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Über dieses Buch

​Der Leser wird erstaunt sein, wie verständlich „komplizierte“ analytische Methoden in Form von zahlreichen Zeichnungen und Abbildungen dargestellt und erklärt werden können.

Praxisrelevante Analytik sind die Themen der 4. Auflage dieses erfolgreichen Buches – sowohl aus den Bereichen von Natur- und Biowissenschaft als auch Fragestellungen aus dem täglichen Leben. Massenspektrometrie, Spektroskopie und Chromatographie werden fundiert präsentiert, wobei die Analytik zunehmend im Zusammenhang mit gesundheitlichen und toxikologischen Fragestellungen steht. Was sind Dioxine und wie werden die über 100 unterschiedlich giftigen Spezies analytisch bestimmt? Wie erfolgt die Charakterisierung von Wein anhand der Alkohol-/Zuckerbestimmung? Warum sind Chromatographie und Kapillarelektrophorese die Methoden der Arzneimittelanalytik? Kann man Cocain auch in Haaren nachweisen? Wie wichtig ist die diagnostische Analyse von Aminosäuren im Serum und Urin und welche Krankheiten sind erkennbar? Anwendungsbereiche der Ernährungsphysiologie, Speziationsanalytik, Biosensoren und Methoden innerhalb der Proteomanalytik werden ebenfalls diskutiert

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Einleitung

Zusammenfassung
Die Analytik durchdringt heute alle Lebens- und Arbeitsbereiche und wird meist für spezielle Fachgebiete gesondert ausgewiesen (Analytische Chemie, Umweltanalytik, Bioanalytik, Lebensmittelanalytik, Instrumentelle Analytik u.v.a.). In diesem Buch stehen hauptsächlich instrumentelle Methoden im Mittelpunkt, die zur Lösung analytischer/bioanalytischer Fragestellungen dienen sollen.
Manfred H. Gey

Kapitel 2. Biomoleküle

Zusammenfassung
Die Bezeichnung Protein wurde von Berzelius im Jahre 1836 von dem griechischen Wort proteios („erstrangig“) abgeleitet und soll auf die Wichtigkeit dieser Substanzklasse hinweisen. Die Proteine gehören neben den Nucleinsäuren, Oligosacchariden und Lipiden zu den biologischen Bausteinen des Lebens. Die Proteine sind in ihrem „Bauplan“ relativ einheitlich angeordnet und in allen Organismen enthalten, unabhängig davon, um welche Art, Gestalt oder Form von Lebewesen es sich handelt.
Manfred H. Gey

Kapitel 3. Präanalytische Methoden

Zusammenfassung
Präanalytische Methoden beinhalten teilweise Techniken der Probennahme und vor allem die verschiedenen Möglichkeiten der Probenvorbereitung. Eine Probe besteht meist aus einer (komplexen) Matrix und einem oder mehrerer Analyte.
Manfred H. Gey

Kapitel 4. Chromatographie-1: LC – HPLC – UHPLC

Zusammenfassung
Die Chromatographie gehört wie die Elektrophorese zu den analytischen Trennmethoden, die auch im (semi)-präparativen Maßstab durchgeführt werden können.
Manfred H. Gey

Kapitel 5. Chromatographie-2: Ionen vs. Biomoleküle

Zusammenfassung
Diese beiden Substanzklassen wurden bewusst in diesem Kapitel zusammengelegt, obwohl ein Protein und ein organisches oder anorganisches Ion gravierend andere Eigenschaften besitzen und ganz andere chromatographische Trennsysteme erfordern. Somit sollen die Unterschiede signifikanter gegenübergestellt werden, ohne gewisse Gemeinsamkeiten zu vernachlässigen.
Manfred H. Gey

Kapitel 6. Chromatographie-3: LC/HPTLC & GC – SFC

Zusammenfassung
Die klassische Säulenflüssigchromatographie (LC) wurde zeitlich betrachtet zuerst entwickelt (M. S. Tswett 1903). Danach folgten die methodischen Entwicklungen zur Dünnschichtchromatographie (Ismailow, Schraiber, 1938). Im Jahre 1941 führten Martin und Synge die Verteilungschromatographie an wasserbeladenem Silicagel ein. Martin war es auch, der zusammen mit James 1952 die Gasflüssig-Chromatographie etablierte.
Manfred H. Gey

Kapitel 7. Qualitätssicherung in der Analytik (LC, GC)

Zusammenfassung
Der Begriff Qualität (lat.: qualitas: Beschaffenheit, Merkmal, Eigenschaft, Zustand) wird nach DIN EN ISO 9000:2005 als „Grad, in dem ein Satz inhärenter (anhaftender) Merkmale Anforderungen erfüllt“ definiert. Frühere Definitionen zur Qualität lauteten: (A: DIN EN ISO 8402:1995-08: „Die Gesamtheit von Merkmalen einer Einheit bezüglich ihrer Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen“ oder B: DIN 55350, Teil 11: „Beschaffenheit einer Einheit bezüglich ihrer Eignung festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen“.
Manfred H. Gey

Kapitel 8. Elektrophorese

Zusammenfassung
Die Elektrophorese ist eine Trennmethode, die im analytischen und auch im präparativen Maßstab durchgeführt werden kann. Der Wortteil „-phor“ ist dem Griechischen entlehnt und bedeutet „tragen“. Das Wort „Elektro-“ bedeutet hingegen, dass die Methode durch Anlegen einer elektrischen Spannung betrieben wird.
Manfred H. Gey

Kapitel 9. Atomspektroskopie

Zusammenfassung
Die ersten Entdeckungen und Arbeiten über die Grundlagen der Spektroskopie im Allgemeinen und der Atomspektroskopie im Besonderen reichen weit zurück. Bereits im Jahre 1648 beschrieb J. M. Marci die Entstehung des Regenbogens auf der Basis von Streuung und Beugung des Lichtes in Wassertröpfchen. Im Jahre 1815 wurden von Fraunhofer im kontinuierlichen Spektrum der Sonne dunkle Linien entdeckt.
Manfred H. Gey

Kapitel 10. Molekülspektroskopie

Zusammenfassung
Die Spektroskopie beinhaltet die analytischen Methoden, die auf Wechselwirkungen zwischen elektromagnetischer Strahlung und Materie basieren. Materie bedeutet die Gesamtheit des zu analysierenden Probematerials. Dies können Ionen, Atome, Moleküle oder Atom- und Molekülverbände sein.
Manfred H. Gey

Kapitel 11. Massenspektrometrie

Zusammenfassung
Die Massenspektrometrie (MS) dient zusammen mit der Kernmagnetischen Resonanzspektroskopie (NMR) vor allem der Strukturaufklärung von organischen Molekülen. Ein Nachteil der MS-Methoden ist, dass das Probematerial während der Analyse verbraucht bzw. zerstört wird. In Kombination mit der Chromatographie (GC-MS, LC-MS) ist die Massenspektrometrie prädestiniert für die Quantifizierung aufgetrennter Analyte aus komplex zusammengesetzten Matrices.
Manfred H. Gey

Kapitel 12. Kopplungstechniken

Zusammenfassung
Synonyme und im analytischen Sprachgebrauch für Kopplungstechniken (KT) sind die Bezeichnungen „coupling techniques“ oder „hybride techniques“. Gebräuchlich ist auch „hyphenated techniques“ – also die analytischen Techniken mit einem „Bindestrich“ wie die GC-MS, LC-MS, LC-DAD oder IC-ICP-MS.
Manfred H. Gey

Kapitel 13. Omics – Proteomics

Zusammenfassung
Der Begriff „OMICs“ (dt.: -omiks) hat sich in den vergangenen Jahren für die Bezeichnung zahlreicher Fachgebiete (Tabelle 13.1) fest etabliert. „OMICs“ kennzeichnet als adjektivische Nachsilbe Teilgebiete der modernen Biologie, die sich mit der Analyse von Gesamtheiten ähnlicher Einzelelemente beschäftigen. Unterdes ist diese Nachsilbe in vielen anderen Disziplinen sehr „beliebt“, so dass hier für das Fachgebiet wichtige „OMICs“ aufgeführt werden.
Manfred H. Gey

Kapitel 14. Sensitive und spezifische Bioanalytik

Zusammenfassung
Ein Sensor (lat. sensus: das Gefühl) ist ein miniaturisierter Messwertfühler, der chemische Verbindungen oder Ionen selektiv und reversibel erfasst und dabei konzentrationsabhängige elektrische Signale liefert (JUPAC, 1989). Charakteristisch für Sensoren sind zwei in Serie geschaltete Grundkomponenten – ein chemisches (molekulares) Erkennungssystem („Rezeptor“) für den Analyten und ein physikochemischer Transduktor (JUPAC-Ergänzung, 1999). Im Rezeptor (Erkennungssystem) entsteht infolge der Wechselwirkung mit den Probemolekülen (Analyten) eine Änderung der physikalischen Eigenschaften, im Transduktor (Wandler) wird diese Eigenschaftsänderung in ein elektrisches Signal (Strom, Spannung, Widerstand) umgewandelt.
Manfred H. Gey

Kapitel 15. Angewandte Instrumentelle und Bioanalytik

Zusammenfassung
Die Kapitel 15.1 – 15.4, 15.7, 15.8 und 15.10 – 15.12 waren bereits Bestandteil der 3. Auflage dieses Buches „Instrumentelle Analytik und Bioanalytik“ und sind nahezu unverändert geblieben.
Manfred H. Gey

Backmatter

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