Analytical Chemistry

Das abcr-Portfolio umfasst neben einem breiten Spektrum für den Bedarf des Synthesechemikers auch viele wichtige Produkte für die chemische Analytik.

pH-Indikatoren wie Phenolphthalein, Methylorange oder Bromphenolblau lernen Chemiker bereits ganz am Anfang ihres Studiums kennen. Ihre Anwendung bei Säure-Base-Titrationen in der chemischen Analytik basiert auf einem Farbumschlag, der auf der Deprotonierung oder Protonierung am jeweiligen Äquivalenzpunkt der Indikatorsäure bzw. -base beruht.

Darüber hinaus bietet abcr eine große Palette an volumetrischen Standardlösungen für verschiedenste analytische Methoden. Dazu gehören beispielsweise Titrationsmethoden wie die Komplexometrie. Dabei wird ein Farbumschlag von freien oder nur schwach koordinierten Komplexen zu stärker koordinierten Komplexen genutzt, um die Konzentration des Analyten, in der Regel Metallionen, zu bestimmen. Ein bekannter Einsatz dieser Methode ist die Bestimmung zweiwertiger Kationen wie Cu, Pb, Hg, Ca und Mg komplexometrisch durch Titration mit einer EDTA-Lösung (= Ethylendiamintetraessigsäure).

Farbstoffe finden in der Analytik nicht nur Einsatz als Indikatoren. Sie können als Fluoreszenzmarker zudem helfen, bestimmte Strukturen und Strukturelemente selektiv sichtbar zu machen. So erlaubt beispielsweise der Einsatz von Nilrot und anderer ähnlicher Fluoreszenzfarbstoffe die spezifische und quantitative Bestimmung von Mikroplastikpartikeln in Abwasser - auch in Anwesenheit anderer Mikropartikel aus natürlichen Quellen. Dies erlaubt ein Monitoring, um gezielt Mikroplastik aus (Ab-) Wasser zu entfernen.

Fluoreszenzmarker dienen in der Biochemie und Medizin zur Markierung von Biomolekülen wie Proteinen oder Kohlehydraten. Dies geschieht in vielen Fällen durch die Bindung des Markers/Fluorophors an Amino- oder Hydroxygruppen des Targets.

Im abcr-Katalog finden Sie eine große Bandbreite verschiedener Lösungsmittel für analytische Zwecke. Mit diversen Reinheiten sind sie auf die unterschiedlichen analytischen Methoden wie die Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC), Gaschromatographie (GC und GC/MS), UV/Vis-Spektrometrie oder IR-Spektrometrie zugeschnitten. Für diese chromatographischen Trennmethoden ist der Einsatz geeigneter Referenzstandards oft unerlässlich.

Eine bedeutende Untergruppe dieser Lösungsmittel bilden die deuterierten Lösungsmittel für die NMR-Spektroskopie (Kernspinresonanz-Spektroskopie). Sie sind für die Strukturaufklärung organischer und metallorganischer Substanzen unabdingbar. Bei abcr sind sie in unterschiedlichen Deuterierungsgraden erhältlich.

Weitere deuterierte Verbindungen, wie bspw. einige Vitaminderivate, und andere isotopenmarkierte („gelabelte“) Verbindungen, vor allem mit den stabilen ¹³C- und ¹⁵N-Isotopen bieten die Möglichkeit zur genaueren Untersuchung von Reaktionsabläufen bis hin zum Mechanismus der Metabolisierung verschiedenster Substanzen. Deuterierte Salze wie Lithiumaluminiumdeuterid erlauben die Einführung von Deuterium in organische Verbindungen, z.B. bei der Reduktion von Estern, Ketonen und Aldehyden.

Ein besonders herausforderndes Feld der NMR-Analytik besteht in der Analyse von Enantiomerengemischen. In vielen Fällen weisen beide Enantiomeren das gleiche NMR-Spektrum auf. Um diese dennoch NMR-spektroskopisch untersuchen zu können, wird ein geeignetes enantiomerenreines chirales Derivatisierungsreagenz zugesetzt. Die entstehenden Diastereomere weisen unterschiedliche NMR-Spektren auf. Eine Quantifizierung der Enantiomere, die Bestimmung des ee-Wertes („enantiomeric excess“ = Enantiomerenüberschuß) und der optischen Reinheit ist so möglich. Beispielsweise hat sich zur Bestimmung der Enantiomerenreinheit chiraler Amine und Alkohole das Carbonsäurechlorid der (R)- bzw. der (S)-α-Methoxy-α-(trifluormethyl)phenylessigsäure bewährt (CAS-Nummern

Auch die Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) und die Massenspektrometrie sowie die optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-MS bzw. ICP-OES) erfordern den Einsatz entsprechender Standardlösungen. Diese Standardlösungen eignen sich je nach zu untersuchender Matrix und gewünschtem Einsatzgebiet sowohl zur externen Kalibrierung als auch zur Standardaddition. Die dadurch erreichte große Spannweite der zu Grunde liegenden Methoden erlaubt das Monitoring anorganischer Bestandteile sowohl zur industriellen Qualitätskontrolle als auch zur Umweltanalytik, besonders im Hinblick auf diverse Schwermetalle.

Neben der Enthärtung, Umsalzung oder Teilentsalzung von Wasser liegt eine bekannte Anwendung der Ionenaustauschchromatographie in der Trennung der dreiwertigen Lanthanoid- und Actinoid-Ionen. Mit Hilfe dieser analytischen Methode konnten eine Reihe künstlich hergestellter Actinoide chemisch nachgewiesen werden. Bei den Ionenaustauschern unterscheidet man Kationen- und Anionentauscher. Beide Materialien bestehen aus Kunstharzen mit unterschiedlicher Funktionalisierung. Kationenaustauscher enthalten Carboxy- oder Sulfonsäuregruppen, Anionenaustauscher dagegen quartäre Ammoniumgruppen.

Viele analytische Methoden sind empfindlich gegenüber den Parametern der Analyse selbst. Besonders der pH-Wert kann hier große Auswirkungen haben. Um zu gewährleisten, dass dieser im Verlauf einer Analyse konstant bleibt, werden Pufferlösungen eingesetzt. Deren pH-Wert wird so gewählt, dass er dem Optimum der gewünschten Methode entspricht. Auch das zur Bestimmung des Wassergehalts genutzte Karl-Fischer-Verfahren nutzt ein solches Puffersystem.

Eine Reihe von 20 biologischen Puffern wird unter dem Begriff „Good-Puffer“ zusammengefasst. Die Vorteile dieser von Norman E. Good entwickelten Puffersubstanzen liegen in den geringen Wechselwirkungen mit Proteinen, einer hohen Löslichkeit, einem Pufferbereich zwischen pH 6 und 8, einer geringen Toxizität und UV-Absorption, der kostengünstigen Herstellung und ihrer metabolischen und chemischen Stabilität. Beispiele für diese Substanzklasse, die eine Aminfunktion und eine Sulfonsäure-Gruppe aufweisen, sind MOPS, MES, HEPES, PIPES oder HEPPSO.