Möglichkeiten und Grenzen der Ionenchromatographie (IC) in der Weinanalytik

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1 Möglichkeiten und Grenzen der (IC) in der Weinanalytik Anwendertreffen Weinanalytik 2012 Horst Rudy DLR Mosel Wir wollten bestimmen. - Organische Säuren - Mineralstoffe (Na, K, Ca, Mg) - biogene Amine (Histamin) 1

2 Wir hatten. zu wenig Geld für drei Analysensysteme Enzymatik HPLC AAS OES IC Kationen Organische Säuren Biogene Amine

3 IC Analytik Organische Säuren Analyten: Weinsäure, Äpfelsäure, Milchsäure, Essigsäure Säule: Polystyrol/Divinylbenzol Copolymer mit Sulfonsäuregruppen Eluent: H 2 SO 4 0,5 mmol/l + 12% Aceton 3

4 Trennmechanismus organische Säuren: Ionenausschlusschromatographie Grafik mit freundlicher Genehmigung von Metrohm Deutschland Organische Säuren Fluka- Standard 1:50 Systempeak Injektionspeak 4

5 Unter Systempeak versteht man normalerweise Signale, denen keine Analyten zugeordnet werden können. Sie sind charakteristisch für ionenchromatographische Systeme ohne Suppressoreinrichtung, bei denen schwache organische Säuren als Elutionsmittel verwendet werden (Georg Schwedt, Carla Vogt: AnalytischeTrennmethoden 2010 Wiley-VCH) Der Ursprung des Systempeaks sowie der Faktoren, welche seine Grösse und Lage beeinflussen, ist nach wie vor im Gespräch (zitiert nach Metrohm Application Note S ) Organische Säuren Weinanalytikerstandard 1:50 5

6 Anionensäule mit chemischer Suppression Aus: Metrohm IC Applikation AW DE Wiederholstandardabweichung organische Säuren (n=10) Mittelwert [mg/l] s [mg/l] Äpfelsäure Weinsäure Milchsäure Flüchtige Säure VK [%] 0,8 1,1 0,6 1,3 6

7 Nachweisgrenzen nach DIN 32645: (P=95% einseitig) (verdünnter bzw. aufgestockter Weinanalytikerstandard) Kalibrierter Bereich [g/l] n R 2 Nachweisgrenze [g/l] Weinsäure 0,45-6,28 7 0,9964 0,32 Äpfelsäure 0,55-6,75 7 0,9928 0,66 Milchsäure 0,37-3,85 7 0,9823 0,83 Flüchtige Säure 0,22-1,11 5 0,9943 0,62 IC Analytik Kationen und biogene Amine Kationen: Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium Biogene Amine: Histamin, Putrescin, (Cadaverin) Säule: Silicagel mit Carboxylgruppen, 5 µm, 125 x 4,6 mm Eluent: 5 mmol/l HNO 3 7

8 Trennung Trennmechanismus Kationen Kationen: Ionenaustauschchromatographie Grafik mit freundlicher Genehmigung von Metrohm Deutschland Kalium 94 mg/l Verdünnter Weinanalytiker- Standard, zur Analyse nochmals 1:5 verdünnt Natrium 9 mg/l Magnesium 9 mg/l Calcium 9 mg/l 8

9 Putrescin 0,5 mg/l Weinanalytiker-Standard 1:5, biogene Amine zudosiert Cadaverin 0,5 mg/l Histamin 0,5 mg/l Wiederholstandardabweichung: (Weinanalytikerstandard 1:5, n=10, jeweils 6 mg/l Histamin und Putrescin zudosiert) Natrium Kalium Calcium Magnesium Histamin Putrescin Mittelwert [mg/l] 65, ,6 69,8 5,95 5,92 s [mg/l] 0,5 7,7 0,3 0,5 0,12 0,12 VK [%] 0,76 1,01 0,43 0,71 2,02 2,03 9

10 Nachweisgrenzen nach DIN 32645: (n=7, m=2, P=95% einseitig) (verdünnter Weinanalytikerstandard) Natrium Kalium Calcium Magnesium R 2 0,999 0,999 0,999 0,999 Nachweisgrenze [mg/l] 1,5 5,9 0,6 0,8 Nachweisgrenzen nach DIN 32645: (n=7, P=95% einseitig) (verdünnter Weinanalytikerstandard, biogene Amine zudosiert) R 2 Nachweisgrenze [mg/l] Histamin 0,999 0,13 Putrescin 0,997 0,32 10

11 Vorteile der IC: - lange Standzeit der Säulen (bis zu 3000 Analysen) - Robust, wartungsarm - Steigerung der Empfindlichkeit durch Suppression möglich Vorteile der IC: - durch Suppression auch Cl -, NO 3-, SO 4 2-,PO 4 3-, bestimmbar - geringe Analysekosten, die meisten Kosten verursacht die Membranfiltration - schneller Umbau von Kationen- auf Anionenanalytik 11

12 Nachteile der IC: - bei organischen Säuren keine Basislinientrennung - relativ hohe Nachweisgrenzen bei den organischen Säuren - Peakformen nicht immer symmetrisch Nachteile der IC: - Probenvorbereitung (Verdünnung) notwendig - nur zwei biogene Amine bestimmbar 12

13 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! 13