssig oder fest), z. B. Lösungsmittel, Aromastoffe, Monomere |
| ITEX (Dynamische Headspace Anreicherung) | Anreicherung von leichtflüchtigen Substanzen |
| Festphasen-Mikroextraktion-GC (SPME Arrow) | Anreicherung von Analyten aus festen oder flüssigen Proben |
| GC-MS/MS mit Quadrupol-Technik | Massenspektroskopische Identifizierung unbekannter Substanzen, z. B. umweltrelevanter Schadstoffe und deren Abbauprodukte, sowie zur Absicherung von Befunden; Quantifizierung von beispielsweise Pestiziden, PCBs, Flammschutzmitteln |
| GC mit Wärmeleitfähigkeitsdetektor (WLD) | Universelle Anwendung, insbesondere für Gase |
| GC mit Flammenionisationsdetektor (FID) | Universelle Anwendung, z. B. für Triglyceride, Kohlenwassersstoffe, Fettsäuren, Lösungsmittel |
nach obenHochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC)
Die Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC) ist ein physikalisch-chemisches Trennverfahren zur qualitativen und quantitativen Analyse von Stoffgemischen. Im Unterschied zur Gaschromatographie, die eine sehr gute Trennmethode für verdampfbare Stoffe ist, können mittels HPLC nicht-flüchtige Substanzen analysiert werden.
| Detektion | Anwendungsbeispiele |
|---|---|
| LC-QTOF/MS | Mit Elektrospray- (ESI) und chemischer Ionisierung unter Atmosphärendruck (APCI), z. B. für die Identifizierung und Quantifizierung unbekannter Verbindungen, Untersuchung von bspw. PFAS, Arzneimittelwirkstoffen, Hormonen, Pestiziden, Strukturaufklärung von Verbindungen, Non-target-Untersuchungen |
| Brechungsindex-Detektor (RI) | Universelle Anwendung, z. B. für Monosaccharide, Disaccharide, organische Säuren |
| Diodenarray-Detektor (DAD) | Universeller Detektor, Identifizierung und Absicherung von Befunden mittels UV / VIS-Spektren, z. B. für pharmazeutische Wirkstoffe, Lebensmittelzusatzstoffe, Vitamine |
Ionenchromatographie (IC)
Die Ionenchromatographie ist eine Variante der Flüssigkeitschromatographie, die die qualitative und quantitative Analyse von Ionen nach verschiedenen Mechanismen (Ionenaustausch, Ionenausschluss, Ionenpaarbildung) ermöglicht. Am Fraunhofer IGB wird die Ionenchromatographie mit Suppressortechnik eingesetzt.
| Detektion | Anwendungsbeispiele |
|---|---|
| Elektrochemischer Detektor (ECD) | z. B. für Monosaccharide, Polysaccharide, Phenole, Cyanide, Aminosäuren |
| Leitfähigkeitsdetektor mit Suppressortechnik | Selektiver Detektor für Anionen, organische Säuren |
Massenspektrometrie (MS)
| Ausstattung | Anwendungsbeispiele |
|---|---|
| GC-MS mit Quadrupol-Technik |
Zur massenspektrometrischen Identifizierung unbekannter Substanzen, z. B. umweltrelevanter Schadstoffe und deren Abbauprodukte, sowie zur Absicherung von Befunden. |
| Triple Quadrupol MS mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS-MS) |
Die ICP-MS ist eine robuste, sehr empfindliche massenspektrometrische Analysemethode in der anorganischen Elementanalyse. Sie wird u. a. zur Spurenanalyse von Schwermetallen wie Blei, Cadmium, Bismut oder Seltenen Erden eingesetzt. |
| LC-QTOF/MS |
Mit Elektrospray- (ESI) und chemischer Ionisierung unter Atmosphärendruck (APCI), z. B. für die Identifizierung und Quantifizierung unbekannter Verbindungen, Untersuchung von bspw. PFAS, Arzneimittelwirkstoffen, Hormonen, Pestiziden, Strukturaufklärung von Verbindungen, Non-target-Untersuchungen. |
Anorganische Analytik
Aufschlusssysteme
Ein Aufschluss ist eine Probenvorbereitungstechnik für Feststoffe oder Proben mit störender Matrix. Unter Verwendung verschiedener Mineralsäuren ist es das Ziel, die Analyten in Lösung zu überführen, um sie anschließend analysieren zu können.
- Hochdruckverascher
- Mikrowellenaufschlussgerät
Kationenanalytik
Optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES)
Bei der Emissionsspektrometrie werden die nachzuweisenden Elemente durch ein induktiv gekoppeltes Plasma (ICP), ein im Hochfrequenzfeld ionisiertes Gas, angeregt. Die aufgenommene Energie wird in Form von Emissionsspektren wieder abgegeben. Einsatz findet diese Methode in der anorganischen Elementanalytik.
Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS)
Die Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS) ist eine robuste, sehr empfindliche massenspektrometrische Analysemethode in der anorganischen Elementanalytik. Sie wird u. a. zur Spurenanalyse von Schwermetallen wie Blei, Cadmium, Bismut oder Seltenen Erden eingesetzt.
Anionenanalytik
Ionenchromatographie (IC)
Die Ionenchromatographie ist eine Variante der Flüssigkeitschromatographie, die die qualitative und quantitative Analyse von Ionen nach verschiedenen Mechanismen (Ionenaustausch, Ionenausschluss, Ionenpaarbildung) ermöglicht. Am Fraunhofer IGB wird die Ionenchromatographie mit Suppressortechnik eingesetzt.
400 MHz-Kernresonanzspektroskopie (NMR)
Die hochauflösende NMR-Spektroskopie in Lösung dient zur Strukturaufklärung organischer Moleküle in Lösung. Darüberhinaus besteht die Möglichkeit, den Verlauf einer chemischen Reaktion zu verfolgen und darzustellen.
| NMR-Ausstattung |
Beschreibung |
|---|---|
| 9,4 Tesla Magnet |
1H Frequenz 400MHz |
| 5 mm Probenkopf |
automatisch abstimmbar im Bereich von 1H bis 19F und 31P bis 109Ag, Feldgradient bis 140 G/cm |
| 2-Kanalspektrometer |
Messung sowohl von 1D als auch von 2D COSY-, HMQC-, HMBC-, NOESY-, ROESY-, TOCSY- und DOSY-Spektren möglich |
| variable Temperiereinheit |
Temperierung von -100 °C bis +150 °C möglich |
Durch die Unterstützung neuester Software ist eine komplette Kontrolle der Messparameter und eine standardisierte Auswertung möglich.
Totaler organischer Kohlenstoff (TOC)
Mit dieser Methode wird der totale organische Kohlenstoff bestimmt, indem die organischen Verbindungen oxidativ in Kohlendioxid überführt und summar gemessen wird. Der TOC stellt sich als Differenz aus totalem anorganischen Kohlenstoff (TIC) und Gesamtkohlenstoff (TC) dar.