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117.09.2018
30. Kolloquium zur Abwasserwirtschaft
Heike Frerichs & Alina Stahl (TUHH, Zentrallabor):
Analyse von Mikroschadstoffen in Abwasser –
Möglichkeiten und Grenzen!
217.09.2018
Heike Frerichs/Alina Stahl (TUHH, Zentrallabor):
Analyse von Mikroschadstoffen in Abwasser –
Möglichkeiten und Grenzen!
1. Vorstellung des Zentrallabors Chemische
Analytik
3. Analytik der Mikroschadstoffe im Zentrallabor
4. Möglichkeiten und Grenzen
2. Mikroschadstoffe unter analytischen
Gesichtspunkten
317.09.2018
Wissenschaftliche Serviceeinrichtung der TU
Hamburg
Analysenlabor mit 16 Mitarbeiter/innen:
Chemiker/innen, Ingenieur/innen, Chemisch-
Technische Assistentin, Chemielaborant/innen,
Baustoffprüferin
1. Vorstellung des Zentrallabors
417.09.2018
Konzipiert als zentrale Anlaufstelle für
chemische Analysen (Zentralbereich)
Auftraggeber
Experimentell arbeitende Institute der TU
Verwaltungseinheiten, z.B. Technischer Dienst
Externe Auftraggeber
1. Vorstellung des Zentrallabors
517.09.2018
1. Vorstellung des Zentrallabors
Beispielanalyten
Intrazelluläre
Metabolite
Pharmazeutika
Massenspektrometrie
HPLC-MS-TOF
HPLC-MSMS
617.09.2018
1. Vorstellung des Zentrallabors
Beispielanalyten
Polycyclische arom.
Kohlenwasserstoffe
Chlorierte
Kohlenwasserstoffe
Gaschromatographie
GC-MS
Flammenionisations-
detektor (GC-FID)
Elektroneneinfang-
detektor (GC-ECD)
717.09.2018
1. Vorstellung des Zentrallabors
Flüssigkeitschromato-
graphie mit
verschiedenen
Detektoren
HPLC-UV
HPLC-FLD
HPLC-RI
Ionenchromatographie
(IC)
817.09.2018
Laborarbeit nach DIN EN ISO 17025:2017
(Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz
von Prüf- und Kalibrierlaboratorien)
Standardarbeitsanweisungen (SOP), z.B.
Analysenmethoden, Gerätequalifizierung
Prüfmittelüberwachung, z.B. Waagen, Pipetten
Verwendung von Referenzstandards
Teilnahme an Ringversuchen
1. Vorstellung des Zentrallabors
917.09.2018
Herausforderungen:
Keine einheitliche Definition:
Beschreibung der Internationalen Kommission zum
Schutz des Rheins (IKSR) als „Stoffe, die in sehr
geringen Konzentrationen in unseren Gewässern
vorkommen“
Sehr umfassende Stoffpalette, die zum Beispiel
nach Anwendung der Stoffe, der Wirkung oder
nach chemischen Stoffklassen unterteilt werden
kann
2. Mikroschadstoffe unter
analytischen Gesichtspunkten
1017.09.2018
2. Mikroschadstoffe unter
analytischen Gesichtspunkten
1117.09.2018
2. Mikroschadstoffe unter
analytischen Gesichtspunkten
1217.09.2018
2. Mikroschadstoffe unter
analytischen Gesichtspunkten
1317.09.2018
2. Mikroschadstoffe unter
analytischen Gesichtspunkten
Vielzahl/Diversität der Mikroschadstoffe
erfordern sinnvolle Auswahl von
(Indikator-)Substanzen
Allgemeiner Trend zu LC/MSMS-
Verfahren
Multimethoden
1417.09.2018
3. Analytik der Mikroschadstoffe im
Zentrallabor
1517.09.2018
Ibuprofen
Analgetikum
Carbamazepin
Antiepileptikum
Iomeprol
Röntgenkontrastmittel
Natriumcyclamat
Süßungsmittel
3. Analytik der Mikroschadstoffe im
Zentrallabor
1617.09.2018
3.1 LC-MS/MS
1717.09.2018
3.1 LC-MS/MS
HPLC: High performance liquid chromatography
1817.09.2018
3.1 LC-MS/MS
Funktionsweise HPLC
1917.09.2018
3.1 LC-MS/MS
Schematischer Aufbau einer HPLC
Quelle: http://illumina-chemie.de/hochleistungsfluessigchromatographie-%28hplc%29-t4341.html
Solvents/Eluents
Degasser Pump Injector Column Detector
2017.09.2018
3.1 LC-MS/MS
2117.09.2018
3.1 LC-MS/MS
HPLC: High performance liquid chromatography
MS/MS: Tandem Massenspektrometer
2217.09.2018
3.1 LC-MS/MS
Schematischer Aufbau MS/MS
Bild Quelle: André Schreiber: „The Use of Liquid Chromatography with Tandem Mass Spectrometry for the Analysis of Emerging Environmental Contaminants“, Juli 2008
2317.09.2018
3.1 LC-MS/MS
Schematischer Aufbau MS/MS
Q1: MassfilterQ2: FragmentationQ3: MassfilterBild Quelle: AB Sciex
Q1 Q2 Q3
2417.09.2018
3.1 LC-MS/MS
LC-MS Spektrum
Quelle: Wikipedia
2517.09.2018
3.2 Messung
Parameter HPLC
System Agilent 1260 Infinity Binary
SäulePhenomenex Synergi Hydro RP, 150 x
3mm, 4µm
Eluenten A = H2O +
1 mmol Ammoniumformiat + 0,05% Fac
B = ACN/MeOH (50/50) +
1 mmol Ammoniumformiat + 0,05% Fac
Fluss 0,350 ml/min
Injektionsvolumen 25 µL
2617.09.2018
3.2 Messung
Parameter MS/MS
Instrument AB Sciex Qtrap 5500
Massen-
übergängeAnalyt
Ion
modeÜbergang 1 Übergang 2
Bezafibrat pos 362/139 362/316
Carbamazepin pos 237/194 237/165
Clarithromycin pos 748/158 748/590
Cyclamat neg 178/80 -
Diclofenac pos 296/214 296/151
Ibuprofen neg 205/161 205/159
Iomeprol pos 778/405 778/532
Mecoprop neg 213/127 213/85
Metoprolol pos 268/116 268/98
Sulfamethoxazol pos 254/92 254/156
Terbutryn pos 242/186 254/156
Triclosan neg 287/35 289/35
2717.09.2018
3.2 Messung
Parameter MS/MS
Instrument AB Sciex Qtrap 5500
Massen-
übergängeAnalyt
Ion
modeÜbergang 1 Übergang 2
Bezafibrat pos 362/139 362/316
Carbamazepin pos 237/194 237/165
Clarithromycin pos 748/158 748/590
Cyclamat neg 178/80 -
Diclofenac pos 296/214 296/151
Ibuprofen neg 205/161 205/159
Iomeprol pos 778/405 778/532
Mecoprop neg 213/127 213/85
Metoprolol pos 268/116 268/98
Sulfamethoxazol pos 254/92 254/156
Terbutryn pos 242/186 254/156
Triclosan neg 287/35 289/35
2817.09.2018
3.2 Messung
Beispiel-Chromatogramm
Probe aus dem Ablauf
der Kläranlage in
SeevetalM
eto
pro
lol C
arb
amaz
epin
Sulf
amet
ho
xazo
l
Met
abo
lit?
Dic
lofe
nac
Terb
utr
yn
2917.09.2018
Möglichkeiten
Hohe Selektivität
Schnelle Analytik durch
Direktinjektion
Bestimmung bis in den
Nanogramm-Bereich
Multimethode
Grenzen
Multimethode ist immer ein Kompromiss!
Grenzen des LC-MS/MS-Verfahrens
4. Möglichkeiten und Grenzen
3017.09.2018
Besuchen Sie uns!
www.tuhh.de/Zentrallabor
3117.09.2018
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
www.tuhh.de/zentrallabor