Inhaltsverzeichnis. Geleitwort 5. Vorwort 7. 1 Einführung Wissen ist gefragt 24

Transkript

1 Inhaltsverzeichnis «Geleitwort 5 Vorwort 7 1 Einführung Wissen ist gefragt 24 2 Die Chromatographie und ihre Techniken Historie Der Weg bis heute Prinzip Einteilung nach dem Aggregatzustand Einteilung nach dem Trennvorgang Einteilung nach der Technik Theoretische Grundlagen Chromatographischer Prozeß Bandenverbreiterung Säulenchromatographie Das Chromatogramm und seine Aussage Theoretische Bodenzahl Van-Deemter-Diagramm Instrumentelle Gesichtspunkte Fördersystem Probenaufgabe Trennsäule Detektor Integratoren Vorteile des Integrators Ablauf einer Integration Kriterien für den Kauf eines Integrators 54 3 Gaschromatographie Prinzip Gas-Versorgungssysteme Trägergasströmung Betrieb von Trennsäulen Druckregler Strömungsregler Säulen für die Gaschromatographie Gepackte Säulen Kapillarsäulen Phasenverhältnis 68

2 3.3.3 Wahl der Trennsäule Phasenpolarität Säulen-Innendurchmesser Optimale Filmdicke a Auswahl der Säulenlänge Analyse von Gasen Säulenschaltungen Säulenofen Systematische Entwicklung von GC-Trennverfahren Probenaufgabe Gasförmige Proben Gasdichte Spritzen Gasdosierschleifen und Mehrwegeventile Flüssige Proben Probenaufgabe mit Verdampfung Probenaufgabe für Kapillarsäulen Klassische Methoden der heißen Probenaufgabe On-column-Probenaufgabe Kaltaufgabesystem Probenaufgabe per Dosierschleife Feste Proben Pyrolyse Zersetzliche Proben Injektionssepten Septumfreie Probenaufgabe Gaschromatographische Detektoren Detektor-Kenngrößen Konzentrationsabhängige Detektoren Massenstromabhängige Detektoren Make-up-Gas Übersicht über die GC-Detektoren Wärmeleitfähigkeitsdetektor Flammenionisationsdetektor Elektroneneinfangdetektor Stickstoff-Phosphor-Detektor Flammenphotometerdetektor Elektrolytischer Leitfähigkeitsdetektor Photoionisationsdetektor FAR-UV-Detektor Heliumionisationsdetektor Redox-Chemilumineszenz-Detektor GC-Kopplungstechniken Massenspektrometer Quadrupol-Massenspektrometer GC-MS-Betrieb Chemische Ionisierung Isotopenverdünnungsanalyse bei der GC-MS GC-MS/MS-Tandembetrieb GC-FTIR Kopplung von GC-FTIR und MS Atomemissionsdetektor LC-GC-Kopplung 133

3 3.9 Welcher GC-Detektor für welche Probe? Wahl des Trägergases Zusätze zur Trägergasreinigung Multidimensionale GC Fraktionssammler in der GC Hochtemperatur-Gaschromatographie Säulen für die HTGC Instrumentelle Voraussetzungen Dampfraumanalyse (Headspace-Analysis) Praktische Durchführung der Dampfraumanalyse Statische Dampfraumanalyse Dynamische Dampfraumanalyse Grundlagen der quantitativen Dampfraumanalyse Kaltaufgabesystem als Anreicherungsverfahren Zusammenfassung und Ausblick Trennsäulen Enantiomerentrennung Schnellanalysen (Expreß-GC) Hochtemperatur-GC Gerätetechnik/Methodik Probenvorbereitung Probendosierung Trägergasdruck-Programmierung Mehrsäulentechnik Detektion/Kopplungstechniken Software Miniaturisierung Vor-Ort-Analyse 164 High Performance Liquid (Column) Chromatography HPLC-Apparatur Pumpen für die HPLC Diskontinuierliche Verdrängerpumpen Kontinuierlich arbeitende Pumpen Gradientenelution Niederdruckgradient Hochdruckgradient Optimierung der Gradientenelution Probenaufgabesysteme Septuminjektion Dosierschleife HPLC-Säulen Normal-phase-Chromatographie Polar gebundene Phasen Diol-Phase NH2-Phase CN-Phase Reversed-phase-Chromatographie Ausschluß-Chromatographie Methodenauswahl für die HPLC-Analyse Probenvorbereitung Chromatographische Trennung 199

4 Bedingungen der Normal-phase-Chromatographie Bedingungen der Reversed-phase-Chromatographie Lösungsmittel-Optimierung Computerunterstützte Optimierung « Detektion HPLC-Detektoren Allgemeine Forderungen an HPLC-Detektoren UV/Vis-Detektoren Diodenarray-Detektor Differentialrefraktometer Fluoreszenzdetektor Fluoreszenz und Phosphoreszenz Anwendung des Fluoreszenzdetektors Elektrochemischer Detektor Lichtstreudetektoren Spezielle Detektoren Transportdetektoren HPLC-Kopplungstechniken HPLC-MS-Kopplung HPLC-IR-Kopplung HPLC-NMR-Kopplung HPLC-ICP-Kopplung HPLC-GC-Kopplung Prozeß-HPLC Miniaturisierung in der HPLC Microbore-Technik Vorteile der Microbore-Chromatographie Kapillar-LC Vorteile der Kapillar-LC Systemfehler der Mikromethode Präparative HPLC Zusammenfassung und Ausblick Vergleich GC-HPLC Trennsäulen Detektoren Geräte HPLC in der Umwelt- und Lebensmittelanalytik HPLC in der Arzneimittelanalytik HPLC in der biomedizinischen Analytik Probenaufbereitung HPLC-Trennsäulen Andere Phasen Neue Materialien Miniaturisierung Detektoren Auswertsysteme Perspektiven auf dem Gebiet der Hochleistungsanalytik Dünnschicht-Chromatographie DC-Analyse Stationäre Phase (Sorbens) Chemische Zusammensetzung und Struktur 263

5 Kieselgel Aluminiumoxid Cellulose Polyamid Reversed-phase-DC-Platten Spezielle Schichten Korn- und Porencharakteristik Schichtparameter Fertigplatten Vorbereiten der Schichten Aktivieren Aufbewahrung und Vorreinigung Mobile Phase Kammersättigung Probenaufbereitung Probenauftragen Dosierung mit Kapillarpipetten Variable Auftragesysteme Contact-spotting-Verfahren Probenautomaten Chromatogrammentwicklung Fließmittel Kammertypen Normalkammer Doppeltrogkammer Sandwichkammer (S-Kammer) Einfachentwicklung Eindimensionale Mehrfachentwicklung Zweidimensionale Entwicklung Automatische Entwicklungskammer HPDC-Linear-Entwicklungskammer Instrumentelle Mehrfachentwicklung Zirkularentwicklung Prinzip der U-Kammer Besonderheiten der Zirkularchromatographie Prinzip der Naßdosierung Antizirkularentwicklung Forced-flow-Techniken Auswertung der Dünnschicht-Chromatogramme Detektion mittels UV-Strahlung Detektion durch Derivatisierung Qualitative Analyse Trennleistung der DC-Analyse Quantitative Analyse Visueller Vergleich Extraktion Spektroskopische Methoden Meßtechniken der Densitometrie Integration Kopplungstechniken Zuverlässigkeit von DC-Analysendaten Vergleich DC mit HPLC 309

6 5.11 Zusammenfassung und Ausblick DC als Screening-Verfahren DC als mikroanalytische Bestimmungsmethode Moderne Trenntechniken s Schlußbemerkung 315 Ionenchromatographie Ionenpaar-Chromatographie Ionenaustausch-Chromatographie Trennmechanismus Chemische Suppression Zweisäulensysteme Hohlfasermembran-Suppressoren Elektrochemische Suppression Elektronische Suppression Analyse von Anionen Analyse von Kationen Probenaufkonzentrierung in der IC Trennung von Übergangsmetallen Sauerstoffhaltige Anionen der Übergangsmetalle Komplexgebundene Übergangsmetalle Ionenausschluß-Chromatographie Detektionsmöglichkeiten Leitfähigkeitsdetektor Linearität Auflösung Grundrauschen Temperaturkompensation Einsatz des Leitfähigkeitsdetektors in der SCIC Amperometrische Detektion UV-Detektion Nachsäulenderivatisierung Indirekte UV-Detektion Kopplung der IC mit der ICP-OES und ICP-MS Simultaner Ionenchromatograph Säulen für die Ionenaustausch-Chromatographie Anwendungsmöglichkeiten IC in der Kraftwerkschemie IC in der galvanotechnischen Industrie IC in der Halbleiterindustrie IC in der Nahrungsmittelindustrie Weitere Anwendungsmöglichkeiten Zusammenfassung und Ausblick 355 Kapillarelektrophorese Historischer Hintergrund und Entwicklung Physikalische Grundlagen und Trennprinzipien Elektrophorese Elektroosmotischer Fluß Trennvorgang Elektrodispersion Verschiedene Trennmethoden 367

7 7.3.1 Kapillarzonen-Elektrophorese Mizellare elektrokinetische Chromatographie Kapillar-Gelelektrophorese Kapillare isoelektrische Fokussierung * Kapillare Isotachophorese Instrumentierung Probenaufgabe Hydrodynamische Injektion Elektrokinetische Injektion Aufkonzentriertechniken Kapillare Konditionierung Thermostatisierung Hochspannungsgenerator Detektion UV/Vis-Absorption Anmerkungen zur quantitativen Analyse Kapillaren mit vergrößertem Lichtweg CE-Apparatur Standortbestimmung der IC und CE für die Ionenanalytik Anwendungsbeispiele Zusammenfassung und Ausblick Kapillaren Detektion Anwendungen Neue Richtungen Überkritische Fluidchromatographie Physikalische Grundlagen Was ist ein überkritisches Fluid? Eigenschaften überkritischer Fluide Überkritisches Fluid als mobile Phase Apparatur Gradienten Mobile und stationäre Phasen Detektoren Einordnung der SFC zwischen GC und HPLC Anwendungen Polymere Monomere Pestizide Überkritische Fluidextrakten Instrumentierung Pumpsysteme Extraktionszellen und Öfen Restriktoren Probenkonzentrierung Offline-SFE Online-Kopplung von SFE-GC Dynamische Extraktion Statische Extraktion Anwendungen 423

8 8.9 Zusammenfassung und Ausblick Extraktion mit überkritischen Phasen (SFE) Analysenqualität Richtigkeit von Ergebnissen Bedingungen der Praxis Qualitätssicherung in der Analytik LIM-Systeme Integration im Rahmen von CIM-Projekten Wirtschaftlichkeit von LIMS Probleme der Umweltanalytik Öko-Audits EPA-Methoden Richtige Umweltanalysen Juristische Entscheidungsschärfe Probleme der Probennahme Schlußfolgerungen 449 Verzeichnis der Geräteanbieter 451 Quellenverzeichnis 457 Literaturverzeichnis 467 Abkürzungsverzeichnis 471 Stichwortverzeichnis 475