Inhaltsverzeichnis. Charakterisierung von Analysenmethoden. Optische und spektroskopische Analysenmethoden VII. Vorwort zur 4.

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1 VII Vorwort zur 4. Auflage V Charakterisierung von Analysenmethoden Verzeichnis der Symbole 2 Rechtliche Grundlagen zur Qualitätskontrolle von Arzneimitteln 3 1 Über den sinnvollen Umgang mit Messwerten und Messergebnissen Ermittlung von Messwerten Berechnung von Messergebnissen 13 H. Blasius M. Neugebauer G.Rücker 2 Validierung und Kalibrierung Validierung von Analysenverfahren Qualitätsmerkmale für Analysenverfahren Erfassung und Bestimmung der Qualitätsmerkmale für Analysenverfahren Durchführung von Validierungen in der pharmazeutischen Analytik Kalibrierung von Messgeräten Empfindlichkeit von Messgeräten Nachweisgrenze bzw. Bestimmungsgrenze bei Messgeräten Bestimmungsgrenze bei Messgeräten Abschätzung von Gesamtfehlern, Fehlerfortpflanzung 36 Optische und spektroskopische Analysenmethoden Verzeichnis der Symbole 40 G.Rücker 3 Einführung in die optischen und spektroskopischen Analysenmethoden Licht als elektromagnetische Wellenbewegung Energie der elektromagnetischen Wellen 43 Bibliografische Informationen digitalisiert durch

2 VIII 3.3 Spektrum der elektromagnetischen Wellen, Spektralbereiche Lichtabsorption und Farbe Übersicht über die spektroskopischen Analysenmethoden Atomspektroskopie und Molekülspektroskopie Emissionsspektroskopie und Absorptionsspektroskopie 47 4 Refraktometrie Grundlagen der Refraktometrie Messung der Brechzahl Grenzwinkel der Totalreflexion Abbe-Refraktometer Anwendungen der Refraktometrie in der Pharmazie Chiroptische Analysenmethoden Polarimetrie Grundlagen der Polarimetrie Messung der optischen Drehung Anwendungen der Polarimetrie in der Pharmazie Zirkulardichroismus Wirkung von zirkulär polarisiertem Licht auf optisch aktive Substanzen Definition des Zirkulardichroismus Messgrößen für den Zirkulardichroismus Geräte zur Messung des Zirkulardichroismus Anwendung des Zirkulardichroismus zur Untersuchung der Stereochemie von Arzneistoffen Qualitätskontrolle von Arzneistoffen Anwendungen im Arzneibuch Optische Rotationsdispersion, Cotton-Effekt Normale optische Rotationsdispersion Anomale Rotationsdispersion, Cotton-Effekt 70 6 Einführung in die atomspektroskopischen Analysenmethoden Thermische Anregung von Atomen Vorgänge in der Flamme Elektronenanregung und Lichtemission des Natriums 74 7 Spektralanalyse Prinzip der Spektralanalyse Messgeräte zur Spektralanalyse Anwendungen der Spektralanalyse in der Pharmazie. 76

3 IX 8 Atomemissionsspekrroskopie, Flammenphotometrie Prinzip der Flammenphotometrie Quantitative Auswertung der Lichtemission Messgeräte zur Flammenphotometrie Anwendungen der Flammenphotometrie in der Pharmazie 80 9 Atomabsorptionsspektroskopie Grundlagen der Atomabsorptionsspektroskopie Lichtabsorption durch Atome, Resonanzabsorption Messgrößen der Atomabsorptionsspektroskopie Messgeräte zur Atomabsorptionsspektroskopie Anwendungen der Atomabsorptionsspektroskopie in der Pharmazie Einführung in die Molekülspektroskopie Wechselwirkungen von Licht mit organischen Molekülen Ionisation Elektronenanregung Molekülschwingungen Molekülrotationen Absorptionsspektrum, Absorptionsbanden Messgrößen für die Lichtabsorption Transmission Absorption Lambert-Beer'sches Gesetz Bouguer-Lambert'sches Gesetz Beer'sches Gesetz Kombiniertes Bouguer-Lambert-Beer'sches Gesetz, molarer Absorptionskoeffizient Anwendungen des Lambert-Beer'schen Gesetzes Herleitung des Lambert-Beer'schen Gesetzes Grundsätzlicher Aufbau von Absorptionsspektrometern UV-Vis-Spektroskopie Grundlagen der UV-Vis-Spektroskopie Chromophores System, Elektronenübergänge Jablonski-Termschema Verbotene Elektronenübergänge Aussehen der Absorptionsbanden, Feinstruktur Chromophore aus w-elektronen Alkene, Polyene Alkine Aromaten 113

4 X Unterscheidung von Polyenen, Polyinen und Aromaten Chromophore aus n- und n-elektronen Gesättigte Carbonylverbindungen Ungesättigte Carbonylverbindungen Heterocyclische Verbindungen Substanzen mit mehreren voneinander unbabhängigen Chromophoren Anwendungen der UV-Vis-Spektroskopie in der Pharmazie Durchführung von Messungen im UV-Vis-Bereich Anwendung der UV-Vis-Spektroskopie zur Strukturaufklärung Anwendung der UV-Vis-Spektroskopie zur Analyse von Arzneimitteln Photometrische Bestimmung von Arzneistoffen in Gemischen; Mehrkomponentenanalysen Charge-Transfer-Spektren Photometrische Bestimmungen in biologischem Material Stabilitätsuntersuchungen an Arzneistoffen Differentialspektroskopie, Derivativspektroskopie, Ableitungsspektroskopie Untersuchung von Reaktionsabläufen, Isosbestische Punkte Fluorimetrie Grundlagen der Fluorimetrie Anregungsspektrum und Fluoreszenzspektrum Fluoreszenzintensität Fluoreszenz und Struktur Messung der Fluoreszenz Messgeräte Lösungsmittel Lumineszenzminderung zur Detektion von Substanzen auf der Dünnschichtplatte Anwendungen der Fluorimetrie in der Pharmazie Identitätsprüfung von Arzneistoffen Reinheitsprüfung von Arzneistoffen Gehaltsbestimmung von Arzneistoffen Analyse von biologischem Material Kopplungen der Fluorimetrie mit chromatographischen Verfahren Lumineszenzmethoden durch andere Anregungsarten Chemilumineszenz Röntgenfluoreszenzspektroskopie 177

5 XI 13 IR-Spektroskopie, Raman-Spektroskopie Prinzip der IR-Spektroskopie Grundlagen der IR-Spektroskopie Infraroter Bereich des Spektrums der elektromagnetischen Wellen Molekülschwingungen Praktische IR-Spektroskopie IR-Spektrum IR-Spektrometer Messung von IR-Spektren Charakterisierung der Molekülschwingungen Anwendungen der IR-Spektroskopie in der Pharmazie Kontrolle und Optimierung von IR-Spektrometern nach dem Arzneibuch Strukturaufklärung Analyse von Arzneimitteln IR-Spektroskopie in der toxikologischen und biochemischen Analyse Untersuchung der Stabilität von Arzneistoffen Nicht-dispersive IR-Spektroskopie, NDIR-Spektroskopie Spektroskopie im Nahen IR-Bereich, NIR-Spektroskopie Raman-Spektroskopie Prinzip der Raman-Spektroskopie Raman-Effekt Anwendung der Raman-Spektroskopie 'H-NMR-Spektroskopie Prinzip der Kernresonanzspektroskopie Kernspin und magnetisches Moment von Atomkernen Grundlagen der 'H-NMR-Spektroskopie Verhalten der Wasserstoffkerne im Magnetfeld Kreiselmodell Energieniveaus der Wasserstoffkerne im Magnetfeld Larmor-Gleichung Besetzungsunterschied und Magnetisierung Kernresonanz, Quermagnetisierung und Kerninduktion Relaxation und Relaxationszeit Messung der Kernresonanz 'H-NMR-Spektrum Chemische Verschiebung Integrationskurve Spin-Spin-Kopplung Anwendungen der 'H-NMR-Spektroskopie in der Pharmazie 264

6 XII Kontrolle und Optimierung des 'H-NMR- Spektrometers nach dem Arzneibuch Durchführung von 'H-NMR-Messungen nach dem Arzneibuch Strukturaufklärung Konformationsanalyse von Arzneistoffen Untersuchungen des Zustandes von Arzneistoffen in Lösung Identifizierung und Reinheitsprüfung von Arzneistoffen Untersuchungen über Struktur und Wirkung von Arzneistoffen "C-NMR-Spektroskopie Prinzip der 13 C-NMR-Spektroskopie Resonanzfrequenz der ' 3 C-Atome Chemische Verschiebung der u C-Atome Einfluss des Hybridisierungsgrades Substituenteneinflüsse und y-effekt Einfluss der Elektronendichte Inkrement-Regeln zur Abschätzung von 13 C-Verschiebungen Spin-Kopplungen 'H/ 13 C-Kopplungen Andere heteronukleare Kopplungen Entkopplungsverfahren in der 13 C-NMR-Spektroskopie Protonen-Breitband-Entkopplung Protonen-Off-Resonance-Entkopplung Selektive 'H-Entkopplungen Gepulste Protonen-Entkopplung Integration von 13 C-Signalen C-NMR-Spektroskopie durch Pulsfolgen Eindimensionale (1 D)- 13 C-NMR-Spektroskopie Zweidimensionale (2D)-' 3 C-NMR-Spektroskopie Anwendungen der 13 C-NMR-Spektroskopie in der Pharmazie NMR-Spektroskopie zur Untersuchung lebender Gewebe Klinische NMR-Spektroskopie,/«-v/vo-Spektroskopie 'H-NMR-Tomographie, Kernspin-Tomographie. Protonen-Imaging (MRT, MRI) Massenspektrometrie Prinzip der Massenspektrometrie Grundvorgänge der Massenspektrometrie Masseneinheiten 310

7 XIII 16.2 Grundlagen der Massenspektrometrie durch Elektronenstoß-Ionisation EI-Massenspektrometrie Ionisierung durch Elektronenstoß - Bildung von Molekülionen Zerfall der Molekülionen; Fragmentierung Massenspektrum Aufbau des EI-Massenspektrometers Fragmentierungsreaktionen in der EI-Massenspektrometrie Anwendung der EI-Massenspektrometrie zur Strukturaufklärung Interpretation von EI-Massenspektren Formulierung massenspektrometrischer Zerfallsreaktionen Verlauf der Auswertung von EI-Massenspektren Massenspektrometrie mit anderen Ionisationsmethoden Weiche lonisationsmethoden Ionisation schwer verdampfbarer Verbindungen Massenspektrometrie mit anderen Methoden der Ionentrennung Elektrostatische Analysatoren Quadrupol-Analysatoren Flugzeit-Analysatoren Ion-Trap-Massenspektrometrie Ionen-Zyklotron-Resonanz-Analysatoren Spezielle Methoden der Massenspektrometrie Doppelt fokussierende Massenspektrometrie Kombination mehrerer Analysatoren Anwendungen der Massenspektrometrie in der Pharmazie Identifizierung von Arzneistoffen; Kopplung der Massenspektrometrie mit chromatographischen Trennverfahren Nachweis stabiler Isotope zur Untersuchung biologischer Reaktionen Radiochemische Analysenverfahren Grundlagen radiochemischer Messmethoden Zerfallsgesetz und Halbwertszeit Messgrößen für radioaktive Strahlung Messgeräte zur Messung radioaktiver Strahlung Ionisationsdetektoren Szintillationsdetektoren Halbleiterzähler Gammaspektrometrie 380

8 XIV 17.5 Anwendung radiochemischer Analysenmethoden in der Pharmazie Analytik von Radiopharmaka Isotopenverdünnungsanalyse Radioimmunoassay Markierung von Verbindungen durch Radionuklide Neutronenaktivierungsanalyse Medizinische Anwendungen 386 III Chromatographische Analysenmethoden M. Neugebauer.. Verzeichnis der Symbole Einführung in die chromatographischen Methoden Chromatographische Trennmechanismen Chromatographische Symbole und Kenngrößen Retentionsdaten Kenngrößen zur Beschreibung von Peakform und Trennqualität Quantitative Kenngrößen und Methoden Zusammenfassung: Parameter zur Beschreibung von Chromatogrammen Häufig verwendete Abkürzungen Gaschromatographie Prinzip der Gaschromatographie Aufbau des Gaschromatographen Probenaufgabesysteme Trennsäulen Detektoren Signalregistrierung, Integratoren Durchführung gaschromatographischer Analysen Auswahl der Trennbedingungen Praktische Durchführung Derivatisierungen Auswertung des Gaschromatogramms Retentionsindizes Quantitative Bestimmungen Anwendung der Gaschromatographie in der Pharmazie Anwendungen der Gaschromatographie im Arzneibuch Hochleistungs-Flüssigchromatographie Prinzip der Hochleistungs-Flüssigchromatographie

9 XV 20.2 Aufbau von Geräten zur Hochleistungs-Flüssigchromatographie Elutionsmittel Pumpen Gradientenmischer Probeneinlasssystem Trennsäulen Säulenfüllung und Trennmaterialien Detektoren Durchführung flüssigchromatographischer Analysen Die Trennverfahren der Hochleistungs- Flüssigchromatographie Auswahl der Trennbedingungen Elutionsgeschwindigkeit Temperatureinflüsse Elutionsmittelgradienten Anwendungen der Hochleistungs-Flüssigchromatographie in der Pharmazie Anwendungen der Hochleistungs-Flüssigchromatographie im Arzneibuch Dünnschichtchromatographie Prinzip der Dünnschichtchromatographie Geräte und Materialien zur Durchführung der Dünnschichtchromatographie Durchführung der Dünnschichtchromatographie Anwendung der Dünnschichtchromatographie in der Pharmazie Prinzip der quantitativen Dünnschichtchromatographie Messgeräte und Messprinzip der quantitativen Dünnschichtchromatographie Durchführung quantitativer, dünnschichtchromatographischer Messungen Fehlermöglichkeiten Anwendung der quantitativen Dünnschichtchromatographie in der Pharmazie 491 Elektrochemische Analysenmethoden,...., «,,,, n, G.G.Willems Verzeichnis der Symbole Allgemeine Einführung in die Elektrochemie Elektrodenvorgänge Elektrodenpotentiale; Nernst'sche Gleichung 500 IV

10 XVI 22.3 Arten von Elektroden Metall(ionen)elektroden Gaselektroden Redoxelektroden Elektrochemische Zellen Aufbau der galvanischen Zelle Spannung der galvanischen Zelle; Elektrochemische Spannungsreihe Elektrolytische Umsetzungen Elektrolytische Leitfähigkeit Anhang: Ein Ersatzschaltbild der elektrochemischen Zelle Potentiometrie Grundlagen der Direktpotentiometrie Messung von ph-werten Konzentrationsbestimmungen mit ionenspezifischen Elektroden Durchführung direktpotentiometrischer Messungen Grundlagen potentiometrischer Titrationen Säure-Base-Titrationen Fällungstitrationen Komplexometrische Titrationen Redoxtitrationen Durchführung potentiometrischer Titrationen Pharmazeutische Anwendungen potentiometrischer Titrationen Elektrogravimetrie Grundlagen der Elektrogravimetrie Instrumentelle Anordnung und Durchführung elektrogravimetrischer Bestimmungen Anwendungsbereich der Elektrogravimetrie Coulometrie Grundlagen der Coulometrie Durchführung coulometrischer Bestimmungen Instrumentelle Anordnung Anwendungen der Coulometrie Voltammetrische Verfahren; Polarographie Einführung in die Voltammetrie und Polarographie Grundlagen der Voltammetrie Grundlagen der Gleichspannungspolarographie Grundlagen der Voltammetrie an stationären Elektroden 586

11 XVII Der voltammetrische Grundstrom Auswertung voltammetrischer Strom-Spannungs- Kurven; Simultanbestimmungen Voltammogramme bei nichtreversiblen Elektrodenvorgängen Cyclische Voltammetrie Durchführung voltammetrischer Bestimmungen Voltammetrische Zellen Instrumentelle Anordnung Experimentelle Durchführung Anwendungen der Voltammetrie Voltammetrie anorganischer Substanzen Voltammetrie organischer Verbindungen Voltammetrie in der pharmazeutischen Analytik Anhang: Spezielle voltammetrische Verfahren Inverse Voltammetrie Pulsverfahren Wechselspannungsvoltammetrie Amperometrie und Voltametrie Einführung in die amperometrischen und voltametrischen Indizierungsverfahren Grundlagen und Anwendungsbereiche der amperometrischen und voltametrischen Verfahren Amperometrie mit einer Indikatorelektrode Amperometrie mit zwei Indikatorelektroden Voltametrie mit einer Indikatorelektrode Voltametrie mit zwei Indikatorelektroden Durchführung amperometrischer und voltametrischer Titrationen mit einer und mit zwei Indikatorelektroden Messanordnungen und experimentelle Durchführung Elektroden und Zellen Durchführung amperometrischer Methoden des Arzneibuchs Pharmazeutische Anwendungen amperometrischer und voltametrischer Indizierungsmethoden Konduktometrie Grundlagen der Konduktometrie Durchführung konduktometrischer Messungen Instrumentelle Anordnung Messzellen Anwendungen der Konduktometrie Absolute Leitfähigkeitsmessungen Konduktometrische Titrationen 642

12 XVIII 29 Elektrophorerische Verfahren Grundlagen elektrophoretischer Verfahren Durchführung elektrophoretischer Verfahren Anwendungen elektrophoretischer Verfahren 663 V Thermische Analysenmethoden G.G.Willems,..,.,,. CILO Verzeichnis der Symbole Grundlagen der thermischen Analysenmethoden Einführung in die Methoden Grundprinzipien Modifikationsübergänge und Thermodynamik Thermogravimerrie Grundlagen der Thermogravimetrie Durchführung der Thermogravimetrie Anwendungen der Thermogravimetrie Thermoanalyse, Differenzthermoanalyse Grundlagen der Thermoanalyse Durchführung der Differenzthermoanalyse Anwendungen der Differenzthermoanalyse Kalorimetrische Verfahren Grundlagen der Dynamischen Differenz-Kalorimetrie Durchführung der Dynamischen Differenz- Kalorimetrie Anwendungen der Dynamischen Differenz- Kalorimetrie Kopplungssysteme 692 Sachregister 695