Dokument: Entwicklung eines Raman-Detektors zur Integration in eine HT-HPLC/irMS-Kopplung
| Titel: | Entwicklung eines Raman-Detektors zur Integration in eine HT-HPLC/irMS-Kopplung | |||||||
| Weiterer Titel: | Development of a Raman detector linking HT-HPLC with irMS | |||||||
| URL für Lesezeichen: | https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=33299 | |||||||
| URN (NBN): | urn:nbn:de:hbz:061-20150203-155412-0 | |||||||
| Kollektion: | Dissertationen | |||||||
| Sprache: | Deutsch | |||||||
| Dokumententyp: | Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation | |||||||
| Medientyp: | Text | |||||||
| Autor: | Fischer, Björn [Autor] | |||||||
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| Stichwörter: | Raman, HPLC, irMS, Flüssigkernlichtwellenleiter | |||||||
| Dewey Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik » 540 Chemie | |||||||
| Beschreibungen: | In den letzten Jahren stieg die Zahl der Fälschungen und Plagiate von Markenprodukten stark an. Neben dem volkswirtschaftlichen Schaden entstehen den Herstellern der Originalprodukte hohe finanzielle und wirtschaftliche Schäden – neben Umsatzverlusten haben die betroffenen Unternehmen mit Imageschädigungen und unter Umständen sogar mit Produkthaftungsprozessen für gefälschte Produkte zu kämpfen. Als besonders kritisch wirken sich dabei Fälschungen in den Bereichen Lebensmitteln, Körperpflege und Pharmazeutika aus, die in manchen Fällen sogar zu gesundheitlichen Schädigungen der Konsumenten führen können.
Vor diesem Hintergrund wurde in einem durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten Forschungsvorhaben (IGF-Vorhaben Nr. 16120 N) ein analytisches Verfahren entwickelt, das die Herkunft bzw. Authentizität von Verbindungen eindeutig bestimmt. Dieser Ansatz kombiniert die Hochtemperatur-Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HT HPLC) unter Einsatz eines Raman-Detektors mit der Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (irMS). Das Verfahren soll insbesondere in den Bereichen Pharmazie und Lebensmittelchemie eingesetzt werden. Daneben steht aber auch die Dopinganalytik im Fokus der Forschungsarbeiten, mit dem Ziel, zwischen natürlichen und synthetischen Steroiden unterscheiden zu können. Das Konzept dieses analytischen Ansatzes, das in Zusammenarbeit mit dem Institut für Energie- und Umwelttechnik (IUTA) und dem Institut für Instrumentelle Analytische Chemie (IAC) der Universität Duisburg-Essen entwickelt wurde, besteht darin, zunächst mit der HT-HPLC die Einzelkomponenten zu trennen und anschließend mittels irMS deren 13C/12C-Isotopenverhältnis zu bestimmen. Die dazu noch fehlende Identifikation bzw. Strukturaufklärung der Substanzen wird von der Raman-Spektroskopie übernommen. Weiterhin ermöglicht der Einsatz des Raman-spektroskopischen Detektors Koelutionen festzustellen, wenn zwei oder mehrere Substanzen zeitgleich von der Trennsäule der HT-HPLC eluieren. Die vorliegende Dissertation beschreibt die Entwicklung des Raman-Detektors und seine Implementierung in eine bestehende HT HPLC/irMS-Kopplung. Der Raman-Detektor basiert auf dem Prinzip eines Flüssigkern-Lichtwellenleiters und ist als Durchflusszelle zur Online-Diagnostik konzipiert. Zentrale Aufgabe dieser Arbeit war es, eine ausreichende Nachweisempfindlichkeit des Raman-Detektors zu erreichen, ohne dabei die optimierten Analyseparameter der HT HPLC/irMS-Kopplung verändern zu müssen.Due to criminal statistics product and trademark piracy have increased dramatically in recent years. The critical number of fake products in foodstuffs, drugs and cosmetics exhibits potential risks for health. Producers of branded goods suffer high financial and economic damage – in addition to the loss of sales and profits they could receive considerable damage in trust and image. In worst case manufacturers have to assume responsibility for the counterfeit products. Against this background an analytical method was developed to gather information about origin and authenticity of chemical compounds. This technique links high-temperature high performance liquid chromatography (HT-HPLC) with isotope ratio mass spectrometry (irMS). After HT-HPLC separation compounds are analysed by irMS that yields 13C/12C isotope ratio to identify the origin and authenticity of chemical compounds. The problem is that this setup does not provide any structural information about the separated analytes. Therefore, we developed an additional detector based on Raman spectroscopy. The Raman detection cell was inserted between the HT-HPLC and the irMS with the function as an online detection method. In addition to the structural identification of compounds the Raman detector also reveals co-elution. This work describes the development of the Raman detector and its hyphenation with the HT-HPLC and irMS. The centerpiece of the Raman detection cell is a liquid core waveguide. The light guiding medium is the mobile phase of the HT HPLC. A central part of this work is the extensive optimization of the optical components to achieve high sensitivity for Raman detection. This goal has to be achieved without affecting the adjusted parameters of the HT-HPLC and irMS. The complete system was tested by analysing chemical compounds in foodstuffs and drugs. In addition the method was used to distinguish between natural und synthesised steroids in order to discover cases of doping abuse. The research project was supported by the German Federal Ministry of Economics and Technology (BMWi) within the agenda for the promotion of industrial cooperative research (IGF project no. 16120 N). This work is part of a close cooperation with the Institute of Energy and Environmental Technology (IUTA) and the Institute for Instrumental Analytical Chemistry (IAC) of the University Duisburg-Essen. | |||||||
| Lizenz: |  Urheberrechtsschutz | |||||||
| Fachbereich / Einrichtung: | Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Chemie » Physikalische Chemie und Elektrochemie | |||||||
| Dokument erstellt am: | 03.02.2015 | |||||||
| Dateien geändert am: | 03.02.2015 | |||||||
| Promotionsantrag am: | 15.12.2014 | |||||||
| Datum der Promotion: | 29.01.2015 |
