Bioanalytik an der RWTH Aachen

Karteikarten und Zusammenfassungen für Bioanalytik an der RWTH Aachen

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Anwendungfelder CE

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

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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?


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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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Aufzählung der chromatographischen Grundregeln.  

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Bioanalytik

Anwendungfelder CE

Forensik, klinische Diagnostik, DNA Sequencing, Identifizierung von Lebensmitteln

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

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

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

Bioanalytik

Aufzählung der chromatographischen Grundregeln.  

- stationäre Phase homogen

- Strömungsgeschw. so hoch, dass Längsdiffusion nicht stört

- zu lange Trennzeiten führen zu unnötiger Peakverbreiterung

- Probenaufgabe Idealerweises in sehr kleiner Ausdehnung

- stationäre Phase möglichst kleine Partikel 

- keine mobile Phase mit hoher Viskosität 

- hohe analysengeschw. geht zu lasten der Auflösung 

- nicht poröse Partikel können chromatograpisch effektiver sein als poröse

Bioanalytik

Welche Arten von Massenanalysatoren sind ihnen bekannt?

Arten von Analysatoren:


- Einzelpartikel-Massenspektrometer

- Sektorfeld-Massenspektrometer

- Quadrupol-Massenspektrometer

- Flugzeitmassenspektrometer (TOFMS)

- Ionenfallen-Massenspektrometer

Bioanalytik

Auflösung

Analysatoren

Quadrupole R = 1000 

TOF  R = 7,000 

FT-ICR  R = 1,000,000

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