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04/09/1997 00:00

Internat. Analytiker-Konferenz in Konstanz

Dr. Renate Hoer Abteilung Öffentlichkeitsarbeit
Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Wissenschaftlicher Pressedienst Chemie 54 a - 08. April 1997

Deutsche, Österreicher und Schweizer veranstalteten ANAKON '97

Die Analytiker-Konferenz war im April in Konstanz zu Gast

Die ANAKON, die internationale Analytiker-Konferenz fuer den deutschsprachigen Raum, war 1997 an der Universitaet Konstanz zu Gast. Getragen, organisiert und durchgefuehrt wurde die dreitaegige Veranstaltung, die am 6. April 1997 begann, von der Fachgruppe Analytische Chemie in der Gesellschaft Deutscher Chemiker, der Österreichischen Gesellschaft fuer Analytische Chemie in der Gesellschaft Österreichischer Chemiker und der Sektion Analytische Chemie der Neuen Schweizerischen Chemischen Gesellschaft.

Bei der Tagung haben Experten aus der Geraeteindustrie und Geraeteeigenbauer ueber Erfahrungen und Schwierigkeiten bei der Entwicklung von analytischen Geraeten berichtet. Ein anwendungstechnischer Schwerpunkt lag auf der Analytik und Steuerung von chemischen und biotechnologischen Prozessen mit Hilfe von Sensoren und verwandten Techniken. Aus der Forschung wurde die Ana- lyse und Charakterisierung von Biopolymeren, also die Sequenzierung, Analytik und Bestimmung von Proteinen, Nucleinsaeuren und Genen, praesentiert. Hierbei tritt zunehmend die Massenspektrometrie in den Vordergrund, deren methodische Entwicklungen ("Frontiers of Fourier Transform Mass Spectrometry", vorgetragen von Professor Marshall, Florida State University, MALDI-TOF und Elektrospray-MS) in Konstanz einen weiteren Schwerpunkt bildeten. Neben der Information und Diskussion unter erfahrenen Analytikern aus Hochschule und Industrie konnten junge Analytiker ihre Arbeitsgebiete und Forschungsergebnisse im Forum Analyticum vorstellen.

Analytik - eine Sache von oeffentlichem Interesse Die Analytik ist Voraussetzung fuer Charakterisierung der stofflichen Systeme in unserer Welt. Bei Umweltfragen, Grenzwertsetzungen oder Qualitaetsbeurteilungen stehen analytische Daten, Ergebnisse und Aussagen im Vordergrund. Kann die Analytik heute schon alles erklaeren? Wo gibt es noch Defizite? Welche Fragen werden heute an den Analytiker gerichtet, und wie versucht er sie zu beantworten? Die ANAKON versuchte auch hierauf Antworten zu finden.

Wissenschaftlicher Pressedienst Chemie 12/97 - 08. April 1997

Analytik in Gesellschaft und Wirtschaft Statement von Professor Dr. G.-A. Hoyer, Vorsitzender der GDCh-Fachgruppe Analytische Chemie, zur ANAKON 97 in Konstanz

Zusammen mit den großen Gebieten Synthese, Theorie und Technik stellt die Analytik eine tragende Saeule des Gebaeudes Chemie dar und spielt in den gesamten Naturwissenschaften eine bedeutende Rolle. Die oekonomische Bedeutung der Analytischen Chemie wird augenscheinlich bei den großen internationalen Ausstellungstagungen Pittcon (USA) und Analytica (Muenchen). Die Industrie fuer instrumentelle Analytik setzt Milliarden DM um und erzielt Millionengewinne. Die Analytik bietet vielen Menschen Arbeitsplaetze und eroeffnet kreativen Wissenschaftlern viele Moeglichkeiten der Gestaltung und Innovation.

Mit Hilfe der Analytischen Chemie werden viele sehr unterschiedliche Fragestellungen bearbeitet, so in der Archaeologie zur Altersbestimmung, in der Kunst zur Erkennung von Faelschungen, in der Kriminalistik zur Überfuehrung von Taetern anhand von forensischen Untersuchungen, im Sport bei Dopinganalysen, in der Medizin bei Harn- und Blutuntersuchungen oder auch in der Lebensmittelueberwachung. Auch industrielle Produkte, beginnend mit der Forschung, ueber Entwicklung, Produktion, Vertrieb bis zur Nutzung beim Kunden, werden durch vielfaeltige analytische Untersuchungen begleitet. Sie dienen der Charakterisierung von innovativen Stoffen, der Sicherheit der Prozesse, der Qualitaetssicherung der Produkte und dem Schutz unserer Umwelt.

Der Analytik kommt eine Dienstleistungsfunktion zu, da sie in der Regel nicht als Selbstzweck betrieben wird, sondern Auftraege von Kunden bearbeitet oder Probleme von anderen loest. An einigen Hochschulen, in einigen Industriezweigen und in der wissenschaftspolitischen Diskussion wird sie daher hin und wieder stiefmuetterlich oder als Dienstmagd behandelt. Die Analytische Chemie und der Analytiker koennen aber viel mehr als Daten und Meßwerte produzieren. Diese zu kommentieren, Empfehlungen auszusprechen und sich der wissenschaftspolitischen Diskussion in seinem Fachgebiet zu stellen, sind die besonderen Aufgaben des Analytikers. Seine Aussagen und Ergebnisse koennen schwerwiegende Konsequenzen haben, wie bei der Freigabe oder Nichtfreigabe von Chargen, bei der Festlegung oder Überschreitung von Grenzwerten (z. B. beim Thema Asbest) sowie letztlich fuer das gesamte Gebiet der Umweltanalytik und sogar fuer weite Teile unseres gesellschaftlichen Lebens.

Oberstes Ziel des analytischen Arbeitens ist, richtige und praezise Daten, Ergebnisse und Aussagen zu erzeugen, also systematische und zufaellige Fehler zu erkennen und zu vermeiden. Daten und Ergebnisse zu produzieren, ist oft recht leicht, ihre notwendige Pruefung hingegen sehr viel schwieriger durchzufuehren. Das verlangt eine gute analytische Ausbildung, erhebliches Fachwissen, kritisches und analytisches Denken und viel Erfahrung.

Wissenschaftlicher Pressedienst Chemie 13/97 - 08. April 1997

Entwicklung neuer Analysengeraete Freud und Leid der Geraeteindustrie

Ohne leistungsfaehige moderne Geraete lassen sich die vielfaeltigen Aufgaben, die sich dem Analytiker taeglich stellen, wie praeziser, empfindlicher, schneller und preiswerter zu arbeiten, nicht bewaeltigen. Auf der groeßten deutschsprachigen Analytiker-Konferenz, der ANAKON 97 vom 6. bis 8. April 1997 in Konstanz, veranstaltet von der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh), forderte Dr. Peter Krohmer, Bodenseewerk Perkin-Elmer GmbH, Überlingen, eine engere Kooperation und verbesserte Koordination zwischen oeffentlichen Forschungsinstituten und der geraetebauenden Industrie.

Die stuermische Entwicklung der instrumentellen Analytik in den letzten 50 Jahren war nur durch die enge Kooperation zwischen den verfahrensentwickelnden Arbeitsgruppen in Hochschulen und Forschungsinstituten, der geraetebauenden Industrie und den Anwendern moeglich. Da in den letzten Jahren die Preise fuer Geraete stagnieren bzw. zurueckgehen und zunehmend neue Methoden einge-fuehrt werden, die mit bestehenden konkurrieren, ist es fuer den Geraetehersteller ueberlebenswichtig, neue Geraete schnell auf den Markt zu bringen, die bei ak-zeptablen Kosten den Anforderungen der Anwender weltweit genuegen. Dafuer ist es zwingend notwendig, die genannten Kooperationen zu intensivieren und erfolgreich zu koordinieren.

Die hohen Investitionen in der Entwicklungsphase aufgrund der Komplexitaet moderner Geraete erfordern in den Firmen eine sorgfaeltige Planung bezueglich Marktpotential, Technologie, Herstellkosten usw.; denn ein Mißerfolg fuehrt zu hohen finanziellen Verlusten, die kaum zu verkraften sind. Es gilt zu beurteilen, welche analytischen Verfahren und Methoden in Zukunft Bedeutung erlangen werden. Dabei muessen Gesamtsysteme betrachtet werden, die die Probenahme, Automation, Auswertung, Chemometrie und die Qualitaet der Ergebnisse unter Beruecksichtigung nationaler und internationaler Normen umfassen.

Um die lange Phase der Technologieentwicklung abzukuerzen, ist es immer erfolgversprechend, Technologien, die in Forschungsinstituten bearbeitet werden, aufzugreifen und zu marktgaengigen Produkten weiterzuentwickeln. Das hat einen betriebswirtschaftlichen und zusaetzlich den volkswirtschaftlichen Vorteil, daß Investitionen, die der Steuerzahler erbracht hat, ausgenutzt werden.

Mit Hilfe solcher Kooperationen konnte beispielsweise ein Geraet zur Bestimmung von Metallspuren erfolgreich entwickelt und auf dem Markt eingefuehrt werden. Zusammengearbeitet hat dabei die Überlinger Firma mit Arbeitsgruppen am Institut fuer Spektrochemie und angewandte Spektroskopie (ISAS) in Berlin, an der Universitaet Umea, Schweden, an der Universitaet Delft, Holland, am US Department of Agriculture, Beltsville, und der Firma Hamamatsu, Japan. Spezifische Teile des Geraetes konnten so mit den weltbesten Spezialisten auf dem jeweiligen Gebiet optimiert werden. Das Resultat war ein Geraet, das wegen seiner zahlreichen sinnvollen Innovationen und wegen seines guenstigen Preis-Leistungsverhaeltnisses weltweit mit Erfolg verkauft werden kann.

Wissenschaftlicher Pressedienst Chemie 14/97 - 08. April 1997

Teilaspekt der Analytik: Chemische Sensoren Statement von O. Univ. Professor Dr. F. L. Dickert, Universitaet Wien, zur ANAKON 97 in Konstanz

Die Industrialisierung hat die Menschen in unserem Jahrhundert mit einer gigantischen Zahl von chemischen Stoffen konfrontiert, die zudem einem globalen Verteilungsmechanismus unterliegen. Die analytische Chemie kann heutzutage nahezu all diese chemischen Schadstoffe, aber auch natuerliche stoffliche Gefahrenpotentiale in Spurenkonzentrationen aufspueren und quantifizieren, wie in vo vielen Beitraegen mit den unterschiedlichsten Fragestellungen auf der ANAKON 97 dargestellt wurde. Dies wurde durch sehr erfolgreiche Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der modernen Analysengeraete erzielt. So gehoerenanspruchsvolle und leistungsstarke Methoden, wie die Atom- oder Massenspektroskopie und deren Kombination mit Hochleistungstrenntechniken zur Standardausruestung moderner Analytiklabors. Selbst hochkomplexe Eiweißkoerper biologischer Relevanz oder Spurenelemente in Proteinen koennen so nachgewiesen werden.

Fuer viele Fragestellungen sind jedoch die beispielhaft personalintensiven spektroskopischen Methoden nicht kostengerecht oder lassen fuer Felduntersuchungen die notwendige Mobilitaet vermissen. Zudem ist haeufig die Echtzeitanalyse ohne Limitierung durch die Probenahme von Interesse. Fuer derartige Faelle, insbesondere eines hinsichtlich Selektivitaet und Sensitivitaet eingeschraenkten Anforderungsprofils, sind Chemosensoren von zunehmender Bedeutung. Diese miniaturisierten Meßfuehler kombinieren mikroelektronische Bauteile mit Rezeptorschichten nach den Strategien der molekularen Erkennung. So koennen mit Erfolg Feldeffekttransistoren zur Ionendetektion eingesetzt werden, optische, resistive sowie capazitive Verfahren oder massensensitive Methoden angewendet werden. Hiermit koennen Schadstoffspuren bis hinab zu 10-13 g aufgespuert werden. Massenartikel sind bereits Sauerstoffsensoren mit oxidischen Materialien, insbesondere im Automobilbereich, und es zeichnen sich auch interessante Anwendungen zur Steuerung von Verbrennungsprozessen ab. Der Einsatz von Lasern in Verbindung mit Lichtleiterfasern ermoeglicht die optische Messung von polycyclischen Aromaten auch an Stellen, wie in Deponien, die einer direkten Probenahme nicht zugaenglich sind.

Interessante chemische Fragestellungen ergeben sich bei der Entwicklung sensitiver Schichten. Hier wird bei der Rezeptorentwicklung die Natur nachgeahmt,oder es werden natuerliche "Fallen" herangezogen, in denen Schadstoff-Molekuele gefangen werden. So sind fuer diese Zwecke molekulare Hohlraeume, aber auch Enzyme oder Antikoerper zur Bindung der nachzuweisenden Schadstoffe anwendbar. Eine besonders hohe Sensitivitaet und Selektivitaet zeigen Immuno-Sensoren, die neuerdings auch zur Detektion relativ kleiner Molekuele geeignet sind. Neue Entwicklungsstrategien zeichnen sich ab, um diese Faehigkeiten der Natur auch im Labor nachzuahmen und Erkennungsschichten nach der Strategie des molekularen Praegens zu generieren. Auf diese Weise lassen sich synthetische Antikoerper produzieren, die auch in der Lage sind, polycyclische Kohlenwasserstoffe im Trinkwasser in einer Konzentration von weniger als 100 ng/l aufzufinden.

Neben Einsatzbereichen in der direkten Umgebung des Menschen - also Umweltueberwachung und MAK-Werten orientierter Arbeitsplatzschutz - ist auch die Prozeßkontrolle in der chemischen Industrie von Interesse. Bei der Prozeßkontrolle sollten der Verbrauch von Ausgangsverbindungen und die Entstehung von Produkten direkt verfolgbar sein, jedoch ist fuer diese oft aggressiven Bedingungen noch viel Entwicklungsarbeit notwendig. Aber es ist bereits moeglich, Steuerungsaufgaben bei der Produktion von Lebensmitteln zu realisieren, wobei etwa Ingredenzien mit dem Ziel einer gleichbleibenden Qualitaet, charakterisiert ueber den Geschmack, gemischt werden muessen. Hier liefern bereits Sensorarrays in Kombination mit Mustererkennungsstrategien wertvolle Hilfe.

Insgesamt stellen Chemosensoren ein wichtiges Forschungsgebiet in der analy-tischen Chemie dar. Sie erlauben die On-line-Erfassung von Schadstoffen ohne Probevorbereitung. Der Trend wird in Richtung eines komplexen miniaturisierten Nachweissystems gehen, das mit mikromechanischen Pumpen und somit Kalibriermoeglichkeiten ausgestattet ist. Der entscheidende Vorteil ist das Einsparen von Zeit und Material, die Mobilitaet und die Vermeidung von Abfall. Dies sind wesentliche Punkte zur Leistungssteigerung und Kostenreduzierung, auch im Rahmen eines moderenen Umweltmanagements, so daß das Arbeiten mit solchen "miniaturisierten Laboratorien" vielversprechend sein wird.

Wissenschaftlicher Pressedienst Chemie 15/97 - 08. April 1997

Statement von Professor Dr. R. Zenobi, ETH Zuerich, zur ANAKON 97 in Konstanz

Die Rolle der modernen analytischen Chemie Die analytische Chemie ist keine "Hilfswissenschaft"! Obwohl die analytische Chemie als chemische Subdisziplin an den Hochschulen oft eher etwas zweitrangig behandelt wird, obwohl sie in der chemischen Industrie of als Service-Einheit in Erscheinung tritt, sind viele Ziele der chemischen Forschung und Produktion ohne gut ausgebildete analytische Chemiker und ohne die modernen Methoden der analytischen Chemie gar nicht erreichbar. Die Denkweise und Breite der analytischen Chemie rechtfertigen, sie als eigenstaendige chemische Disziplin zu betreiben. Auch im Alltag spielt die analytische Chemie eine große Rolle. Man denke dabei etwa an klinische Tests, an on-line-Überwachung einer chemischen Synthese, an Luftreinhalteverordnungen oder Gewaesserschutzgesetze, an Qualitaetskontrollen der Industrie, an Dopingkontrollen bei Sportanlaessen oder an die Durchsetzung der Lebensmittel-Verordnung.

Anforderungen an die moderne analytische Chemie Welche Anforderungen werden an moderne analytisch-chemische Methoden gestellt? Sie sollen wenn moeglich schneller, billiger und empfindlicher sein als herkoemmliche Technik, on-line-Betrieb ermoeglichen und Resultate bereits in einer interpretierten Form liefern. Dies bedingt, daß sich die analytische Chemie staendig mit den neuesten physikalischen, chemischen und molekularbiologischen Erkenntnissen auseinandersetzt, diese fuer den Einsatz als qualitative oder quantitative Methode umsetzt und sich der Bedeutung der Meßwerte bewußt ist.

Wo sind Fortschritte zu erwarten? · Einzelmolekueldetektion · Raeumlich aufgeloeste analytische Messungen, Verfuegbarkeit von Rastermikroskopischen Methoden (STM, AFM, insbesondere aber die optische Nahfeld-Mikroskopie) fuer die chemische Analytik: Spektroskopische Informationen aus Bereichen von < 100 nm! · Direkte Analytik komplexer Proben und Mischungen. Beispiele: Direktes Sequenzieren von Bio-Makromolekuelen im Massenspektrometer (Massenspektrometrie war auch ein zentrales Thema der ANAKON 97). Laser-Methoden zur selektiven Detektion von umweltrelevanten Substanzen. Hochfeld-NMR und gepulste NMR-Methoden zur Analytik von Vollblut. · Remote sensing, z. B. zur Überwachung der Luftqualitaet (LIDAR). · Computermethoden zur Interpretation analytischer Daten zur zur Spektrensimulation. Chemische Sensorik, gekoppelt mit entsprechenden Computerprogrammen (z. B. neuronale Netzwerke) zur Entwicklung intelligenter Sensoren ("chemische Nase").

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Criteria of this press release:
Biology, Chemistry
transregional, national
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German

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