C) Messung
Messung ist quantitative Bestimmung.
Analysenprinzipien basieren entweder auf:
Chemische Reaktionen
(Bsp.: Ag+ + Clˉ → AgCl Ist eine Reaktionsgleichung oder Stöchiometrische Gleichung.)
Klassische Verfahren (älteste Verfahren) mit Gravimetrie (mit Fällung. Gewichtsanalyse) und Volumetrie (80% davon im Arzneibuch)
Physikalische Wechselwirkungen
Instrumentelle Methoden (physikalisch-chemische Methoden) wie u.a. Mechanische Verfahren (Dichtemessung), thermische Verfahren (Temperaturmessung), chromatographische Verfahren, elektrische Verfahren (Strom, Spannung), optisch und spektroskopische Verfahren und radiometrische Verfahren (Radioaktivität).
Überblick:
Instrumetelle Methoden
PRINZIP:
Aus Messung einer physikalischen Größe wird auf die Quantität geschlossen.
Die quantitative Bestimmung erfolgt zumeist anhand einer Kalibrierkurve.
Kalibrierkurve: Bsp.: wir wollen VitaminC aus einem Saft bestimmen. Wir wählen eine physikalische Größe: Absorption A. Kann auch Strom sein. Jetzt brauche ich ein Gerät, dass A misst. Man erstellt eine Kalibrierkurve, die VitaminC Lösungen verschiedener Konzentrationen herstellt (1mg/ml, 2mg/ml, 3mg/ml, etc.). Diese Lösung wird in das Gerät gestellt. Die Größe ändert sich abhängig von der Konzentration. Zu jeder Lösung die Absorption rechnen. Diese Gerade nennt man Kalibrierkurve.
Es gilt die Geradengleichung:
y=ax+b bzw. y=kx+d bzw. A=kc+b.
y ist das analytische Signal, k ist die Steigung, x ist die Konzentration und d ist der Blindwert.
Allgemeine Kalibrierfunktion. Man entnimmt einem VitaminC Getränk eine Probe und geben es in ein Gerät. Dieses zeigt einen bestimmten Wert. Wenn ich die Kurve kenne, kann ich die Konzentration messen.
Steigung k wird definiert als Δy/Δx.
R: Koordinatenkoeffizient liegt zwischen 0 und 1. Dieser sagt, wie gut die Kombination zwischen x und y ist. Gut wäre 1, denn da wären alle auf 1 Geraden. R=0,999 ist der Idealwert. Bei Blutproben wäre das 0,99.
Kalibrierkurven:
Kalibrierkurven sind unterschiedlicher Empfindlichkeit. Wenn man die Konzentration ändert spricht ein Signal an. Dieses zeigt sich über die Steigung.
Chromatographische Methoden
Zur Trennung von Stoffgemischen eingesetzt.
TRENNSYSTEM
Besteht aus:
Stationärer Phase + Mobile Phase
Fest (S) flüssig (LC: Flüssigchromatographie)
Flüssig (L) gasförmig (GC: Gaschromatographie)
Wird nur mehr abgekürzt wie zum Bsp.: LLC, LSC, etc.
TRENNWIRKUNG
Absorptionsvorgänge (wird festgehalten)
Austauschvorgänge (Bsp.: Ionenaustausch)
Verteilungsvorgänge (Flüssig-Flüssig wird gut verteilt)
FLÜSSIGCHROMATOGRAPHIE:
Mobile Phase: Flüssigkeit
Gibt 2 Arten:
Schichtchromatographie:
Papierchromatographie (stationäre Phase ist Papier)
Dünnschichtchromatographie DC, TLC (stationäre Phase ist eine Glas- oder Kunststoffplatte, die mit Kieselgel oder Aluminiumoxid beschichtet sind)
Säulenchromatographie:
HPLC (High pressure liquid chromatography, Hochdruckflüssigkeitschromatographie)
Stationäre Phase: Glaswolle
DÜNNSCHICHTCHROMATOGRAPHIE:
Am unteren Ende vom Papier ist ein Substanzgemisch (=Probe). Papier ist die stationäre Phase. Dieses stellt man in die Glaskammer. Darin ist eine ca. 1cm lange mobile Phase. Das ist ein Fließ- oder Laufmittel. Das Laufmittel saugt sich am Papier hoch. Jetzt wird getrennt: 1 Substanz bleibt am Papier, das andere von den Laufmitteln wird mitgerissen. Haben verschiedene Punkte am Papier.
SÄULENCHROMATOGRAPHIE:
FUNKTION:
Wir haben ein Glasrohr. Unten ist ein Hahn zum auf- und zudrehen. In das Glasrohr kommt ein Pulver (=Absorpe). Damit das Pulver nicht durchrieselt kommt Glaswolle hinein. Das ist die stationäre Phase. Jetzt kommt das Lösungsmittel durch. Das ist die mobile Phase. Diese sickert durch den Absorpes. Unten kommt es dann raus. Die Probe kommt auf en Absorpes und das Lösungsmittel hinauf. Jetzt kommt es zur Absorption, etc.
Es gibt zum Beispiel 2 Substanzen: Substanz A und B. Flüssigkeit geht durch. B wird mehr festgehalten und wandert runter. Sie trennen sich immer mehr auf. Das Pulver ist sehr fein und dick gepackt, deshalb geht die Flüssigkeit nicht durch. Deswegen arbeitet man mit Druck – HPLC.
GASCHROMATOGRAPHIE:
Mobile Phase: inertes Gas
Bei der Gaschromatographie stellt ein inertes Gas (Helium, Argon, Stickstoff, Kohlendioxid) die mobile Phase dar, welche ein Rohr (meist feine Kapillaren), in dem sich die stationäre Phase (flüssig oder fest) befindet, durchströmt. Die Substanz bleibt hängen oder wird mitgeschleppt. Die zu analysierenden Verbindungen werden verdampfen. Die Verbindung muss jedoch stabil sein und dürfen sich nicht zersetzen.
Spektroskopische Methoden
Hat immer etwas mit Licht zu tun.