Instrumentelle Analytik: Gesteigerte Leistung auf kleinem Format

Nano-Flüssigchromatographie mit Mikrofluidik-Chips,  tragbare Spektrometer für Vor-Ort-Messungen,  neue Ionenquellen und Direkt-Einlass-Systeme für die Massenspektrometrie  das sind nur einige Highlights aus der instrumentellen Analytik, die auf der analytica 2010 in den Hallen A1 und A2 vorgestellt werden. Doch alle auf der Messe zu sehenden, neuen Analysenmethoden tragen dazu bei, Ihren Laborbetrieb noch effizienter zu gestalten.

Der Trend zur Miniaturisierung in der instrumentellen Analytik hält an. Kein Wunder, denn so lassen sich Kosten und Zeit sparen, ohne auf Leistungssteigerungen verzichten zu müssen. Zu den Aussteller-Highlights aus dem Bereich Chromatographie zählt eine Docking-Station, in die bis zu drei Mikrofluidik-Chips für die Nano-Flüssigchromatographie gesteckt werden. Die Kombination der Chips mit einem 10-Port-Ventil erlaubt den einfachen Wechsel zwischen verschiedenen analytischen Techniken wie Trapping und Elution oder Direktinjektion auf ein oder zwei Säulen. Das System kann mit allen Nano-LC-Pumpen und beliebigen Massenspektrometern verbunden werden.

Immer handlicher werden auch die Geräte für spektroskopische Untersuchungen. Damit erleichtern sie besonders die Prozess- und Qualitätskontrolle in der Industrie. Ein neues Raman-Spektrometer beispielsweise, das nur 1,8 Kilogramm wiegt, eignet sich für den mobilen Einsatz in Warenlagern, Wareneingang und Produktion. Es wurde speziell für die GPM-konforme Identitätsprüfung von Pharma- und Chemierohstoffen konzipiert und spürt außerdem Arzneifälschungen auf. Auch tragbare FT-IR- und VIS/NIR-Spektrometer werden auf der analytica vorgestellt, teils sogar ausgestattet mit GPS-Systemen, die den Spektren geographische Daten zuordnen – eine enorme Hilfe vor allem für jene Analytiker, die in Wald und Wiese messen. Sogar für die Spurenelementanalytik gibt es jetzt ein Gerät für den Vor-Ort-Einsatz. Es basiert auf der Totalreflexions-Röntgenfluoreszenzspektroskopie und eignet sich für den ppb- bis ppm-Bereich.

In der Massenspektrometrie sorgen neue Ionenquellen für weitere Leistungssteigerungen. So verbessert eine Vortex-ESI-Ionenquelle die Ionenfreisetzung bei niedrigen Temperaturen und senkt so Nachweisgrenzen in der Analytik von Umweltproben, Lebensmitteln und vielen anderen Substanzen. Neue Direkt-Einlass-Systeme beschleunigen zudem die Untersuchung von matrixbelasteten Proben, und für die Kopplung mit der Dünnschichtchromatographie wird ein Interface vorgestellt, das die schnelle Extraktion der Zonen aus den DC-Platten sowie die anschließende Online-Übertragung an das Massenspektrometer übernimmt.

Eine Liste sämtlicher Aussteller, auch sortierbar nach Schwerpunktthemen, finden Sie in unserer Ausstellerdatenbank.

Herausforderung Analytik: die analytica Conference schlägt die Brücke zwischen Wissenschaft und Anwendung

von Feinstaub-Studien bis zur Messung von Nano-Silber im Wasserkreislauf,  vom molekularen Imaging mit der Raman-Spektroskopie  bis zur hochauflösenden Massenspektrometrie in den Laboratorien des FBI

die analytica Conference 2010 gibt einen umfassenden Überblick über sämtliche Trends der modernen Analytik.

Aus der Luft in unsere Lunge: Feinstaub ist gesundheitsschädlich und beeinflusst das Klima. Mit drei Symposien rückt die analytica Conference 2010 das Thema in den Fokus. Wie entsteht Feinstaub? Welche Teilchen dringen über den Atemtrakt bis tief in unseren Körper ein? Und lösen sie tatsächlich Allergien, Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder gar Lungenkrebs aus? Neben Tierversuchen und epidemiologischen Studien spielen zellbasierte Assays eine immer wichtigere Rolle bei der Beantwortung solcher Fragen. Im Rahmen der analytica Conference wird unter anderem eine In-vitro-Methode vorgestellt, bei der Zellen einem künstlich erzeugten Aerosol ausgesetzt werden. Damit lassen sich die in der Lunge ablaufenden Prozesse relativ gut nachempfinden.

Auf unbekanntem Terrain bewegen sich auch jene Wissenschaftler, die das Umweltverhalten von industriell hergestellten Nanoteilchen erforschen. Nano-Silberpartikel werden zum Beispiel als Geruchsstopper in Sportkleidung eingesetzt und gelangen früher oder später in die Umwelt. Mit Analysenmethoden wie der dynamischen Lichtstreuung, der Feldflussfraktionierung und der ICP-Massenspektrometrie entschlüsseln Forscher jetzt, wie sich Nano-Silber im Wasserkreislauf verhält.

In der Umweltanalytik sowie in vielen anderen Anwendungen entfaltet die Raman-Spektroskopie erst allmählich ihr enormes Potenzial. Sie benötigt nahezu keine Probenvorbereitung, misst kontaktlos und liefert zudem chemische Fingerabdrücke von Flüssigkeiten, Feststoffen und Gasen. Die einst geringe Empfindlichkeit wurde durch Entwicklung der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie (SERS) überwunden. Wird die SERS noch mit der Rasterkraftmikroskopie kombiniert, hat man ein leistungsstarkes Instrument für das molekulare Imaging zur Hand, dessen räumliche Auflösung im Nanometerbereich liegt. Aerosole, Dieselruß, Pollen, Bakterien und Viren – das alles lässt sich mit Raman-Techniken analysieren, wie ein Conference-Vortrag zeigt.

Leistungsstarke Analysenmethoden sind auch das A und O in der forensischen Chemie. Zu den Highlights der Conference zählt ein Insider-Bericht aus den Laboratorien der amerikanischen Bundespolizei: Wie das FBI mit der hochauflösenden Massenspektrometrie nach Drogen und anderen kriminalistisch relevanten Substanzen fahndet, dürfte auch für alle Nicht-Forensiker spannend sein.

Diese Themen und weitere Trends aus der Analytik diskutieren international renommierte Experten während der dreitägigen analytica Conference. Das vollständige Programm finden Sie in der analytica Termindatenbank.

Von Antibiotika bis Nanoteilchen: Analytik-Trends in Forschung und Verbraucherschutz

eine Porentechnik zur Bestimmung von Nanopartikeln,  Thermophorese in der Wirkstoffforschung  und eine Biosensor-Microarray-Plattform für die schnelle Qualitätskontrolle von Milch

das sind ausgewählte Neuentwicklungen, die auf der analytica 2010 im Forum Laboratory & Analytics in Halle B2 vorgestellt werden.

Die Nanotechnologie boomt – da sind neue Werkzeuge für die Bestimmung der winzigen Teilchen dringend gefragt. Potenzial hat eine innovative Technik, die auf skalierbaren Nanoporen in thermoplastischem Polyurethan beruht. Im Forum Laboratory & Analytics wird gezeigt, wie man damit biologische und synthetische Partikel charakterisiert, die zwischen 12 und 800 Nanometern messen. Außerdem steht die Feldflussfraktionierung auf dem Programm, eine Methode ähnlich der Flüssigchromatographie. Allerdings fließt die Probe nicht durch eine Säule, sondern durch einen extrem flachen Kanal ohne stationäre Phase. Für die eigentliche Trennung liegt senkrecht zu diesem Kanal eine physikalische Kraft an, etwa ein Temperaturgradient oder ein Zentrifugalfeld. Die Feldflussfraktionierung trennt sowohl Nanoteilchen als auch Proteine und Polymere, und das sogar in höherer Auflösung als die Chromatographie.

Ebenfalls noch relativ unbekannt ist eine Methode namens Microscale Thermophoresis, auch als optisch erzeugte Thermophorese bezeichnet. Da sie Wechselwirkungen zwischen Molekülen erfasst, dürfte sie ein wichtiges Hilfsmittel in der Pharmaforschung werden. Nur wenige Mikroliter Probe werden dafür in eine Kapillare gefüllt und mit einem Infrarotlaser punktuell erwärmt. Der so erzeugte Temperaturgradient von nur einigen Grad Celsius versetzt die zu analysierenden Moleküle in Bewegung. Über Titrationsreihen lassen sich dann beispielsweise Bindungsstärken zwischen Antigenen und Antikörpern oder zwischen Proteinen und kleinen Wirkstoffmolekülen bestimmen. Großes Plus: Die Messung erfolgt direkt in Blutserum, Gewebsflüssigkeit oder Lymphe, also unter in-vivo-ähnlichen Bedingungen.

Auch der modernen Lebensmittelanalytik widmet sich das Forum Laboratory & Analytics, unter anderem mit einer Session zur Qualitätssicherung und Analytik in der Molkereiindustrie. Zu den Highlights gehört hier eine Biosensor-Microarray-Plattform für die Suche nach Antibiotika-Rückständen in Milch. In wenigen Minuten bestimmt das System parallel mehrere antimikrobiell wirksame Substanzen – und zwar ohne Probenvorbereitung. Für die schnelle Lebensmittelanalytik bietet sich auch die Ionenmobilitätsspektrometrie an. Die Methode war bislang eher von der Sprengstoffüberwachung am Flughafen bekannt, eignet sich aber auch, um Schimmelpilze und Schadstoffe in Nahrungsmitteln nachzuweisen.

Diese Themen sind nur eine kleine Auswahl aus dem umfangreichen Programm des Forums Laboratory & Analytics. Das komplette Programm finden Sie in der analytica Termindatenbank.