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

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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

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3117.09.2018

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