Bioanalytik an der RWTH Aachen

Karteikarten und Zusammenfassungen für Bioanalytik an der RWTH Aachen

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Beispielhafte Karteikarten für Bioanalytik an der RWTH Aachen auf StudySmarter:

Welche Arten von Massenanalysatoren sind ihnen bekannt?

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Der FT-ICR-MS Massenanalysator besitzt die höchste Auflösung aller Massenanalysatoren, wieso wird dieser dennoch nicht für die Quantifizierung von ANALyten verwendet?

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146. Worin besteht die Schwierigkeit bei der Identifikation der richtigen Komponente mit GC-MS (CI)?

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162. Welche quantitativen Kalibrationstechniken kennen Sie? Worin liegen jeweils die
Vor- und Nachteile?

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58. Mindestens 3 Eigenschaften von Trap, TOF und FT-ICR-MS nennen können.

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176. Wie können komplexere Strukturen wie z.B. Proteine aufgeklärt werden?(räumliche
Struktur)

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76. Welche Randbedingungen müssen bei der Dünnschichtchromatographie eingehalten werden?

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86. Welche Wechselwirkungen existieren in der Chromatographie? Erläutern Sie diese kurz und nennen Sie Beispiele.

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  1. Welche Konsequenzen haben Temperatureinflüsse auf die Chromatographie?


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  1. Welche apparativen Ressourcen braucht man für die Dünnschichtchromatographie?


Beispielhafte Karteikarten für Bioanalytik an der RWTH Aachen auf StudySmarter:

90. Wie unterscheidet sich die Selektivität der C18-Säule von der Pentafluor-Phenylsäure-Säule?

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3) Welche Arten von Massenanalysatoren sind ihnen bekannt?

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Beispielhafte Karteikarten für Bioanalytik an der RWTH Aachen auf StudySmarter:

Bioanalytik

Welche Arten von Massenanalysatoren sind ihnen bekannt?

Arten von Analysatoren:


- Einzelpartikel-Massenspektrometer

- Sektorfeld-Massenspektrometer

- Quadrupol-Massenspektrometer

- Flugzeitmassenspektrometer (TOFMS)

- Ionenfallen-Massenspektrometer

Bioanalytik

Der FT-ICR-MS Massenanalysator besitzt die höchste Auflösung aller Massenanalysatoren, wieso wird dieser dennoch nicht für die Quantifizierung von ANALyten verwendet?

Fourier-Transform Ion Cyclotron Resonance MS


-Medium sensitivity and low dynamic range


Main application: 

-Compound/Metabolite identification and structural information

(Not suited for high sensitivity detection or quantification!!)


Bioanalytik

146. Worin besteht die Schwierigkeit bei der Identifikation der richtigen Komponente mit GC-MS (CI)?

Vermutung bisher:

Da es kaum zur Fragmentierung kommt lässt sich das Zielmolekül anhand der molaren Masse im Spektrum +/- 1 g/mol ablesen. (Da sehr intensiver Molekülionenpeak).

Wenn die molare Masse des Moleküls unbekannt ist, dann wird es schwierig. Vergleich ist dann eventuell unnütz und Dekonstruktion des Peaks ist denkbar schwierig.

Bioanalytik

162. Welche quantitativen Kalibrationstechniken kennen Sie? Worin liegen jeweils die
Vor- und Nachteile?

Externe Kalibration:

+Leicht anzuwenden

-Fehlerlastig bei starker Matrix


Standard-Additionsverfahren:

+Einfach Anzuwenden

+Korrigiert analytische Ungenauigkeiten und starke Matrixeffekte

-Jede Probe muss mehrmals gemessen werden.


Isotop-dilution-MS / Isotop-Verdünnungs-MS (Interner Standard) IDSM

+Einfach anzuwenden

+Korrigiert analytische Ungenaugkeiten und starke Matrixeffekte

+Korrigiert auch Verbindungsinstabilitäten

+Erprobt

-Analyten müsen 13C-gelabelled sein

Bioanalytik

58. Mindestens 3 Eigenschaften von Trap, TOF und FT-ICR-MS nennen können.

Quadrupole Ion Trap:

-Quadrupole ion trap operates discontinuously (i.e. batch mode operation)
-Mainly used to obtain structur alanalyte information due to MS(n) capability
-In theory MS9 ispossible, practical aspects limits it to MS5 or MS6 


Time of Flight (TOF):

-All ions are pushed with similar EKin by applied electric field
-Ions with lower mass fly with higher velocity and hit detector earlier
-Time of flight is proportional to mass/charge ratio


Fourier-Transform Ion CyclotronResonanceMS (FT-ICR-MS): 

-Main application: Compound/Metabolite identification and structura linformation
(Not suited for high sensitivity detection or quantification!!)

-Powerful superconducting magnets inside (up to 9,4 Tesla)

-Medium sensitivity and low dynamic range

Bioanalytik

176. Wie können komplexere Strukturen wie z.B. Proteine aufgeklärt werden?(räumliche
Struktur)

Alles in NMR:


COSY: correlated spectroscopy 

- Infos über Torsionswinkel der Proteine durch Protonen welche siche nahe beieinander aufhalten


TOCSY: total correlated spectroscopy 

-Identification der Protonen die ein Spinsystem formen (AS-Seitenketten)


NOESY nuclear overhauser and exchange spectroscopy 

-Protonen welche siche nahe beieinander aufhalten klären übner 3D Struktur auf


HSQC: hetero nuclear single quantum coherence 

-Proteinstruktur über Aminofunktionen

Bioanalytik

76. Welche Randbedingungen müssen bei der Dünnschichtchromatographie eingehalten werden?

-Hohe Wasseranteile sind ungünstig, da Benetzungsgrad der Partikel auf
der DC-Platte schlechter wird, wenn Oberflächenspannung steigt
-Verwendung niedrig viskoser Eluentenmit niedriger Oberflächenspannung

typischerweise klassische organische Lösungsmittel oder Mischungen aus
organischer Phase und Wasser
-Verdampfung von Lösungsmittel von der DC Platte stellt eine große Heraus-
forderungdar, weil quasi Laufmittel während der Trennung verloren geht
Das Volumen im Chromatographietanksollte vorher mit Lösungsmittel
gesättigt werden und der Deckel nur so kurz wie möglich geöffnet werden
(Tipp: Filterpapierstreifen senkrecht mit in den Tank hineinstellen)

Bioanalytik

86. Welche Wechselwirkungen existieren in der Chromatographie? Erläutern Sie diese kurz und nennen Sie Beispiele.

1) Sterische Effekte: Z.B. Molekülgrößenseparation bei Größenausschluss-
chromatographiebzw. Trennung von Molekülen aufgrund von Form oder Geometrie/Symmetrie der Analyten, z.B. Zucker


2) Van der Waals-Kräfte:
- 2a) Dipol -Dipol-Wechselwirkung zwischen permanenten Dipolen (Keesom-Kräfte)
- 2b) Dipol -induzierter Dipol Wechselwirkung (Debye-Kräfte)
- 2c) induzierter Dipol –induzierter Dipol Wechselwirkung (London-Kräfte)

Beispiel: Zunahme des Siedepunkts von Methan (111 K) zu n-Dodecan(489 K)


3) H-Brückenbindung Starke Bindungen(63–167 kJ/mol): Beispiel Flusssäure H−F···H−F (extrem stark !)


4) Ionische Wechselwirkung:
-Hier liegen permanente Ladungen an Atomen oder Molekülen vor, deren attraktive
Wechselwirkung zwischen Kationen und Anionen genutzt wird

Beispiele:
-Schwacher Kationenaustauscher: CarboxylateR-COO-
-Starker Kationenaustauscher: Sulfonate R-SO3-(Wasserenthärter Spülmaschine)
-Schwache Anionenaustauscher: Tertiäre Amine -NR2(nur bei neutralem/saurem pH)
-Starke Anionenaustauscher: Quartäre Ammoniumverb. -NR3+


Nicht Prüfen ist gut

Bioanalytik


  1. Welche Konsequenzen haben Temperatureinflüsse auf die Chromatographie?



Mit höherer Temperatur :

- verbessert sich Trennleistung, da Viskosität mobile Phase abnimmt, damit besserer Stoffaustauch mobile vs. stationäre Phase möglich


- kann Trennleistung auch abnehmen, da die Wechselwirkung mit stationärer Phase abnehmen kann, z.B. Verschiebung Adsorptions/Desorptionsgleichgewicht


- wird Retentionsfaktor k erhöht / erniedrigt (je nach Mechanismus der Wechselwirkung)


- Kann die Analysenzeit verkürzt werden, da mit geringerer Viskosität und schnellerem Stoffaustausch mit höheren linearen Flussgeschwindigkeiten gearbeitet werden kann.


- Sollte der Temperaturarbeitsbereich der stationären Phase beachtet werden


- kann sich Stabilität von Lösungsmittel, Probe und stationärer Phase verschlechtern


- steigt der Dampfdruck des Eluenten und Gefahr von Blasenbildung im System ist erhöht


- Löslichkeit der Silicagel(Kieselgel)-Grundstruktur der Säulen erhöht sich; Daher dringende Empfehlung eine kurze Vorsäule (Opfersäule) vor der Hauptsäule zu installieren.


Bioanalytik


  1. Welche apparativen Ressourcen braucht man für die Dünnschichtchromatographie?



1) Kleiner Chromatographietank aus Glas
2) DC-Platten (versch. Materialien bzw. mit/ohne UV-Farbstoff) 

3) Glaskapillaren zur Probenaufgabe
4) Wenige mL organische Lösungsmittel als Laufmittel
5) Keine aufwändige apparative Ausstattung
6) UV-Kammer
7) Bleistift und Lineal zum Markieren und Ausmessen der Peaks


Bioanalytik

90. Wie unterscheidet sich die Selektivität der C18-Säule von der Pentafluor-Phenylsäure-Säule?

-Die PFP-Phase hat einen perfluorierten
aromatischen Ring als dominierende Einheit
-Die PFP-Phase zeigt stärkere Retention und
alternative Selektivität
-Die PFP-Phase kann sehr starke H-Brücken-
bindungeneingehen

Bioanalytik

3) Welche Arten von Massenanalysatoren sind ihnen bekannt?

- Quadrupol

- Triple Quadrupol

- Quadrupole Ion Trap

- Time of Flight (TOF)

- FT-ICR-MS (Fourier-Transform Ion Cyclotron Resonance MS)

- Orbitrap-Detector

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