Blickpunkt

Dipl.-Chem.

In den 50er Jahren ereignete sich mit der Minamata-Katastrophe einer der tragischsten Fälle von Metallvergiftungen: In der japanischen Minamata-Bucht war Fisch mit Methylquecksilber aus einer nahegelegenen Fabrik belastet. Sein Verzehr führte zur Schädigung und zum Tod mehrerer tausend Menschen.1
Es ist daher wichtig, Spuren von Metall(oid)en in der Umwelt zu analysieren. Um toxikologische Einflüsse auf den Menschen richtig vorherzusagen, muss man zwischen einzelnen Metallspezies unterscheiden, da sie vollkommen unterschiedliche Wirkungen haben können. Die Methodenentwicklung bei der Spurenanalytik von Metallen und deren Speziierung ist dafür voranzutreiben. Eine gute Möglichkeit ist die Kombination von GC, ICP-MS und EI-MS.


<h2>Modelle gesucht</h2>
Oft stellen Metallvergiftungen ein toxikologisches Rätsel dar, weil über den Metabolismus der Verbindungen im menschlichen Körper nur sehr wenig bekannt ist. Hier ist ein Modell notwendig, mit dem sich die Metabolisierung erforschen und Erklärungen für deren Toxizität finden lassen.
Dabei helfen In-vitro-Versuche an gezüchtetem menschlichen Zellmaterial wie Leberzellen. In-vivo-Experimente am Menschen sind mit einem Metall möglich, das sich chemisch ähnlich verhält wie das giftige Metall, aber sehr viel weniger toxisch ist. Ein solches Modellmetall ist das Bismut: Es zählt zu den grünen, sprich ungefährlichen Elementen. Seine Verbindungen sind sogar Wirkstoffe in zugelassenen Medikamenten gegen Magen- und Darmgeschwüre.2 Bismut lässt sich daher bei Humanstudien einsetzen, als Modell für andere, giftigere Schwermetalle wie Quecksilber.


<h2>Metallspezies unterscheiden</h2>
Metallspezies identifiziert und quantifiziert die induktivgekoppelte Plasmamassenspektrometrie (ICP-MS). Die Vorteile: Sie detektiert viele Elemente mit hoher Nachweisstärke. Außerdem lässt sich das ICP-MS ohne großen technischen Aufwand mit der Gaschromatographie oder Flüssigkeitschromatographie koppeln. Diese Kombination unterscheidet einzelne Elementspezies: Signale eines Elements zu unterschiedlichen Retentionszeiten zeigen über einen Retentionszeitenabgleich die jeweilige Elementspezies an.
ICP-MS kann aber auch speziesunabhängig quantifizieren, da Unterschiede bei der Ionisierung der einzelnen Spezies vernachlässigbar sind — anders als bei der Elektrosprayionisation (ESI) oder der Elektronenstoßionisation (EI).
Eine typische Kopplung des ICP-MS mit GC oder LC ist etwa von Agilent Technologies kommerziell erhältlich. Bei einer flüssigchromatographischen Trennung wird der LC-Efflux in der Sprühkammer zerstäubt; große Tropfen verbleiben in der Sprühkammer, ein Argonstrom transportiert die feinen Tropfen zur Plasmafackel. Der Auslass eines GC führt direkt in die Plasmafackel, da eine Zerstäubung nicht notwendig ist und der Umweg über die Sprühkammer die Probe verdünnt.
Für die Plasmafackel generiert eine Spule bei Normaldruck ein hochfrequentes Feld, das aus Argon ein Plasma mit 6000 K bis 10 000 K erzeugt. Bei diesen Temperaturen desolvatisiert, atomisiert und ionisiert die Plasmafackel den Analyten in einem Dreistufenprozess. Dahinter reduziert sich der Druck stufenweise: Über ein Vorvakuum im Interface gelangen die Ionen in das eigentliche Massenspektrometer. Dort filtert ein Quadrupol die Ionen nach ihrem Verhältnis von Masse zu Ladung (m/z). Der Detektor registriert die Ionen.


<h2>Die Kombination macht's</h2>
Die Gerätekopplung von ICP-MS und GC beziehungsweise LC hat auch Nachteile: Unbekannte Spezies lassen sich in einem chromatographischen Lauf nicht identifizieren, da bei der Ionisation sämtliche Informationen über die Molekülstruktur verloren gehen. Die LC/ESI-MS und die GC/EI-MS-Kombination bestimmt unbekannte Elementspezies hingegen qualitativ.
Metallorganische Analyten lassen sich nur schwer quantitativ bestimmen, da Standards zum Retentionszeitenabgleich nicht in ausreichender Reinheit verfügbar oder nur wenig stabil sind.
Die ICP-MS ist also besonders geeignet für die elementsensitive Detektion, die ESI-MS und EI-MS für die molekülselektive. Beide Methoden und ihre Stärken lassen sich miteinander kombinieren, indem man den Efflux der LC oder GC nach der Säule teilt. Ein Teil des Efflux wird in ein ICP-MS geleitet, der andere in ein EI-MS (bei GC) bzw. ESI-MS (bei LC). Der elementsensitive Detektor quantifiziert speziesunabhängig, und im selben chromatographischen Lauf lässt sich die Struktur der Verbindung verifizieren. Die Korrelation beider Chromatogramme zeigt sofort den Analyten.
 Für flüchtige Metallspezies eignet sich besonders die GC/EI-MS/ICP-MS (Abbildung 1).3,4) Zur Probenaufgabe im Purge-und-Trap-Verfahren überführt ein Inertgasstrom den Gasraum aus einem Probengefäß in eine Kühlfalle. Durch einen Temperaturgradienten desorbiert die Probe auf die GC-Säule, wo sich die Verbindungen auftrennen.
Nach der Säule wird ein Teil des Efflux in den massenselektiven Detektor geleitet, der nach Elektronenstoßionisation die Substanz anhand ihrer Fragmente identifiziert. Der andere Teil gelangt über eine geheizte Leitung durch zusätzliches Argon zum ICP-MS und lässt sich dort elementselektiv detektieren.


<h2>Was macht die Leber mit Bismut?</h2>
Die Analytikmethode zeigte in einer In-vitro-Studie, dass humane Leberzellen anorganische Bismutspezies umwandeln.
In Deutschland sind vier Bismutverbindungen für Medikamente zugelassen: Bismuttetraoxodialuminat, schweres, basisches Bismutnitrat, Bismutgallatdihydroxid und Bismutchloridoxid. Sie sind Bestandteil von Tabletten gegen Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüre oder von Antihämorrhoidencremes. Aufgrund von EU-Zulassungen lassen sich in Deutschland auch bismuthaltige Medikamente mit anderen Wirkstoffen bestellen, etwa mit kolloidalem Bismutsubcitrat gegen die Bakterienart Heliobacter pylori, die oft Ursache einer chronischen Magenschleimhautentzündung ist.
Als Probanden in einer In-vivo-Studie oral Medikamente mit kolloidalem Bismutsubcitrat in halber Dosierung konsumierten, ließ sich nach einigen Stunden Trimethylbismut in ihrer Ausatemluft und in ihren Fäzes nachweisen.5 Der Körper hatte die hydrophile Bismutverbindung also zu lipophilem Trimethylbismut umgewandelt.
Die Frage war, ob die Leber an diesem Prozess beteiligt ist: Sie besitzt als Entgiftungsorgan Enzyme, die Toxine methylieren können.
Daher wurden humane Leberzellen in gasdichten Zellkulturflaschen Lösungen von anorganischen Bismutverbindungen ausgesetzt, 24 Stunden lang (Abbildung 2).6 Darunter waren kolloidales Bismutsubcitrat (CBS), Bismutcystein und Bismutglutathion.
Alle diese Verbindungen sind biologisch relevant: CBS ist Bestandteil von Medikamenten, die anderen beiden Verbindungen liegen nach Einnahme der Mittel möglicherweise im Körper vor. Denn Schwermetalle binden im Körper an Sulfhydrylgruppen, beispielsweise von Cystein und Glutathion. Die komplexierten Metallverbindungen lassen sich so aus dem Körper transportieren, etwa als Cysteinkomplex über den Urin (natürliche Schwermetallentgiftung).
Nach der Inkubation wurden die Zellen durch wiederholtes Einfrieren und Auftauen lysiert. Alle anorganischen und möglicherweise entstandenen teilmethylierten Bismutspezies in der Lösung wurden durch Ethylierung mit Natriumtetraethylborat in flüchtige Verbindungen überführt und über GC/EI-MS/ICP-MS bestimmt:
CHnBiX(3-n) (mit NaBEt4) ! CHnBiEt(3-n) (n=0,1,2,3)
Wie die massenspektrometrische Analyse belegte, hatten die humanen Leberzellen das anorganische Bismut in eine einfach methylierte Bismutspezies umgewandelt. Über teilmethylierte Bismutspezies gibt es bisher kaum Daten. Es lässt sich jedoch vermuten, dass die Toxizität von Bismutverbindungen mit dem Methylierungsgrad steigt: Die letale Dosis (LD50) für anorganisches BiOCl liegt bei 22 000 mg·kg—1, für Trimethylbismut bei 484 mg·kg—1. Auch bei Quecksilber ist dieser Trend zu beobachten: Anorganische Hg-Salze haben LD50-Werte von etwa 100 mg·kg—1, Methylquecksilber von 21 mg·kg—1 und Dimethylquecksilber von 50 µg·kg—1.
Alkylierte Metallspezies sind lipophil und können Membranen passieren, die für anorganische ionische Metallspezies undurchdringbar sind.
Ob die Leberzellen eine Metallverbindung umwandeln, hängt von der chemischen Spezies ab: Leberzellen methylieren Bismutcystein und CBS einfach (Abbildung 3), Bismutgluta-thion nehmen sie nicht auf und wandeln es daher auch nicht um. Das liegt vermutlich daran, dass Glutathion-Spezies typische Ausscheidungsprodukte von Leberzellen sind und daher kein Transportmechanismus in die Zelle hinein existiert.
Die Methylierungsraten lagen bei 2 bis 3 %, was einer Absolutmenge von 3 bis 4 µg Bismut pro Zellkultur entspricht. Ein Vergleich mit den Absolutmengen in Medikamenten ist nicht sinnvoll, da es sich hier um In-vitro- und nicht um In-vivo-Studien handelt.


<h2>Plausible Erklärung</h2>
GC/EI-MS/ICP-MS wies erstmals die Biomethylierung von Bismut durch humane Leberzellen nach.7 Bei der exzessiven, präventiven Verwendung von bismuthaltigen Medikamenten gegen Magenschleimhautentzündungen, Magen- und Darmgeschwüre kam es in Frankreich und Australien in den 70/80er Jahren zu Vergiftungen: Das Gehirn der Betroffenen war krankhaft geschädigt, einige Patienten starben sogar.8 Die Medikamente wurden hinterher nicht vom Markt genommen, da kein direkter Zusammenhang zwischen den Hirnschädigungen und der Bismutapplikation festgestellt wurde. Auch sind bismutinduzierte Hirnveränderungen nur schwer zu erkennen, da sie den Symptomen von Alzheimer und Demenz ähneln.
Die gefundenen methylierten Bismutspezies sind relativ lipophil, und können daher vermutlich die Blut-Hirn-Schranke überwinden. Aus diesem Grund sind sie potenziell neurotoxisch. Die hier dargestellten Ergebnisse sind daher eine mögliche Erklärung dafür, dass es damals zu solchen krankhaften Hirnveränderungen nach Einnahme von bismuthaltigen Medikamenten kam.
Markus Hollmann ist Doktorand am Institut für Umweltanalytik der Universität Duisburg-Essen bei Alfred V. Hirner. Seit seiner Diplomarbeit im Jahr 2008 beschäftigt er sich mit der Identifizierung niedermolekularer Metallspezies in menschlichen Körperflüssigkeiten.


<h2>— — — QUERGELESEN</h2>
Menschliche Leberzellen methylieren anorganische Bismutverbindungen. Es entstehen lipophilere Substanzen, welche die Blut-Hirn-Schranke vermutlich überwinden können.
Die einzelnen Bismutspezies lassen sich nach Derivatisierung in der GC auftrennen und im MS nachweisen.
Die induktivgekoppelte Plasma-MS weist Metallverbindungen mit hoher Empfindlichkeit quantitativ nach, die Elektronenstoßionisations-MS hilft, unbekannte Molekülstrukturen zu ermitteln.



<ul>
<li>
1 

 
L. W. Chang, 
J. M. Opitz, 
P. Palliste, 
E. F. Gilbert, 
C. Viseskul: 
<source>Acta Neuropathol., 
(1973), 
26, 
275.
</li>
<li>
2 

 
H. Z. Sun, 
L. Zhang, 
K. Y. Zseto: 
<source>Met. Ions Biol. Syst., 
(2004), 
41, 
333.
</li>
<li>
3 

 
E. M. Krupp, 
B. F. Milne, 
A. Mestrot, 
A. A. Meharg, 
J. Feldmann: 
<source>Anal. Bioanal. Chem., 
(2008), 
390, 
1753.
</li>
<li>
4 

 
J. Kosters, 
J. Hippler, 
R. A. Diaz-Bone, 
A. V. Hirner: 
<source>J. Anal. Atom. Spectrom., 
(2005), 
20, 
996.
</li>
<li>
5 

 
J. Boertz, 
L. M. Hartmann, 
M. Sulkowski, 
J. Hippler, 
F. Mosel, 
R. A. Diaz-Bone, 
K. Michalke, 
A. W. Rettenmeier, 
A. V. Hirner: 
<source>Drug Metab. Dispos., 
(2009), 
37, 
352.
</li>
<li>
6 

 
J. Hippler, 
M. Hollmann, 
H. Juerling, 
A. V. Hirner: 
<source>Chem. Pap., 
(2009), 
63, 
742.
</li>
<li>
7 

 
M. Hollmann, 
J. Boertz, 
E. Dopp, 
J. Hippler, 
A. V. Hirner: 
<source>Metallomics, 
(2010), 
2, 
52.
</li>
<li>
8 

 
A. Slikkerveer, 
F. A. de Wolff: 
<source>Med. Toxicol. Adverse Drug Exper., 
(1989), 
4, 
303.
</li>
</ul>

Artikel

Jede Metallspezies ist anders

In den 50er Jahren ereignete sich mit der Minamata-Katastrophe einer der tragischsten Fälle von Metallvergiftungen: In der japanischen Minamata-Bucht war Fisch mit Methylquecksilber aus einer nahegelegenen Fabrik belastet. Sein Verzehr führte zur Schädigung und zum Tod mehrerer tausend Menschen.1...

In der Umkehrphasen-(RP)-HPLC wechselwirkt das unpolare Molekül oder auch nur ein unpolarer Teil des Analytmoleküls mit der hydrophoben stationären Phase.1 Selektivität entsteht hauptsächlich durch die unterschiedliche Stärke der van-der-Waals-Wechselwirkungen zwischen den Analyten und der Alkylkette (Methylengruppenselektivität, Tabelle, S. 1153). Auch die sterische Möglichkeit, dass Analyte abhängig von ihrer Größe unterschiedlich tief in den Ligandenfilm auf der Trägeroberfläche eindringen können, beeinflusst die Trennung (sterische Selektivität).
Die in der Umkehrphasenchromatographie verbreitetste Oberflächenmodifikation ist die Octadecylphase. Hier ist die Alkylkette ausreichend lang, um starke van-der-Waals-Wechselwirkungen auszubilden und genug Retention und Selektivität zu erzeugen. Damit erzielt man gute Ergebnisse bei Analyten, die ein Mindestmaß an Hydrophobizität aufweisen und sich in dieser noch signifikant unterscheiden.
Sind die zu untersuchenden Moleküle aber sehr polar — oder gar ionisch — oder unterscheiden sie sich kaum in der Ausprägung der unpolaren Molekülteile, so erzielen klassische Umkehrphasen keine ausreichenden Trennungen mehr: Die Analyte tailen dann stark, sind kaum aufgelöst oder eluieren in der Totzeit.


<h2>Etwas polarer werden</h2>
Die Lösung sind unpolare Umkehrphasen auf Basis von Alkylketten, die mit polaren Gruppen modifiziert sind (Abbildung 1). Sie lassen sich in zwei Klassen einteilen: 
<list list-type="order">
<list-item>
</list-item></list>Konventionelle Alkylphasen mit einer hydrophilen Nachderivatisierung der Silanole (Endcapping)

<list-item>
Phasen mit Liganden aus einem unpolaren und polaren Molekülteil
</list-item>

 Bei den Phasen mit polarem Endcapping wird zuerst die Alkylkette auf das Trägermaterial aufgebracht, danach folgt eine hydrophile Nachderivatisierung, beispielsweise mit Hydroxylgruppen. Dadurch wird die stationäre Phase hydrophiler und sie kann bei vergleichbarer Hydrophobizität mehr Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden als unpolar derivatisierte Phasen. Allerdings ist die Hydrophilie nicht überall gleich, so dass der Vorteil solcher Phasen der Betrieb mit rein wässrigen mobilen Phasen ist.2
Die zweite und wichtigere Gruppe bilden die stationären Phasen, die Liganden mit einer Gesamtkettenlänge von meist 18 Atomen enthalten — allerdings sind mehrere Methylengruppen in Nähe zum Trägermaterial durch polare Einheiten wie Amid-, Carbamat- oder Ethergruppen ersetzt.3—6) Bei der Herstellung werden zuerst die Liganden in der gewünschten Form synthetisiert und danach auf das Trägermaterial aufgebracht. Daraus resultiert eine einheitliche Oberflächenchemie auf dem gesamten Trägermaterial.3 Dieser Phasentyp heißt Umkehrphase mit eingebetteter polarer Gruppe (polar-embedded reversed-phase).


<h2>Gleiches löst sich in Gleichem</h2>
Abbildung 2 und Abbildung 3 zeigen eine Monte-Carlo-Simulation der molekularen Verteilung der Eluent- und Ligandenmoleküle an verschiedenen stationären Phasen.7 Danach dringen polare Moleküle wie Wasser, polare organische Eluenten wie Methanol oder auch polare Analyte sehr tief ein in die polar modifizierte Oberflächenbelegung von stationären Phasen mit eingebetteten polaren Gruppen.
Abbildung 2 ist eine Momentaufnahme der molekularen Verteilung für einen Wasser/Methanol-Eluenten (1:2 v/v) an chromatographischen Oberflächen. Sie zeigt: Polare Gruppen in den Alkylliganden erhöhen die Konzentration polarer Moleküle in Wandnähe und im Ligandenfilm deutlich.
Abbildung 3 zeigt die normale Verteilungsdichte ñ(z) über der Oberfläche der stationären Phase für verschiedene Ligandentypen und mobile Phasen von Wasser bis Methanol. Offensichtlich erhöht sich die Konzentration der polaren Eluentmoleküle von Wasser und vor allem Methanol in der stationären Phase in Nähe zur Oberfläche des Trägermaterials, wenn die Liganden polare Gruppen enthalten. Es bilden sich dann verstärkt Wasserstoffbrückenbindungen und Dipol-Dipol-Wechselwirkungen zwischen der mobilen und der stationären Phase und die beiden Phasen durchmischen sich besser.


<h2>Wasser als Eluent</h2>
Durch die hohe Konzentration an polaren Eluentmolekülen in dem Oberflächenfilm ist der Benetzungswinkel mit &lt; 90 ° vergleichsweise klein.8 Bei konventionellen Alkylphasen kommt es bei rein wässrigen Eluenten zum Phasenkollaps: Der intrapartikuläre Porenraum lässt sich nicht oder nur unter hohem Druck benetzen. Bei polar modifizierten Phasen hingegen werden die Oberflächen selbst in den Poren benetzt. Diese Phasen lassen sich daher ohne Probleme im rein wässrigen Milieu einsetzen.
Dass die Oberfläche besser mit polaren Molekülen benetzbar wird, führt dazu, dass sich die Liganden räumlich ausdehnen. Damit erhöht sich deren Ordnungsgrad und die sterische Selektivität nimmt zu im Vergleich mit konventionellen Alkylphasen gleicher Gesamtkettenlänge (Tabelle).6
Außerdem verändern sich die Retentionseigenschaften polarer Analyte: Auch sie dringen tiefer in die stationäre Phase ein. Selbst in rein wässrigen mobilen Phasen können polare Moleküle bis fast zur Kieselgeloberfläche vordringen — auch unter Bedingungen, unter denen reine Alkylphasen schon kollabiert wären. Daher lässt sich Retention auch für sehr polare Analyte erzielen.
Auch die Selektivität für polare Moleküle vergrößert sich, da zu den van-der-Waals-Wechselwirkungen polare Wechselwirkungen wie Wasserstoffbrückenbindungen und Dipol-Dipol-Wechselwirkungen hinzukommen, beispielsweise mit den Liganden und den Silanolen der stationären Phase, die nicht derivatisiert wurden.
Nach Simulationsdaten gehen die eingebetteten polaren Gruppen so gut wie keine Wasserstoffbrückenbindungen mit den Silanolen ein, da sie aufgrund der kurzen Propylengruppe als Spacer zur Oberfläche keine energetisch günstige Konformation eingehen können. Der Analyt wiederum geht nur wenige Wasserstoffbrückenbindungen zu den Silanolen ein, viele hingegen zu den eingebetteten polaren Gruppen.7) Je polarer der Analyt ist, desto größer sind die Selektivitätsunterschiede verglichen mit reinen Alkylphasen.


<h2>Gegen Peaktailing</h2>
Nicht nur die Thermodynamik der Retention ändert sich durch die polaren Gruppen, sondern auch die Kinetik des Übergangs ionischer Analyte von der mobilen in die stationäre Phase.
Reine Alkylphasen bilden eine Schicht im Ligandfilm aus, die nur sehr wenige polare Eluentmoleküle enthält. Basen haben jedoch über einen weiten pH-Bereich aufgrund ihrer positiven Ladung eine hohe Affinität zu den negativ geladenen Silanolen der Oberfläche. Sie müssen diese eluentarme, unpolare Schicht diffusiv durchdringen. Die Energiebarriere des Adsorptionsprozesses ist mit mehreren kJ·mol—1 daher relativ hoch. Durch diese kinetische Hemmung entsteht das für Basen gefürchtete Peaktailing — nicht, wie oft postuliert, durch die starken elektrostatischen Wechselwirkungen. Polare Gruppen in den Liganden senken diese Energiebarriere drastisch: Polare Moleküle diffundieren ohne kinetische Transportlimitierung durch den Ligandenfilm, und die Problematik des Peaktailings bei Basen tritt so gut wie nicht mehr auf.
Dadurch erklärt sich die Strategie, die polaren Gruppen nahe der Oberfläche in die Liganden einzubetten. Würden die polaren Gruppen an der Seite angebracht, die der Oberfläche abgeneigt ist, würde sich die molekulare Verteilung im Ligandenfilm kaum ändern.
 Die vergleichsweise stark reduzierte Hydrophobizität lässt nun auch die Analyse sehr polarer Verbindungen mit rein wässrigen Eluenten zu (Tabelle). Auch kleine, polare Moleküle wie Carbonsäuren oder Restmonomere lassen sich analysieren, die durch den Phasenkollaps nicht reproduzierbar auf Retention zu bringen wären.9


<h2>Anwendungen</h2>
In der Nebenkomponentenanalytik der Wirkstoffforschung unterscheiden sich Zielmolekül und Nebenkomponente oft nicht in ihrer Gesamthydrophobizität, sondern nur in ihrer Polarität, zum Beispiel durch die Substitution mit einem Heteroatom. Umkehrphasen mit eingebetteter polarer Gruppe bieten sich für derartige Probleme an: Die hydrophoben Teile des Molekülgerüsts steuern hauptsächlich die Retention, die Wechselwirkung mit eingebetteten polaren Gruppen bestimmt die Selektivität.
Polar modifizierte Umkehrphasen empfehlen sich auch für basische Verbindungen aufgrund der Reduktion des Peaktailing, insbesondere im mittleren bis hohen pH-Bereich. Die symmetrischen Peaks für Basen erhöhen die Trennleistung und verbessern die Auflösung.
Polar modifizierte Umkehrphasen ersetzen keine konventionelle Umkehrphasen, aber empfehlen sich für Analysen mit rein wässrigen Eluenten und bei der Analytik von Basen und polaren Molekülen. Die reinen Alkylphasen eignen sich gut für unpolare Substanzen oder Substanzgemische, bei denen die Analyte unterschiedlich hydrophob sind.
Der promovierte Chemiker Felix Leinweber ist Laborleiter im Kompetenzzentrum Analytik der BASF in Ludwigshafen. Seine Arbeitsschwerpunkte sind Methodenentwicklung und -validierung unter Good Manufacturing Practice für HPLC, GC und CE.


<h2>— — — QUERGELESEN</h2>
Polare Gruppen in den Alkylketten von HPLC- Umkehrphasen verändern die Oberflächenchemie und damit die Thermodynamik und Kinetik der Retention.
Die Selektivität für polare Analyte erhöht sich. Aufgrund der verbesserten Transportkinetik reduziert sich das Peaktailing bei Basen.
Polar modifizierte Umkehrphasen empfehlen sich in der Wirkstoffforschung, bei der sich Zielmolekül und Nebenkomponente nur in ihrer Polarität, nicht aber in ihrer Hydrophobizität unterscheiden.


<h2>— — — Kurz notiert</h2>


<h2>Die Farben von Effektlacken bestimmen</h2>
Ein neues Reflektometer der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt ermittelt die absoluten Farbwerte von Lacken und Farben genauer als zuvor. Das Gonioreflektometer detektiert mit einer Zeilenkamera den Farbton eines Lacks zeitgleich aus mehreren Winkeln und in allen Wellenlängen. Damit reagieren die Entwickler auf die zunehmende Nutzung von Effektlacken: Diese Lacke sind mit herkömmlichen Messmethoden schwer zu analysieren, da sie Farbe, Helligkeit und Sättigung mit den Lichtverhältnissen und dem Blickwinkel ändern.


<h2>Elektronen auf der Spur</h2>
Attosekunden-Laserpulse beobachten jetzt Elektronen. Europäische Physiker entwickelten eine Methode, mit der sie die Ionisation von Wasserstoffmolekülen auf Elektronenebene verfolgen. Dazu ionisieren sie das Molekül mit einem Attosekunden-Laserpuls, während sie gleichzeitig mit einem Infrarotlaserstrahl die beiden Wasserstoffatome voneinander trennen. So können die Forscher die Atome einzeln betrachten und das Elektron in der Nähe des neutralen Atoms detektieren. Die Daten deuten darauf hin, dass sich an der Ionisierung von Wasserstoff auch doppelt angeregte Zustände beteiligen.


<h2>Neuer Erfolg gegen Doping</h2>
Wie man Gendoping noch Monate später nachweisen kann, haben Wissenschaftler der Universität Tübingen und Mainz herausgefunden. Sie entwickelten einen Test, der eindeutig zwischen dem Blut gedopter und unbehandelter Mäuse unterscheidet. Beim Gendoping schleusen sich Sportler DNA-Moleküle ein. Diese exprimiert der Körper und bildet körpereigene Hormone. Das steigert die Leistung.


<h2>Schärfer sehen dank Glutathion</h2>
Optisch schaltbare Farbstoffe verbessern die Auflösung von Fluoreszenzaufnahmen lebender Zellen auf 20 nm. Für die neue Methode dStorm (direct stochastic optical reconstruction microscopy) klärten Forscher an der Universität Würzburg den Mechanismus auf, der optisch schaltbare Fluoreszenzfarbstoffe in lebenden Zellen stabilisiert.
Die Farbstoffe gelangen angeregt durch einen Laserpuls in einen stabilen, mehrere Sekunden dauernden Zustand, in dem sie keine Fluoreszenz ausstrahlen. Glutathion stabilisiert diesen Zustand, und Sauerstoff hebt ihn langsam wieder auf, so dass die meisten Farbstoffmoleküle ausgeschaltet sind. Dadurch zeigen einzelne Bilder nur wenige Fluoreszenzsignale. DStorm legt 10 000 solcher Aufnahmen übereinander und erzeugt dadurch ein Bild aller fluoreszierenden Moleküle in der Zelle.
Christiane Junk, Frankfurt



<ul>
<li>
1 

 
C. Horvαth, 
W. Melander, 
I. Molnαr: 
<source>Journal of Chromatography, 
(1976), 
125, 
129–<lpage>156.</lpage>
</li>
<li>
2 

 
J. Layne: 
<source>Journal of Chromatography A, 
(2002), 
957, 
149–<lpage>164.</lpage>
</li>
<li>
3 

 
J. O'Gara, 
B. A. Alden, 
T. H. Walter, 
J. S. Peterson, 
C. L. Niederländer, 
U. D. Neue: 
<source>Analytical Chemistry, 
(1995), 
67, 
3809–<lpage>3813.</lpage>
</li>
<li>
4 

 
J. J. Kirkland, 
J. W. Henderson, 
J. D. Martosella, 
B. A. Bidlingmeyer, 
J. Vasta-Russell, 
J. B. Adams: 
<source>LC-GC, 
(1999), 
17, 
634–<lpage>639.</lpage>
</li>
<li>
5 

 
U. D. Neue, 
B. A. Alden, 
T. H. Walter: 
<source>Journal of Chromatography A, 
(1999), 
849, 
101–<lpage>116.</lpage>
</li>
<li>
6 

 
M. R. Euerby, 
P. Petersson: 
<source>Journal of Chromatography A, 
(2003), 
994, 
13–<lpage>36.</lpage>
</li>
<li>
7 

 
J. L. Rafferty, 
J. I. Siepmann, 
M. R. Schure: 
<source>Analytical Chemistry,, 
(2008), 
80, 
6214–<lpage>6221.</lpage>
</li>
<li>
8 

 
U. D. Neue, 
Y.-F. Cheng, 
Z. Lu, 
B. A. Alden, 
P. C Iraneta, 
C. H. Phoebe, 
K. van Tran: 
<source>Chromatographia, 
(2001), 
54, 
169–<lpage>177.</lpage>
</li>
<li>
9 

Acetic acid determination in European Pharmacopoeia, 01/2010, Vol. 6.6, 5313—5314.
</li>
</ul>

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