D 30 121 E

54. Jahrgang April 2010

4

Schwerpunkt: Temperiertechnik Sicherheit Chromatographie Umweltanalytik Nanotechnologie

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LaborFachzeitschrift

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Editorial

Der richtige Mix macht’s Selbst nach Jahren außerhalb des Labors legt man den Chemiker nie ganz ab. Das merke ich oft beim Kochen, wenn das typische Schütteln von Flüssigkeiten aus dem Handgelenk, das vor­ sichtige Schnüffeln durch „Zuwedeln“ der ­Gerüchte oder das „π mal Auge“-Abmessen von Zutaten ganz automatisch von der Hand gehen. Wen wundert es da, dass die molekulare Küche auf uns Naturwissenschaftler eine ganz beson­ dere Faszination ausübt. Geprägt vom Chemiker Hervé This, der in seiner Forschung die physikali­ schen, chemischen und biochemischen Vorgänge beim Kochen untersucht, hat die Molekulargast­ ronomie nicht nur junge Gourmetköche zu einer neuen Form des Kochens inspiriert. Heute haben Gemüsegelees und mystisch dampfende Speisen und Cocktails bereits den Weg in die Küchen­ laboratorien vieler Hobbyköche gefunden. Dampfende Stickstoff-Cocktails aus der Hexenkü­ che begeisterten auch die Besucher des GIT Stan­ des auf der diesjährigen Analytica. Für alle, die es im Labor nachmixen möchten, hier ein Spezial­ rezept aus der Molekulargastronomie: GIT Labor-Cocktail: MAI TAI aus dem Reagenzglas ▪▪ Mandelsirup ▪▪ Apricot Brandy ▪▪ Ananassaft ▪▪ Rum ▪▪ mit flüssigem Stickstoff zubereitet und veredelt Zutaten von oben nach unten eingießen. Jede Schicht wird mit flüssigem Stickstoff einzeln ge­ frostet, sodass man auf die entstandene Eis­ schicht problemlos die nächste Zutat gießen

kann, ohne dass die Flüssigkeiten sich vermi­ schen. Bitte beachten Sie die notwendigen ­Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit flüssi­ gem Stickstoff – wir möchten Sie gerne auch weiterhin als GIT-Leser behalten! Cocktail vor dem Trinken kurz in der Hand ­erwärmen und Prost! Ob mit Cocktails oder Champagner – auch die Veranstalter der Analytica konnten auf eine ­erfolgreiche Messe anstoßen. Mit knapp 33.000 Besuchern und über tausend internationalen Ausstellern wurden die Erwartungen laut Nor­ bert Bargmann, dem stellvertretenden Vorsitzen­ den der Geschäftsführung der Messe München GmbH, übertroffen. Ein Erfolgsfaktor ist hier ­sicher auch der gelungene Mix aus Produktneu­ heiten der Aussteller und Fachinformationen, die den Besuchern auf der Analytica Conference und den beiden in Medienkooperation mit dem GIT VERLAG durchgeführten Foren Analytics & Inno­ vations sowie Biotech geboten wurden. Das Gros der Aussteller zeigte sich sehr zufrieden mit der Messe, teilweise mit der Einschränkung, dass im Vergleich zu 2008 viele Besucher eher allge­ mein Informationen sammelten als konkrete ­Angebotsanfragen zu stellen. Das oft zitierte „Stimmungsbarometer der Branche“ geht auf jeden Fall eindeutig nach oben und es bleibt zu hoffen, dass es sich nicht nur um den üblichen Messehype, sondern um einen generellen Auf­ wärtstrend in der Laborbranche handelt. Feiern dürfen auch die Gewinner des GIT InnovationsAward 2010! Neben der online- und Faxabstimmung haben viele Besucher der Ana­ lytica die Chance genutzt, sich die nominierten Produktinnovation vor Ort anzuschauen und ihren

Favoriten zu wählen. In der Mai-Ausgabe werden wir Ihnen alle Technologien nochmals ausführlich vorstellen. Doch die Erstplatzierten seien an die­ ser Stelle schon einmal vorab genannt. Herzliche Glückwünsche und ein GIT InnovationsAwardPokal gehen an die Firma Axel Semrau, die mit dem Roxy-Potentiostat zur elektrochemischen ­Simulation den ersten Platz in der Kategorie Ana­ lytische Instrumente belegt. Da die grundsätzliche Methodik gerade erst aus der Forschung in die kommerzielle Nutzung geht, handelt es sich hier­ bei um ein besonders innovatives Produkt. Ein sehr knappes Rennen gab es in der Kategorie Bio­ technologie und Life Science, aus dem der Quick­ sampler Q 3000 Bio der Firma Biontis als Sieger hervorgegangen ist. Das innovative Bedienkon­ zept dieser automatisierten SPE-Probenvorberei­ tung erlaubt das Entwickeln komplexer MultiMethoden in wenigen Schritten. Last not least gratulieren wir Gemü zum ers­ ten Platz in der Kategorie Laborbedarf. Das Sie­ gerprodukt FlipTube ist ein Mikrozentrifugenge­ fäß mit neuartigem Öffnungsmechanismus, der ­Ergonomie und Sicherheit im Laboralltag erheb­ lich steigert. Doch nun wünsche ich Ihnen viel Spaß mit der aktuellen Ausgabe der GIT und dem spannenden Mix an Fachbeiträgen, den unser Redakti­ onsteam für Sie zusammengestellt hat. Und im Sommer verrate ich Ihnen dann gerne mein Lieb­ lingsrezept für selbstgemachtes „GIT Labor-Eis“ mit flüssigem Stickstoff.

Dr. Katja Habermüller für das GIT-Team GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 271

©Olly/Fotolia.com

Inhalt

EDITORIAL Der richtige Mix macht‘s

271

CHROMATOGRAPHIE

eBusiness-Lösungen für den Laboreinkauf D. KLEIN, B. HEIMEIER

282

Analytik für die Medizin 302

DR. W. VAUTZ, DR. T. PERL

MAGAZIN Optimismus in der Branche

273

Kalte Fährte heißer Bakterien DR. A. LOY

278

Neuer Fachverbandsvorsitzender bei ­Spectaris 279

Temperieren mit gesteigerten Leistungsdaten

Nachwachsender Rohstoff aus dem Meer 284

M. SEIPEL

Kohlenstoff-Nanoröhren für die Umwelt 286

DR. H. ZÄNKER

Scale-Up

288

Nanopartikel nach Maß

Umweltfreundlich kühlen

280

DR. J. SANDER

DR. J. KERR

315

318

292

Elektrochemie Stärker, langlebiger und sicherer

Vom Schnapsglas bis zur Maß

J. Hassoun

319

295

TITELSTORY

Sicherheit „Made in Germany“ 298

REACH

Mit einem „Touch“ titrieren

320

News

275

Labormarkt mit Produktinnovationen

Chemikalienpolitik REACH

272 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

312

Mobile Mikroskope blicken ins Gehirn

SICHERHEIT

DR. R. H. AHRENS

Laser-induzierte Retinaverletzungen

Schwefel, Ökologie und Biotechnologie

Kalibrierung „All inclusive“

S. KUNKEL

311

DR. R. KERNCHEN

INSTRUMENTELLE ANALYTIK

C. VÖLK

310

PROF. DR.-ING. L. MÄDLER

290

PD DR. U. TELGHEDER, PROF. DR. K. MOLT

306

DR. W. LINDENTHAL ET AL. 

DIPL.-ING. M. ZÜLCH ET AL.

M. SAUER

Algenbiotechnologie im Focus PROF. DR. ING. CLEMENS POSTEN

SONDERTEIL LIFE SCIENCES

Induktive Erwärmung

INTERVIEW

M. KUCHEJDA

SCHWERPUNKT TEMPERIERTECHNIK

von der Analytica:  300

Index/Impressum

321 3. US

Analytica 2010

Optimismus in der Branche

Geschafft – und großes Aufatmen in der Branche – knapp 33.000 Besucher aus über 120 Ländern kamen trotz der angespannten wirtschaftlichen ­Situation der vergangenen Monate zur Analytica 2010 nach München. Das sehr hohe Besucherniveau und der Ausstellerzuwachs auf 1.038 beteilig­ te Firmen aus 37 Ländern sorgten für Optimismus in der Branche. Die meis­ ten Besucher kamen neben Deutschland aus Österreich, Groß­britannien, USA, Nach Norbert Bargmann, dem stellvertretenden Vorsitzenden der Geschäftsführung der Messe München GmbH, hat die diesjährige Analytica die Erwartungen übertroffen und ist ihrer Rolle als internationale Leitmesse der Branche erneut gerecht geworden. Die Wachstumsdynamik war deutlich zu spüren. Unternehmen und Branchen­ verbände erwarten noch in diesem Jahr einen Aufschwung. Auch die Aussteller der Messe ziehen eine positive BiIanz. Einige Unternehmen sind seit der ersten Analytica 1968 mit dabei. Geschätzt wird die Messe als wichtige Plattform für die Präsentation neuer Produkte. Extrem zufrieden war der Bereich Biotechno­ logie mit dem erstmalig stattfindenden Forum Biotech. Dazu Prof. Dr. Horst Domdey, Sprecher des bayerischen Biotechnologie-Clusters und Geschäftsführer der BioM: „[…] In allen Hallen tobte das Leben, und die Biotechnologie hat diesmal einen besonderen – und natürlich finde ich einen sehr gerechtfertigten – Schwerpunkt gesetzt. Vielleicht täuscht mein Eindruck, aber ich habe noch nie eine so aktive, brodelnde Ana­ lytica erlebt – für mich ist das ein tolles Lebens­ zeichen der LifeScience-Branche.“

Italien, Frankreich, Slowenien, Polen, der Türkei und M ­ alaysia. Bestnoten gab es von den Besuchern, die die Analytica als Leit­messe der Branche bestätig­ ten. Die begleitende wissenschaftliche Conference, die beiden in Medien­ kooperation mit unserem Verlag durchgeführten Foren Analytics & Innova­ tions sowie ­Biotech und das umfassende Rahmenprogramm verzeichneten nicht nur ­einen Besucherzuwachs, sie überzeugten auch inhaltlich.

Analytica Forschungspreis Das spiegelt sich auch im Analytica Forschungs­ preis 2010 wieder. Prof. Dr. Nikolaus Pfanner, Präsident der Gesellschaft für Biochemie und GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 273

Analytica 2010

Molekularbiologie e.V. (GBM), ver­ lieh den von Roche gestifteten und mit 50.000 € dotierten Forschungs­ preis an Prof. Dr. Petra S. Dittrich, ­Laboratorium für Organische Che­ mie an der ETH Zürich, und Dr. Matthias Selbach, Arbeitsgrup­ pe „Zelluläre Signalwege und Mas­ senspektrometrie“ am Max-Del­ brück-Centrum für Molekulare ­Medizin, Berlin-Buch. Die beiden Wissenschaftler wurden für ihre grundlegenden Arbeiten auf den

Gebieten von Mikrochips und Zell­ analytik ausgezeichnet, die weg­ weisend für die moderne medizini­ sche Forschung sind. Die Chemikerin Prof. Dr. Petra Dittrich entwickelt scheckkarten­ große Chips mit miniaturisierten Laborkomponenten und nutzt dazu Methoden der Mikro- und Nano­ technologie. Ziel ihrer Arbeit sind Lab-on-a-Chip-Systeme, die alle Funktionen eines großen Labors auf einem Kunststoffträger integrieren,

um auch komplexe Analysen simul­ tan vornehmen zu können. Derzeit wird ein Chip entwickelt, auf dem einzelne Zellen aufgebracht werden können, um grundlegende Prozesse und Reaktionsmechanismen von hochkomplexen Systemen wie einer lebenden Zelle zu verstehen. Der Biologe Dr. Matthias Sel­ bach erforscht, wie Zellen die Pro­ teinbiosynthese steuern. Mit einer neuen Markierungsmethode, dem „pulsed SILAC-Verfahren“, hat er

gezeigt, dass so genannte MikroRibonukleinsäuren (microRNAs) die Proteinproduktion in der Zelle ent­ scheidend beeinflussen. Der Wis­ senschaftler und sein Team haben dazu Aminosäuren, die Bausteine der Proteine, mit stabilen Isotopen markiert. Die Zellen bauen die mar­ kierten Aminosäuren daraufhin in die Proteine ein. Anschließend ist es möglich, die Proteinsynthese mit­ hilfe eines Massenspektrometers zu quantifizieren.

News 20 Jahre Analytik Jena – Erfolg hat eine Geschichte Mit einem ausgereiften Gespür für Märkte, Kundenbedürfnisse, Situationen und Chancen, gepaart mit umfangreichen technologischen Kenntnissen, hat sich Analytik Jena in nur 20 Jahren zu einem international agierenden Konzern entwickelt. Der Jenaer Hersteller für Analysegeräte feiert 20-jähri­ ges Firmenjubiläum und lädt dazu alle Händler, Kunden sowie die Öffent­ lichkeit zur Festwoche vom 3. – 7. Mai 2010 herzlich ein. Dabei präsentiert sich das seit 10 Jahren an der Börse notierte Unternehmen sowohl mit ­einem Tag der offenen Tür, als auch den Analytischen Tagen inklusive Work­ shops und zahlreichen Höhepunkten. Das Jahr 2010 steht also ganz im Zei­ chen der Innovationskraft des mitteldeutschen Traditionsstandortes. „Herzlich willkommen zu den Analytischen Tagen“ heißt es wieder im Mai 2010. Vom 5. bis 6. Mai 2010 findet in Jena die 7. Fachveranstaltung statt. Aktuelle Themen zur Branche und informative, interessante Präsentationen und Vorträge zu unterschiedlichsten Anwendungen im Bereich der instru­ mentellen Analytik stehen im Mittelpunkt. Die Referenten kommen sowohl aus der Industrie, der Forschung, aus Behörden und Instituten. Für die Fach­ veranstaltung im Rahmen des 20-jährigen Jubiläums ist die Teilnehmerzahl begrenzt, weshalb eine baldige Anmeldung empfohlen wird. www.analytische-tage.de oder telefonisch unter: 03641/ 77 70.

„Feststoffanalytik – von der Laborprobe zum ­Analysenergebnis” Das bewährte Praxisseminar vermittelt einen umfassenden Überblick über die Aufbereitung und Analytik unterschiedlichster Materialien. In Vorträ­ gen werden die Themen Zerkleinerung (RETSCH), Mikrowellenaufschluss (CEM) und Element-Analytik (Varian) behandelt. Es folgt ein praktischer Teil, in dem Proben, die von den Teilnehmern mitgebracht wurden, auf­ bereitet, aufgeschlossen und analysiert werden. Die Seminare werden an verschiedenen Standorten durchgeführt. Termine in Deutschland: 01.06.2010 Potsdam 02.06.2010 Leipzig 08.06.2010 Martinsried (bei München) 10.06.2010 Frankfurt am Main 22.06.2010 Braunschweig 24.06.2010 Kamp-Lintfort (bei Duisburg) Programm und Anmeldung: E-Mail an [email protected] oder direkt auf www.retsch.de/termine

Evonik übernimmt Membrane Extraction Technology Evonik Industries AG, Essen, gibt die Übernahme des Londoner Unterneh­ mens Membrane Extraction Technology (MET) Ltd. bekannt. Die Übernah­ me ist integraler Bestandteil der Strategie von Evonik, in attraktive Wachs­ tumsmärkte zu investieren, die auf den Megatrend „Ressourceneffizienz“

ausgerichtet sind. Die Übernahme von MET stärkt das Geschäft der P84 -Fasern sowie der Hochleistungskunststoffe von Evonik. www.evonik.com

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News Element 112 heißt „Copernicium“

Zellen erobern den Raum

Das schwerste anerkannte chemische Element mit der Ordnungszahl 112 hat seit dem 19. Februar 2010 den offiziellen Namen Copernicium mit dem chemischen Symbol „Cn“. Dies wurde von der zuständigen internationalen Chemikerunion IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) beschlossen und bekannt gegeben. Mit dem Namen soll der Wissenschaft­ ler und Astronom Nikolaus Kopernikus (1473 – 1543) geehrt werden. Seine astronomischen Arbeiten waren Ausgangspunkt für unser modernes Welt­ bild, nach dem die Erde mit allen anderen Planeten um die Sonne kreist und somit die Sonne der Mittelpunkt unseres Sonnensystems ist. Ein inter­ nationales Team von Wissenschaftlern um Sigurd Hofmann konnte das Ele­ ment bereits 1996 zum ersten Mal am GSI Helmholtzzentrum für Schwerio­ nenforschung erzeugen. Letztes Jahr hat die IUPAC die Existenz des Elements 112 endgültig anerkannt. www.gsi.de

Trotz ihrer Bedeu­ tung für die biologi­ sche Forschung hat die klassische Zell­ kultur ihre Grenzen: Im Gewebe leben Zellen im räumli­ chen Verband, wäh­ rend sie in der Kul­ turschale nur in zwei Dimensionen wachsen können. Zellen (rot und grün gefärbt) haften an den nur etwa Wissenschaftler am ein Tausendstel Millimeter dicken Balken der elastischen Mikrostruktur. Quelle: M. Rill Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben ein Verfahren vorgestellt, mit dem sie beliebig strukturierte dreidimensionale und flexible Substrate herstellen können. Für ihre Herstellung nutzt die Arbeitsgruppe von Prof. Martin Bastmeyer ein als ­Direktes Laserschreiben (DLS) bezeichnetes Verfahren, das die Physiker Prof. Martin Wegener und Dr. Georg von Freymann am CFN entwickelt ­haben. Dabei schreibt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift in drei Dimensionen. Bei der Entwicklung blei­ ben die belichteten Bereiche stehen, die dann mit einem Protein beschich­ tet werden, an dem die Zellen anhaften können. Auf diesen Strukturen aus­ gesäte Herzzellen aus Hühnerembryonen beginnen nach wenigen Tagen, sich rhythmisch zusammenzuziehen und die elastischen, dünnen Balken zu verbiegen. Vergleichende Messungen mit dem Rasterkraftmikroskop zei­ gen, dass sie dabei eine Zugkraft von 47 Nanonewton entwickeln. Weiter­ führende Experimente mit anderen Strukturen sollen klären, wie Zellen auf unterschiedliche mechanische Eigenschaften und räumliche Gegebenhei­ ten ihrer Umgebung reagieren. Die Ergebnisse könnten dabei helfen, Kul­ turbedingungen für die Gewebezucht und die Regenerative Medizin mit Stammzellen zu optimieren. www.kit.edu

Guter Geschmack wird messbar

Schokolade wird zuerst mit der neuen Methode sensorisch untersucht und analysiert. Quelle: TTZ Bremerhaven

Das „Messinstrument Mensch“ kann Geschmackseindrücke erkennen und interpretieren, eine Maschine nicht. Aber Geschmackstests sind im Ver­ gleich zu technischen Messungen ungenau und abhängig von subjektiven Faktoren. Methoden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz sollen eine Synthese von komplexen Geschmackserfahrungen und eindeutigen chemischen Analysen ermöglichen. Von einer erhöhten Objektivität bei der sensorischen Bewertung von Rohstoffen und Lebensmittelprodukten wür­ den sowohl die Nahrungsmittelindustrie als auch der Verbraucher profitie­ ren. Eine neue Methode zur Bestimmung der geschmacklichen Wechselwir­ kung einzelner Komponenten unserer Nahrung wird zurzeit am TTZ Bremerhaven in dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technolo­ gie geförderten Projekt Kosadat („Korrelation von sensorischen und analy­ tischen Daten“) erprobt. Hinter der Projektidee steht die Entwicklung einer Methode zur computergestützten Vorhersage sensorischer Parameter wie Geschmack, Geruch und Textur sowie der Verbraucherakzeptanz. Dies soll einzig durch die Kenntnis über die chemische Zusammensetzung eines Pro­ duktes möglich werden. Bitterschokolade dient dem Konsortium hierbei als ein erstes Untersuchungsmodell. Die verwendeten IT-Verfahren erlernen die Mustererkennung zunächst anhand von Schokoladenproben, deren chemische und sensorische Profile bekannt sind. Dies erlaubt eine ständige Optimierung des Verfahrens, um letztendlich die Schokoladenqualität, die Verbraucherakzeptanz sowie die sensorische Empfindung einzig anhand des chemischen Profils zuverlässig vorherzusagen. Das Konsortium besteht neben dem TTZ Bremerhaven aus Hachez Chocolade und dem Fraunhofer Institut für Algorithmen und wissenschaftliches Rechnen (SCAI) in Sankt Augustin. www.ttz-bremerhaven.de 276 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Kleine Moleküle mit großer Wirkung Wirkstoffverstärker in Impfstoffen ha­ ben als „scheinbar unnütze Chemie im Medikament“ ei­ nen schlechten Ruf. Ein Missverständ­ nis, denn diese sog. Adjuvantien ver­ bessern den Erfolg einer Impfung we­ sentlich – im besten Fall reicht dann bereits eine Impf-Spritze für einen ­lebenslangen Schutz. Forscher der Abteilung „Vakzinologie und Angewand­ te Mikrobiologie“ am Braunschweiger Helmholtz-Zentrum für Infektions­ forschung (HZI) haben jetzt eine neue Verbindung entdeckt, die Impfstoffe wesentlich verbessern könnte. Das künstlich hergestellte Molekül heißt c-di-IMP und könnte in Zukunft noch mehr sein als ein potenter Wirkstoff­ verstärker. Die Wissenschaftler versprechen sich von c-di-IMP ganz neue Ansätze für neue Impfstrategien, z. B. der Schnupfimpfung. Dabei kann der Impfstoff mit einem Nasenspray dorthin gebracht, wo uns die meisten Krankheitserreger infizieren: an den Schleimhäuten. www.helmholtz-hzi.de

News Per Anhalter durch den Ozean

Symmetriebruch aktiviert symmetrisches Protein

Die Weltmeere sind bevölkert mit Bakterien, die zahlreicher sind als alle anderen Organis­ men der Biosphäre. Doch die Wissenschaft weiß kaum ­etwas über sie. Eine Ausnah­ me sind Bakterien der sog. Roseobacter-Gruppe, zu de­ nen Dinoroseobacter shibae gehört. Das Genom dieses Das Meeresbakterium Dinoroseobacter Bakteriums ist von einem shibae und eine Alge der Gattung Proro­interdisziplinären Forschungs­ centrum Quelle: Sarah Hahnke, ICBM Oldenburg verbund der Universitäten  ­Oldenburg, Braunschweig und Göttingen, der Deutschen Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen und des Helmholtz Zentrums für Infekti­ onsforschung (HZI) unter der Leitung von Prof. Irene Wagner-Döbler (HZI) und Prof. Dr. Meinhard Simon (Universität Oldenburg) entschlüsselt wor­ den. Das Bakterium Dinoroseobacter shibae lebt in Symbiose mit einzelli­ gen Algen und bewegt sich gewissermaßen per Anhalter durchs Meer. Fort­ bewegungsmittel sind z. B. Algen der Gruppe der Dinoflagellaten, die in vielen Küstenmeeren, beispielsweise der Nordsee, vorkommen. Das Bakte­ rium enthält die komplette Enzymausstattung zur Fotosynthese, verschie­ dene Möglichkeiten zum Überleben in Abwesenheit von Sauerstoff, ein ­besonders ausgefeiltes bakterielles Immunsystem zur Abwehr von Infektio­ nen durch Phagen, fünf Plasmide und Gene für spezielle Signalstoffe. Es ist darauf spezialisiert, von der Alge mit Nährstoffen versorgt zu werden. Es ist den Forschern gelungen, die Abbauwege für typische Algeninhaltsstoffe, wie z. B. bestimmte Zucker, zu finden. Überraschend, so der Oldenburger Meeresforscher Simon, war insbesondere die Erkenntnis, dass das Bakteri­ um in der Lage ist, Vitamin B12 zu synthetisieren – und zwar nicht nur ­unter Verwendung von Sauerstoff, sondern sogar unter sauerstofffreien ­Bedingungen. Dieser Befund sei bisher einzigartig für Meeresbakterien. Um das Vitamin herzustellen, verfügt das Bakterium über 25 spezialisierte ­Enzyme. Bislang wurde eine derartige Symbiose – Vitamine gegen Zucker – im Ozean noch nicht nachgewiesen. Diese Erkenntnis wirft ein neues Licht auf die Bedeutung der bakteriellen Flora für Algenblüten – ein Thema, mit dem sich die Forscher in Zukunft beschäftigen wollen. www.uni-oldenburg.de

Mukoviszidose oder auch Zystische Fibrose ist die häufigste erbliche Stoffwechselkrankheit in Europa. Ein Auslöser der Krankheit ist die feh­ lerhafte Regulation des Hitzeschockproteins Hsp90 durch das Partnerpro­ tein Aha1. Den Mechanismus dieser Reaktion haben Wissenschaftler der Technischen Universität München unter der Leitung von Prof. Johannes Buchner aufgeklärt. Hsp90 ist ein aus zwei identischen Untereinheiten symmetrisch ­zusammengesetztes Protein. Bisher vermutete die Wissen­ schaft, dass beide Hälften auch symmetrisch arbeiten, für eine Aktivie­ rung also auch zwei Aha1-Proteine gebraucht werden. Überraschender­ weise spielt hierbei aber der Bruch der Symmetrie in Hsp90 eine große Rolle: Der Aktivierungs­mechanismus von Hsp90 durch Aha1 verläuft asymmetrisch. Bereits das Andocken eines Aha1-Proteins an zwei Bin­ destellen eines Hsp90 reicht aus, um Hsp90 vollständig zu aktivieren. Die Kenntnis des Mechanismus könnte, so hoffen die Forscher, langfristig zur Entwicklung neuer Therapieansätze für Mukoviszidose aber auch für an­ dere Krankheiten wie Krebs führen. www.tu-muenchen.de

Schonender Einblick in lebende Zellen Erstmals ist es den Forschern Dr. Stefan Kirsch, Prof. Lothar Schad, Prof. ­Lothar Schilling und David Seiffge von der Medizinischen Fakultät Mann­ heim sowie Mark Augath vom Max-Planck-Institut für Biologische Kyber­ netik in Tübingen gelungen, die Verteilung der für die Funktion von Zellen wichtigen Ionen Natrium und Chlorid in einer einzigen Untersuchung mit­ hilfe der Magnetresonanztomografie (MRT) im lebenden Organismus bildlich darzustellen. Das Besondere am neuen Messverfahren ist die gleichzeitige Darstellung von Protonen und verschiedenen Ionen, durch die in einer Messung sowohl die Gewebestruktur als auch die Verteilung der Ionen in den Zellen dargestellt werden kann. Natrium und Chlorid ­regulieren den Flüssigkeitsstrom zwischen Zellen und damit die Gewebe­ spannung, den osmotischen Druck, im Organismus. Beide Ionen sind aber auch wichtig für die Reizleitung in Nerven und Muskeln. Das Forscher­ team erhofft sich nun wichtige neue Erkenntnisse, die zu einer besseren Behandlung bei Erkrankungen verschiedener Organe sowie des Nerven­ systems führen. www.umm.de

Der Seife auf den Leim gegangen Impfstoffe, medizini­ sche Sprays, mögli­ cherweise aber auch Cremes oder Salben müssen künftig viel­ leicht neu gemischt werden. Denn die Sub­stanzen, die die­ se Emulsionen sta­ bilisieren, wirken entweder kaum oder Tröpfchen im Blick: Sylvie Roke untersucht die Oberanders, als seit gut flächen von Emulsions-Tröpfchen und hat festge100 Jahren gedacht. stellt, dass sie sich mit ­weniger Seifen-Molekülen Physiker des Max- umgeben, als bislang gedacht.  Quelle: Frank Vinken Planck-Instituts für Metallforschung um Sylvie Roke haben festgestellt, dass Tröpfchen in ­Nano-Emulsionen wie etwa in Impfstoff-Zubereitungen kaum von Deter­ genzien eingehüllt werden. Roke hat mit der Schwingungs-Summen-Fre­ quenz-Spektroskopie eine Methode entwickelt, um gezielt den molekularen Aufbau von Kolloid-Oberflächen zu untersuchen – dazu gehören auch ­Öltröpfchen in einer Emulsion. Die Methode ermittelt aus charakteristi­ schen Schwingungen der Oberflächen-Moleküle nicht nur, welche Substan­ zen auf den Öltröpfchen sitzen, sondern auch in welchen Mengen. Auf die­ se Weise hat das Team verschiedene Mischungen aus Wasser, Öl und Natriumdodecylsulfat (NDS) – einem gängigen Detergenz in Shampoos und Cremes – untersucht. Die Flüssigkeiten wurden so gut gemischt, dass die Öltröpfchen kleiner als 100 nm waren. Sie stellten fest, dass sich die ­Öltröpfchen nur mit wenigen NDS-Molekülen umgeben. Das ändert sich auch kaum, selbst wenn die NDS-Konzentration in der ­Mischung drastisch erhöht wird. Aus der Menge der NDS-Moleküle auf den Öltröpfchen be­ rechneten die Physiker, wie stark das Detergenz die Oberflächenspannung zwischen Wasser und Öl reduziert – und diese war längst nicht so stark, wie bisher angenommen. Die Forscher wollen nun herausfinden, was ­Nano-Emulsionen, die in der Medizin oft Anwendung finden, tatsächlich stabilisiert. www.mpg.de GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 277

Magazin

Kalte Fährte heißer Bakterien Molekulare Spurensuche im arktischen Sediment Ölquellen und die Tiefen der ­Erdkruste sind wohl der Ursprung Hitze ­liebender Bakterien im arkti­ schen Meeressediment. Zu diesem Ergebnis hat ein vom Wissenschafts­ fonds FWF unterstütztes Projekt ­beigetragen, in ­dessen Mittelpunkt molekularbiologische Methoden zur Untersuchung ­solcher „fehlplatzier­ ten“ Bakterien stehen.

Vor mehr als 50 Jahren fand man sie – woher sie kommen, blieb rätselhaft: Bakterien, die sich ­eigentlich erst ab 50 °C so richtig wohl fühlen, aber im arktischen Meeresbodensediment vor Spitzbergen bei Temperaturen um den Gefrier­ punkt leben. Dabei ist „leben“ relativ zu verste­ hen, denn die gefundenen Bakterien zeigen dort wenig Neigung zu Stoffwechselaktivität und fristen ihr Dasein als Sporen, einer Überdaue­ rungsform. Doch gerade ihr Stoffwechsel wäre eigentlich besonders interessant, sind einige doch als „Sulfatreduzierende Mikroorganismen“ (SRMs) zum Abbau organischer Materie bei feh­ lendem Sauerstoff fähig. Und genau diese Fähig­ keit gab erste Hinweise auf eine mögliche Her­ kunft dieser mikrobiellen Migranten.

Aus der Tiefe Thermophile SRMs lieben Temperaturen über 50 °C und die Abwesenheit von Sauerstoff. Gera­ de unter diesen Bedingungen können diese Mik­ roorganismen organisches Material abbauen. Das internationale Team mit FWF-Projektleiter Dr. Alexander Loy vom Department für Mikrobi­ elle Ökologie der Universität Wien vermuteten unterseeische Ölquellen, aber auch Lebensräu­ me tief in der Erdkruste als Herkunftsort für thermophile SRMs in arktischem Sediment. Zur Klärung dieser Hypothese mussten zu­ nächst entsprechende molekularbiologische Me­ thoden angewendet werden, die eine Bestim­ mung der Verwandtschaften der thermophilen Bakterien erlaubten. Im Mittelpunkt der Arbeit stand dabei die sog. 16S rRNA, ein Bestandteil bakterieller „Proteinfabriken“. Aufgrund ihrer 278 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Molekularbiologen unterwegs: Hitze liebende Mikroorganismen vermutet man woanders. Wie sie hier nach Spitzbergen kommen, untersucht ein internationales Team mit Unterstützung des FWF.

essenziellen Bedeutung für das Leben der Bakte­ rien wird die 16S rRNA im Laufe der Evolution nur wenig verändert. Und diese wenigen Verän­ derungen erlauben Rückschlüsse auf die Ver­ wandtschaften: Teilen zwei Arten eine dieser Veränderungen, so ist eine engere Verwandt­ schaft anzunehmen.

Verwandtschaft in Prozenten In Zusammenarbeit mit Kollegen des Bremer Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie sowie der Universitäten in North Carolina, USA, und Aarhus, Dänemark, konnten erste Fakten gesammelt werden. Das Ergebnis: Die engsten Verwandten der thermophilen Bakterien aus der Arktis kommen aus Erdölvorkommen in der Nordsee. Bis zu 96 % der 16S rRNA stimmten zwischen diesen Arten und jenen aus dem arkti­ schen Sediment überein. Ein weiterer Anhaltspunkt wurde durch eine Analyse der Anzahl vorhandener Endosporen geliefert, die von Dr. Loys internationalen Kolle­ gen durchgeführt wurde. Denn aufgrund der ge­ fundenen Anzahl wurde berechnet, dass pro Jahr und Quadratmeter 100 Mio. Bakteriensporen abgelagert werden. Das war der zweite wesent­ liche Hinweis auf den Ursprung dieser Bakterien. Offensichtlich muss dort eine so große Populati­

on existieren, dass eine kontinuierliche Versor­ gung möglich ist. Dafür kamen eigentlich nur Ölvorkommen und Ökosysteme der Erdkruste in Frage, in denen hohe Temperaturen ideale ­Lebensbedingungen für Hitze liebende Bakterien bieten. Sollten diese thermophilen SRMs in arkti­ schen Gewässern tatsächlich ihren Ursprung in unterseeischen Erdölquellen haben, dann wür­ den die angewendeten Methoden auch einen Beitrag zur Ölexploration leisten können. Die Möglichkeit, dass auch molekularbiologische Methoden Hinweise auf Erdölvorkommen liefern können, gibt dem Projekt eine spannende wirt­ schaftliche Facette. Literatur [1] Hubert C. et al.: Science 325, 1541 (2009)

▶ ▶K ontakt Dr. Alexander Loy Department für Mikrobielle Ökologie Universität Wien Wien, Österreich Tel.: +43 1 4277 54207 [email protected] www.microbial-ecology.net

Interview

Neuer Fachverbandsvorsitzender bei Spectaris Mathis Kuchejda folgt Dr. Gerhard Wobser Zeitgleich mit der Schaffung des neuen Spectaris-Fach­ verbandes Analysen-, Bio- und Labortechnik hat die Bran­ chenvertretung Mathis Kuchejda zum ­neuen Vorsitzenden gewählt. Dr. Gerhard Wobser stellte sich wegen seines Ausscheidens aus dem Berufsleben nach mehr als zehn­ jähriger Amtszeit nicht mehr zur Wahl. Mit Mathis Kuchej­ da wählte der Fachverband einen ­Vorsitzenden, der als Geschäftsführer des Berliner Unternehmens Schmidt + Haensch bereits viele Jahre bei Spectaris aktiv ist. 22 Mathis Kuchejda (links), Dr. Gerhard Wobser (rechts), Spectaris

Dr. Margareta Dellert-Ritter befragte Mathis Kuchejda, der durch sein neues Amt auch gleichzeitig Vorstands­

GIT Labor-Fachzeitschrift: Herr Kuchejda, als Geschäftsführer von Schmidt + Haensch sind Sie seit einigen Jahren bei Spectaris aktiv, nun wurden Sie zum Vorsitzenden des Bereiches ABL gewählt. Mit welchen Visionen treten Sie dieses Amt an? M. Kuchejda: Die Bedeutung der Analysen-, Bio- und Labortechnik wird oft noch unterschätzt. Dabei kann die Branche sehr selbst­ bewusst auftreten: ein Marktvolu­ men von mehr als 5,5 Milliarden Euro und eine Exportquote deut­ lich jenseits der 50 %-Marke spre­ chen eine deutliche Sprache. Die Unternehmen entwickeln vielfälti­ ge Speziallösungen für zahlreiche Märke und ­Nischen im In- und Ausland. In Zukunft gilt es, die Wahrnehmung dieser Branche zu steigern. Wie lautet das Motto bzw. der Leitspruch für Ihre Verbands­ zukunft? M. Kuchejda: Ich möchte den l­ebendigen Austausch zwischen den Mitgliedern stärken und die In­ teressen der Branche nach außen artikulieren und vertreten. Der Bereich ABL war bisher Teil des Fachverbandes Photonik

und Präzisionstechnik, nun ist ABL ein eigener Fachverband innerhalb des Industrieverbandes Spectaris. Was bedeutet das konkret? M. Kuchejda: Als eigenständiger Fachverband können wir uns nun aus dem Windschatten der Photo­ nik heraus mit eigenem Profil prä­ sentieren – vor allem auch gegen­ über unseren Kunden. Spectaris bündelt die Interessen der High­ tech-Industrie. Die internen Struk­ turen unterstützen die Sichtbarkeit der ­Analysen-, Bio- und Labortech­ nik ­innerhalb des Gesamtverban­ des und schaffen Synergieeffekte mit den anderen Fachverbänden. Und deshalb fühlen wir uns hier bestens aufgehoben.

mitglied im Gesamtverband Spectaris geworden ist, über Struktur, Strategien und Zielsetzungen des Verbandes.

Welche Interessen vertritt der Fachverband allgemein? M. Kuchejda: Die deutsche ABLBranche genießt im Ausland einen hervorragenden Ruf. Das sollten wir nutzen, um etwa internationale Standards zu setzen und zu trans­ portieren. Ich möchte die internati­ onale Vermarktung unserer Produk­ te stärken, etwa durch Unterstützung der Vertriebsstrukturen. Zur Interes­ senvertretung gehört auch, dass wir uns zum Beispiel in Brüssel für den Abbau von bürokratischen Hemm­ nissen einsetzen, die unser Wachs­ tum begrenzen. Wer kann Mitglied werden?

Wie wird sich das auf die Verbandsarbeit auswirken? M. Kuchejda: Als Vorsitzender des Fachverbandes etwa bin ich gleich­ zeitig Mitglied des Gesamtvorstan­ des von Spectaris. Das heißt, die Branche spricht mit eigener Stim­ me des Verbandes und kann die Arbeit mitgestalten. Davon sollen unsere Mitglieder profitieren und zwar in Form von maßgeschneider­ ten Dienstleistungsangeboten, aber auch durch eine erfolgreiche Inter­ essenvertretung.

M. Kuchejda: Im Prinzip kann ­jeder Hersteller von Analysen-, Bio- und Labortechnik Mitglied werden. Mein Wunsch ist es, die Mitglied­ schaft künftig auch um die Prozess­ analytik zu erweitern. Wir verzeich­ nen ja seit Jahren steigende Mitgliederzahlen mit aktuell mehr als 70 Unternehmen. Ich möchte diese Entwicklung unterstützen. Wie differenzieren Sie sich von anderen Verbänden und Vereinen?

M. Kuchejda: Spectaris zeichnet sich dadurch aus, dass die Mitglie­ der hoch innovative und sehr spe­ zielle Produkte für vielfältige ­Anwender- und Nischenbereiche herstellen. Diese Differenzierung beschreibt gleichzeitig die beson­ dere Bedeutung. Dabei gibt es eine gemeinsame Klammer für alle Fachverbände. Das sind die glei­ chen Abnehmermärkte. Welche Ziele verfolgen Sie im Fachverband ABL? M. Kuchejda: Eigentlich lässt sich das wie folgt auf den Punkt brin­ gen: Der Fachverband soll mithel­ fen, das weitere Wachstum der Branche zu fördern und gleichzei­ tig einen echten Mehrwert für die Mitglieder zu schaffen.

▶ ▶K ontakt Spectaris e.V. Berlin Tel.: 030/414021-0 Fax: 030/414021-33 [email protected] www.spectaris.de

GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 279

Interview

Algenbiotechnologie im Focus Algen als Energielieferant, Rohstoffquelle und Nahrungsmittel Große Aufmerksamkeit erfährt zur Zeit der Bereich der Algenbiotechnolgie sowohl von Wissenschaftlern und Forschern, als auch von Energieversorgern, Fördereinrichtungen und Wagniskapitalgebern. Dr. Jutta Jessen von der GIT Labor-Fachzeitschrift sprach mit Prof. Dr. Clemens Posten über Chancen und Risiken der Technologie.

22 Prof. Dr. Ing. Clemens Posten, Karlsruher Institut für Technologie KIT, Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik

GIT Labor-Fachzeitschrift: Innerhalb der Bioprozesstechnik trifft die Algenbiotechnologie zur Zeit auf ein großes allgemeines Interesse. Welche Nutzungsmöglichkeiten für (Mikro-) Algen bestehen bereits, welche sollen ausgebaut, bzw. entwickelt werden? C. Posten: Das Einsatzgebiet großtechnisch pro­ duzierter Algen ist im Moment auf die Bereiche Lebens – und Nahrungsergänzung fokussiert. So werden z. B. die Algen der Gattung Chlorella auf­

grund ihres hohen Proteingehalts, sowie ihres Gehalts an ungesättigten Fettsäuren geschätzt. Darüber hinaus beinhaltet Chlorella einen hohen Anteil an Vitaminen der B-Gruppe und Carotino­ ide, die in der Lebensmitteltechnologie Verwen­ dung finden. Die getrocknete Chlorella Biomasse wird dabei vor allem für die Herstellung von ­Reformkost eingesetzt. Sie findet z. B. als Zusatz in Nudeln und Getränken Verwendung. Neben der Nutzung als Lebensmittelergän­ zungsprodukt sind besonders die in Algen der Aquakultur von industriellem Interesse. So wird das Carotinoid Astaxanthin in der Lachs- und ­Forellenzucht als Pigmentquelle verwendet. Darüber hinaus liefern die Algen Rohstoffe für die Kosmetik-Wasch- und Reinigunsmittel­

Abb. 1: Mittels LEDs farbig beleutete Schüttelkolben mit Chlamydomonas reinhardtii 280 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

industrie. Spezialanwendungsbereiche finden sich als natürliche Farbstoffe für die Diagnostik oder auch als Fluoreszenzmarker. In welchem Nutzungsbereich sehen Sie das größte Entwicklungspotential, in welchem sind die größten Schwierigkeiten zu erwarten und worin bestehen diese? C. Posten: Versuche im Nutztierbereich, die die Beimischung von Algenbiomasse zum normalen Futtermittel untersuchen zeigen positive Einflüs­ se auf das Leistungs- und Gesundheitsverhalten der Tiere. Die Vermarktung von Algenbiomasse als Futtermittel, als ganze Alge oder Protein­ extrakt, ist unter der gegenwärtigen EU-Rechts­ lage allerdings nicht möglich. Somit bietet dieser

Interview

Abb. 2: Pilot-Rohrreaktor mit der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii am KIT

­ ereich nach Klärung der Zulassungsverfahren B ein großes Entwicklungspotential. Wie schon erwähnt, ist die Aquakultur ein schnell wachsendes Feld. So können etwa Fisch­ mehlzusätze in den Futterpellets für Fischfarmen auch im Binnenland durch Algen vorteilhaft er­ setzt werden. Für diese Anwendung sind Wert­ schöpfungen von 5€/kg Algentrockenmasse zu erwirtschaften. Die Futtermittelindustrie wird also ein wichtiger Schritt zur Entwicklung immer günstigerer Verfahren zur Algenproduktion sein. Neben der Verwendung der Algen im Lebensund Futtermittelbereich werden aus Algen pro­ duzierte Energieträger wie Biodiesel, Biomethan und Biowasserstoff als Wertstoffgrundlage favo­ risiert. Eine wirtschaftlich sinnvolle Umsetzung des Algenrohstoffes wird zur Zeit aber noch ent­ wickelt, da es bislang nicht möglich ist, Algen zu 1.000 €/kg herzustellen. Das Potential dazu ist aber nachgewiesen, die Umsetzung wird auf biologischer und verfahrenstechnischer Ebene angegangen. Gibt es bereits erfolgreiche Produkte, die mit Hilfe der Algenbiotechnologie produziert wurden, wie hoch ist der Marktanteil und sind in naher Zukunft weitere Produkte zu erwarten? C. Posten: Mittels Algenbiotechnologie herge­ stellte ungesättigte Fettsäuren bzw. Omega-3 Fettsäuren stellen ein hochwertiges Produkt dar, welches bereits sehr erfolgreich vermarktet wird. Die Isolierung von Omaga-3 Fettsäuren aus Fischöl bildet die einzige alternative Quelle, da die Fische selbst die Fettsäuren mit den Algen als Nahrungsbestandteil aufnehmen. Weitere Produkte sind vor allem für den ­Bereich Kosmetik zu erwarten, wie z. B. Scham­

poos oder Farbstoffe für Kinderbadezusätze. ­Dagegen sind die Produktideen im Bereich der aus Algen zu isolieren/ synthetisierenden Fein­ chemikalien noch nicht ausgereift. Potential bie­ tet der gesamte Bereich, da bisher nur ca. 80.000 Algenarten identifiziert sind. Wie beurteilen Sie die zukünftigen Entwicklungschancen? Welche ökologischen bzw. ökonomischen Perspektiven sehen Sie generell für die Zukunft der Algenbiotechnologie? C. Posten: Die Algenbiotechnologie bietet den grundsätzlichen Vorteil, dass die Ausnutzung des Sonnenlichts im Organismus bis zu 5-fach effizienter erfolgt, als z. B.: bei den Landpflan­ zen Mais oder Raps. Darüber hinaus ist es von ökologischem Vorteil, dass eine Algenanzucht im geschlossenen Container-System auch in wasserarmen Gebieten erfolgen kann. Ein ­intensiver Einsatz von Insektiziden oder Herbizi­ den bzw. von Dünger ist nicht notwendig. Damit besteht die Möglichkeit ohne Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion Biomassegewinn zu ­erzielen. Von ökonomischer Bedeutung ist die Tatsache, dass Algen als nachwachsender Roh­ stoff die Lücke zwischen Lebensmittel- und Energiemarkt füllen. Welchen Stellenwert nimmt die Algen­ biotechnologie hier in Deutschland im ­Vergleich zu Europa, bzw. zur weltweiten Forschung und Entwicklung ein? In welchen Bereichen gibt es einen Wett­bewerbsvorsprung? C. Posten: In Deutschland hat die Firma Biopro­ dukte Prof. Steinberg in Klötze bei Wolfsburg mit der größten geschlossenen Algenanlage die Vor­

reiterrolle in der Umsetzung der Algenbiotech­ nologie übernommen. Der Bereich der Prozess­ technik wird von der IGV in Potsdam und von uns hier in Karlsruhe intensiv geforscht. Seit ­wenigen Jahren werden auch etliche öffentliche Projekte gefördert. Europaweit gibt es prozess­ technische Forschungsinstitute in den Niederlan­ den, in Tschechien, in Italien und in Spanien. Diese Aktivitäten, die teilweise schon seit eini­ gen Jahrzehnten laufen, haben Deutschland und Europa insgesamt einen Vorsprung in der Pro­ zesstechnik mit Algen eingebracht. Ähnliches gilt für die biologische Seite. Demgegenüber sind allerdings seit zwei Jah­ ren in den USA riesige finanzielle und wissen­ schaftliche Ressourcen für die Algenforschung frei gesetzt worden. Hier ist vor allem der Energiemarkt im Fokus des Interesses. Energiefirmen wie Shell und Esso haben jeweils dreistellige Millionenbeträge ein­ gesetzt, Bill Gates und die amerikanische Regie­ rung selbst ebenfalls. Um dem entgegenzutreten vernetzen sich die Wissenschaftler europaweit noch intensiver als sowieso schon. Gibt es Technologie-Entwicklungen aus dem Bereich der Algenbiotechnologie, die auch für andere Bereiche genutzt werden können? C. Posten: Es gibt Überlegungen, Algen als Lie­ feranten von rekombinanten Pharma-Proteinen einzusetzen. Dieser Forschungsbereich steckt aber noch in den Kinderschuhen. Welche Forschungspläne und Ziele haben Sie persönlich in Bezug auf die Algenbiotechnologie? C. Posten: Wir möchten die biologische Seite der Algenbiotechnologie, d. h das Instrument Alge besser bzw. eindeutiger mit der technischen Sei­ te verknüpfen. Dazu gehört es, das Wissen über die grundsätzlichen Mechanismen der Photosyn­ these in quantitative Kinetiken der unterschiedli­ chen Algen zu übersetzen. Es sollen Bioreaktoren entwickelt werden, die mit geringen Investitions­ kosten und geringen Mengen für Hilfsenergie auskommen und trotzdem hoch intensiv arbei­ ten. Insgesamt bietet das Feld gute Entwick­ lungschancen für technische Anpassungen, die dann schlussendlich auch zur Effizienzsteigerung in den verschiedenen Bereichen führen können.

▶ ▶K ontakt Prof. Dr. Ing. Clemens Posten Karlsruher Institut für Technologie KIT Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik Tel.: 0721/608-2410 Fax: 0721/608-7553 [email protected] GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 281

Interview

eBusiness-Lösungen für den Laboreinkauf Optimierung im Bestellprozess Zeit ist Geld und nicht erst seit der Weltwirtschaftskrise ist „Prozessoptimie­ rung“ ein geflügeltes Wort in jedem Unternehmen. Auch in der Beschaffung von Laborverbrauchsmaterialien und Laborchemikalien steckt für Firmen und Universitäten viel Optimierungspotential. Der Laborgroßhändler VWR ­International, der bereits heute 50 % seines Auftragseingangs online abwi­ ckelt, bietet mit seinem Online-Bestellsystem nicht nur umfangreiche Such­ funktionen zum schnellen Auffinden der gewünschten Produkte, sondern auch individuelle e-Business-Lösungen an. GIT Labor-Fachzeitschrift sprach mit Dietmar Klein, Marketingleiter Deutsch­ 22 Dietmar Klein, Marketingleiter Deutschland

land und Bernd Heimeier, Leiter e-Business Deutschland über das System und verschiedene Nutzungsmöglichkeiten. Das Interview führten Dr. Anja Gaugel und Dr. Katja Habermüller.

22 Bernd Heimeier, Leiter e-Business Deutschland

GIT Labor-Fachzeitschrift: Herr Klein, was unterscheidet den VWR LabShop von anderen Webshops? D. Klein: Ein entscheidender Vorteil von vwr.com ist sicherlich die Vielfalt unseres Angebots. Das komplette VWR-Sortiment mit über 850.000 Pro­ dukten ist online verfügbar und ermöglicht ­dadurch den Kunden fast ihren gesamten Labor­ bedarf bei uns abzudecken. Das erspart z. B. mühsames Surfen auf verschiedenen Hersteller­ seiten und Einzelbestellungen, die unter ­Umständen sogar noch mit höheren Kosten ver­ bunden sind. Hervorzuheben sind die kundenin­ dividuellen Eingabemöglichkeiten von z. B. Kos­ tenstellen, Projektnummern, Vertragsnummern oder kundeneigenen Auftragsnummern. Deswei­ teren werden verschiedene Dokumente wie z. B. technische Datenblätter, Sicherheitsdatenblätter 282 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

HIGH LIGHTS

und chargenbezogene Analysenzertifikate für Chemikalien online zur Verfügung gestellt. Wie findet sich der Nutzer in diesem ­riesigen Sortiment zurecht? D. Klein: Hierbei helfen zahlreiche optimierte Suchfunktionen u. a. nach VWR-Katalognummer, Hersteller-Artikelnummer, CAS-Nummer oder Summenformel bei Chemikalien und Volltext­suche im online-Katalog. Einen besonderen Service bie­ tet dem Anwender die grafische Strukturformelsu­ che. Hier können Molekülstrukturen gezeichnet und dann die entsprechenden Produkte angezeigt werden. Sind die VWR-Artikelnummern bekannt, können bis zu 50 Artikel direkt über die Funktion „Expressorder“ in den Warenkorb gelegt werden. B. Heimeier: Sehr häufig wird auch die IndexSuche oder die Synonymsuche benutzt. Hier kann mit typischen Begriffen aus dem Labor­ slang gesucht werden, wie z. B. „Rührfische“ (Magnetrührstäbchen) oder „Holzgeist“ (Me­ thanol). Für Routinebestellungen kann sich jeder registrierte Nutzer auch individuelle Einkaufslis­ ten anlegen und diese Listen mit anderen Kolle­ gen teilen, oder eine Best-Buy-Liste aus voran­ gegangenen Bestellungen erstellen. Wobei jeder Kunde die Lagerverfügbarkeiten und seine indi­ viduellen Nettopreise auf der Katalogseite, so­ wie im Warenkorb angezeigt bekommt. Das Stichwort gemeinsame Bestellung bringt uns zum Thema Warenströme und Logistik. Gibt es Schnittstellen zu Warenwirtschaftsystemen von Kunden und wie sehen diese aus? B. Heimeier: Die gängstige Methode ist die ­direkte Schnittstelle zwischen dem Kundensystem und dem VWR Shop, die sog. OCI Schnittstelle

(Open Catalog Interface). Wir haben aber auch Kunden die zum Beispiel Ariba oder Oracle Punch­ Out Schnittstellen nutzen. D. h. alle in der ­Industrie standardisierten Schnittstellen können mit unse­ rem VWR Shop verwendet werden. Durch die Kopplung ans Warenwirtschaftssystem kann der Kunde just-in-time bestellen und so z. B. seine La­ gerkosten optimieren. Diese ­Lösungen werden bei VWR durch drei e-business Spezialisten im Au­ ßendienst sowie einen kompetenten Support im Innendienst umgesetzt. Beratung vor Ort, sowie Anwenderschulungen sind ein kostenloser Service der VWR e-business Abteilung. D. Klein: Mit Hilfe unserer e-Business Tools kön­ nen wir aus dem Kundendialog heraus, individu­ elle Einstellungen im Bereich Budgetverwaltung, Artikelsortiment und Berechtigungen vorneh­ men. Ein weiterer Service sind sogenannte JITListen (Just in Time). Hier können den Mitarbei­ tern im Suchergebnis präferierte Produkte angezeigt werden. D. h der Kunde kann den Ein­ kauf seiner Mitarbeiter gezielt steuern. Zu unseren Zeiten an der Universität musste man noch Kostenvoranschläge einholen, ist dies somit nicht mehr nötig sind? D. Klein: Der VWR Shop verfügt über ein kom­ plettes Angebotstool, welches die Anfrage von Angeboten per e-Mail ermöglicht. Dieses Tool wird nur nach Rücksprache kundenindividuell freigeschaltet. Kann ich denn als Nutzer den Stand meiner Aufträge verfolgen? D. Klein: Ja. Unsere Kunden können sich in der Auftragsverfolgung alle Details wie zum Beispiel Lieferdatum, Liefer- sowie Rechnungsnummer online anzeigen lassen.

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GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 283

Interview Eine weitere Möglichkeit zur Lagerverwaltung bietet das VSR Stockroom Management. Was verbirgt sich dahinter? D. Klein: VSR (Virtual Stock Room) ist ein virtu­ elles Lagermanagementsystem für unsere Kun­ den basierend auf der VWR Datenbank. Dieses Tool kann die komplette Lagerhaltung des Kun­ den, wie z. B. Lagerbestände, Mindest- und ­Maximalbestände, Bestellungen, Warenein- und Warenabgänge, u. a. auch für „nicht-VWR-Liefe­ ranten“ abbilden. Unterstützend hilft der VWR Easybarcode Scanner. Herr Heimeier, Frage an den IT Spezialisten: Welches Shopsystem verwendet vwr.com? Eine Eigenentwicklung, Open Source oder proprietäre Software? B. Heimeier: Das ist eine gute Frage. Das ­Gesamtsystem ist selbst programmiert, es ent­ hält aber auch zugekaufte Komponenten wie Datenbank- und Suchfunktionen.

Aus dem online-Banking kennt man das https-Protokoll für sichere Datenüber­ tragung. Verwenden Sie das auch auf vwr.com? B. Heimeier: Unseren e-Business Kunden bieten wir diese Möglichkeit an und etwa die Hälfte der Großkunden nutzt https. Der Webshop selbst ­arbeitet mit http, wobei jedoch zahlreiche ­Sicherheitsmaßnahmen wie Firewalls und Pass­ wort-Schutz getroffen werden. Ganz wichtig ist zum Beispiel auch, dass die Lieferadressen nicht überschrieben werden können, damit sich nie­ mand Chemikalien oder ähnliches nach Hause schicken lassen kann. Werfen wir zum Schluss noch einen Blick in die Zukunft. Was wird es für Neuerungen geben? Wo sehen Sie Trends? D. Klein: Zunächst einmal dürfen sich unsere Kunden auf eine übersichtlichere und nutzer­ freundlichere Struktur unserer Homepage freu­

en, mit der wir wahrscheinlich im zweiten Halb­ jahr 2010 online gehen werden. Darüber hinaus arbeiten wir derzeit an zusätzlichen Features, zu denen ich an dieser Stelle aber noch nichts ver­ raten möchte, außer dass wir den „Bundling“Ansatz – den wir privat alle z. B. von Amazon kennen – verfeinern und ausbauen werden, um unseren Kunden den Bestellvorgang weiter zu erleichtern.

▶ ▶K ontakt VWR International GmbH Tel.: 06151/3972-0 Fax: 06151/3972-450 [email protected] www.vwr.com 

Temperiertechnik S chwerpunkt

Temperieren mit gesteigerten Leistungsdaten Präzise, ökonomisch, flexibel

Lauda löst mit der neuen ECO die legendäre Gerätelinie Ecoline ab. Der Temperierspezialist setzt auf ein Bedien­ konzept, das auf die Anforderungen der Anwender zu­ geschnitten ist und auf deutlich gesteigerte Leistungs­ daten. Damit findet ökonomisches Temperieren im

Abb. 1: Platzsparender Kältethermostat ECO RE 415 G mit farbigem TFT-Grafikdisplay

Labor im Maßstab von –50 – 200 °C statt.

Neuerungen und Weiterentwicklungen gibt es vor allem bezüglich Leistungsumfang und ­Bedienfreundlichkeit. Die Anzahl der Kontroll­ köpfe wurde von drei auf zwei reduziert, gleich­ zeitig aber hat sich der Leistungsumfang er­ höht. Die beiden Kontrollköpfe Silver und Gold verfügen über eine kräftige Umwälzpumpe mit sechs Leistungsstufen, einem Maximaldruck von 0,55  bar und einer Förderleistung von bis zu 22  l/min. Eine Mini-USB-Schnittstelle zum Anschluss eines PC oder dem Aufspielen von 284 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Software-Updates ist bei beiden Kon­ trollköpfen ­serienmäßig enthalten. Weitere Schnittstellen wie Analog-, Kontakt-, RS-232- / 485- und Profibus­ modul können individuell in die vor­ handenen Steckplätze platziert werden. Ein weiteres Schnittstellenmodul, das als Zube­ hör verfügbar ist, ist das sogenannte Pt100/­ LiBus-Modul. Es enthält zum einen den An­ schluss für einen Pt100-Temperaturfühler. Durch den Anschluss eines Pt100-Fühlers sind

sowohl ECO Gold als auch ECO Silver Gerä­ te zur ­exakten exter­ nen Regelung prädesti­ niert. Zum anderen ist ein ­LiBus-Anschluss in diesem Modul enthalten. Daran kann beispielsweise die Fern­ bedieneinheit Command angeschlossen wer­ den. Eine zusätzliche Neuerung ist, vorne am Kontrollkopf, die manuell einstellbare und über­ aus praktische Förderstromaufteilung. Damit

Temperiertechnik S chwerpunkt

Abb. 2: Wärmethermostat ECO E 10 S mit monochromem LCD-Display

ist eine ­individuelle und stufenlose Aufteilung des Förder­ stroms zwischen interner und ex­ terner Umwälzung auch während des laufenden Betriebes möglich. Neben den oben beschriebenen Leistungsmerkmalen bieten die Thermostate mit Kontrollkopf Silver ein monochromes LCD und einen Programmgeber mit einem Pro­ gramm und 20 Temperatur-ZeitSegmenten. Sie sind für Temperier­ aufgaben bis 150 °C geeignet. Anwender, die sich für ein Gerät mit dem Kontrollkopf Gold ent­ scheiden, erhalten als Ausstat­

tungsmerkmale ein farbiges TFT-Display, einen umfangreichen Programmgeber mit 150 Temperatur-Zeit-Seg­ menten, aufgeteilt auf fünf Programme, eine integrierte Ram­ penfunktion und Zeitschaltuhr so­ wie eine grafische Anzeige des Temperaturverlaufs. Die Maximal­ temperatur beträgt 200 °C. Die Menüführung ermöglicht eine sehr einfache und intuitive Bedienung der Geräte. Die Gerätevarianten RE 1050 S und RE 1050 G erreichen eine Tiefsttemperatur von –50 °C und bieten dabei noch solide 20 Watt Kälteleistung. Alle Kältether­ mostate sind auch als wasser­ gekühlte Varianten erhältlich. Die Wärmethermostate sind mit einem Transparentbad oder ­einem

Edelstahlbad ausgestattet. Von den Thermostaten mit Transparentbad gibt es Badgrößen von 6 – 20 l für einen Temperaturbereich von 20 bis 100 °C. Die Varianten ET 15 S und ET 15 G sind serienmäßig mit Pumpenanschlüssen versehen und kommen vorzugsweise bei den Vis­ kositätsmesssystemen PVS zum Einsatz. Die Varianten mit Edel­ stahlbad bieten Badvolumina zwi­ schen 4 und 40 Litern. Alle Wärme­ thermostate enthalten serienmäßig eine Kühlschlange. Der für externe ­Applikationen optimierte Wärme­ thermostat E 4 wird serienmäßig mit Baddeckel und Pumpenset ­geliefert. Die Kältethermostate ­arbeiten zuverlässig im Bereich von –50 – 200 °C und bieten Bäder von 4 – 20 l. Die Kälteleistungen betra­ gen 180, 200, 300 und 700 W bei 20 °C. Die leistungsstärksten Gerä­ te mit 700 W sind mit dem bereits von der Proline bekannten Smart­ Cool System ausgestattet. Dieses ermöglicht eine deutliche Energie­

einsparung, da nur die tatsächlich benötigte und nicht die maximale Kälteleistung bereitgestellt wird. Bei allen Kältethermostaten sind Baddeckel und Pumpenset serien­ mäßig enthalten. Das umfangreiche Geräteportfo­ lio mit insgesamt 50 Gerätevarian­ ten bietet für jede Applikation die richtige Lösung. Typische Anwen­ dungsbereiche sind die Probenvor­ bereitung in Chemie und Pharmazie, Qualitätssicherung, Materialprüfun­ gen, Analytik und der Bereich Life Science und Medizin.

▶ K ontakt Dr. Michael Seipel Lauda Dr.R. Wobser GmbH & Co. KG Produktmanager Temperiergeräte Lauda Tel.: 09343/503-273 Fax: 09343/503-283 [email protected]

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GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 285

Temperiertechnik S chwerpunkt

Induktive Erwärmung Anwendungsgebiete im Bereich der Kunststoffe Die induktive Zusatztemperierung zur Realisierung einer variothermen Prozessführung im Kunststoffspritzguss ist zentrales Thema der Forschung am Institut für Konstruk­ tion und Fertigung in der Feinwerktechnik der Universi­ tät Stuttgart. Bereits seit Mitte der 90er-Jahre wird ihr Einsatz gezielt untersucht und weiterentwickelt.

Grundlagen der induktiven Erwärmung Der Vorteil der induktiven Tempe­ rierung im Vergleich zu alternativen Verfahren ergibt sich im Wesentli­ chen durch die hohe Energiedichte, die mit ihrer Hilfe erzeugt werden kann (Tab. 1). Realisiert wird diese hohe über­ tragbare Energiedichte durch das Transformatorprinzip, bei dem in ein Werkstück ein elektromagneti­ sches Feld mit der Erregungsfre­ quenz eingebracht wird. Ist das Werkstück elektrisch leitfähig, werden in diesem hierdurch Wir­ belströme erzeugt, die auf Grund des Skineffektes in die Randschich­ ten verdrängt werden. Diese Wir­ belströme leisten am Ohm’schen ­Widerstand des Werkstücks eine

Leistung, die in Form von Wärme frei wird. Die Wärme wird also direkt in den Volumina erzeugt, die von dem elektromagnetischen Feld durchdrungen werden. Dies hat zur Folge, dass im Gegensatz zu anderen bereits etablierten Heiz­ verfahren nicht das gesamte Werkzeug auf ein höheres Tempe­ raturniveau gebracht werden muss, um einen Temperaturhub auf der Oberfläche zu realisieren, sondern nur eine Randschicht von wenigen Millimetern. Dies hat eine starke Reduktion der Zyklus­ zeiten zur Folge. Auch kann die einzubringende Energiemenge hierdurch reduziert werden, was neben wirtschaftlichen Aspekten auch zur Folge hat, dass die ins­ besondere in variothermen Pro­

Abb. 2: Externe Zusatztemperierung Dieses Verfahren bietet sich in erster Linie bei einer Implementierung des ­induktiven Systems nach Inbetriebnahme eines Werkzeugs sowie zu Voruntersuchungen zum Effekt der variothermen Prozessführung an, da keine Eingriffe in das Werkzeug notwendig sind und die erforderlichen Komponenten Induktor, Handling und Generator auch nachträglich hinzugefügt werden können. 286 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Abb. 1: Einfluss der variothermen Prozessführung auf die Abformung Grundsätzlich lassen sich bei der Umsetzung induktiver Systeme zwei ­Vorgehensweisen unterscheiden, die zum einen abhängig sind von der zu erwärmenden Geometrie oder Kavität, zum anderen jedoch auch von dem Zeitpunkt der Werkzeugentwicklung, bei dem die Entscheidung für eine ­induktive Zusatztemperierung gefallen ist.

zessen notwendige Kühlzeit auf die Ausgangstemperatur reduziert werden kann.

Induktive Zusatztemperierung im Kunststoffspritzguss Bezogen auf die variotherme Pro­ zessführung im Kunststoffspritzguss konnte im Rahmen mehrerer For­ schungsvorhaben das Potential in­ duktiver Zusatztemperierung weit­ gehend aufgeklärt werden. Bei dieser Verfahrensvariante des Standardspritzgussprozesses wird durch eine Zusatztemperie­ rung die Kavität eines Spritzguss­ werkzeugs vor dem Einspritzen des Kunststoffs auf ein erhöhtes Tem­ peraturniveau zumeist weit ober­ halb der Entformungstemperatur gebracht, der Kunststoff einge­ spritzt und im Anschluss daran das Werkzeug mit dem Formteil wieder auf die Entformungstemperatur ­abgekühlt. Durch diese Vorgehens­ weise ist es möglich, auch fein­ strukturierte Formteile mit höchsten Fließweg-Schichtdickenverhältnis­ sen, wie sie insbesondere im Mik­ rospritzguss vorkommen, geomet­ rieerhaltend abzuformen, was somit durch eine vorzeitige Erstar­ rung der Randschicht der Schmelze im Standardprozess nicht möglich ist (Abb. 1).

Externe Zusatztemperierung Bei der extern realisierten Zusatz­ temperierung wird ein der Kavitäts­ geometrie angepasster Induktor durch ein separates Handlingsystem in die Trennebene eines geöffneten Spritzgusswerkzeugs eingefahren. Der Induktor kann so gezielt die Oberfläche der Kavität erwärmen (Abb. 2). Bei der Erwärmung komplex strukturierter Kavitäten mit aus­ geprägter Topologie lassen sich diese Systeme nur beschränkt an­ wenden, da durch den Aufbau des Induktors aus Rohrmaterial zur Realisierung der Innenkühlung der Induktor nicht ausreichend nah an die Kavität geführt werden kann. Auch muss die Temperatur, auf die das Werkzeug erwärmt wird, sehr hoch gewählt werden, da bereits während des Schließens des Werk­ zeugs Wärme in den hinteren ­Bereich des Werkzeugs abfließt und nicht mehr für den zu erzie­ lenden Temperaturhub zur Verfü­ gung steht. Hierdurch kann es, gegebenenfalls verstärkt durch die thermische Trennung einzelner ­Erwärmungszonen durch eine aus­ geprägte Topologie, zu einer star­ ken Überhitzung des Werkzeugs bis über die Belastungsgrenze des Materials kommen.

Temperiertechnik S C hwerpunkt

Vollständig integrierte Zusatztemperierung Für Abhilfe kann hier die vollständig integriert realisierte Bauform sorgen. Hierbei wird der Induktor in das Werkzeug selbst integriert und er­ wärmt die Kavität von hinten. Als Vorteil dieser Erwärmungsmethode ist die weitgehend freie Gestaltbar­ keit der zu erwärmenden Kavität zu sehen. Da die Erwärmung der Kavi­ tät durch Wärmeleitung über eine kurze Strecke erfolgt, können die bei der externen Erwärmung von Über­ hitzung gefährdeten Bereiche schonender erwärmt werden. Im Rahmen eines aktuellen Forschungs­ vorhabens konnten jedoch auch die Nachteile des vollständig integrier­ ten Systems aufgezeigt werden. So lässt sich eine Integration des Sys­ tems in ein bestehendes Werkzeugs nur selten durchführen und muss daher bereits in der Entwurfsphase berücksichtigt werden. Auch steigt die zur Erwärmung der Kavität not­ wendige Zeit durch die verzögernde Wärmeleitung stark an, was somit zu einer Verlängerung der Zykluszeit führt. Die Integration der vielfältigen Funktionsträger, wie Auswerfer, Tem­ perierkanäle, Induktor und Indukto­ raußenkühlung bzw. Blitzkühlung, stellt den Werkzeugbau außerdem vor große Herausforderungen.

Verfahrenserweiterung im Bereich des Kunststoffspritz­ guss durch den Einsatz der induktiven Temperierung Die induktive Erwärmung bietet viel­ fältige Möglichkeiten die bereits eta­ blierten Spritzgussverfahren in vie­ lerlei Bereichen zu erweitern. Neben der Verfahrenserweiterung ermög­ licht die induktive Werkzeugtempe­ rierung auch die Verarbeitung neu­ artiger Polymere mit speziellen Materialeigenschaften.

Innovative Polymere mit neuartigen Material­ eigenschaften Am Institut wird derzeit das Poten­ tial der induktiven Werkzeugtem­ perierung bei der Verarbeitung neuartiger, elektrisch leitfähiger

Polymere mit einem Füllstoffanteil von mehr als 80 % Graphit unter­ sucht. Hauptproblem bei der Verar­ beitung solch hochgefüllter Kunst­ stoffe ist die hohe Viskosität der Schmelze und die in diesem Fall durch den hohen Graphitanteil her­ vorgerufene sehr gute Wärmeleit­ fähigkeit des Materials, welche zu einer schnellen Wärmeabfuhr aus dem Bauteil in das Werkzeug und damit zum Einfrieren des Anguss führt. Hier bietet die induktive Werkzeugtemperierung die Mög­ lichkeit des gezielten Aufheizens der Kavitätswand, wodurch eine vollständige Formfüllung und eine zuverlässige Abformung mikro­ strukturierter Bereiche des Bauteils sichergestellt werden kann. Neben der Anwendung im Kunst­ stoffspritzguss ist auch ein Einsatz der induktiven Erwärmung in alter­ nativen urformenden Verfahren vor­ stellbar.

Spritzprägen Eine Alternative bei der Herstel­ lung von Kunststoffbauteilen mit mikrostrukturierten Oberflächen zum klassischen Spritzguss stellt das Spritzprägen dar. Dabei wird die Kunststoffschmelze in das nicht vollständig geschlossene Werkzeug eingespritzt und dieses während des Einspritzvorgangs geschlossen. Die bewegliche Werk­ zeugplatte dient dabei als Präge­ stempel, welcher das Schmelzekis­ sen gleichmäßig in der Kavität verteilt und die Mikrostruktur in die Bauteiloberfläche einprägt. Untersuchungen haben gezeigt, dass die Verwendung eines be­ heizten Prägestempels die Abfor­ mung der Mikrostrukturen verbes­ sert und den Weg für die Anwendung neuer Polymere für das Spritzprägen ebnen kann.

Chemisches bzw. physikalisches Schäumen von Kunststoffen Ein mögliches Einsatzgebiet der in­ duktiven Werkzeugtemperierung im Kunststoffspritzguss besteht neben dem klassischen Spritzguss im Bereich der Sonderverfahren

Erwärmungsart

Wärmestromdichte in W/m2

Konvektion

0,5

Strahlung (Elektroofen)

8

Wärmeleitung

20

Infrarot-Punktstrahler

200

Flamme (Brenner)

1.000

Dielektrische Erwärmung

ca. 25.000

Mikrowelle

ca. 35.000

Induktionserwärmung

ca. 30.000

Laser (CO2)

108

Elektronenstrahl

1010

Tab. 1: Leistungübertragung im Vergleich

des chemischen bzw. physikali­ schen Schäumens von Kunst­ stoffen. Durch eine gezielte ­Erwärmung der Werkzeugwand lässt sich die Bildung dieser Rand­ schicht beeinflussen. Die induktive Werkzeugtemperierung bietet den Vorteil einer definierten Steuerung des Abkühlvorgangs und somit ei­ ner direkten Beeinflussung der Struktur der Randschicht bei ge­ schäumten Bauteilen. Denkbar ist auch die Erwärmung lediglich ein­ zelner Kavitätsbereiche und somit die Herstellung von Bauteilen mit unterschiedlich kompakten Rand­ schichten.

Anwendungen in anderen Bereichen der Kunststoffverarbeitung Über diese durchaus vielverspre­ chenden Anwendungen der induk­ tiven Zusatztemperierung im Kunststoffspritzguss hinaus lassen sich auch Anwendungen in ande­ ren Verfahren der Kunststoffverar­ beitung denken. So ist durch einen Einsatz der Technik im Bereich der Elastomer- und Duroplastverarbei­ tung eine mit dem Kunst­ stoffspritzguss vergleichbare Ver­ fahrenserweiterung zu erwarten, da zum Beispiel durch gezielte verstärkte Vernetzung im Werk­ zeug Formteile mit unterschiedli­ chen mechanischen Verhalten aus einem Material hergestellt wer­ den könnten. Auch sind verschie­ dene Anwendungen im Bereich Heiß- und Folienprägen sowie beim Laminieren großformatiger Formteile denkbar.

Zusammenfassung und Ausblick Die induktive Beheizung stellt über die Grenzen des Sonderverfahrens Mikro- und Ultrapräzisionsspritz­ guss hinaus eine vielversprechende Möglichkeit dar, schwer oder nicht zu fertigende Formteile in Massen­ fertigungsverfahren beziehungs­ weise Formteile mit neuen Materi­ aleigenschaften herzustellen. Im Vorfeld der eingehenden Un­ tersuchung dieser neuen Potentiale konnten bereits mehrere Projekte erfolgreich durchgeführt werden, die eine weitergehende wissen­ schaftliche Beschäftigung mit die­ sen Themen rechtfertigen. Das Grundlagenwissen, dass im Bereich Spritzguss aufgebaut wurde, muss hierfür auf seine Übertragbarkeit auf die neuen Verfahren untersucht werden und gegebenenfalls neu gebildet werden. Eine Weiterfüh­ rung des Themas konnte bereits mit einem AIF-geförderten Projekt zur induktiven Erwärmung bei der Abformung hoch graphitgefüllter Polymere erreicht werden. Literatur beim Autor.

▶ ▶K ontakt Dipl.-Ing. Michael Zülch Dipl.-Ing. T. Zimmermann Prof. Dr.-Ing. W. Schinköthe Institut für Konstruktion und Fertigung in der Feinwerktechnik Universität Stuttgart Tel.: 0711/685-66421 Fax: 0711/685-66356 [email protected] www.uni-stuttgart.de/ikff/

GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 287

Temperiertechnik S chwerpunkt

Scale-Up Temperieren von der Forschung bis zur Produktion

Bereits vor 20 Jahren hat Peter Huber mit dem Unistat-Prinzip eine thermodynamische Revolution eingeleitet. Das Temperiersystem ermöglicht mit über 60 Serien-Modellen ein professionelles Scale-up. Petite Fleur, der kleine Tango ergänzt nun diese Modellpalette: in einer Größe von 2/3, mit einer Leistung von 2/3 und zu einem Preis von 2/3. Die Gerätesysteme sind umschaltbar für extern offene Bäder oder geschlossene Objekte, z. B. Reaktoren. Der kleine Tango ist in erster Version gebaut für extern geschlossene Objekte. Mit Expansionsgefäß und dem großen beleuchte­ ten Schauglas der Unistate, für geschlossene Systeme ist er ein vollwertiger Unistat mit allen bekannten Vorteilen. Für offene Bäder ist eine zweite Version in Vorbereitung. Während die größeren Modelle mit dem 5,7“-Display aus­ gestattet sind, ist der kleine Tango mit dem 3,5“-Display des CC-Pilot ausgerüstet.

Funktionen für alle Temperieraufgaben Eine Vielzahl an Funktionalitäten zeichnen die Temperiersysteme aus. Die leistungsstarke Umwälzpumpe ist stufenlos regelbar. Die Druck­ regelung VPC und die adaptive Intern- und Kas­ kadenregelung TAC sorgen für beste Temperier­ ergebnisse. Das E-grade professional ist bereits vorinstalliert und ein internes ComG@te gehört zum Standard. Mit einer Breite von nur 260 mm eignet sich der Petite Fleur für den Einsatz in ­Laborabzügen. Die Rollen im hinteren Gehäuse­ teil machen das Handling in der räumlich be­ grenzten Umgebung einfach.

und ermöglicht gleichzeitig ein Dekantieren im laufenden Betrieb.

zierter Pumpendrehzahl können Leistungssteige­ rungen von 30 – 50 Watt erzielt werden.

Kälteleistung

Scale-Up

Nach DIN 12876 ist die Kälteleistung bei voller Pumpenleistung zu messen. Bei reduzierter Pum­ penleistung ist der Wärmeeintrag geringer. Dies führt zu mehr Netto-Kälteleistung und ermög­ licht tiefere Temperaturen. Der kleine Tango hat eine außergewöhnlich starke Pumpe. Bei redu­

Mit dem kleinen Tango ist das Temperiersystem Unistat nun schon ab einer Kälteleistung von 480 Watt bei 20 °C verfügbar und ermöglicht als einziges Temperiersystem der Welt ein pro­ fessionelles Scale-Up von der Forschung bis zur Produktion. Die Modellpalette deckt einen Tem­

Schnell betriebsbereit Wird das zu temperierende Objekt häufiger ge­ wechselt, so sind Wasserrückstände in Schläu­ chen und Reaktoren immer wieder ein Ärgernis. Das Wasser vermischt sich mit dem Thermofluid und beeinflusst den Temperierprozess nachtei­ lig. Das neuartige Wasserabscheidesystem des Petite Fleur trennt die störenden Wasseranteile

Abb.1: Der Petite Fleur 288 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Abb. 2: Die Grafik zeigt die Temperierleistung an einem 0,3 l Buchi Glas Uster aus Glas. („picoclave“).

Temperiertechnik S chwerpunkt

Fallstudie Petite Fleur

peraturbereich von –120 °C bis  425 °C und Kälte- und Heizleistungen bis zu 130 kW ab. Das Temperiersystem Unistat kann zudem mit Dampf- oder Kühlsolekreisläufen kombiniert werden und ist somit auch für Produktions­ mengen jenseits der 10 m3-Klasse einsetzbar.

Fallstudie 1 – Petite Fleur (Abb. 2)

Abb. 3: Die Grafik zeigt die außergewöhnliche Leistungsfähigkeit des Petite Fleur beim Temperieren des Prozessrauminhalts eines 0,3 l Buchi Glas Uster „picoclave“ von 20 °C nach –20 °C (40 K) und zurück.

Fallstudie 930 w

Mit dieser Fallstudie wird die Reproduzierbar­ keit der Prozesstemperatur in einem Tempera­ turzyklus mit einem Unistat Petite Fleur darge­ stellt. Der Thermostat wird mit zwei 1m langen iso­ lierten Metallschläuchen an den Reaktor ange­ schlossen. Zuerst wird die tiefste erreichbare Tempera­ tur ermittelt, anschließend ein Temperaturzyklus von 20 °C nach –10 °C und zurück. Alle Daten werden mit der maximalen Pumpenstufe aufge­ zeichnet. Die Grafik zeigt die  Leistungsfähigkeit beim Temperieren des Prozessrauminhalts eines 0,3 Liter Buchi Glas Uster „picoclave“ von 20 °C nach –20 °C (40 K) und zurück. Alle Daten wurden mit der maximalen Pumpendrehzahl ermittelt.

Fallstudie 2 – Unistat 930w (Abb. 4) Der Unistat 930 w temperiert einen 100 Liter Re­ aktor von Diehm. Die Fallstudie zeigt die Abkühl­ geschwindigkeit und die minimal erreichbare Temperatur im Reaktor. Der Sollwert von –60 °C wird innerhalb 86 Min. erreicht. Die Abkühlrate im Reaktor beträgt also rund 1 K/min. Nachdem die Prozesstempe­ ratur bei –60 °C eingeregelt ist, soll die tiefst mögliche Temperatur im Reaktor erzielt werden. Nach 120 Min. beträgt die Prozesstemperatur im 100 Liter Reaktor von Diehm –82 °C. Die Graphik zeigt, dass die Prozesstemperatur und die Manteltemperatur nur um 5 K differieren, dennoch ist erkennbar, dass die Temperaturen im weiteren Zeitverlauf noch leicht abfallen.

▶ ▶K ontakt

Abb. 4: Abkühlungsgeschwindigkeiten und minimal erreichbare Temperatur im Reaktor

Peter Huber Kältemaschinenbau GmbH Offenburg Tel.: 0781/9603-0 Fax: 0781/57211 [email protected] www.huber-online.com

GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 289

Temperiertechnik S chwerpunkt

Umweltfreundlich kühlen Tschüss Leitungswasserkühlung

Das Abführen von Wärme gehört in vielen Labors zum Tagesgeschäft. Eine Kühllösung wird immer dann benötigt, wenn Messgeräte, Analysegeräte, technische Aufbauten oder Versuchsapparaturen gekühlt werden müssen. Bei diesen Anwendungen bietet sich ein Umlaufkühler als umweltschonende Alternative zur Leitungswasserkühlung an. Vergleicht man beide Lösungen, 22 Michael Sauer, Julabo

Im typischen Forschungslabor gibt es eine Vielzahl von Applikationen und Gerätschaften, bei denen eine Kühlung unerlässlich ist. Entsprechend vielfäl­ tig sind die Einsatzmöglichkeiten eines Umlauf­ kühlers. Typische Anwendungen sind die Kühlung von Mess- und Analysegeräten wie z. B. Spektro­ meter, Refraktometer, Polarimeter, Chromatogra­ phen, Mikroskope sowie Destillationsapparaturen, Reaktionsgefäße und Rotationsverdampfer. Wer­ den derartige Anwendungen mit Leitungswasser gekühlt, ergeben sich häufig Probleme durch Tem­ peraturschwankungen. Spätestens wenn reprodu­ zierbare Versuchsbedingungen gefordert sind, er­ weist sich die Leitungswasserkühlung deshalb als problematisch. Die Vorteile eines Umlaufkühlers liegen da­ her auf der Hand: Neben dem reduzierten Was­ serverbrauch sind es vor allem der konstante Durchfluss und die damit verbundene Tempera­ turkonstanz. Weitere Vorteile ergeben sich durch das schnelle Abkühlen (Zeitersparnis) und die minimal erreichbare Kühlwassertempe­ ratur. Durch tiefe Kühlwassertemperaturen er­ zielt ein Umlaufkühler im direkten Vergleich ei­ nen höheren Wirkungsgrad und ist der Leitungswasserkühlung daher nahezu immer überlegen. Vor der Anschaffung eines Kühlers gilt es zunächst die benötigte Kälteleistung zu ermitteln. Je nach Komplexität der Anwendung müssen bei der Planung weitere Punkte beach­ tet werden. Neben Arbeitstemperatur und Käl­ 290 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

ergibt sich zudem ein klarer Kostenvorteil beim Einsatz von Umlaufkühlern.

teleistung ist die Leistung der Umwälzpumpe häufig von entscheidender Bedeutung. So ver­ langen beispielsweise Anwendungen mit gro­ ßem Volumen, langen Schlauchleitungen oder hoher Flüssigkeitsviskosität eine entsprechend kräftige Förderpumpe.

Breite Produktauswahl Auf dem Temperiergerätemarkt ist heute eine Vielzahl von Umlaufkühlern erhältlich. Hinsicht­ lich der Kühlleistung unterscheiden sich die Gerä­ te oftmals kaum. Um so wichtiger ist ein Blick auf die weiteren Ausstattungsmerkmale. Denn viele zunächst unscheinbare Funktionen erweisen sich im praktischen Einsatz als äußerst wichtig. Den Anfang machen bereits die Außenabmessungen, definieren diese doch den Platzbedarf im Labor. Je nach Position der Abluftöffnungen sind eventuell zusätzliche Mindestabstände bei der Aufstellung zu berücksichtigen. In der Praxis führt das manchmal zu einem wesentlich größeren Platzbedarf als es die reinen Außenabmessungen ver­ muten lassen. Ist der Aufstellungsort im Labor zugleich der Arbeitsplatz, sollten Abwärme und Geräuschpegel berücksichtigt werden. Abb. 1: Umlaufkühler für verschiedene Anwendungen in Labor und Industrie

Je nach Anwendung kann auch eine Füll­ stands- und Förderdruckanzeige sehr hilfreich sein. Im Idealfall sollte die Druckleistung der Umwälz­ pumpe einstellbar sein, um eine optimale Anpas­ sung an die Applikation zu ermöglichen (z. B. zum Schutz von empfindlichen Glasapparaturen). Nicht zuletzt sollte eine Kühllösung aber vor allen Dingen einfach in der Handhabung sein. Einige einfache Fragen geben bereits Aufschluss

Temperiertechnik S chwerpunkt

Abb. 3: Innenleben und Flüssigkeitskreislauf eines Umlaufkühler Abb. 2: Detaillösungen wie ein abnehmbares Frontgitter, eine unkomplizierte Befüllung und Entleerung sowie ein leicht zugänglicher Verflüssiger (Staubentfernung) erweisen sich in der Praxis als besonders nützlich.

über die Praxistauglichkeit: Sind sämtliche Bedienelemente gut zu­ gänglich? Ist das Gerät mobil ge­ nug für einen häufigen Standort­ wechsel? Kann das Gerät schnell und einfach befüllt und entleert werden? Können Staubablagerun­ gen an den Kühllamellen des Ver­ flüssigers leicht entfernt werden? Bei vielen Anwendungen befin­ det sich der Umlaufkühler im Dau­ erbetrieb. Daraus ergibt sich eine hohe Belastung für Umwälzpumpe und Kältemaschine. Beide Kompo­ nenten müssen daher auf einen zu­ verlässigen Dauerbetrieb ausgelegt sein. Pumpenmotor und Dichtungen sind hier manchmal ein limitieren­ der Faktor. Umlaufkühler von Julabo verfügen deshalb über dauerbe­ triebssichere Eintauchpumpen. Sen­ soren überwachen zusätzlich den Zustand von Pumpenmotor und Kältemaschine. Der Gefahr einer Überlastung (z. B. durch hohe Visko­ sität der Temperierflüssigkeit) wird so bereits im Vorfeld begegnet. Je nach Einsatzort des Umlauf­ kühlers ist die maximal zulässige Umgebungstemperatur von Bedeu­ tung. Gerade in kleineren Versuchs­ räumen oder in Umgebungen mit mehreren Abwärme produzierenden Geräten ist dieser Aspekt nicht zu unterschätzen. Julabo Umlaufkühler sind bis +40 °C einsetzbar, die ­zulässige Rücklauftemperatur darf sogar bis zu +80 °C betragen.

Temperatur, sondern auch die Be­ triebskosten. Denn durch die Ein­ sparung von Leitungswasser wer­ den nicht nur die natürlichen Ressourcen geschont, vielmehr er­ geben sich daraus auch wirt­ schaftliche Vorteile durch die Kos­ teneinsparung bei Wasser und Abwasser.

tungswasserkosten mit den Ener­ giekosten eines Umlaufkühlers (z. B. Modell FL601), ergibt sich eine Kosteneinsparung von ca. 1.800 € pro Jahr. Berechnungsgrundlage: tägliche Betriebszeit 8 h, 240 Tage im Jahr, durchschnittliche Strom- und Was­ serpreise in Deutschland im März 2009.

▶ ▶K ontakt Michael Sauer Julabo Labortechnik GmbH Marketing Communications Tel.: 07823/51-180 Fax: 07823/24-91 [email protected] www.julabo.de

Beispiel Die Kühlung von Rotationsver­ dampfern zählt zu den typischen Anwendungen für einen Umlauf­ kühler. Je nach Modell benötigt ein durchschnittlicher 3 l Rotationsver­ dampfer rund 230.000 l Kühlwas­ ser pro Jahr. Das entspricht in etwa dem Verbrauch eines 4-PersonenHaushalt. Als Beispiel soll daher die gleichzeitige Kühlung von zwei ­Rotationsverdampfern dienen. Mit einem einfachen Verteil-Adapter können mehrere Applikationen an einem Gerät betrieben werden. Die benötigte Kälteleistung kann wie folgt ermittelt werden: Kühlwassereintritt: 15 °C Kühlwasseraustritt: 17 °C Wasserdurchfluss: 4 Liter pro ­Minute Kälteleistungsberechnung: P = ∆T x c x m / t

Umwelt

∆T = 2 °C (Temperaturdifferenz) c = 4,18 kJ/kg*K (spez. Wärme­ kapazität für Wasser) m/t = 0,066 l/sec (Wasserdurchfluss)

Wie eingangs bereits erwähnt, senken Umlaufkühler nicht nur die

Die benötigte Kälteleistung beträgt 560 Watt. Vergleicht man die Lei­ GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 291

Instrumentelle Analytik

Kalibrierung „All inclusive“ Gemäß DIN 32645 In der instrumentellen Analytik besteht im Allgemeinen ein linearer Zusam­ menhang zwischen dem mit einem Instrument gemessenen Signal y und der Analytkonzentration x einer Probe, der durch Regression ermittelt wird. Aus einer vollständigen Regressionsrechnung kann man dabei nicht nur die Stei­ gung und den y-Achsenabschnitt der Kalibriergeraden ermitteln, sondern nach DIN 32645 [1] auch die Verfahrensstandardabweichung, Nachweis-, 22 PD Dr. Ursula Telgheder, Instrumentelle Analytische Chemie, Universität Duisburg-Essen

22 Prof. Dr. Karl Molt, Instrumentelle Analytische Chemie, Universität Duisburg-Essen

Kalibriergerade und Verfahrensstandardabweichung Es soll davon ausgegangen werden, dass die wahre Kalibrierfunktion die Form y = 3x + 4 besitzt. Ferner sollen 51 Kalibrierstan­ dards mit Gehaltswerten x zwischen 0 und 5 mit

Abb. 1: Simulierte Daten und zugehörige Regressionsgerade mit Vorhersageband (α = 0,1). yk ist der kritische Wert der Messgröße (α = 0,05), xNG die zugehörige Nachweisgrenze und xEG die Erfassungsgrenze. 292 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

­Bestimmungs- und Erfassungsgrenze. Dies wird im Folgenden an einem ­simulierten Beispiel dargestellt.

Inkrementen von 0,1 in einer bestimmten Ein­ heit vorliegen, die hier nicht genannt wird, da es sich um ein simuliertes Beispiel handelt. In DIN 32645 setzt man voraus, dass die Gehaltswerte der Kalibrierstandards die wahren Werte sind und vernachlässigt diesbezügliche etwaige Unsi­ cherheiten 1. Für die Simulation des Signal-Rau­ schens wird den wahren y-Werten Gaußsches Weißes Rauschen [2] überlagert, das mit einem Zufallszahlengenerator erzeugt wird. Abb. 1 zeigt die so für 51 Kalibrierstandards simulierten Daten und die damit berechnete Regressionsge­ rade einschließlich Vorhersageband.

wird häufig der Korrelationskoeffizient R bzw. das Bestimmtheitsmaß R2 angegeben 2. Es dabei zu belassen ist ein weit verbreiteter Fehler, denn diese Größen sind im Zusammenhang einer Kali­ brierung wenig informativ. Entscheidend ist viel­ mehr die Verfahrensstandardabweichung, die in DIN 32645 mit sx0 bezeichnet wird. Diese kann über die Residuen berechnet werden, also die Differenzen zwischen den beobachteten y-Wer­ ten und den durch die Kalibriergerade vorausge­ sagten Werten y^:

Berechnung der Regressionsgeraden Durch das angewendete Rechenverfahren nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate (Ordi­ nary Least Squares, OLS [3]) wird der Fehler in y-Richtung minimiert. Die folgenden Formeln zeigen, wie die Steigung b und der y-Achsenab­ schnitt a berechnet werden können. Hierbei ist zu beachten, dass eine Regressionsgerade stets __ durch den Schwerpunkt (x ,y ) der Daten geht.

Aus dieser Rechnung erhält man a = 4,079 und b = 2,997. Als nächstes interessiert den Analyti­ ker die Güte der Kalibrierung. Als Maß hierfür

Berechnung der Verfahrensstandard­ abweichung Aus den Residuen lässt sich die Reststandardab­ weichung sy,x der Messwerte der Kalibrierung und hieraus die Verfahrensstandardabweichung sx0 wie folgt berechnen:

Im vorliegenden Fall ist die Reststandardabwei­ chung sy,x = 0,822 und die Verfahrensstandard­ abweichung sx0 = 0,274. Die Verfahrensstan­ dardabweichung trägt die gleiche Einheit wie die Gehalte in den Kalibrierstandards und kann somit anschaulich als Analysenfehler verstan­ den werden.

Nachweis-, Erfassungs- und ­Bestimmungsgrenze In DIN 32645 wird zwischen der Nachweis-, Erfas­ sungs- und Bestimmungsgrenze unterschieden. Alle drei Werte ergeben sich aus der Regressions­ rechnung, wenn man die Vorhersageintervalle mitberechnet. Abb. 1 zeigt das Vorhersageband (für α = 0,1), dessen oberer und unterer Rand die Grenzen zweiseitiger Vorhersageintervalle in yRichtung darstellen. Die obere und untere Grenze der Vorhersageintervalle sind wie folgt gegeben:

n ist hierbei die Zahl der verwendeten Kalibrier­ standards und m die Zahl der Messungen 3, die für die Ermittlung des Analysenwertes herange­ zogen wurden. tf,α ist der t-Wert für f Freiheits­ grade (f = n-2) und eine vorgegebene Irrtums­ wahrscheinlichkeit α, welcher mit dem Computer berechnet oder einer entsprechenden Statistik-tTabelle entnommen werden kann.

Berechnung der Nachweis- und Erfassungsgrenze Die Nachweisgrenze ist ein kritischer Gehalts­ wert, bei dessen Überschreiten von der Anwe­ senheit des gesuchten Analyten ausgegangen wird. Dieser entspricht dem kritischen Wert yk der Messgröße, der gleich dem oberen Wert des Vorhersageintervalls gemäß Gl. (11) an der Stel­ le x = 0 ist:

Aus dem so ermittelten yk kann die Nachweis­ grenze xNG berechnet werden, indem yk in die Kalibrierfunktion y = bx + a eingesetzt und nach x aufgelöst wird:

weisgrenze, für die man nach Gl. (16) in vorlie­ gendem Fall xNG = 0,477 bei einem α von 0,05 erhält. Wäre der wahre Gehaltswert einer Analysen­ probe identisch mit der Nachweisgrenze, so würde man den Analyten auf lange Sicht nur in 50 % der Fälle nachweisen können, in 50 % der Fälle dagegen nicht (ß = 0,5, „Fehler 2. Art“). Möchte man die Empfindlichkeit der Analysen­ methode derart erhöhen, dass man in mindes­ tens 95 % der Fälle den Analyten nachweist (ß = 0,05), dann erhöht sich die Entscheidungsgrenze auf das Zweifache der Nachweisgrenze. Dieser Wert wird „Erfassungsgrenze“ genannt:

Im vorliegenden Fall ist also die Erfassungsgren­ ze xEG = 0,954.

Bestimmungsgrenze Die Nachweis- bzw. Erfassungsgrenze gibt an, ab welchem Gehaltswert man den Analyten in einer Probe mit vorgegebenen Irrtumswahr­ scheinlichkeiten α und β qualitativ nachweisen kann. Bei der Bestimmungsgrenze wird zusätz­ lich eine gewisse Mindestgenauigkeit gefordert, die als relative Ergebnisunsicherheit

definiert wird. Üblicherweise wird k = 3 verwen­ det. Aus Gl. (18) erhält man durch Auflösen nach xBG:

∆x entspricht dem halben zweiseitigen Vorher­ sageintervall in x-Richtung, das man durch Auf­ lösen von Gl. (11) nach x erhält, und nach Ein­ setzen in Gl. (19) ergibt sich damit für die Bestimmungsgrenze xBG:

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Hierbei ist zu beachten, dass für die Bestimmung der Nachweisgrenze ein einseitiges Vorhersage­ intervall verwendet wird, da für einen qualitati­ ven Nachweis nur die obere Grenze relevant ist. Bei gleich bleibender oberer Grenze halbiert sich α beim Übergang von einem zweiseitigen zu ei­ nem einseitigen Intervall. Abbildung 1 zeigt die graphische Lösung für das Auffinden der Nach­

Diese Gleichung enthält xBG auf der rechten und linken Seite. Eine graphische Lösung zeigt Abb. 2. Die roten Linien in dieser Abbildung entspre­ chen dem Vorhersageband für α = 0,05. Die ho­ rizontale blaue Linie entspricht k = 3, die anstei­ gende blaue Linie x/∆x. Am Schnittpunkt der beiden blauen Linien ist Gl. (19) erfüllt, woraus sich dann die Bestimmungsgrenze xBG ergibt.

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GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 293

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294 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Die grünen Punkte, die außerhalb des Vorher­ sagebandes liegen, wären nach Huber als Aus­ reißer [4] zu werten, was bei dem hier vorliegen­ den simulierten Beispiel natürlich nicht der Fall ist 4. Für die rechnerische Lösung von Gl. (21) nach xBG empfiehlt DIN 32645 ein iteratives Verfah­ ren. Dies ist jedoch nicht notwendig, denn diese Gleichung lässt sich in eine gemischt quadrati­ sche Gleichung umformen und wie folgt ge­ schlossen lösen: Abb. 2: Graphische Ermittlung der Bestimmungsgrenze xBG für k = 3.

Hierbei ist:

mit

Für k = 3 und α = 0,05 erhält man damit eine Bestimmungsgrenze von xBG = 1,676.

Zusammenfassung Es wurde gezeigt, wie sich im Rahmen einer Ka­ librierung die Verfahrensstandardabweichung und die Nachweis-, Erfassungs- und Bestim­ mungsgrenze gemäß DIN 32645 berechnen las­ sen. Abweichend von dem in dieser DIN vorge­ schlagenen Rechenverfahren (aber konform mit den Definitionen der DIN) wurde die Bestim­ mungsgrenze durch geschlossene Formeln in ei­ nem Schritt exakt ermittelt. Die Berechnungen lassen sich bei kleinen Datensätzen mit einem Taschenrechner und einer t-Tabelle durchführen. Zu beachten ist hierbei, dass für die Ermittlung des t-Wertes für ein bestimmtes α im Falle der Nachweisgrenze eine einseitige und im Fall der Bestimmungsgrenze eine zweiseitige Fragestel­ lung angewendet werden muss. Bequemer ist die Verwendung eines Tabellenkalkulationspro­ gramms wie z. B. Excel 5 oder eines Programms für die numerische bzw. statistische Datenverar­ beitung wie Matlab oder R. Alle Berechungen und die Erstellung von Graphiken in dieser Ar­ beit wurden mit der freien Software R [5] durch­ geführt. Ein entsprechendes R-Programm mit Erläuterungen und einem Beispiel-Datensatz (AAS Kupfer-Kalibrierung) kann unter http:// www.uni-due.de/iac/r_git.shtml herunter gela­ den werden.

Literatur [1] DIN 32465:2008-11, Chemische Analytik – Nach­ weis-, Erfassungs-und Bestimmungsgrenze unter Wiederholbedingungen – Begriffe, Verfahren, Aus­ wertung [2] Honerkamp J.: Stochastische Dynamische Systeme. Konzepte, numerische Methoden, Datenanalyse, Wiley-VCH, 1990, 66 ff. [3] Sachs L.; Hedderich J.: Angewandte Statistik - Me­ thodensammlung mit R, Springer, 2006, 251 ff. [4] Gottwald W.: Statistik für Anwender, Wiley-VCH, 2000, 122 ff. [5] R Development Core Team: R: A language and en­ vironment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Wien, Österreich, 2009, URL http://www.R-project.org.

Fußnoten: 1) Dies

ist allerdings nicht immer gerechtfertigt. Für Kalibrie-

rungen, die auch Unsicherheiten bezüglich der Gehaltswerte x berücksichtigen, wird auf ISO 6143 verwiesen. 2) Im 3) In

vorliegenden Fall ist R = 0.9387 und R2 = 0.9677. der Analytik ist es zur Erhöhung der Präzision des Analy-

senergebnisses üblich, Wiederholmessungen durchzuführen und das Ergebnis dann als Mittelwert aus den durchgeführten Einzelmessungen zu berechnen. 4)

Hieraus folgt, dass man bei großen Kalibrierdatensätzen mit dem Entfernen von Ausreißern zurückhaltend sein sollte.

5)

Ein geeignetes Excel-Programm kann unter http://www. arvecon.de/s50880496b80aef407/index.html bezogen werden.

▶ ▶K ontakt PD Dr. Ursula Telgheder Prof. Dr. Karl Molt Instrumentelle Analytische Chemie Universität Duisburg-Essen [email protected] [email protected]

Sicherheit

Vom Schnapsglas bis zur Maß MMS – Medien Management System für Anwender und Labormanager Wie funktioniert das Medien Management System und welcher Nutzen e ­ ntsteht? Das MMS von Düperthal kann als wichtiger „green-lab“-Baustein, z. B. als Schaltzentra­ le und Steuerung der zertifizierten Lager- und Entnahmestelle Fass-Station LL, einge­ setzt werden. Mit dieser Systemlösung für aktive ­Lagerung wird in der Praxis für den Anwender ein sicherheitstechnisch ­optimierterter und papierloser Ablauf ermöglicht: 22 Christian Völk, Marketingleiter Düperthal Sicherheitstechnik

Identifizierung/Autorisierung Der Anwender benötigt für seine Arbeit eine definierte Menge einer brennbaren Flüssigkeit, die in der Fass-Station LL gelagert wird. Um das Medium erhalten zu können, ist zunächst eine Identifizierung notwendig. Die Identifikation kann z. B. mittels Magnetkarten, Bar­ codesystem oder über die Einbin­ dung an ein bestehendes System erfolgen. Nur autorisierten Perso­ nen ist es entsprechend möglich, Zugang zu den entsprechenden Gefahrstoffen zu erhalten.

Medien- und Mengen­ auswahl Die MMS verfügt über ein Ziffern­ feld und ein modernes LED-Display im „BlueMode“-Design. Mittels dieser Peripherie besteht jetzt die Möglichkeit das Medium auszu­ wählen und die entsprechend ­benötigte Menge einzustellen. Die Mengen können passend der ­Gebindegröße, unabhängig ob Schnapsglas (20 ml) oder Maß (1 Liter), frei gewählt werden.

Automatische Türöffnung Nach der Medien- und Mengen­ auswahl wird über das Tastenfeld die Türöffnung bestätigt. Ein Warn­

signal informiert den Anwender zusätzlich, dass die automatische Türöffnung startet. Die pneumati­ sche Steuerung ist frei von elektri­ schen bzw. elektronischen Bautei­ len und ist somit die ideale Lösung in und um explosionsgefährdete Bereiche.

Aktivierung Pumpensteuerung Für ein Maximum an Sicherheit wird die Pumpensteuerung manu­ ell aktiviert. Erst nach dieser Frei­ gabe wird der Pumpenantrieb mit Energie versorgt und die vorge­ wählte Menge vorgepumpt.

Lüftung Bereits die Lüftung bietet eine dreifache Sicherheit. Schädliche Lösemitteldämpfe werden über eine Objektabsaugung direkt am Zapfhahn aufgenommen, ähnlich wie es an Kfz-Tankstellen der Fall ist. Ein weiterer Schutz für den Anwender ermöglicht die Luft­ schleierabsaugung im vorderen Schrankbereich. Dabei werden mögliche Dämpfe, die durch das

Lagermedium oder den Pumpvor­ gang entstehen, abgesaugt. Der dritte Baustein in der Funktionali­ tät der Lüftung ist die Ebenenab­ saugung über den gesamten Schrankinnenbereich, von Boden­ auffangwanne bis zur Schrankde­ cke. Selbstredend, dass bei sol­ chen wichtigen Bereichen der Abluftvolumenstrom überwacht und bei Fehlfunktion ein Alarmsig­ nal gesendet wird. Im Brandfall werden zusätzlich die Lüftungs­

Medienentnahme Über den integrierten Zapfhahn kann der Anwender jetzt die brenn­ bare Flüssigkeit in seinen Sicher­ heitsbehälter abfüllen. Das System gibt hierbei die maximal vorge­ wählte Menge frei, wobei der Zapf­ vorgang vom Anwender schon vor­ her beendet werden kann.

Automatische Türschließung Nach dem Füllvorgang wird nach einem definierten Zeitfenster die automatische Türschließung einge­ leitet. Der Anwender wird darüber mittels einem akustischem Signal informiert. Während dieses Arbeits­ prozesses greifen parallel vielfälti­ ge Sicherheitsfunktionen zum per­ sönlichen Schutz des Anwenders.

Abb. 1: MMS – Medien Management System GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 295

Sicherheit ßend und deaktivieren bei beim Schließvorgang den Pumpenantrieb, d. h einen vollautomatisier­ te Not-Aus-Funktion.

Modernes Labormanagement

Abb. 2: Identifizierung/Autorisierung

Abb. 3: Medien- und Mengenauswahl

klappen bei einer Temperatur von 70 ° Celsius geschlossen.

den hauseigenen Potentialausgleich angeschlos­ sen werden.

Erdung

Selbstschließung und Not-Aus

Weitere, für einen sicheren Arbeitsprozess not­ wendige, Maßnahmen sind vom Hersteller ­Düperthal bereits serienmäßig vorbereitet. Alle Prozessbauteile im Innenraum sind aus ableit­ fähigem Material hergestellt. Der Erdungs- bzw. Potentialausgleich ist vorbereitet und muss bei der ersten Installation des Systems einfach an

Auch für Notfälle sind entsprechende Vorberei­ tungen getroffen, die auch panikunabhängig und vollautomatisiert greifen. Der Zapfhahn ist selbstschließend und bietet mit der Totmann­ schaltung eine Sicherheit, falls der Anwender den Füllvorgang schnell unterbrechen muss. Die Türen der Einheit sind im Brandfall selbstschlie­

Vollendet wird das Medien Management Sys­ tem mit dem hohen Nutzen für Laborbetreiber und Manager. Das MMS speichert alle Abfüll­ vorgängen somit die entnommen Mengen bzw. die verbleibenden Restmengen. Anhand dieser Daten können vielfältige Auswertungen erstellt werden. Es besteht die Möglichkeit über eine Daten­ schnittstelle die Kennzahlen an eine externe Kostenrechnung (Controlling) weiterzuleiten. Der Verbrauch kann bewertet und genau den ­jeweiligen Kostenstellen zugewiesen werden. Das Missbrauchsrisiko mit den Lagerstoffen kann zusätzlich erheblich reduziert werden, da nur autorisiertes Fachpersonal Zugriff auf die Gefahrstoffe erhält.

Medienbeschaffung – und Ausgabe Selbstredend ist auch eine papierlose Daten­ übertragung an den Medienlieferant möglich. Anhand der Informationen können überflüssige Medien eingespart und Lieferkontrakte optimiert werden. Die kontinuierliche Analyse des Medi­ enverbrauchs bietet somit erhebliches Potential für Kostenersparnisse im Bereich Einkauf und Beschaffung. Zusätzlich setzt die Realisierung der autorisierten Selbstbedienung im Bereich der Medienausgabe Resourcen frei, die für den aktiven Betrieb genutzt werden können. Über einen an das MMS angeschlossenen Drucker besteht sogar die Möglichkeit, bei Ent­ nahme gleich das richtige Medien-ID-Label mit Mengenangabe zu drucken.

Rechtliche Aspekte Mit dem Datenspeicher über den Medienver­ brauch kann auch die rechtliche Komponente wie die notwendige Dokumentation und Nach­ vollziehbarkeit bei Verwendung von Gefahrstof­ fen nach Betriebssicherheitsverordnung (Betr­ SichV) und Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) leichter erfüllt werden. Das bietet im Rahmen der Gefährdungsanalyse höchste Arbeitssicher­ heit für das beschäftigte Personal und den ver­ antwortlichen Laborbetreibern.

Hardware – die Fakten

Abb. 4: Automatische Türöffnung 296 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Abb. 5: Aktivierung Pumpensteuerung

Die Fass-Station LL hat eine Feuerwiderstandsfä­ higkeit (FWF) von 90 Minuten und ist als Sicher­ heitsschrank die aktive Lagerung von Gefahr­ stoffen zugelassen. Die Normen DIN EN 14470-1

WIR GEBEN

VOLLGAS FÜR

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3

2

Abb. 6: Medienentnahme

Abb. 8: 3-fache Lüftung 1 = Objektabsaugung 2 = Luftschleierabsaugung 3 = Ebenenabsaugung

und DIN EN 14727 werden ebenso wie die Vor­ schriften TRbF 20 Anhang L, TRbF 30, BGR 132 und TRBS 2153 berücksichtigt.

Zusammenfassung Mit dem Medien Management System können Schnittstellen vereinfacht, die papierfreie Da­ tenübermittlung optimiert und Betriebskosten reduziert werden. Die Funktionalität kann ein­ fach und individuell in nahezu jedes bestehen­ de ­Datenmanagementsystem implementiert werden.

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GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 297

Sicherheit

Sicherheit „Made in Germany“ Neuer Sicherheitsstandard für Cambridge Die in Cambridge 1209 gegründete Universität gilt international als eine der besten Universitäten der Welt. Sie ist Spitzenreiter im Hervorbringen von ­Nobelpreisträgern: 84 Nobelpreise gingen bisher an Mitglieder der Cam­ bridge University. Dabei zeichnet sie sich nicht nur durch hohe Ansprüche in Lehre und Forschung aus. Auch bei ihrer Laborausstattung setzt sie auf gesteigerte Qualität - und das aus deutscher Produktion. 22 Sascha Kunkel, Asecos International Sales Manager

„Made in Germany“ genießt seit jeher internati­ onal einen hervorragenden Ruf. Das inoffizielle Qualitätssiegel steht für hochwertig und präzise. Eigenschaften, die gerade bei der Laborsicher­ heit sehr genau zu nehmen sind. Hohe Anforde­ rungen und strenge Standards sind aus Deutsch­ land bekannt. Beispielsweise gibt es in der Bundesrepublik schon seit den späten Neunziger Jahren in Form der DIN 12925 eine Norm zur La­ gerung von brennbaren Flüssigkeiten und Druck­ gasflaschen im Labor. Diese Norm schlug inter­ national jeden vergleichbaren Standard in puncto Sicherheit. Die hier gültigen Bestimmungen flos­ sen sehr stark in die heutige EU-weit gültige Norm EN 14470 ein, welche seit dem Inkrafttre­ ten im Jahr 2004 die Sicherheit in EU-Laboren auf ein neues Niveau hebt. Deutsche Sicherheits­ schränke gelten damit als richtungweisend. Im Whiffen Laboratory im Fachbereich Che­ mie der Universität Cambridge setzt man bei der Gefahrstofflagerung auf die Expertise des Gründauer Unternehmens Asecos: Ende des Jah­ res 2007 wurde die deutsche Firma beauftragt, den alten Sicherheitsstandard general zu über­ holen. Ziel im Whiffen Laboratory war absolute Konformität zur BS EN 14470-1. Diese war bis­ her durch den Einsatz von nicht feuerwider­ standsfähigen einwändigen Sicherheitsschrän­ ken nicht gegeben. Der deutsche Experte konzipierte eine maß­ geschneiderte Lösung. Eine Herausforderung dabei war, die örtlichen Gegebenheiten optimal auszunutzen. Es wurden speziell für das Whiffen Laboratory passende Sicherheitsschränke konst­ ruiert und in die vorhandene Laboreinrichtung eingepasst. Damit hatten die benötigten Sicher­ 298 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

heitsschränke neue Maße, die in dieser Form noch nicht zertifiziert waren. Deshalb beauftrag­ te asecos eigens für diese Schränke einen Brand­ kammertest. Der Test wird von unabhängigen Instituten durchgeführt. Besteht ein Schrank den Test, wird die entsprechende Feuerwiderstandsfähigkeit bestätigt und bescheinigt. Das für die Cambridge-Maßanfertigungen ­erhaltene Zertifikat bestätigt, dass die 32 Sicher­ heitsschränke, die eingesetzt werden sollten, bieten, was die Norm fordert: der Schrankinhalt wird im Brandfall für mindestens 90 Minuten vor Feuer und Hitze geschützt. Speziell auf die gela­ gerten Chemikalien abgestimmte Auffangwan­ nen gewährleisten, dass Leckagen auch im

Schrankinneren verbleiben. Integrierte Abluftvor­ richtungen verhindern, dass gefährliche Dämpfe in den Laborraum gelangen oder sich im Schrank als hochentzündliche Gemische sammeln. Besonders zufrieden waren die Briten mit ­einem weiteren Merkmal, welches im Zusam­ menhang mit „Made in Germany“ oft zitiert wird. Neben der Qualität der Produkte über­ zeugte die unkomplizierte und zuverlässige ­Abwicklung aller Auftragsbestandteile. Innerhalb von nur einem halben Tag wurden die alten Schränke abgebaut und das gesamte Labor mit den asecos Sicherheitsschränken ausgestattet – ohne nennenswerte Behinderung der Arbeits­ abläufe im Labor. Das Fazit von Cambridge Lab­

Anthony Thorpe, asecos UK Sales Manager (links), übergibt Zertifikat der Cambridge-Schränke an ­Labortechniker Richard Turner (rechts).  Bildrechte: asecos GmbH

ortechniker Richard Turner lautet: „asecos hatte ein gutes Ohr für unsere individuellen Anforde­ rungen und konnte deshalb qualitativ hochwer­ tige, maßgeschneiderte Sicherheitsschränke konstruieren, die eben diesen Anforderungen entsprechen. Man hielt uns stets über den Stand der Entwicklungen auf dem Laufenden und lie­ ferte fristgemäß und sehr professionell. Wir sind hochzufrieden, wie man bei asecos mit uns als Kunden umging.“ Auf Qualität aus Germany verlässt man sich also in Cambridge auf jeden Fall weiterhin. Das bestätigt Sascha Kunkel, ­International Sales Ma­ nager bei Asecos. Mit ihm sprachen wir über Qualität „Made in Germany“ und die Lösung für Sicherheitsstandards im Whiffen Laboratory. GIT Labor-Fachzeitschrift: Ist eine NachMaß-Lösung, wie sie in Cambridge realisiert wurde, für Sie Standard? S. Kunkel: Asecos geht schon bei der Konstrukti­ on seiner Standard-Sicherheitsschränke auf die allgemeinen Laborbedürfnisse ein, damit für je­ den in der Produktpalette etwas dabei ist. Manchmal verlangen die örtlichen Gegebenhei­ ten aber nach einer individuellen Lösung, wie man am Beispiel Cambridge sieht. Insofern war die Ausstattung des Whiffen Laboratorys auch für uns etwas Besonderes – und erforderte ­hohen Einsatz, um die passende Konstruktion bieten zu können.

dann intern geklärt und uns sofort Bescheid ­gegeben, insofern lief der Austausch reibungslos und zügig.

EN 14470-1 Seit 2004 europaweite Norm, die Kriterien für Sicherheitsschränke vorgibt, welche in Laborato­ rien zur Lagerung von brennbaren Flüssigkeiten (in geschlossenen Behältnissen bei normaler Raumtemperatur) eingesetzt werden. Ziel ist es, im Brandfall eine bekannte Zeitspanne zur Ver­ fügung zu haben, in der die Mitarbeiter evaku­ iert werden und die Rettungskräfte gefahrlos handeln können. Die drei Sicherheitsanforderungen an die Schränke sind hierbei im Wesentlichen folgende: ▪▪ Minimierung des Brandrisikos im Zusam­ menhang mit der Lagerung von brennbaren Stoffen und Schutz des Schrankinhaltes im Brandfall über eine bekannte (geprüfte) ­Mindestzeitspanne ▪▪ Minimierung der an die Arbeitsumgebung abgegebenen Dämpfe ▪▪ Mögliche Leckagen sollen sicher im Schran­ kinneren zurück gehalten werden. Die vollständige Version der Norm ist erhältlich beim Deutschen Institut für Normung e.V. unter www.din.de oder direkt beim Beuth Verlag unter www.beuth.de.

War die Planung demnach eine besondere Herausforderung? S. Kunkel: Auf jeden Fall. Nachdem wir zunächst mit dem Labortechniker eine Lösung erarbeitet hatten, mussten wir jetzt sicher stellen, dass die geplanten Sonderschränke auch von unseren Konstrukteuren realisiert werden konnten. Auch die Sicherheit der Cambridge-Schränke musste neu unter Beweis gestellt werden, denn unsere bisherigen Zertifizierungen galten naturgemäß für unser bestehendes Produktprogramm. Ein ­eigens hierfür beauftragter Brandkammertest ermöglichte uns, dem Kunden sein eigenes Zerti­ fikat aushändigen zu können. Wie funktionierte die Abstimmung zwischen dem deutschen Hersteller und dem britischen Kunden? S. Kunkel: Wir waren sehr oft für Gespräche und Laborbesichtigungen vor Ort. Den Hauptpart hat hierbei unser UK Sales Manager Mr. Thorpe er­ füllt, der von unserer Tochtergesellschaft Asecos Ltd. in Großbritannien aus agiert. Abgestimmt haben wir uns hauptsächlich mit dem Labor­ techniker Richard Turner. Er hat Unklarheiten

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GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 299

REACH

Chemikalienpolitik REACH Erste Zwischenergebnisse

REACH – die EU-Verordnung zur Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung von Chemikalien – trat am 1. Juni 2007 in Kraft. Die EU hat mit dem Gesetz das Chemikalienrecht auf den Kopf gestellt: Die Industrie muss erstmals für alle Chemikalien zeigen, dass sie sicher einge­ setzt werden können. Mensch und Umwelt sollen so vor gefährlichen Substanzen besser ­geschützt werden, gleichzeitig sollen sicherere Chemikalien und Produkte die globale Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Wirtschaft verbessern. Um die Umsetzung von REACH zu koordinie­ ren, hat die EU eine eigene Behörde gegründet: die Europäische Chemikalienagentur in Helsinki (ECHA). Sie ist die Managerin von REACH. Bei­ spielsweise schicken Unternehmen ihre Regist­ rierungsdossiers (siehe unten) nach Helsinki. Mitarbeiter der ECHA über prüfen sie auf Voll­ ständigkeit und stichprobenartig auf ihre Quali­ tät. Geert Dancet, ECHA-Direktor, ist von REACH überzeugt. Durch die Informationen, die jetzt zentral gesammelt werden, werde sich das ­Management von Chemikalien verbessern. ­Sicherheitsdatenblätter beispielsweise können dann noch besser darüber informieren, wie ­sicher mit gefährlichen Stoffen umgegangen werden kann. Dieses Wissen wird dann auch entlang der gesamten Lieferkette besser kom­ muniziert werden, hofft Dancet. „Das ist genau das, was bisher nicht gut funktioniert hat.“ Richtig zufrieden ist aber niemand: Der Ver­ band der Chemische Industrie (VCI) sieht ernste

Unter REACH haben Unternehmen unerwartet viele Chemikalien angemeldet. Verbraucher haben bislang ein Auskunftsrecht über 29 sehr gefährliche ­Chemikalien in Alltagsprodukten erhalten. Und über den weiteren Einsatz von sieben besonders besorgniserregenden Stoffen wird wahrscheinlich ver­ handelt werden.

Umsetzungsprobleme. Umweltverbände klagen über ein knapp gehaltenes Auskunftsrecht und das langsame Zulassungsverfahren. Die praktische Umsetzung begann 2008 mit der Erfassung der Substanzen. Chemiefirmen und -händler mussten von Juni bis Dezember 2008 jene Stoffe der ECHA melden, von denen sie weiterhin mehr als 1 t jährlich in der EU ver­ markten wollen. Sie taten das im großen Stil. Mehr als 65.000 Unternehmen haben mehr als 146.000 einzelne Substanzen in Helsinki gemel­ det. Jede dieser Chemikalien wurde im Schnitt von 19 Unternehmen gemeldet, so dass ECHA mehr als 2,7 Mio. Anmeldungen verarbeiten musste. Das sind 15 mal so viele wie erwartet. Doch die Agentur geht davon aus, dass nicht alle erfassten Chemikalien auch registriert werden müssen: Manche Firmen haben mehr Chemikali­ en gemeldet als nötig, einfach um auf der siche­ ren Seite zu stehen.

Der Erfassung folgt die Registrierung. Unter­ nehmen müssen dabei unter anderem erklären, wie gefährlich ein Stoff ist, welche Risiken von ihm ausgehen und wo er eingesetzt werden darf. Die Firmen müssen nicht alle Chemikalien gleich­ zeitig registrieren, sondern schrittweise bis 2018. Die erste Frist für die Einreichung der Registrie­ rungsdossier läuft am 1. Dezember 2010 aus. Sie betrifft drei Stoffgruppen: ▪▪ Großstoffe, also Chemikalien, von denen eine Firma mehr als 1.000 t jährlich in der EU vermarktet, ▪▪ für Wasserorganismen sehr giftige Stoffe ab einer jährlichen Herstellungsmenge von 100 t, ▪▪ für Mensch oder Tier krebserregende, erbgutoder fruchtbarkeitsschädigende Stoffe (ab 1 t). Es sind die Substanzen der CMR-Klasse 1 und 2. Für sehr gefährliche Substanzen wie die der CMR-Klassen 1 und 2 hat die EU in REACH den Begriff ‘besonders besorgniserregend’ geprägt. Dazu zählen auch zwei weitere Stoffklassen: die der persistenten, bioakkumulierenden und toxischen (PBT)-Substanzen sowie die der sehr persistenten und sehr bioakkumulierenden (vPvB)-Substanzen. Die Wirtschaft sollte auf PBT- und vPvB-Stoffe möglichst verzichten. Auch Chemikalien mit vergleichbaren Risiken können als besonders besorgniserregend einge­ stuft werden. Dazu können Stoffe zählen, die etwa Allergien auslösen oder das Hormonsys­ tem beeinflussen.

Eine Drohkulisse „Damit REACH ein Erfolg wird, müssen Behör­ den und Industrie an einem Strang ziehen und nach praktikablen Lösungen suchen“, erklärt Michael Lulei, REACH-Fachmann des VCI. Ein 300 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

REACH

IWie wird ein Stoff ein Kandidat für die Zulassung? 1) Jeder EU-Staat und die EU-Kommission kann bei der ECHA Vorschläge einreichen. 2) ECHA fasst die Vorschläge zusammen. Bis Ende 2009 geschah das einmal jährlich, ab 2010 zweimal. 3) Jede Firma, jeder Verband, jeder Bürger kann die Vorschläge drei Monate lang kommentieren. 4) Dann muss ein Ausschuss der EU-Staaten einstimmig zustimmen (*) und 5) ECHA legt die offizielle Kandidatenliste vor. 6) Danach beginnt das Auskunftsrecht für Bürger und ECHA wählt aus der Kandida­ tenliste jene Stoffe aus, die einem Zulas­ sungsverfahren unterliegen sollen. (*) Votiert der Ausschuss der EU-Staaten nicht einstimmig, müssen sich die EU-Kom­ mission, alle 27 EU-Staaten und das EU-Par­ lament einigen. Dieses Prozedere kann meh­ re Monate dauern.

Beispiel. Die EU verlangt für die Registrierung der Großstoffe, der für Wasserorganismen sehr giftigen Substanzen und der CMR-Stoffe viele Daten. So muss beispielsweise geklärt sein, ob Stoffe giftig sind und ob sie Haut oder Augen reizen. Viele solcher Studien gibt es zwar bereits, einige sind aber älter, entsprechen nicht dem jetzt geforderten Standard und müssen wieder­ holt werden. Die Zahl der akkreditierten Labore ist aber begrenzt und die meisten seien aber nach Informationen des VCI ausgelastet. Der Verband befürchtet, dass manche Firmen daher die erste Frist bei bestem Willen nicht einhalten können. Ist ein Registrierdossier im Dezember 2010 aber unvollständig, entspricht das einem Vermarktungsverbot. Zur Abhilfe hat der VCI ei­ nen Vorschlag vorgelegt: Es solle ausreichen, den Unterlagen eine Bescheinigung eines aner­ kannten Prüfinstituts beizulegen, die besagt, die Prüfung wird bis zu einem festen Zeitpunkt ab­ geschlossen sein. Der VCI ist darüber enttäuscht, dass die ECHA und die EU-Kommmission REACH sehr formalis­ tisch umsetzen. Ein Beispiel: Eine Substanz, die in Deutschland hergestellt, in die Schweiz ausge­ führt, dort verpackt und wieder eingeführt wird, musste bis Dezember 2008 sowohl vom Herstel­ ler als auch vom Importeur angemeldet werden. Das führt zu einer unnötig hohen Zahl von An­

meldungen, was wiederum die Registrierung er­ schwert: Denn alle Unternehmen, die ein und dieselbe Substanz vermarkten, sollen ein gemein­ sames Registrierdossier vorlegen. Dazu müssen sie sich absprechen. Fehlen einer Firma Daten, soll sie diese von anderen Firmen besorgen. Der Preis muss ausgehandelt werden. Solche Abspra­ chen sollen in virtuellen, also elektronischen Kommunikationsforen – den Substance Informa­ tion Exchange Foren (SIEF) – stattfinden. Es gibt auch sehr praktische Probleme in den SIEFs: Die Teilnehmer müssen sich etwa darauf einigen, wie hoch ein Schmelzpunkt wirklich ist. Durch die große Zahl an Teilnehmern in den SIEF gestaltet sich die Diskussion aber unerwartet zeitraubend und kompliziert. Auch die ECHA weiß, dass Ko­ operation unter Konkurrenten in den SIEFs eine Herausforderung ist. Sie versucht so gut es geht zu helfen. Doch die EU-Staaten und das EU-Parla­ ment hätten das so gewollt, betont ECHA-Direk­ tor Dancet. Die EU-Kommission habe nur gewollt, dass Firmen Daten aus Tierexperimenten austau­ schen. Nun müssen sie die Hälfte des Registrier­ dossiers gemeinsam erstellen.

Vertane Zeit vor Verboten Inzwischen bereitet sich ECHA auf die ersten Z­ ulassungsverfahren vor. Das ist – wie auch die Registrierung – ein mehrstufiger und langwieri­ ger Prozess (siehe Kasten). Bislang hat ECHA 29 Substanzen als Kandidaten für die Zulassung be­ nannt und aus dieser Liste sieben Stoffe für die Zulassung empfohlen. Darunter befinden sich drei Weichmacher (Phthalate), der Duftstoff ­Moschus-Xylol und der Flammhemmer Hexa­ bromcyclododecan (HBCD). Die EU-Kommission muss dieser Auswahl noch zustimmen. Das ganze Prozedere ist Umweltverbänden zu langsam: Obwohl REACH seit Juni 2007 in Kraft ist, habe noch kein einziges Zulassungsver­ fahren begonnen. Da solche Verfahren sehr lan­ ge dauern würden, rechnet Umweltschützer wie Patricia Cameron, Chemikalienexpertin des Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND), damit, dass diese für Mensch oder ­Umwelt gefährlichen Stoffe erst 3,5 bis 4 Jahre später zulassungspflichtig werden. ECHA-Direk­ tor Geert Dancet verteidigt das langsame, aber sorgsame Vorgehen. Für jede Substanz müsse wissenschaftlich belegt sein, dass sie besonders besorgniserregend ist. „Man kann nicht einfach sagen, alle Chemikalien, die Arsen enthalten, müssen zugelassen werden.“ REACH führt auch ein neues Auskunftsrecht ein. Jeder Bürger darf in jedem Geschäft fragen, ob etwa T-Shirts, Spielzeuge, Teppiche, Farben

oder Lacke einen oder mehrere der Stoffe ent­ halten, die als Kandidaten für die Zulassung gel­ ten; die Geschäfte haben 45 Tage Zeit zu ant­ worten. Patricia Cameron, BUND, hofft, dass viele Bürger dieses Recht auch nutzen. Jeder könne so Druck auf Produkthersteller ausüben, damit diese freiwillig auf umstrittene Substan­ zen verzichten. Das Auskunftsrecht gilt jedoch nur, wenn ein Produkt mehr als 0,1 Prozent des Zulassungskandidaten enthält. Doch für Came­ ron hat die EU das Auskunftsrecht zu knapp ge­ halten: Sie hält ein Auskunftsrecht nicht nur für die ­Zulassungskandidaten (zurzeit 29) für sinn­ voll, sondern für alle mehr als 1.000 besonders ­besorgniserregende Stoffe. „Denn erfolgreich ist die neue Chemikalienpolitik dann, wenn viele gefährliche Substanzen in Alltagsprodukten durch gesündere Alternativen ersetzt werden.“ Doch sowohl der VCI, als auch der BUND und auch die ECHA wissen, dass REACH sich schrittweise weiter entwickelt. Einmal erarbei­ tet ECHA noch Leitfäden, die Betrieben und Be­ hörden die Umsetzung von REACH erleichtern sollen. ECHA wird regelmäßig neue Kandida­ tenstoffe benennen und damit automatisch das Auskunftsrecht erweitern. Auch der REACH-Ge­ setzestext hat noch offene Punkte: Die EU-Kom­ mission sollte bis 2008 die Definition, welche Stoffe als „bioakkumulierbar“ gelten, aktuali­ sieren. Bislang können nur sich im Fett anrei­ chernde Stoffe, die Fische über ihre Kiemen auf­ nehmen, als bioakkumulativ eingestuft werden – gleichzeitig sagt der Gesetzestext aber, dass alle Informationen für diese Einstufung berück­ sichtigt werden müssen – also etwa auch Um­ weltmonitoringdaten aus der Arktis. Die EUKommission hat Ende Januar 2010 zugesagt, im Frühjahr diesen Jahres eine aktualisierte Defini­ tion vorzulegen. Und last but not least: Die ers­ te Überarbeitung von REACH steht vor der Haustür: Die EU-Kommission soll bis Juni 2012 prüfen, ob REACH mit ­anderen Gesetzen in Kon­ flikt steht. Die Industrie als auch Umweltver­ bände bereiten sich darauf bereits vor: Sie wer­ den diese Gelegenheit nutzen wollen, ihre jeweiligen Anliegen einzubringen. ECHA‘s Stakeholders‘ Day: 19. Mai 2010 in Helsinki

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GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 301

Chromatographie

Analytik für die Medizin „Metabolic Profiling“ von VOCs mittels Ionenmobilitätsspektrometrie und gaschromatographischer Vortrennung Die Atemluftanalyse mittels Ionenmobilitätsspektrometrie und gaschromato­graphischer Vortrennung stellt eine schnelle Methode zur Diagnose sowie zur Kontrolle der Medikation und des Therapieerfolgs dar. Ein beson­ derer Vorteil liegt in dem Umstand, dass es sich hierbei um eine nicht-invasi­ ve Methode handelt, die also risikofrei und ohne zusätzliche Belastung gera­ de auch für Kinder und geschwächte Menschen anwendbar ist. In 22 Dr. Wolfgang Vautz, Leibniz – Institut für Analytische Wissenschaften – ISAS – e.V.

exemplarischen Anwendungen am Menschen und im Tiermodell wurden ­charakteristische, krankheitsbedingte Metabolite ebenso untersucht wie die Metabolite von Mikroorganismen.

22 Dr. Thorsten Perl, Universitätsmedizin Göttingen, Zentrum Anaes­ thesiologie, Rettungs- und Intensivmedizin Abteilung Operative Intensivmedizin

Es steht außer Frage, dass die Metabolite aus dem Stoffwechsel eines Organismus Informatio­ nen über die Art und Aktivität des Organismus sowie über seinen Zustand geben können. Die Ernährung wirkt natürlich auf den Stoffwechsel, was sich u. a. in flüchtigen organischen Verbin­ dungen (VOC) in der Atemluft abbildet. Ebenso können auch Erkrankungen zu veränderten Me­

302 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

tabolitkonzentrationen führen – Diabetes mit seinem Marker Aceton in der Atemluft ist seit langem bekannt. Gleiches gilt für jeden anderen Organismus, also für Tiere, Pflanzen aber auch für Bakterien und Pilze. Insbesondere der Unter­ suchung von Mustern vieler relevanter Metabo­ lite gleichzeitig wird ein großes Potential bezüg­ lich Frühdiagnose, nicht nur Erkrankungen der Atemwege, zugeschrieben. Die Ionenmobilitätsspektrometrie gekoppelt mit schneller gaschromatographischer Vortren­ nung (MCC/IMS) erlaubt die direkte Identifikati­ on und Quantifizierung gasförmiger Metabolite, beispielsweise in der feuchten Atemluft ohne Vorkonzen­tration oder sonstige Probenvorberei­ tung [1]. Die Methode ist in der Literatur detail­ liert beschrieben [2]. Typische Nachweis­grenzen liegen im pptV – Bereich. Die Identifikation er­ folgt über die Ionenmobilität – einem Maß für Größe und Form der Analytionen – und die Re­ tentionszeit. Da vorzugsweise 20 cm lange Mul­ tikapillarsäulen Verwendung finden, ist eine komplette Analyse innerhalb von 5 – 10 Minuten abgeschlossen. Datenbanken für die Ionenmobi­

lität der Analyte sind noch nicht allgemein ver­ fügbar. Deshalb werden zur Identifikation unbe­ kannter Signale stichprobenartig parallel Proben auf Adsorptionsmaterialien genommen und an­ schließend mittels Thermodesorptions-GC/MS analysiert. Seit drei Jahren sind im Rahmen einer Koope­ ration zwischen ISAS und der Universitätsmedi­ zin Göttingen (UMG) MCC/IMS in der dortigen Klinik zu den unterschiedlichsten Anwendungen im Einsatz. Dort wurden sensorgesteuerte Pro­ benahmemethoden (CO2, Tidalvolumen) entwi­ ckelt, mit deren Hilfe eine exklusive Probenahme der metabolitreichen alveolaren (end-tidalen) Luft aus der Lunge möglich ist [3]. Dass krank­ heitsrelevante Metabolite mittels MCC/IMS ­detektiert werden können (siehe Abb. 1), haben schon frühere Studien in Kooperation mit der Lungenklinik Hemer gezeigt [4]. Die Lage der Signale in einem MCC/IMS Chromatogramm ermöglicht die Identifikation der jeweiligen Analyte durch Vergleich mit einer am ISAS eigens zu diesem Zweck entwickelten Substanzdatenbank. Stichprobenartig werden

Chromatographie

Abb. 2: Aus der MCC/IMS Atemluftkonzentration abgeleitete Konzentration von Propofol im Blut gegen die im Blut direkt mittels GC/MS off-line bestimmte Referenzkonzentration. Abb. 1: Beispielhaftes MCC/IMS Chromatogramm der Atemluft eines Patienten mit Sarcoidose. Die statistisch krankheitsrelevante Region ist rot ­markiert.

auch Atemluftproben auf Adsorpti­ onsmaterialien gezogen und an­ schließend mit massenspektromet­ rischen Methoden untersucht, um unbekannte Substanzen zu identi­ fizieren, die danach ebenfalls in die Substanzdatenbank aufgenommen werden. Die Höhe der Signale er­ möglicht einen Rückschluss auf die Konzentration.

Die vielfältigen Möglichkeiten der Methode werden im Folgenden exemplarisch aufgezeigt.

Bestimmung der Serumkonzentration von Anaesthetika über die Atemluftanalyse Auch Medikamente oder deren Ab­ bauprodukte können in der Atem­

luft identifiziert und quantifiziert werden. Im Rahmen einer Studie in der Universitätsmedizin Göttingen wurde an Patienten während eines operativen Eingriffs in der Atemluft die Konzentration des angewand­ ten Anaesthetikums – in diesem Fall Propofol – bestimmt. Es konnte gezeigt werden, dass die Atemluft­ konzentration in ausreichender Ge­ nauigkeit den Rückschluss auf die Blutkonzentration erlaubt (siehe Abb. 2) und somit ein MCC/IMS mit

geeigneten experimentellen Para­ metern sogar eine automatische on-line Anaesthesiekontrolle er­ möglicht [5, 6].

Einsatz bei Tiermodellen In der Medizin werden häufig Tier­ modelle eingesetzt um Krankheits­ verläufe besser zu verstehen oder um Therapien zu entwickeln. In Stu­ dien in der Universitätsmedizin Göt­ tingen wurden Atemluftanalysen an

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Schweinen zum besseren Verständ­ nis von Lungenversagen (ARDS) durchgeführt. Das Schwein bietet sich wegen seiner lungenphysiolo­ gischen Ähnlichkeit dafür besonders an. Insbesondere ließen sich deutli­ che Auswirkungen von oxidativem Stress im Rahmen von Lungenver­ sagen auf die Zusammensetzung der Atemluft nachweisen. Eine besondere Herausforde­ rung war jedoch die Analyse der Atemluft von an Asthma erkrank­ ten Mäusen in Kooperation mit der Ruhr-Universität Bochum. Das ­geringe Lungenvolumen stellte höchste Anforderungen an die Probenahme. Es konnte nicht nur gezeigt werden, dass mittels MCC/ IMS die Atemluft der Mäuse tat­ sächlich analysiert werden kann [7] sondern auch, dass im Rahmen der Machbarkeitsstudie Unter­ schiede in den metabolischen Mustern kranker bzw. gesunder Mäuse zu erkennen waren (siehe Abb. 3).

Identifikation von Bakterien und Pilzen anhand ihrer ­Metabolite Es ist bekannt, dass eine keimspe­ zifische ­Behandlung beispielsweise bei bakteriellen Infektionen we­ sentlich für den Therapieerfolg ist. Bisher ist jedoch die Identifikation der verantwortlichen Keime allge­ mein langwierig und kosteninten­ siv. Schon vor längerer Zeit konnte ­gezeigt werden, dass Metabolite von Schimmelpilzen mittels GC/ IMS detektiert werden können [8]. Diese Untersuchungen wurden vor Kurzem im Rahmen einer Koopera­ tion zwischen ISAS und der Univer­ sitätsmedizin Göttingen (UMG) systematisch auf die häufigsten humanpathogenen Bakterien und Pilze ausgeweitet. Dabei stellte sich heraus, dass diese in Kulturen an Hand Ihrer Metabolite eindeutig zu identifizieren waren (siehe ­Abbildung 4). Allein dies ­erlaubt schon eine schnelle Diagnose der Erreger. Im nächsten Schritt wird nun untersucht, in wie weit sich die dabei als charakteristisch gefunde­ nen Metabolitmuster in der Atem­ luft nachweisen lassen.

Abb.3: Der Vergleich der Signalhöhe der in der Atemluft von Mäusen detektierten (zum Teil noch nicht identifizierten) Metabolite zeigt Unterschiede zwischen gesunden und an Asthma erkrankten Mäusen.

Datenerfassung & Auswertung Zur Erfassung, Auswertung und ­Visualisierung der komplexen Da­ tenmatrix aus den MCC/IMS Mes­ sungen wurden am ISAS geeignete Softwaretools entwickelt, die auch

eine geeignete Substanzdatenbank umfassen [9]. Diese Werkzeuge ­ermöglichen tatsächlich nicht nur eine on-line Zuordnung von Subs­ tanzen beispielweise in der Atemluft, sondern auch ihre Quanti­fizierung. Schließlich können Muster-Daten­ banken an die Auswertung ange­

Abb. 4: Muster von charakteristischen Metabolite einer Kultur von Klebsiella pneumoniae. Grün markiert sind Signale, die immer und rot markiert, die nie auftreten.

Der Einsatz von MCC/IMS in der Medizin hat großes Potential für den Einsatz zur schnellen und nicht-invasiven Frühdiagnose und zur Kontrolle von Therapieerfolg und Medikation. Dies führte in der letzten Zeit zu einem sprunghaften Anstieg des Interesses von Univer­ sitätskliniken an wissenschaftli­ chen Kooperationen. Vor einem breiten diagnostischen Einsatz der Methode müssen allerdings klini­ sche Studien zur Validierung der bisherigen Ergebnisse durchge­ führt werden.

Danksagung Die hier präsentierten Studien konnten nur mit der Unterstützung und Expertise von Dr. med. Michael Westhoff, Lungenklinik Hemer, Prof. Dr. med. Albrecht Bufe und Dr. Marcus Peters, Ruhr-Universität Bochum, Experimentelle Pneumo­ logie in der Bergmannsheil, von Dr. Melanie Jünger und Eike Cars­ tens, Universitätsmedizin Göttin­ gen, Zentrum Anaesthesiologie, Rettungs- und Intensivmedizin ­Abteilung Operative Intensivmedi­ zin sowie Priv.-Doz. Dr. Jörg Ingo Baumbach, Dr. Jürgen Nolte, Rita Fobbe, Luzia Seifert, Susanne Krois, Stefanie Güssgen und Chandrasek­ hara Hariharan aus dem ­Bereich Metabolomics am ISAS durchge­ führt werden. Literatur [1] Vautz W. et al.: Breath Analysis Performance and Potential of Ion Mobility Spectrometry. Journal of Breath Research 3 (2009) [2] Vautz W. et al.: Ion mobility spec­ trometry for food quality and safety. Food Additives and Contaminants 23(11): 1064–1073 [3] Vautz W. et al.: Breath Sampling Control for Medical Application. In­ ternational Journal for Ion Mobility Spectrometry (2010)

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[4] Bunkowski A. et al.: Signals in hu­ man breath related to sarcoidosis. Results of a feasibility study using MCC/IMS. International Journal for Ion Mobility Spectrometry 12, 73–79 (2009) [5] Perl T.: Determination of Serum Pro­ pofol Concentrations by Breath Analysis using Mobility Spectromet­ ry. British Journal of Anaesthesia 103 (6), 822–827 (2009) [6] Carstens ETH.: On-Line Determina­ tion of Serum Propofol Concentra­ tions by Expired Air Analysis. Inter­ national Journal For Ion Mobility Spectrometry (2010) [7] Vautz W. et al.: Analysis of Mice`s Breath using Gas Chromtographic Ion Mobility Spectrometry. Int. J. of Respratory Research (2009) [8] Vautz W. und Baumbach JI.: Analy­ sis of Bio-Processes using Ion Mobi­ lity Spectrometry. Engineering in Life Science 8 (1), 19–25 (2008) [9] Bödeker B. et al.: Peak Comparison in MCC/IMS - Data - Searching for potential biomarkers in human breath data. Intern. J. for Ion Mobi­ lity Spectrometry 11, 89–93 (2008)

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Umweltanalytik L ife S ciences

Nachwachsender Rohstoff aus dem Meer Vom Abfall zum Wertstoff

Aus diesen Schalen, die ca. 60 % Wasser enthal­ ten, lassen sich 420 t Chitin (6 % Ausbeute) bzw. 250 t Chitosan (2,5 % Ausbeute) gewin­ nen. Der Rohstoff Chitin ist also ein Abfallpro­ dukt der ­Fischerei-Industrie; die Krabben wer­ den nicht ­gefangen, um daraus Chin oder Chitosan herzustellen. Man kann Chitin auch als „nachwachsenden Rohstoff aus dem Meer“ bezeichnen.

Jährlich werden von deutschen Krabbenkuttern mehr als 10.000 t Krabben („Granat“; Nordseegarnele Crangon crangon) aus der Nordsee gefangen. Nach dem Pulen bleiben davon etwa 7.000 t Schalen als Abfall zurück. Zurzeit werden die Krabben allerdings nach Polen oder Marokko transportiert, dort geschält und zum Verkauf wieder nach Deutschland gebracht.

Was ist Chitin/Chitosan? Chitin ist mit der Cellulose verwandt. Beide sind ß-1,4-verknüpfte gluco-konfigurierte Homo-poly­ mere. Das Chitin enthält eine Acetamido-Gruppe anstelle der Hydroxy-Gruppe bei der Cellulose. Chitosan unterscheidet sich vom Chitin durch das Vorhandensein freier Aminogruppen. Die Umwandlung des chemisch nahezu inerten Chi­ tin zum löslichen Chitosan erfolgt durch die Deacetylierung der Acetamido-Gruppe. Vollstän­ dig deacetyliertes Chitosan besitzt keine N-Ace­ tylgruppen (Abb.: 3): Natürliches Chitin hat eine mittlere Molmasse von 1 – 2 x 106 Dalton und damit Kettenlängen von 6.000 – 12.000 Monosaccharid-Einheiten. Das Chitosan hat eine geringere mittlere Molmasse, da bei der Umwandlung auch teil­ weise eine Spaltung der Ketten erfolgt. Chitin ist ein Hauptbestandteil des Exo-Ske­ letts der Gliederfüßer (Arthropoda), das heißt der Spinnenartigen (Chelicerata), Insekten (In­ sectacea) und Krebstiere (Crustacea). Es kommt aber auch in Pilzen vor und bei einigen Arten der Wirbellosen (Tab. 1). Chitosan ist nach Cellulose das zweithäufigs­ te Polysaccharid; das absolute Vorkommen be­ trägt nur 1/100 des Cellulose-Vorkommens, die jährliche Regenerations-Rate von Chitin ist ­jedoch größer als die von Cellulose (Tab. 2).

Zur Gewinnung von Chitin werden fast aus­ schließlich Abfälle der Fischerei-Industrie ver­ wendet. Diese entstehen, wenn an der NordseeKüste der Fang der Krabbenkutter „gepult“ wird, d. h die Krabben werden geschält und die Scha­ len (das Exo-Skelett) kann zu Chitin und Chito­ san umgesetzt werden. In anderen Ländern werden Shrimps, Garne­ len und anderer Krebstiere in Fischfarmen ge­ züchtet. Die Tiere werden vor Ort weiterverar­ beitet und auch die anfallenden Schalen werden zu Chitin und Chitosan umgesetzt. Tiere und Schalen aus Fischfarmen können jedoch zum Teil wegen der Massenproduktion belastet sein. Nach der Weiterverarbeitung zu Chitosan sollten diese Belastungen jedoch mit verschwunden

Abb. 1: Krabbenkutter (Greetsiel)

Abb. 2: Krabbe (Sandgarnele)

306 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

22 Die Chitosan-Gruppe des Eutec: v. l. n. r.: Prof. Dr. Michael Schlaak, Prof. Dr. Eike Siefert, Dr. Wolfgang Lindenthal

sein. Chitin wird aus den Abfällen gewonnen, indem zuerst die anhaftenden Fleischreste mit­ tels verdünnter Natronlauge entfernt werden (Deproteinierung) und anschließend mittels ver­ dünnter Salzsäure der Kalk entfernt wird (Demi­ neralisierung), der dem Exoskelett die Stabilität (Härte) verliehen hat. Dieses Chitin wird nun mit konzentrierter ­Natronlauge bei erhöhter Temperatur zu Chito­ san umgesetzt (Abb.: 4).

Besonderheiten von Chitin/Chitosan und seine Anwendungen Chitin (> 50 % der Monomer-Einheiten mit ­N-Acetyl-Gruppe) ist sehr schwer löslich. Es ist chemisch und mechanisch sehr widerstandsfähig und weist eine geringe Quellfähigkeit auf, sowohl in Wasser als auch im schwach sauren oder alka­ lischen Bereich. Chitosan (< 50 % der MonomerEinheiten mit N-Acetyl-Gruppe) ­besitzt ein freies Elektronenpaar am N (der Amino-Gruppen). Da­ her komplexiert es Metalle im neutralen Medium, die im sauren Bereich wieder desorbiert werden können. Chitosan weist eine starke Quellfähigkeit auf und ist leicht löslich in organischen Säuren. Durch Protonierung der Amino-Gruppen bildet sich ein Polykation. Dieses reagiert gut mit (Poly-) Anionen wie Haaren, Haut und Fetten. Ein Ein­

Abb. 3: Die Struktur von Cellulose, Chitin und Chitosan

Datenmanagement satz in der Kosmetik bietet sich so­ mit an. Aber auch FlockulierungsReaktionen (Ausfällung von Trü­ bungen in Kläranlagen oder bei Fruchsäften) können mit dem Poly­ kationen-Charakter von Chitosan in verdünnten organischen Säuren ­erklärt werden. Die Aminogruppen sind reaktiv, Chitosan kann leicht chemisch ­modifiziert werden. So können ver­ schiedene chemische Eigenschaften und besonders die Löslichkeit vari­ iert werden. Als natürliches Polymer ist Chitosan biokompatibel und bio­ logisch abbaubar. Es hat eine gerin­

ge Toxizität und ist kaum allergen. Chitosan wirkt haemostatisch (Blut stillend), bakteriostatisch und fun­ gistatisch. Weiter wird von antican­ cerogenen, lipidsenkenden und wundheilenden Effekten berichtet. Aus diesen Eigenschaften lässt sich eine Vielzahl von AnwendungsMöglichkeiten ableiten (Tab. 3).

Arbeiten des Eutec im ­Bereich Chitin/Chitosan Das Emder Institut für Umwelttech­ nik (Eutec) der Fachhochschule ­Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelms­

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Abb. 4: Umsetzung von der Krabbe zum Chitosan

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GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 307

Umweltanalytik L ife S ciences

Abb. 6: Dentachin und Dermachin

Abb. 5: Chitosan Technikums-Anlage Tab. 1: Übersicht über Chitin-Vorkommen

Tab. 2: Regenerations-Rate von Chitin [1]

Übersicht über Chitin-Vorkommen

Organisch gebundenes C in der Biospähre

2,7 * 1011 t

Vorkommen von Chitin

(Gehalt in der Trockenmasse):

in Pflanzen gebunden

2,6 * 1011 t (99 %)

Pilze

40 %

(der Gesamtmasse)

in Cellulose gebunden

1,1 * 1011 t (40 %)

Insekten

60 %

(Cuticula)

Jährliche Regeneration von Cellulose

1,3 * 109 t

Crustaceen

80 %

(Cuticula)

Jährliche Regeneration von Chitin (nur Crustaceen)

2,3 * 109 t (marine snow)

Wirbellose

60 %

(Gerüst)

400.000 t

Abfälle Crustaceen pro Jahr

davon

< 1 % Anlandung

davon

1 % Nutzung durch Umsetzung zu Chitosan

haven besteht seit ca. 15 Jahren und hat zwischen 5 – 20 Mitarbei­ ter. Neben der Chitin- und Chitosan Forschung gibt es Projekte zur Phy­ toremediation (Entfernung von Metall-Kontamination aus Böden mit Pflanzen), zum Feinstaub, zu Biogas-Anlagen und zur Simulation z. B. von Kläranlagen.

Projekte zur Herstellung von Chitosan aus Krabbenabfällen ▪▪ Im Rahmen eines EFRE-Projek­ tes wurde eine Pilotanlage ge­ plant, gebaut und in Betrieb genommen, die es erlaubt, 300 kg Fischereiabfälle (Krab­

Tab. 3: Anwendungsmöglichkeiten von Chitosan (von EUTEC untersucht) 308 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

benschalen) in einer Charge zu Chitosan zu verarbeiten. ▪▪ ProInno Projekt zur Herstellung von hochreinem Chitosan: In diesem Projekt wurde ein Ver­ fahren zur Herstellung von hochreinem Chitosan aus ei­ nem anderen Rohstoff als Krab­ benschalen entwickelt. Eine entsprechende Analytik wurde angeschafft und Routinen zur Bestimmung verschiedener ­Parameter erarbeitet [2].

▪▪ Im Rahmen eines Landesfor­ schungsprogramms Meeresbio­ logie wurde ein Enzym charak­ terisiert, das Chitin biologisch in Chitosan umwandelt.

Einsatzgebiete für Chitosan und Produkte aus Chitosan Das wissenschaftliche Interesse an Chitosan ist in der Welt hoch (Chi­ tosan-Tagungen in Europa, z. B. Potsdam 1999, Poznan 2004, Montpellier 2006, Antalya 2007). Wirtschaftlich ist die Herstellung von Chitosan aber nur interessant, wenn daraus hochwertige Halbfer­ tig- oder Endprodukte hergestellt und verkauft werden. Daher wird bei Eutec derzeit verstärkt auf dem Gebiet der Produktentwicklung – auch in Zusammenarbeit mit Indus­ trieunternehmen – gearbeitet. ▪▪ Aus einer solchen Zusammen­ arbeit wurden die Zahnpasten Chitodent und Dentachin bis zur Marktreife entwickelt und von einem Kooperationspartner auf den Markt gebracht. ▪▪ Es wurde ein Ionentauscher auf Chitosan-Basis entwickelt, der selektiv Schwermetall-Ionen aus Flüssigkeiten adsorbiert [3]. ▪▪ In der Gewässerreinigung wur­ de Chitosan zur Adsorption bio­

Umweltanalytik L ife S ciences

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logisch nicht abbaubarer Schad­ stoffe erfolgreich getestet. Es wurde ein Verfahren zur ­Beschichtung von Papier und Folien mit Chitosan entwickelt. Das so behandelte Papier ließ beim Bedrucken deutlich besse­ re ­Ergebnisse zu als herkömmli­ ches Papier. Das Verfahren war ebenso zur Herstel-lung von bedruckbaren Folien für Over­ head-Präsentationen geeignet. Der Einsatz von Chitosan zur Unterstützung der biologischen Abwasserreinigung wurde ­untersucht [4]. Die Adsorption von Gerüchen (NH3 und H2S) aus Kläranlagen wurde untersucht [5]. Zurzeit werden „innovative Substrate auf der Basis von Chitin und Chitosan für einen nachhaltigen Bodenschutz“ in einem EFRE-Projekt (Europäi­ scher Fond für regionale Ent­ wicklung) entwickelt. Die Handcreme Dermachin wird ebenfalls in einem EFRE-Projekt entwickelt.

Anbaufläche oder als Fläche zur ­Erzeugung nachwachsender Roh­ stoffe (nawaros). Literatur [1] Peter, M. G.; Köhler, L. A. in: Eier­ danz, H.: Perspektiven nachwach­ sender Rohstoffe in der Chemie; Weinheim, VCH, 1996 [2] Lindenthal, W. et. al.: Bestimmung des Acetylierungsgrades (DA) von Chitin bzw. Chitosan, GIT LaborFachzeitschrift Ausgabe 03/2009

[3] Becker, T.: Ionenaustauscher auf Chitosan-Basis, Carl von Ossietzky Universität Ol-denburg (1998) [4] Meyer, H.: Einsatz von Chitosan in der Behandlung kommunaler Ab­ wässer, Carl von Ossietzky Universi­ tät Oldenburg, 2001 [5] Lindenthal, W. et. al:, Geruchsbinder aus dem Meer, WLB Wasser, Luft und Boden, Ausgabe 3-4/2009 [6] http://www.nachwachsende-roh­ stoffe.de/cms35/Basisinfonachwachsend.2285.0.html

2 2K ontakt Dr. Wolfgang Lindenthal Prof. Dr. Michael Schlaak Prof. Dr. Eike. Siefert Emder Institut für Umwelttechnik (EUTEC) Fachhochschule Oldenburg/ Ostfriesland/Wilhelmshaven Tel.: 04921/807-0 [email protected]

Zusammenfassung Chitosan ist ein hochinteressantes natürliches Biopolymer, das aus Abfallstoffen der Fischerei-Indust­ rie (Krabbenfischerei) gewonnen wird. Es ist ein „Nachwachsender Rohstoff“. Allerdings schränkt die Fachagentur nachwachsende Roh­ stoffe e. V. (FNR) die Definition ein: „Nachwachsende Rohstoffe, so die Definition, sind land- und forstwirt­ schaftlich erzeugte Produkte, die nicht als Nahrungs- oder Futtermit­ tel Verwendung finden. Sie werden stofflich, aber auch zur Erzeugung von Wärme, Strom oder Kraftstof­ fen genutzt.“ [6] Damit ist Chitosan nur Wert­ stoff aus Abfall und auch die För­ derung von Projekten aus Mitteln der FNR wird ausgeschlossen. Dies ist umso bedauerlicher, da es ­keine Konkurrenz zwischen der Nutzung der Krabben als Nah­ rungsmittel und als Rohstoff zur Chitosangewinnung gibt. Bei Ackerbauflächen gibt es hingegen eine starke ­Konkurrenz zwischen der Nutzung als Lebensmittel-­

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Nanotechnologie L ife S ciences

Kohlenstoff-Nanoröhren und die Umwelt Kohlenstoff-Nanoröhren wecken einerseits Hoff­ nungen auf innovative Anwendungen von der Technik bis hin zur Medizin und versprechen ­damit auch ein erhebliches wirtschaftliches ­Potential. Andererseits muss noch viel genauer erforscht werden, inwiefern sie Umwelt und ­Gesundheit belasten könnten. Dafür plädieren Radiochemiker vom Forschungszentrum Dres­ den-Rossendorf (FZD). Sie weisen darauf hin, dass Kohlenstoff-Nanoröhren sog. Kolloide bil­ den, also quasi wasserlöslich sind. Dadurch kön­ nen sie sich in der Umwelt verteilen und dabei Schwermetalle wie Uran binden. Kohlenstoff-Nanoröhren haben in den ver­ gangenen 15 Jahren eine steile Karriere gemacht, auch wenn Anwendungen bisher noch begrenzt sind. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass sie neben ihren günstigen mechanischen und elektrischen Eigenschaften aber auch problema­ tische Eigenschaften aufweisen. Es wird weithin angenommen, dass sich Produkte, die Kohlen­ stoff-Nanoröhren enthalten, in Zukunft ausbrei­ ten. Damit steigt die Wahrscheinlichkeit, dass die Röhren bei Herstellung, Gebrauch oder Entsor­ gung in die Umwelt gelangen, sich dort weiter verteilen und auf ihrem Weg Schadstoffe wie z. B. Schwermetalle binden.

Über das Wasser in die Umwelt Ein wichtiger Weg, auf dem Kohlenstoff-Nano­ röhren in die Umwelt gelangen könnten, ist der über das Wasser. In ihrem Originalzustand sind die hauchdünnen Kohlenstoff-Fäden mit einem Durchmesser von weniger als 50 nm zunächst kaum wasserlöslich. Auf den ersten Blick sollten sie also nicht im Grundwasser, Seen o. ä. mobil sein, sondern sich schnell absetzen oder abschei­ den. Wenn sich jedoch ihre Oberflächenstruktur verändert, können sie kolloidale Lösungen bil­ den. Die Veränderung der Oberflächenstruktur kann während der Produktion der Röhren gezielt herbeigeführt oder, wenn sie einmal in die ­Umwelt freigesetzt worden sind, durch natürli­ che Prozesse ausgelöst werden. In einer kolloidale Lösung ist – anders als bei echten wasserlöslichen Stoffen – der scheinbar gelöste Stoff in Form feiner Partikel im Lösungs­ mittel verteilt. Diese Partikel sind immer noch viel größer als die Moleküle eines gelösten Stof­ fes in einer echten Lösung. In Umweltgewässern könnten Kohlenstoff-Nanoröhren in Form von Kolloiden überall hin transportiert werden. Seit kurzem weiß man auch, dass die Röhren sogar Zellwände durchdringen können. Sie könnten also theoretisch auch in tierische und menschli­ 310 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Kohlenstoff-Nanoröhrchen auf einem Kernspurfilter. Deutlich zu sehen sind außer den Röhrchen auch die 50 nm großen Filterporen. Quelle: E. Christalle

che Zellen vordringen. Die Oberflächenverände­ rung von Kohlenstoff-Nanoröhren bewirkt noch einen weiteren Aspekt: Sie erhöht ihre Neigung, Schwermetalle anzulagern.

Röhrchen mit veränderter Oberfläche Die Rossendorfer Wissenschaftler haben sowohl Kohlenstoff-Nanoröhren im Originalzustand als auch mit oxidierenden Säuren (z. B. einem ­Gemisch aus Salpeter- und Schwefelsäure) ver­ änderte Röhren untersucht. Sie stellten fest, dass Lösungen mit behandelten Kohlenstoff-Nano­ röhren Licht stärker streuen. Für die Forscher ist dies ein Indiz dafür, dass sie Kolloide gebildet haben, die sich nicht absetzen. Sie konnten nachweisen, dass sich das Schwermetall Uran, das in geringsten Mengen überall in der Umwelt und damit auch im Wasser vorkommt, besonders an die Oberfläche behandelter KohlenstoffNanoröhren anlagert. Sie stellten eine um eine Zehnerpotenz höhere Aufnahmekapazität für Uran als bei unbehandelten Kohlenstoff-Nano­ röhren fest. Es ist deshalb plausibel anzuneh­ men, dass Kohlenstoff-Nanoröhren, wenn sie in die Umwelt gelangen, den Transport von Uran in Umweltwässern und sogar in biologischen Sys­ temen beeinflussen können. Dr. Harald Zänker

mutmaßt, dass man die möglichen Auswirkun­ gen auf Umwelt und Gesundheit bisher generell zu wenig bedacht hat. Andererseits legt die Bindungsfähigkeit von Uran und anderen Schwermetallen aber auch nahe, Kohlenstoff-Nanoröhren zur Entfernung von Schwermetallen aus Wässern einzusetzen. Laut Dr. Zänker stellen sie eine wirtschaftliche Alternative zu klassischen Reinigungsmitteln bisher aber noch nicht dar. Die Forscher halten es für wichtig, das Verhalten von KohlenstoffNanoröhren in Wässern in Zukunft weiter zu ­untersuchen. Erst dann können die positiven und negativen Effekte der Kohlenstoff-Nanoröhren besser eingeschätzt werden. Literatur: [1] Schierz, A. und Zänker, H.: Environmental Pollution 157, 1088 – 1094 (2009)

▶ ▶K ontakt Dr. Harald Zänker Forschungszentrum Dresden-Rossendorf Institut für Radiochemie Dresden Tel.: 0351/260-3209 [email protected]

Nanotechnologie L ife S ciences

Nanopartikel nach Maß teme synthetisiert werden. Komplex zusammen­ gesetzte Nanopartikel können beispielsweise durch Einbettung in eine anorganische oder ­organische Polymermatrix hergestellt werden. Diese Komposit-Materialien eignen sich für wi­ derstandsfähige Dentalfüllungen oder in anderer Zusammensetzung für UV-Schutzfilme sowie als Stabilisator und Fotoinitiator in Polymeren.

22 Prof. Dr. Lutz Mädler, Fachbereich Produktionstechnik, Institut für Werkstofftechnik (IWT)

Nanopartikel haben längst Einzug in unsere ­makroskopische Welt gehalten. Sie begegnen uns in Nahrungsmitteln, Kosmetikprodukten, ­Autolacken, selbstreinigenden Oberflächen und finden sich auch als Katalysatoren bei chemi­ schen oder verfahrenstechnischen Prozessen wieder. Diese Partikel bewegen sich in einer Grö­ ße von 1 nm – 100 nm. In dieser Nanowelt wer­ den viele physikalische und chemische Eigen­ schaften wie z. B. Schmelzpunkt, Lichtabsorption, mechanisches, elektronisches oder magnetisches Verhalten, die in der makroskopischen Welt grö­ ßenunabhängig sind, plötzlich von der Größe ab­ hängig. Die Anwendungsgebiete für Nanoparti­ kel lassen sich jedoch noch beachtlich erweitern, wenn sie mit genau kontrollierbaren Eigenschaf­ ten kosteneffizient hergestellt werden können.

Wechselwirkungen an den NanoBio-Schnittstellen Die Tatsache, dass Nanomaterialien in immer neuen Anwendungen eingesetzt werden, hat in den vergangenen Jahren eine kontroverse Dis­ kussion um das potentielle Risiko dieser Materi­ alien für biologische Systeme in Gang gesetzt. Mädler beschäftigt sich deshalb auch mit den

Verfahren der Sprühpyrolyse Prof. Lutz Mädler, Hochschullehrer im Fachbe­ reich Produktionstechnik der Universität Bre­ men, hat mit der Sprühpyrolyse ein kostengüns­ tiges Verfahren entwickelt, mit dem das Partikelwachstum und somit auch die physikali­ schen und chemischen Eigenschaften der Nano­ partikel gezielt gesteuert werden können. Der Ausgangsstoff wird dabei einer bis zu 3.000 °C heißen Flamme ausgesetzt. Durch Sinter- und Kollisionsvorgänge entstehen die Nanopartikel. Über die Flammtemperatur und -geschwindig­ keit kann das Partikelwachstum gesteuert wer­ den. Sobald die Sintervorgänge durch Erniedri­ gung der Temperatur unterbrochen werden, endet das Wachstum. Dadurch wird es möglich, maßgeschneiderte Nanopartikel herzustellen. Durch gezielte Formulierungen der Ausgangs­ stoffe können beliebige Mehrkomponentensys­

Wechselwirkungen an den Nano-Bio-Schnittstel­ len und hat dazu gemeinsam mit acht weiteren Forschern den Stand der Forschung zusammen­ gefasst und die Grundlagen für eine Strategie zur Untersuchung von Nanomaterialien heraus­ gearbeitet. Dabei ist es wichtig, nicht nur die isolierten Nanoteilchen zu betrachten, sondern auch immer ihre Umgebung, beispielsweise das Zellmedium oder die Lungenflüssigkeit. Es konn­ te z. B. herausgefunden werden, dass die Umge­ bung bestimmt, wie schnell sich Nanopartikel lösen oder gar auflösen. Zukünftig geht es dar­ um, verschiedene wissenschaftliche Paradigmen für solche Wechselwirkungen zu formulieren.

Dechema-Preis erhalten Mädler hatte den dotierten Dechema-Preis der Max-Buchner-Forschungsstiftung erhalten. Er wurde für seine „herausragenden Leistungen zur Herstellung von Nanomaterialien durch Sprühpyrolyse für Anwendungen in der Sensorik, der Katalyse und der Medizintechnik“ ausge­ zeichnet. Seit Januar 2008 hat Lutz Mädler die Professur für Mechanische Verfahrenstechnik an der Universität Bremen inne. Außerdem leitet er die Hauptabteilung Verfahrenstechnik des Insti­ tuts für Werkstofftechnik (IWT). Der Dechema-Preis der Max-Buchner-­ Forschungsstiftung wird seit 1951 jährlich ver­ geben. Damit werden herausragende For­ schungsarbeiten aus den Bereichen Technische Chemie, Verfahrenstechnik, Biotechnologie und Chemische Apparatetechnik gewürdigt. Beson­ ders ­Arbeiten jüngerer Forscher werden dafür berücksichtigt. Sie sollen von grundsätzlicher Bedeutung sein und eine enge Verflechtung von Forschung und praktischer Anwendung zeigen.

▶ ▶K ontakt

Sprühflamme, in der Nanopartikel hergestellt werden

Prof. Dr.-Ing. habil. Lutz Mädler Universität Bremen Fachbereich Produktionstechnik Institut für Werkstofftechnik (IWT) Bremen Tel.: 0421/218-7737 Fax: 0421/218-5378 [email protected] www.iwt-bremen.de

GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 311

Biomedizin L ife S ciences

Laser-induzierte Retinaverletzungen Neuroprotektion als Ansatz für Therapie und Prophylaxe Der Schutz von Nervenzellen mittels pharmazeutischer Wirkstoffe ist in den letzten Jahren zu einer Herausforderung bei der Behandlung von und dem vorbeugenden Schutz vor verschiedenen cerebralen und retinalen Schädi­ gungen geworden. Der Funktionserhalt von Nervenzellen ist besonders wich­ tig, da es sich bei diesen um postmitotische Zellen handelt, welche sich nach ihrer Differenzierung nicht weiter durch Zellteilung erneuern.

Bei vielen Arten von Verletzungen des zentralen Nervensystems einschließlich der neuronalen Be­ standteile des Auges durch Ischämie, mechani­ sche Traumen aber auch durch Laserverletzungen ist die letztendliche Gewebeschädigung und funktionale Beeinträchtigung in der Regel größer als diejenige, die durch die initiale Verletzung ver­ ursacht wurde. Dies ist darauf zurückzuführen, dass nach der Beendigung des primären Schädi­ gungsereignis oft noch über einen längeren Zeit­ raum eine Ausbreitung der Verletzung erfolgt. Dieser degenerative Prozess ist als Sekundärschä­ digung bekannt. Die Ausweitung der Verletzung wird durch die Freisetzung schädliche Substanzen wie z. B. Glutaminsäure, freie Fettsäuren, Mono­ amine, Eicosanoide und reaktive Sauerstoffspezi­ es aus den primär geschädigten Zellen eingelei­ tet, welche zu benachbarten Zellen gelangen und als neurotoxische Mediatoren wirken. Von den wenigen allgemeinen Degenerati­ onsmechanismen, die hierbei eine Rolle spielen, ist die Apoptose am bekanntesten. Bei dieser er­ folgt die Auslösung sekundärer Degeneration von Nachbarzellen insbesondere durch extrazel­ luläre Anreicherung des erregenden Neurotrans­ mitters Glutamat. Durch Fortschritte auf dem Gebiet der Neurowissenschaften hat man in den letzten Jahren einen immer genaueren Einblick in die intrazellulären Mechanismen des apopto­ tischen Zelltods gewonnen. Auch der Mechanis­ mus der Glutamataktivität hinsichtlich der ­Induktion einer sogenannten exzitotoxischen Schädigung ist inzwischen gut dokumentiert. Eine übermäßige Aktivierung des NMDA (N-Me­ thyl-D-Aspartat)-Subtyps des Glutamatrezeptors löst die extrazelluläre Anreicherung von Gluta­ mat in hoher Konzentration aus. Diese führt zu 312 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

einem starken Einstrom von Ca2+-Ionen in die Zellen, wodurch verschiedene kalziumabhängige Nukleasen, Lipasen, Proteasen und die NO•Synthase aktiviert werden, die über verschiede­ ne Wege zum Zelltod führen. Forschungsansätze zur Verminderung von gesundheitsschädigenden Effekten durch von direkt geschädigten Zellen des ZNS verursachte Veränderungen des extrazellulären Milieus, ­haben in den letzten Jahren bereits zur erfolgrei­

chen Entwicklung von therapeutischen und ­prophylaktischen medizinischen Maßnahmen geführt. Entsprechend Forschung wird auch auf dem Gebiet der Augenmedizin verfolgt. Die Ent­ wicklung neuer pharmakologischer Substanzen für die Behandlung von Augenverletzungen durch Laserstrahlung umfasst dabei auch die Gruppe der sogenannten Neuroprotektoren, durch welche retinale Schädigungen abgemil­ dert oder verhindert werden sollen. Unter Neu­

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22 Dr. Roman J. Kernchen, Fraunhofer-Institut NaturwissenschaftlichTechnische Trendanalysen, Abt. TAV

Abb.1: Konfokalmikroskopische Aufnahme des retinalen Pigmentepithels (RPE) der Ratte unmittelbar nach einer Laserschädigung (kreisrunde Ruptur).  Quelle: National Eye Institute, NIH, Bethesda, USA

roprotektion versteht man den Versuch, ­Nervengewebe und Nervenfasern durch phar­ makologische oder molekulargenetische Metho­ den vor sekundärer Degeneration und dem ­Absterben nach einer Verletzung zu bewahren. Die Retina und der Sehnerv des Auges sind ana­ tomisch und biochemisch dem zentralen Ner­ vensystem eng verwandt. Aus diesem Grund können die Prinzipien der Neuroprotektion auch auf die Augenmedizin übertragen werden. Durch Neuroprotektion soll die Zellschädigung mini­ miert und gleichzeitig die Genesung der Nerven­ zellen nach akuter oder chronischer Schädigung verbessert werden. Unter Laborbedingungen konnten bereits einige wirksame Substanzen identifiziert werden. Eine Reihe von Augenleiden können theore­ tisch mittels Neuroprotektion gelindert werden. Hierzu gehören neben Glaukom, Sehnervtrauma oder ischämischer Optikusneuropathie auch Schädigungen der Retina durch Laserstrahlung, hervorgerufen durch einen chirurgischen Eingriff

(Laser-Photokoagulation) oder als Folge eines Unfalls. Als mögliche pharmazeutische Wirkstoffe gelten entsprechend dem beschriebenen Schädi­ gungsmechanismus bei sekundärer Degenerati­ on insbesondere kompetitive und nicht-kompeti­ tive NMDA-Rezeptorantagonisten,Neurotrophine, Alpha-Rezeptorantogonisten sowie bestimmte Corticosteroide und die Substanz EEP (pGlu-GluPro-NH2). Ein besonders effektiver nicht-kompe­ titiver NMDA-Rezeptorantagonist, der in ver­ schiedenen Modellen von Neurotoxizität, u. a. bei laserinduzierter Retinaschädigung, Wirksam­ keit beim Schutz retinaler Zellen erwiesen hat, ist die Substanz MK-801. Es konnte gezeigt werden, dass bei Ratten die direkt nach einer Laserschä­ digung der Retina mit MK-801 behandelt wur­ den, der Verlust an Photorezeptorzellen signifi­ kant geringer war als bei unbehandelten Tieren. Wegen gravierender schädlicher Nebenwirkun­ gen, u. a. seiner psychotropen Wirkungen, ist die Substanz jedoch nicht als Medikament verwend­ bar. Andere NMDA-Rezeptorantagonisten mit nachgewiesener neuroprotektiver Wirkung, wie insbesondere der Wirkstoff Memantin, befinden sich jedoch bereits in der dritten Phase klinischer Prüfung zur Behandlung der Sehnerverkrankung Glaukom. Neben einer Behandlung mit pharmazeuti­ schen Wirkstoffen wird in den letzten Jahren zur Eindämmung sekundärer Degeneration auch zu­ nehmend die Möglichkeit einer neuroprotekti­ ven Impfung mit künstlichen Antigenen disku­ tiert. Eine solche Impfung basiert auf der Entdeckung einer „schützenden Autoimmuni­ tät“, gemäß der Verletzungen von Nervenzellen (z. B. Sehnervquetschung, Laserschädigung)) eine physiologische Autoimmunantwort hervor­ rufen. Diese Immunreaktion ist spezifisch für

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Abb. 2: Apoptoserückgang bei retinalen Ganglienzellen in der Netzhaut, vor (links) und nach (rechts) Behandlung mit dem NMDA-Rezeptorantagonist MK801 (in Kombination mit NMDA-Rezeptoragonist).  Quelle: Guo, L. et al. (2006) GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 313

Biomedizin L ife S ciences

Abb. 3: Invasion von T-Lymphozyten in den Glaskörper des Auges nach einer intravitrealen Injektion von Glutamat. 

Selbstantigene, die sich am Ort der primären Schädigung befinden und schützt neuronale Zel­ len vor degenerativen Effekten wie der Gluta­ mattoxizität oder anderen destruktiven körper­ eigenen Substanzen (vergl. Abb. x). Bis zur Aufklärung dieser vorteilhaften Autoimmunant­ wort ist man generell davon ausgegangen, dass Autoimmunität in Hinblick auf das Vorhanden­ sein verschiedener Autoimmunerkrankungen (z. B. Multiple Sklerose, MS) insbesondere für das Zentralnervensystem eine schädliche Wir­ kung besitzt. Die Verstärkung einer derartigen Immunant­ wort kann durch Impfung mit bestimmten Pepti­ den, die von geeigneten Autoantigenen abgelei­ tet sind, erreicht werden. Aus Sicherheitsgründen, d.h. um keine Autoimmunerkrankung auszulö­ sen, sind dabei Substanzen mit lediglich schwach antigener Wirkung auszuwählen. Als besonders geeignet erwiesen haben sich dabei synthetische Copolymere wie das Glatiramera­ zetat (auch: Copolymer-1, Cop-1). Glatiramera­ zetat, ein Copolymer aus vier Aminosäuren, ist seit einigen Jahren als Medikament zur MS-Be­ handlung zugelassen. Glatiramerazetat ist in der Lage eine große Bandbreite selbstreaktiver T-Lymphozyten bei nur schwacher Affinität zu aktivieren. Die aktivierten T-Zellen aktivieren 314 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

i­hrerseits über lösliche Botenstoffe (Zytokine) ­Mikrogliazellen, welche Glutamat aufnehmen, Teile geschädigter Zellen entfernen sowie Wachstumsfaktoren aussenden können. In tier­ experimentellen Studien an Ratten und Mäusen wurde gezeigt, dass eine Impfung mit Glatira­ merazetat einige Tage vor oder direkt nach einer laserinduzierten Schädigung der Retina einen Schutz vor sekundärer Degeneration insbeson­ dere durch Glutamattoxizität herbeiführen kann. Dabei wurde kein Hinweis auf die Gefahr einer Auslösung pathogener Autoimmunität gefun­ den. Darüber hinaus gilt eine Impfung mit dem Copolymer Glatiramerazetat als mögliche Pro­ phylaxe und Therapie bei Schädigungen des ZNS durch Nervenkampfstoffe.

Quelle: Schory, H. et al. (2002)

tive Ophthalmology & Visual Sience 47: 626–33 (2006) [4] Lagreze WA.: Neuroprotection. Bases and possibili­ ties of a future clinical use. Ophthalmologe 98: 235–6 (2001) [5] Schmidt KG et al.: Neurodegenerative diseases of the retina and potential for protection and recove­ ry. Current Neuropharmacology 6: 164–78 (2008) [6] Schori H et al.: Immune-related mechanisms parti­ cipating in resistance and susceptibility to gluta­ mate toxicity. European Journal of Neuroscience 16: 557–64 (2002) [7] Vorwerk CK: Neuroprotektion retinaler Erkrankun­ gen Mythos oder Realität? Der Ophthalmologe 98: 106–23 (2001)

Literatur [1] Barkana Y und Belkin M.: Neuroprotection in oph­ thalmology: a review. Brain Research Bulletin 62: 447–53 (2004) [2] Belokopytov M. et al.: Functional efficacy of glati­ ramer acetate treatment for laser-induced retinal damage in rats. Lasers in Surgery and Medicine 40: 196–201 (2008) [3] Guo L. et al.: Assesment of Neuroprotective Effects of Glutamate Modulation on Glaucoma-Related Retinal Ganglion Cell Apoptosis In Vivo. Investiga­

▶ ▶K ontakt Dr. rer. nat. Roman J. Kernchen Fraunhofer-Institut NaturwissenschaftlichTechnische Trendanalysen, Abt. TAV, Euskirchen Tel.: 02251/18-263 Fax: 02251/18-377 [email protected] www.int.fhg.de/

Biotechnologie L ife S ciences

Schwefel, Ökologie und Biotechnologie Organismen mit dissimilatorischem Schwefelstoffwechsel und ihre Bedeutung in der Gegenwart

22 Dr. Johannes Sander

Gruppen von Mikroorganismen mit dissimilatorischem Schwefelstoffwechsel Grundsätzlich lassen sich zwei Grundtypen von Mikroorganismen mit dissimilatorischem Schwe­ felstoffwechsel (hier kurz Schwefelorganismen) unterscheiden: Reduzierer und Oxidierer von Schwefelverbindungen. Reduzierer benutzen -vergleichsweise oxidierte- Schwefelverbindun­ gen, wie z. B. Sulfat, Sulfit oder Schwefel statt Sauerstoff als alternativen Endakzeptor für die in ihrem Stoffwechsel anfallenden Elektronen und werden somit auch als anaerobe Atmer be­ zeichnet [4]. Analog zu der aeroben Atmung kommt dabei wahrscheinlich eine Elektronen­ transportkette zum Einsatz. Die Oxidierer lassen sich wiederum in zwei große Gruppen untertei­ len: Phototrophe und Chemotrophe. Phototrophe Oxidierer von Schwefelverbin­ dungen, wie z. B. die Schwefelpurpurbakterien (Abb. 1), die Grünen Schwefelbakterien aber auch viele „schwefelfreie“ Purpurbakterien (Abb. 2) benutzen die Elektronen aus reduzier­

Abb. 1.: Das Schwefelpurpurbakterium Allochromatium vinosum in einem Laborfermenter. An der ­ lassen hellroten Farbe im Vergleich zu dem sonst für das Bakterium typischen Weinrot (siehe Einb schubbild) ist erkennbar, dass die Bakterien in dem Fermenter nach der Oxidation von Sulfid zu ­Schwefel Schwefelkugeln eingelagert haben. Der Schwefel wird schließlich weiter zu Sulfat oxidiert.  (Foto: Johannes Sander)

Das Element Schwefel wird von allen Organismen benötigt, allein schon des­ halb, weil es Bestandteil zweier Aminosäure (Cystein und Methionin) ist. Or­ ganismen haben dabei entweder die Möglichkeit den Schwefel bereits in or­ ganisch gebundener Form aufzunehmen oder anorganischen Schwefel zu assimilieren. Abgesehen von diesem assimilatorischen Schwefelstoffwechsel betreiben aber einige (Mikro-)Organismen auch einen dissimilatorischen Schwefelstoffwechsel, bei dem es (zumindest in erster Linie) nicht um den Schwefel als solchen geht, sondern bei dem Schwefelverbindungen als Elekt­ ronendonatoren oder –akzeptoren dienen. Diese Organismen sind nicht nur von einem ökologischen sondern auch von einem biotechnologischen Stand­ ort aus interessant. GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 315

Biotechnologie L ife S ciences

wachsen, bevorzugen aber photoorganotrophes Wachstum, wenn organische Substrate als Elekt­ ronendonatoren zur Verfügung stehen und kön­ nen gegebenenfalls, je nach den Erfordernissen, auch auf ein chemoorganotrophes oder chemo­ lithotrophes Wachstum zurückgreifen.

Durch Schwefelorganismen verursachte Probleme Abb. 2: Lichtmikroskopische Aufnahme von Rhodomicrobium vaniellii. Dieses so genannte „schwefelfreie“ Purpurbakterium setzt trotz seines Namens Sulfid zu Tetrathionat um. (Foto: mit freundlicher Genehmigung von Herrn Prof. Dr. Jobst H. Klemme)

ten Schwefelverbindungen (z. B. Sulfid: S2–) um die bei der CO2-Fixierung (auch bekannt als Dunkelreaktion der Photosynthese) verbrauch­ ten Elektronen zu ersetzen (Photolithotrophie) [1]. Die Schwefelverbindungen übernehmen so­ mit eine ähnlich Rolle wie das Wasser bei der Photosynthese der Grünen Pflanzen: Wasser­ spaltung liefert dort zum einen die Elektronen, die als Nachschub für die bei der Zucker-, bzw. Stärkebildung verbrauchten Elektronen dienen, zum anderen führt die Wasserspaltung aber auch zur Freisetzung von Sauerstoff und ist so­ mit Grundlage für alles aerobe Leben auf der Erde. Da die phototrophen Oxidierer von Schwe­ felverbindungen kein Wasser spalten (das Re­ doxpotential ihrer Photosysteme würde dazu auch gar nicht ausreichen), können sie natürlich auch keinen Sauerstoff freisetzen, ihre phototro­ phes Wachstum wird daher auch als „anoxygen“ bezeichnet und repräsentiert wahrscheinlich eine evolutionsgeschichtlich ältere Version der Phototrophie. Die chemotrophen Oxidierer von Schwefelverbindungen schließlich nutzen die in den reduzierten Schwefelverbindungen gespei­ cherte Energie für ihr Wachstum (Chemolithotro­ phie). In Analogie zur Photosynthese wird dieser Stoffwechseltyp manchmal auch als Chemosyn­ these bezeichnet. Oft kann ein- und derselbe Organismen je nach Umweltbedingungen auch mehrere Stoffwechselstrategien verfolgen. So können viele Phototrophe z. B. photolithotroph

316 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Im Oberperm (vor etwa 250 Mio. Jahren) führten Vulkanausbrüche im Gebiet des heutigen Sibirien wahrscheinlich zu einer weltweiten Temperatur­ erhöhung, die eine Abnahme des Sauerstoffge­ haltes in den Meeren und schließlich deren weit­ gehende Anaerobisierung zur Folge hatte. Da Meerwasser reich an Sulfat ist, konnten sich die Sulfatreduzierer stark vermehren, und der Gehalt an giftigem Sulfid stieg in den Meeren und schließlich auch in der Atmosphäre. Grüne Schwefelbakterien und Purpurbakterien erlebten eine Blütezeit [2]. Der Anstieg der Sulfidkonzent­ ration dürfte hierbei mitverantwortlich sein für das im Oberperm beobachtete größte Massen­ sterben der Erde, das sogar das Massensterben der Dinosaurier in der Oberkreide weit übertraf. Im Zuge der zurzeit beobachteten Klimaerwär­ mung könnte es mittel- bis langfristig wieder zu einem Anstieg der Sulfatreduktion und den da­ mit verbundenen negativen Folgen kommen [2]. In Sulfat-reichen Seen kommt es auch in der Ge­ genwart zu Massenentwicklungen von Purpur­ bakterien, die allerdings keine globalen Auswir­ kungen haben und keine Gefahr darstellen. Ein Beispiel hierfür ist der Alatsee in Bayern (Abb. 3). Die ökologische Bedeutung der Sulfatredu­ zierer ist allerdings auch noch viel unmittelbarer, denn in Anwesenheit von Sulfat können sie ­methanogene Prokaryoten verdrängen. Dies ist relevant, da Methan zum einen ein Treibhausgas darstellt, zum anderen die Methanbildung in Biogasanlagen aber durchaus erwünscht ist. Die Gegenwart von Sulfat wirkt hier also ertrags­ mindernd [4]. Darüber hinaus ist das bei der Sul­ fatreduktion gebildete Sulfid giftig, riecht schlecht und hat korrosive Eigenschaften. Sulfat­ reduzierer, die sich als Bestandteil von Biofilmen auf der Oberfläche eisenhaltiger Metalle ansie­

Abb. 3: Der Alatsee in Bayern steht auf Gips-reichem Untergrund (Gips = Calciumsulfat) und bietet somit ein ideales Biotop für Sulfatreduzierer und in Folge auch für Sulfidoxidierer. Unterhalb der Sprungschicht ist das Wasser des Sees daher durch Purpurbakterien violett gefärbt. (Foto: mit freundlicher Genehmigung von Herrn Prof. Dr. Franz Brümmer).

deln, können somit zu großen Korrosionsproble­ men führen. Anfällig sind dafür vor allem marine Ölleitungen, da hier sowohl organische Verbin­ dungen aus dem Öl, als Elektronendonatoren, als auch Sulfat aus dem Meerwasser als Elektro­ nenakzeptor vorhanden sind, so dass die Sulfat­ reduzierer optimale Wachstumsbedingungen vorfinden. Daher wird z. B. versucht durch Nitratzugaben Nitratreduzierer zu unterstützen, um einerseits die Sulfatreduzierer zu verdrängen und andererseits die Oxidation des von den Sul­ fatreduzierern gebildeten Sulfids, dass die Öllei­ tungen chemisch angreift, zu fördern [6] [7] [8].

Positive Effekte durch Schwefelorganismen Schwefelorganismen sind nicht nur unerwünscht. Sie können z. B. auch dafür eingesetzt werden schädliche Substanzen wie z. B. Sulfid, Sulfat, das für den „Sauren Regen“ verantwortliche Schwefeldioxid, aber auch Schwermetalle wie

Biotechnologie L ife S ciences

Abb. 4: Photographische und Schematische Abbildung der THIOPAQ-Anlage der Firma Paques. A: Absorbereinheit, R: Bioreaktor, C: Klärkasten zur Gewinnung des gebildeten Schwefels. Die dicken Pfeile geben den Gasstrom, die dünnen Pfeile des Flüssigkeitsstrom, bzw. die Lufteinleitung in den Reaktor an (Foto und Schemazeichnung mit freundlicher Genehmigung der Firma Paques. Die Schemazeichnung wurde für diesen Artikel leicht verändert).

z. B. Eisen, Nickel oder Cadmium aus Abwässern, kontaminierten Grundwässern und Abgasen zu entfernen. Hierfür stehen zwar auch physikoche­ mische Verfahren, wie z. B. der Clauss-Prozess [3], der der Sulfidbeseitigung dient, zur Verfü­ gung, jedoch haben diese einige Nachteile wie z. B. extreme Reaktionsbedingungen, toxische Nebenprodukte (z. B. SO2) und hohe Prozesskos­

ten. Mit Sulfidoxidierern, bzw. Sulfatreduzieren können viele dieser Substanzen unter wesentlich moderateren Reaktionsbedingungen und oft ­sogar effizienter den Abwässern und Abgasen entzogen werden. Als Nebenprodukt lässt sich vielfach sogar noch Biogas gewinnen. Das bei der Sulfatreduktion gebildete Sulfid kann außer­ dem zur Beseitigung und Rückgewinnung von

Schwermetallen dienen. Dieser Ansatz beruht darauf, dass Schwermetallsulfide im Allgemei­ nen sehr viel schwerer löslich sind, als Schwer­ metallsulfate [5]. Wird das gebildete Sulfid daher in Schwermetall-haltige Lösungen eingeleitet oder in diesen gebildet, so fallen die Schwer­ metalle chemisch aus. Überschüssiges Sulfid kann schließlich von weiteren Bakterien zu Schwefel oxidiert werden. Sowohl die Metallsul­ fide, als auch der Schwefel stehen dann für eine Wiederverwendung zur Verfügung. Systeme die­ ser Art wurden bereits mehrfach eingesetzt. Ein kommerzieller Anbieter für Techniken dieser Art ist z. B. die niederländische Firma Paques die ver­ schiedene Bioreaktorsysteme mit Schwefelorga­ nismen (z. B. THIOPAQ: Sulfidbeseitigung, siehe Abb. 4) in ihrer Produktpalette hat. Referenzen beim Autor

▶ ▶K ontakt Dr. Johannes Sander [email protected]

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19.04.2010 4/2010 13:44:42•Uhr GIT Labor-Fachzeitschrift 317

Mikroskopie L ife S ciences

Mobile Mikroskope blicken ins Gehirn Winziges Laserrastermikroskop zeichnet Aktivität von Gehirnzellen umherlaufender Tiere auf

Abhilfe schafft jetzt ein mobiles Laserrastermik­ roskop, das so klein ist, dass es dem Kopf einer Ratte befestigt werden kann. Auf diese Weise kann nun erstmals verfolgt werden, wie sich die Gehirnzellen bei einem frei umherlaufenden und seine Umgebung erkundenden Tier verhalten. Diese Technologie verspricht völlig neue Einbli­ cke in das Verständnis der Gehirnfunktionen. Den Großteil unseres Lebens verbringen wir damit, uns in einer statischen Umwelt zu bewe­ gen. Um uns zu orientieren, verarbeitet unser ­Gehirn die Informationen, die es von den ver­ schiedenen Sinnesorganen geliefert bekommt. Wenn wir beispielsweise einen Laden betreten, um Obst zu kaufen, so bewegen sich weder der Laden noch das Obst, sondern wir. Wahrschein­ lich berechnet unser Gehirn ständig unsere ­Position im Raum neu, abhängig von den Infor­ mationen, die Augen, Ohren, Haut und Gleichge­ wichtssinn liefern. Wie genau das funktioniert, weiß jedoch niemand, da die Wissenschaftler das Gehirn von sich bewegenden Personen bis­ lang nicht untersuchen können. Um dieses Problem zu lösen, haben Wissen­ schaftler vom Max-Planck-Institut für biologi­ sche Kybernetik ein mobiles System entwickelt, das mehrere fluoreszierende Gehirnzellen gleich­ zeitig beobachtet und zudem die exakte Position des Tieres bestimmt, während dieses sich völlig frei bewegen kann. Das sehr leichte, nur etwa drei Zentimeter große Laserrastermikroskop ver­

Mit Hilfe von Mikroskopen und Magnetresonanztomographen können ­Wissenschaftler und Ärzte einen Blick in unser Gehirn werfen. Jedoch nur, wenn wir ganz still halten und uns nicht bewegen. Da dies keine normale Verhaltensweise ist, ist die Aussagefähigkeit dieser Methoden im Bezug auf das Verständnis von höheren Hirnfunktionen wie Wahrnehmung und ­Aufmerksamkeit sehr begrenzt.

wendet einen hochenergetischen pulsierenden Laser und Fiberglasoptik um Zellen im Gehirn zu beobachten. Die sonst für diese Untersuchungen eingesetzten Elektroden sind nicht mehr not­ wendig. Bislang konnte man die Wahrnehmung nur untersuchen, indem man einem immobilen Tier eine Reihe von Filmen oder Bildern als opti­ sche Reize präsentiert und gleichzeitig die Hirn­ aktivität gemessen hat. Mit der neuen Methode wird der Ansatz umgedreht: Man kann die Akti­ vität der Nervenzellen messen, während das Tier seine natürliche Umgebung erkundet. Da im ­Gehirn nicht einzelne Zellen, sondern vielmehr ganze Zellgruppen an bestimmten Aufgaben ­beteiligt sind, müssen mehrere Nervenzellen

Abb. 2: Mini-Mikroskope erlauben neue Einblicke ins Rattengehirn. Mit Hilfe der sechs Gramm leichten und drei Zentimeter kleinen Winzlinge können bis zu 20 Nervenzellen gleichzeitig beobachtet werden, während sich das Tier frei bewegen kann. Foto: Jason Kerr/Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik

gleichzeitig erfasst werden. Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler erstmalig untersu­ chen, wie das Gehirn die innere Repräsentation der äußeren Welt vollzieht, während die Augen die natürliche Umwelt wahrnehmen.

▶ ▶K ontakt

Abb. 1: Die Hirnaktivität dieser Ratte wird gemessen.  Foto: Jason Kerr/Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik 318 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Dr. Jason Kerr Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik, Tübingen Tel.: 0176/24020958 [email protected]

Elektrochemie

Stärker, langlebiger und sicherer Zinn-Schwefel-Lithiumionen-Akku als neuartige Alternative

Bruno Scrosati und Jusef Hassoun von der Uni­ versität Rom haben einen vielversprechenden Ansatz für eine neue Variante eines Lithiumio­ nen-Akkus entwickelt, der diese Kriterien erfül­ len könnte.

Ein häufiges Ärgernis bei Notebooks: Der Akku liefert Strom über eine viel zu

Konventionelle Lithiumionen-Akkus

Entsprechend wird an verbesserten Akkus geforscht, die deutlich mehr Ener­

Das Dilemma: Handys, Notebooks, Smartphones und PDAs werden immer kleiner, aber gleichzeitig steigt ihr Energiebedarf. Die Akkus kommen da nicht mehr mit. Theoretisch wären Lithium-Schwe­ fel-Akkus Energielieferant der Wahl, da sie – ­bezogen auf die Masse – wesentlich mehr Energie als konventionelle Lithiumionen-Akkus liefern. Die praktische Anwendung krankt aber daran, dass sich dessen Elektroden nach und nach auflösen, was zu Kapazitätsverlust führt. Außerdem kann sich Lithiummetall in Form von Verästelungen ­abscheiden, die Kurzschlüsse verursachen. Das ist der Grund, warum kommerzielle „Lithium“-Akkus keine metallischen Lithiumelektroden enthalten, sondern ein Material, das Lithiumionen aufneh­ men und wieder freigeben kann, oft Graphit. Eine solche korrekterweise ­Lithiumionen-Akku ge­ nannte Zelle erzeugt die Quellenspannung nur über eine Verschiebung von Lithiumionen und lie­ fert entsprechend w ­ eniger Energie.

gie liefern, langlebiger und dabei betriebssicher sein sollen.

Im Zuge des aktuellen Forschungsvorhabens sol­ len die Vorteile beider Akku-Typen vereint wer­ den, um zu langlebigen, gut lagerbaren, be­

den Akku nicht immer absolut pfleglich, haucht er sein Leben rasch ganz aus.

triebssicheren, einfach herstellbaren Akkus mit hoher Kapazität zu kommen. Der neue Typus ­einer lithiummetallfreien Zelle arbeitet mit einer Kathode aus einem Kohlenstoff-LithiumsulfidKomposit. Die organische Elektrolytlösung wur­ de durch eine in eine Gel-Polymermembran ein­ geschlossene lithiumionenhaltige Flüssigkeit ersetzt. Das Polymer schirmt die Flüssigkeit von den Elektroden ab. Die Lösung ist zudem mit ­Lithiumsulfid gesättigt. Beide Maßnahmen mini­ mieren das Auflösen von Elektrodenbestandtei­ len. Als Anode wählten die Wissenschaftler nanoskopische Zinnpartikel, die in eine schüt­ zende Kohlenstoffmatrix eingeschlossen sind.

Deutlich bessere Eigenschaften Der elektrochemische Prozess läuft folgender­ maßen ab: An der Kathode wird Lithiumsulfid in elementaren Schwefel und Lithiumionen gespal­ ten. Dabei werden Elektronen abgegeben. Die Lithiumionen wandern durch die Elektrolytmem­ bran zur Anode, wo sie Elektronen aufnehmen

und zu ungeladenen Lithiumatomen werden. Letztere werden von den Zinn-Nanopartikeln der Anode in Form einer Legierung gebunden. Der Prozess ist reversibel, sodass der Akku immer wieder aufgeladen werden kann. Die theoreti­ sche spezifische Energie der Zinn-Schwefel-Lithi­ umionenbatterie ist mit ca. 1.100 Wh/kg fünfmal höher als bei gängigen Batterien mit Schicht­ materialien (s. Abb. 1). Der Wechsel von einem Flüssigelektrolyt zu einer Polymermembran ver­ bessert die Sicherheit der Batterie und erleich­ tert ihre Herstellung. Somit übertrifft die neue Zelle alle bisherigen lithiummetallfreien Akkus. Mit dieser hohen Energiedichte könnte der neue Akku sich auch als Stromquelle der Wahl für elektrische Fahrzeuge etablieren. Literatur [1] Hassoun J. und Scrosati B.: Angewandte Chemie (2010)

http://dx.doi.org/10.1002/ange.200907324 http://presse.angewandte.de

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Vorteile im neuen System vereint

kurze Zeitspanne, die mit zunehmendem Alter weiter sinkt. Behandelt man

GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 319

Titelstory

Mit einem „Touch“ titrieren Metrohm vereinfacht die Routineanalytik im Titrationslabor Leistungsstark wie ein PC, kleiner als ein Netbook und so einfach zu bedienen wie ein iPhone – das ist der 900 Touch Control. Nutzer des neuen Bedienmoduls von Met­ rohm starten ihre titrimetrischen Analysen mit einer ein­ zigen Berührung des Touchscreens. Ein brillantes Farbdis­ play sorgt für ein unvergleichliches Farberlebnis und dank Netzwerkeinbindung stehen alle Möglichkeiten der modernen Laborkommunikation zur Verfügung. Abb. 2: 900 Touch Control: Leistungsstark wie ein PC, kleiner als ein Netbook und ebenso einfach zu bedienen wie ein iPhone

320 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

seine wichtigsten Methoden und startet diese mit einer einzigen Be­ rührung des entsprechenden Icons.

Vielseitig und komfortabel wie ein PC Was bislang die Verwendung eines PCs voraussetzte, ermöglicht jetzt der 900 Touch Control. Die Ether­ net-Schnittstelle schafft direkten Zugang zum Intranet. Analysenre­ ports lassen sich auf jedem Netz­ werkdrucker ausdrucken oder auf einem Netzwerkspeicher oder einer externen Festplatte ablegen. Darü­ ber hinaus lassen sich Bestim­ mungsdaten zur Weiterbearbeitung direkt in jedes LIMS transferieren oder aber – im Fall einer Standalone-Lösung – direkt archivieren. Die USB-Schnittstelle des 900 Touch Control ermöglicht den An­ schluss eines lokalen Druckers, einer Tastatur oder einer Maus. Methoden und Bestimmungsdaten können ­direkt auf einem Memory-Stick ab­ gelegt werden, von wo sie sich bei Bedarf auch wieder in das Gerät einlesen lassen.

Abb. 1: Bis zu 14 Methoden können mit ­einem Favoriten-Icon verknüpft und mit ­einer einzigen Berührung des Touchscreens gestartet werden.

In der Routineanalytik ist Zeit ein entscheidender Faktor. Der Proben­ durchsatz ist hoch; an ein und demselben System müssen ver­ schiedene Analysen durchgeführt werden, oftmals von verschiedenen Personen. Selbstverständlich erlau­ ben die Anforderungen an die Ver­ lässlichkeit und Reproduzierbarkeit der Resultate trotz Zeitdrucks keine Kompromisse.

Abb.3: Das neue Bedienmodul von Metrohm startet titrimetrische Analysen mit nur einer Berührung

Zuverlässige Ergebnisse Der 900 Touch Control verfügt über einen automatischen Elektroden­ test. Fehlerhafte Elektroden werden sofort erkannt; dadurch sind ver­ lässliche Ergebnisse gewährleistet.

Sicherheit durch Autostart Allzu schnell passiert es bei der cou­ lometrischen Karl-Fischer-Titration, dass Probe ins Titriergefäss einge­ spritzt wird, ohne vorher die Titrati­ on zu starten. In diesem Fall wird das Wasser der Probe wegkonditio­ niert, die Messung muss wiederholt werden. Mit dem 900 Touch Control kann dies nicht mehr passieren. Das Gerät startet die Titration automa­ tisch, sobald Probe zugegeben wird.

Mehrsprachiger Dialog Neben den Standardsprachen Eng­ lisch, Deutsch, Spanisch und Franzö­ sisch ist als Dialogsprache u. a. auch Chinesisch erhältlich. Weitere Spra­ chen wie Russisch und Japanisch werden in Kürze implementiert.

Jeder kann Titrieren Der 900 Touch Control wurde kon­ sequent als Antwort auf diese ­Anforderungen entwickelt. Auf der Oberfläche des Touchscreens las­ sen sich bis zu 14 Methoden mit je einem eigenen Favoriten-Icon ver­ knüpfen. Ganz gleich ob ein, zwei oder mehr Anwender – jeder hat auf dem Start-Screen Zugriff auf

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Kugelhähne mit pneumatischem Schwenkantrieb Kugelhähne-Schwenkantriebe sind unver­ zichtbare Bauteile im chemischen Apparate­ bau, der Prozesstechnik, der Chemie- und Ver­ fahrenstechnik. Immer dann, wenn aggressive Medien zu fördern sind, bzw. wenn sich die Prozessanordnung in ­einer aggressiven Um­ gebung befindet, bedient sich der Fachmann gekapselter und resistenter Kugelhähne. Die neue Serie Multifit-PN wird in den Werk­ stoffen PP, PVDF sowie PFA standardmäßig angeboten. Der Thomafluid-High-Resistent-Kugelhahn mit pneumatischem Schwenk­ antrieb zeichnet sich durch eine kompakte Bauweise aus sowie durch eine hohe Drehmomentleistung und damit einem hohen Wirkungsgrad. Seine Durchflussraten, selbst bei stark verschmutzten Medien, sind prägnant! Die Zwei-Wege-, Drei-Wegesowie Vier-Wege-Varianten gehören zum Standardprogramm und werden lager­ mäßig permanent vorgehalten. Kurze Schaltzeiten von 1 bis maximal 2 ­Sekunden in einer Drehbewegung von 90 ° sichern auch kritische Prozessabläufe. Der Steuerdruck von 3–6 bar je nach Type muss für eine reibungslose Ventilsteuerung bereitgestellt werden. Gerne senden wir Ihnen unsere ausführlichen Produktinformationen sowie unser 120 Seiten umfassendes Handbuch kostenlos zu.

Shimadzu, weltweit eines der führenden Unternehmen in der Instrumentellen Ana­ lytik, führt die beiden Edman-Sequencer-Modelle PPSQ 30A/33A in ­Europa ein. Die große Nachfrage, patentrechtliche Gründe und Änderungen im Wettbewerbsumfeld haben Shimadzu in diesem Entschluss bestärkt. Der Edman-Abbau ist eine von Pehr Edman entwickelte und seit Langem etablierte Methode, bei der vom N-terminus eines Proteins sequenziell eine Aminosäure abgespaltet, derivatisiert und mittels HPLC-Trennung die Retentionszeit bestimmt wird. Durch einen Vergleich der Retenti­ onszeiten mit jenen von Standard-Aminosäuren kann somit die N-terminale Sequenz erfasst werden. Obwohl in den letzten Jahren die Identifizierung von Proteinen nach Edman durch verschiedene massenspektrometrische Methoden ersetzt wurde, hat diese Technik noch immer ihren Nutzen. Immer mehr Medikamente im Entwick­ lungsstadium sind proteinbasiert. Trotz langer Analysezeiten lässt sich die Methode ­zuverlässig, robust und mit einfacher Interpretation betreiben. Darüber hinaus kann man mit dem Edman-Abbau auch isobare Aminosäuren wie Isoleucin oder Leucin, die die gleiche Masse, aber eine unterschiedliche Struktur aufweisen, eindeutig un­ terscheiden. Die PPSQ-Serie arbeitet mit einer isokratischer Trennung, was zu einer hohen Reproduzierbarkeit führt. Die Betriebskosten sind auch deutlich günstiger, da HPLC-Lösungsmittel recycelt werden und benötigte Reagenzien von WAKO Chemi­ cals europaweit bezogen werden können.

Reichelt Chemietechnik GmbH & Co. Tel.: 06221/3125-0, [email protected], www.rct-online.de

Shimadzu Deutschland GmbH Tel.: 0203-76870, [email protected], www.shimadzu.de GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 321

Labormarkt Digitalkamera

Archivverwaltung für kleinere Pharmaunternehmen …

Hamamatsu Photonics stellt die neue ORCA-Flash2.8 vor, die erste hoch­ empfindliche igitalkamera mit einem 2.8  MPixel „Scientific CMOS“ Bild­ sensor der neuesten Generation. Ent­ wickelt für schnelle Bildaufnahmen unter sehr schwachen Lichtverhält­ nissen, vereinigt diese Kamera hohe Auflösung, hohe Empfindlichkeit, hohe Geschwindigkeit und niedri­ ges Rauschen mit einem unerreichten Preis-Leistungs-Verhältnis. Zusammen mit der leichten ­Anbindung an andere Peripheriegeräte machen Ihre Eigenschaften die ORCA Flash2.8 ideal geeignet, für eine breite Anwendungspalette wie Life-Science Mikroskopie, Industrial Imaging und empfindliche analytische Anwendungen. Die ORCA Flash2.8 erreicht 45 Bilder/Sekunde (fps) bei voller Auflösung; die maximale Bildrate liegt bei 1273 fps im Subarray-Modus. Das Design des gekühlten FL-280 Sensors hält das Ausleserauschen sogar bei hohen Auslesegeschwindigkeiten auf dem niedrigen Niveau von 3 Elektronen. Dies macht sie optimal geeignet für schnelle Bildgebung bei wenig Licht. Die Rechneranbindung des 12 Bit Signals erfolgt über die Standard-CameraLink Schnittstelle. Durch Vereinigung der Vorteile eines Scien­ tific CMOS Sensors der neuesten Generation mit den Qualitäten unserer führenden ORCA Kameraserie bietet Hamamatsu nun unseren Kunden die Möglichkeit schnelle Bilder mit unerreichtem Preis/Leistungs-Verhältnis aufzunehmen.

Ein Anwendungshinweis von Genevac beschreibt, wie der Zentrifugalverdampfer ­Modell DD-4Xal von einem Pharmaunter­ nehmen dazu verwendet wurde, um die mit der Probenintegrität und physischen Speicherung verbunde­ nen Probleme der Verwaltung von Verbindungsarchiven zu bewältigen. Unter der Überschrift „Library main­ tenance for the smaller pharma“ beschreibt die Anwendung einen durch­ satzintensiven Prozess zur Erstellung von Archiven für Stoffverbindungen, die zur langfristigen Lagerung genehmigt wurden. Die Autoren beschreiben die Lösung von Verbindungen, die Reformatierung von 96 auf 384 Well-Platten und dann die Trocknung mithilfe eines Genevac DD-4X Zen­ trifugalverdampfers zur ­Lagerung bei Zimmertemperatur. Aufgrund ihrer hohen ­Kapazität kann das Modell DD-4X 16 384 Well-Platten bei 40 °C in nur 25 Minuten ohne ­Beschädigung der Probe bis zur Trocknung verdampfen. Das beschriebene Tro­ ckenfilmverfahren reduziert die Zeit bis zur Vorbereitung der Verbindung und erstellt ausreichend Probensets von Trockenfilmplatten für mindestens zehn Probenträger. Modell DD-4X ist ein erschwingliches und leistungsstarkes Zentrifugalverdampfer­ system für eine breite Palette von Probentypen und Formaten für Pharmalabore.

Hamamatsu Photonics Deutschland GmbH Tel.: 08152/375-0, [email protected], www.hamamatsu.de

Genevac Tel.: +44-1473-240000 / +1-845-687-500, [email protected], www.genevac.org

Dosieren und Regeln von Gasen und Flüssigkeiten

Schäumbarkeit – Stabilität – Drainage: Mit dem Dynamic Foam Analyzer DFA100 schnürt Küss ein Rundum­ paket für die Schaumanalyse. Wer Schaumerzeugung oder -vermeidung analysieren will, findet im DFA100 ­einen kompetenten Helfer. In der Säule werden Volumina ab 20 ml mit hoher Reproduzierbarkeit aufgeschäumt – per Gasstrom oder Rührer. Schaum- und Flüssigkeitsvolumen werden permanent und berührungslos bestimmt. Dank hoher Aufnahmerate nimmt das Gerät es auch mit sehr instabilen Schäumen auf. Die Software liefert routinemäßig Kenngrößen wie Zerfallshalbwertszeit oder Werte analog zu Ross-Miles. Zugleich bestimmt sie mit neuen, patentierten Parametern den Übergang von der reinen Drainage zum Zerfall und den Endpunkt der Drainage. Die Messung kann sehr flexibel parametrisiert wer­ den. Raumsparendes Design, zügiger Säulenwechsel bei einfacher Reinigung sowie automatische, statistisch ausgewertete Wiederholungsmessungen bedeuten hohen Messkomfort. Erheblichen Zeitgewinn bringt die Option zur parallelen und unabhän­ gigen Messung an mehreren Säulen ein.

Seit nunmehr mehr als 15 Jahren hat die Duran Group die Produran Ventilhähne im Programm. In kontinuierlichen Modifika­ tionen und Produktoptimierungen haben sich die Produran-Ventilhähne der Duran Group als Meister ihrer Klasse am Markt etabliert. Mit der garantierten Leckrate von 10–6 mbar x l/s und einer Temperaturbestän­ digkeit bis 200 °C sind die Ventilhähne die perfekte Lösung zum Dosieren und Regeln von Gasen und Flüssigkeiten im Hochvaku­ umbereich. Das Verbundsystem aus Glas, Metall und Kunststoffen erlaubt fettfreies Arbeiten, die durch das Ventil strömenden Medien kommen lediglich mit Glas und PTFE in Berührung. Der Aufbau des Ventils macht es handlich, leicht zu lösen und zu demontieren. Die Ausdrehsicherung verhindert ein absolutes Ausdrehen des Ven­ tilstiftes. Eine durch ein Feingewinde in der Höhe regelbare Spindel erlaubt feinstes Einstellen der Ventilöffnung. Der nachstellbare Ventilstift erhöht die Lebensdauer des Hahnes. In regelmäßigen Tests werden die Produkteigenschaften der ProduranVentile überprüft. So bestätigt das Max-Planck-Institut in der letzten Feststellung der Leckrate mittels Helium-Lecksucher generell höhere Leckraten als die von uns garan­ tierte. Die Ventilhähne der sind als Durchgangs- oder Eckventilhahn verfügbar.

Krüss GmbH Tel.: 040/514401-0, [email protected], www.kruss.de

Duran Group GmbH Tel.: 09342/802-0, [email protected], www.duran-group.com

Wissenschaftlich fundierte Schaumanalyse

322 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Labormarkt Zytostatika-Isolatoren

Pipettenflaschen und Zubehör

Der Ehret-Zytostatika-Isolator Typ CMRI wurde entwickelt, um sowohl das zu verarbeitende Produkt vor Kontamination als auch den Bedie­ ner und Umwelt vor den CMR-­Gefahrstoffe zu schützen. Dies wird ­erreicht durch ­optimale laminare Luftstromverhältnisse, Unterdruck im Arbeitsbereich und phy­ sischer Trennung zwischen Bediener und Produkt. Der CMRI eignet sich für die Ver­ arbeitung gesundheitsschädlicher Produkte, z. B. Zytostatische Präparate in Apotheken. Der CMRI im Unterdruck wurde auch als Isolator im Überdruck (PPI) konstruiert und ist mit 2, 3 oder 4 Armeingriffsöffnungen verfügbar.

Mehr als 6000 Präzisions-Ins­ trumente und -Geräte für die tägliche Labor-Arbeit gibt es mit dem Markenzeichen Assistent. Darunter sind viele Produkte aus Glas. Auch Pipettenflaschen, Tropfflaschen, Pipettenmonturen mit Schraubkappe, Saughütchen (blau oder rot) und Glaspipette sind lieferbar – für Tropfflaschen in den Größen 5, 10, 20, 30, 50 und 100 ml. Tropfverschlüsse gibt es „schnell trop­ fend“, „langsam tropfend“, auch originalitätsgesichert (Farbe weiß) und mit Kinder­ sicherung. Die Lieferung erfolgt über den Fachhandel.

Ehret GmbH & Co. KG www.ehretlab.com, [email protected]

Glaswarenfabrik Karl Hecht GmbH & Co KG Tel.: 09779/808-0, [email protected], www.hecht-assistent.de

Mit Sicherheit die richtige Lösung Arrays und Array Reader Combimatrix CustomArrays in den Formaten 4x2K, 12K und 90K werden je nach Applikati­ onsanforderungen des Anwen­ ders mit Unterstützung von pro­ fessionellen Bioinformatikern entworfen und synthetisiert. Die Synthese der Sonden erfolgt in einem elektrochemischen Verfahren direkt auf einen Halbleiter-Chip. Daraus ergibt sich eine einmalige Spotqualität. Aufgrund eines besonderen „Stripping“-Verfahrens kann jeder Array ohne Qualitätseinbußen 4-fach genutzt werden. Das Auslesen der Arrays erfolgt wahlweise mit dem handlich-kompakten Electra­ Sense Reader über ein elektrochemisches Ausleseverfahren oder mit Standard Mic­ roarray Scannern (z.B. Genepix 4000B). Biozym Scientific GmbH Tel.: 05152/9020, [email protected], www.biozym.com

Trockenschränke und Inkubatoren Für viele Routineapplikationen werden Trockenschränke und Inkubatoren benutzt. Ob im Chemie- als auch im biologischen Labor finden Sie Verwendung, um Alltags­ aufgaben sicher und effizient abzuwickeln. Die VWR Collection Trockenschränke eignen sich z. B.: zur Warmlagerung bis 220 °C, zu den verschiedensten Wärme­ behandlungen, für Thermische Prüfprozesse. Die Dry Line bietet: bis 220 °C, Mik­ roprozessorregelung, Natürliche Konvektion, Innenvoluminas von 53 oder 115 l, ­Integriertem Timer, Innenraum aus Edelstahl, Temperaturgenauigkeit +–0,4/0,3 °C. Venti Line: Wie Dry Line plus: Forcierter Luftwechsel, dadurch kürzere Prozesszeiten, schnellere Wiederherstellung der Temperaturhomogenität bei häufigem Öffnen des Schrankes, wesentlich kürzere Aufheizzeiten als bei natürlicher Konvektion, manuell einstellbare Luftzufuhr. Die Merkmale der Incu Line: Inkubieren bis 70 °C, Mikropro­ zessorregelung, Glastüre innen, Innenvoluminas von 53 oder 115 Liter, Integriertem Timer, Innenraum aus Edelstahl, Temperaturgenauigkeit: +–0,2 °C. Unsere Kunden entscheiden sich für diese Geräte, weil Sie die technischen Funktionen und Quali­ tät der Verarbeitung ­wesentlich teurerer Geräte wünschen, aber einen günstigeren Preis erwarten. Durch die 2 Jahre Vollgarantie sind unsere Kunden auch im Servicefall ­abgesichert. VWR International GmbH Tel.: 06151/3972 449, [email protected], www.vwr.com

Wer Planungssicherheit bei der Pro­ jektierung und Ausführung eines Gefahrstofflagers sucht, braucht einen leistungsstarken Ansprech­ partner, der ihn von A–Z umfassend betreut. Die Denios-Ingenieure bie­ ten diese Kompetenz: Planung und Umsetzung von Gefahrstofflagern, inklusiv Produktion, Montage und professioneller Projektabwicklung. Die Unterstützung bei ­behördlichen Genehmi­ gungsverfahren sowie Abnahme und Inbetriebnahme sind für Denios obligatorischer Service. Die Auftraggeber profitieren von diesem Full-Service unmittelbar: Hohe Funktionalität und Wirtschaftlichkeit kann nur ein Produktionsunternehmen mit ­eigenem Engineering leisten. Die Gefahrstofflager werden wahlweise in Modul- und Individualbauweise errichtet – je nach Kundenwunsch. Die Ausstattungsvarianten richten sich dann nach den Lagermedien, Gebindearten sowie den stoffspezifischen Anforderungen. Die Unterbringung verschiedener ­Gefahrstoffklassen unter Einhal­ tung sämtlicher gesetzlicher Vorschriften ist ebenfalls möglich. Zu den individuellen Lösungen gehören zum Beispiel Annahmestellen nach TRGS 520, Abfall- und Sonder­ abfalllager, Brandschutzanlagen F90, Systemcontainer-Anlagen sowie Großlager. Denios AG Tel.: 05731/753-306, [email protected], www.denios.de


   

      



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GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010 • 323

Labormarkt Neue Pipetten- und Filterspitzen

Erkennt Luftblasen absolut sicher

Die Bedeutung von Pipettenspitzen wird beim Pipettieren oft unterschätzt. Gerade die ­optimale Passfähigkeit zwischen Pipet­ ten und Spitzen in Kombination mit opti­ malen Oberflächeneigenschaften der Ein­ malartikel ist entscheidend, um exzellente Ergebnisse zu erzielen. Plastibrand Univer­ salspitzen und Filterspitzen sind seit vielen Jahren ein weltweit bewährter Standard. Die neue Generation von 200 µl und 1.000  µl Universalspitzen und 20 µl Filter­ spitzen zeichnet sich aus durch: Reinheit: Hoher Reinheitsgrad des eingesetzten ­Polypropylens. Dieses ist frei von Dihemda und Oleamid, zwei oft im PP-Rohmaterial enthaltene Additive, die die Herstellung erleichtern sollen, aber biologische Tests beeinflussen. In Kombination mit dem BioCert-Reinheitsstandard stehen somit Pipettenspitzen bzw. Filterspitzen für die emp­ findlichsten Analysen zur Verfügung. Volumenkontrolle: ­Graduierung der Spitzen zur einfachen und schnellen Volumenkontrolle, Dünnwandigkeit: Um die Transparenz zu erhöhen, die Spitzenabwurfkräfte zu reduzieren und die Abfallmenge deutlich zu ­minimieren (Gewichtsreduktion von 25 %) Die optimale Passfähigkeit aller Brand Spitzen zu den Kolbenhubpipetten Transfer­ pette ist garantiert, die Passfähigkeit zu den meisten handelsüblichen Pipetten ande­ rer Hersteller wird regelmäßig geprüft.

Sonotec, Spezialist für Ul­ traschall-Messtechnik aus Halle, hat mit den Luftbla­ sensensoren ABD0.5 und ABD0.6 einen Detektor entwickelt, der zuverlässig Blasen in Flüssigkeiten er­ kennt und auch als NassTrocken-Melder dient. Die in verschiedenen Ausfüh­ rungen erhältlichen Senso­ ren messen kontaminationsfrei von außen an flexiblen Schläuchen oder an starren Leitungen und Messkammern. Die nicht invasiv arbeitenden Sensoren lassen sich sehr einfach sowohl mechanisch als auch elektrisch in automatisierte (Dosier-und Misch-)Maschinen und -Systeme integrieren. Die neuen Blasensensoren bieten eine ganze Reihe wichtiger Vorteile für Anwendungen in Industrie und Medizintechnik, da sie über einen vom Anwender programmierbaren Mikro-Controller zu paramet­ rieren sind. Zudem sind sie in kundenspezifischem OEM-Design lieferbar. So können Anwender zum Beispiel die Sensitivität des Sensors bezüglich der Blasengröße ein­ stellen oder festlegen, ob eine Nass-Trocken- oder Trocken-Nass-Schaltung erfolgen soll. Insbesondere für medizintechnische Anwendungen sind die neuen Sensoren der ABD-Baureihe an Sicherheitsstandards anpassbar. Sonotec Ultraschallsensorik Halle GmbH Tel.: 0345/13317-0, [email protected], www.sonotec.de

Brand GmbH + Co KG Tel.: 09342/808-0, [email protected], www.brand.de

Partikelgrößenmessung dynamischer Lichtstreuung! Fritsch ist auch im Bereich Laser-Partikelmessung im­ mer einen Schritt voraus. Die neue Analysette 12 DynaSizer erlaubt durch das Messverfahren der ­dynamischen Lichtstreuung Partikelgrößenmessungen zwischen 1 und 6.000 nm. Damit erweitert Fritsch die Produktpalette in der Laser-Partikelmessung bis in den unteren Nanometer-Bereich. Und das mit geringsten Probenmengen und einem äußerst weiten Konzentrations­ bereich von 0,0003 % bis zu 40 %. Für Messungen mit der Analysette 12 DynaSizer genügen geringste Probenmengen von 1000 per sogenann­ tem LALLS (Low Angle Laser Light Scattering). Dabei können bis zu vier unabhängige Messbereiche von 0,1 µm bis zu 3.500 µm in einer Messung kombiniert werden.

Deutsche Metrohm GmbH & Co. KG Tel.: 0711/77088-0, [email protected], www.metrohm.de

Sympatec GmbH Tel.: 05323/717-0, [email protected], www.sympatec.com

Bestimmung von GHB und GBL in Getränken

326 • GIT Labor-Fachzeitschrift 4/2010

Pfeiffer Vacuum GmbH Tel.: 06441/802-0, [email protected], www.pfeiffer-vacuum.net

Partikelgrößenanalyse per Laserbeugung

Firmenverzeichnis

2010 Fluororganische Verbindungen Forschungschemikalien Kundensynthesen Silane und Silicone A. KRÜSS Optronic GmbH Dichtemessgerät Flammenfotometer Mikroskopie Polarimeter Refraktometer Schmelzpunktmessgeräte Air Products GmbH Laborgase

GEA Lyophil GmbH

Bildverarbeitung CDD-Kamerasysteme, gekühlt Comet-DNA Analyse Mikroskoptische, motorisiert

Gefriertrocknungsanlagen

B-Safety Breuell Ing.Büro GmbH Augenduschen BRONKHORST High-Tech BV Durchflussmess- und Regelgeräte

Chemikalien, Anorganische- und Organische-

Biochemikalien Stabile und Radio-Isotope Umweltstandards

Sterilisatoren HOHENLOHER Spezialmöbelwerk Laboreinrichtungen

Dr.K.Hollborn & Söhne GmbH & Co.KG

Carbolite GmbH

GKS Klima-Service GmbH & Co. KG

Hochtemperaturöfen Laboröfen Rohröfen Trockenschränke

Laborabzugsprüfungen Laborabzugsregelungen, Laborabzugsüberwachungen, Laborraum-Lüftungstechnik Sterile Werkbänke

Abzüge Augenduschen Laboreinrichtungen Notduschen Martin Christ GmbH Gefriertrocknungsanlagen

anamed elektrophorese gmbh Fertig-Gele

Hybridisierungsinkubator Schüttelapparate Schüttelinkubatoren Schüttelwasserbäder Tiefkühltruhen und -schränke Wasserbäder Wasserdestillierapparate

HMC Europe GmbH Labor- und Sterilisationstechnik

CAMPRO SCIENTIFIC GmbH

CASPAR & CO. LABORA GmbH ALFA AESAR GmbH & Co KG

GFL Ges. für Labortechnik mbH

GONOTEC GMBH Molekulargewichtsbestimmung Osmometer

Goodfellow GmbH Keramiken Polymere Reinmetalle Hekatech GmbH

C + P Möbelsysteme GmbH & Co. KG

Farbstoffe Mikroskopie Reagenzien

Horiba jobin Yvon gmbh CHNOS-Elementaranalysatoren Fluoreszenzspektrometer ICP-Spektrometer Mikroröntgenfluoreszenz Monochromatoren Prozessanalytik Raman Spektroskopie Spektrometer

hps Labor- und Bürositzmöbel OHG Drehhocker Laborstühle Stehhilfen

anthos Mikrosysteme GmbH

Laboreinrichtungen

CHNOSElementaranalysatoren

Luminometer Photometer

CS-Chromatographie Service GMBH

HELLMA GMBH & CO. KG

Peter Huber Kältemaschinenbau GmbH

Chromatographie-Zubehör

Faseroptische Systeme Küvetten

Thermostate

Hermle Labortechnik GmbH

ILA Innovative Laborarmaturen GmbH

Kühlzentrifugen Zentrifugen

Laborarmaturen Notduschen

Aqualytic® BSB-Messung Leitfähigkeitsmessgeräte pH-Meter Photometer Redox-Messung Sauerstoffmessgeräte Trübungsmesser Wasseranalysen

DURATEC Analysentechnik GmbH Deuteriumlampen Elementar Analysensysteme GmbH CHNOSElementaranalysatoren TOC/TNB-Analysatoren

AVESTIN Europe GmbH

ERETEC ohg

Hochdruck-Homogenisatoren

Einrichtungsplanung Laborplanung

BÄHR-Thermoanalyse GmbH Thermoanalyse, Systeme zur Bense GmbH Laboreinrichtungen

ES-Technologien GmbH Homogenisiergeräte

JULABO Labortechnik GmbH Thermostate Hettich-Zentrifugen

Kinematica AG

Brutschränke und Kühlbrutschränke Tiefkühlgeräte bis –86 °C Zentrifugen

Dispergiergeräte Emulgiergeräte Homogenisiergeräte Mischer Mühlen Rührwerke Schüttelgeräte Viskosimeter

Hirschmann Laborgeräte GmbH & Co. KG Liquid-Handling

ONLINE: www.GITBuyersGuide.de

ABCR GMBH & CO. KG 

BFI Optilas GmbH

KNF NEUBERGER GMBH Dosierpumpen Pumpen Vakuumpumpen

GIT VERLAG

I

Firmenverzeichnis

2010 TintschL Bioenergie und Strömungstechnik AG Laborabzugsprüfungen

Knick Elektronische Messgeräte GmbH & Co. KG Leitfähigkeitsmessgeräte pH-Messgeräte und Elektroden

Martor KG

KRÜSS GmbH

Sicherheitsschneidgeräte

Reinigungs- und Desinfektions- Automaten

LEO KÜBLER GMBH

Memmert GmbH + Co. KG

Refraktometer

Brutschränke Feuchtekammern Klimaprüfschränke Konstantklimakammern mit Peltiertechnologie Sterilisatoren Trockenschränke Vakuumtrockenschränke Wasserbäder Wärmeschränke

Deuteriumlampen FT-IR Spektrometerzubehör Hohlkathodenlampen Korngrößenanalyse Lichtquellen für Forschung und Entwicklung Spektrometerzubehör UV-FTIR Tensiometer

Otto nordwald gmbh Aga-Agar Desinfektionsmittel Mikrobiologische Nährböden OHAUS GmbH

Laborbau systeme Hemling GmbH & Co. KG Laboreinrichtungen

Feuchtemessung Waagen

ONLINE: www.GITBuyersGuide.de

Labortischbeläge SCHNEIDER Elektronik GmbH Laborabzugsregelungen, Laborabzugs­überwachungen, Laborraum-Lüftungstechnik SIGMA Laborzentrifugen

SITA Messtechnik GmbH

OLYMPUS Deutschland Gmbh

Monochromatoren Raman Spektroskopie Spektrographen

Analysengeräte, gebraucht

Platingeräte

Kryometer Molekulargewichtsbestimmung Osmometer

PhotoMed GmbH

LÖWINGER GMBH

Pragmatis GMBH

Chromatographie-Zubehör

Laborinformationssysteme

Fluoreszenzspektrometer Lichtquellen

tritec Ges. f. Labortechnik Abwasserneutralisation Klima-Sonderklima Roland VETTER Laborbedarf OHG Laborhilfsmittel

Laborzentrifugen Zentrifugen

Soliton GmbH

ÖGUSSA EdelMetalle

Reinstwassersysteme

Trespa Deutschland GmbH

Gehäuse

Mikroskopie

TKA – Wasseraufbereitungs­ systeme GmbH

Bioreaktoren Cross-Flow Filtration/Filtration Fermenter

Tensiometer

labexchange Laborgeräte-Börse GmbH

Löser MeSStechnik

Sartorius BBI Systems Gmbh

OKW Gehäusesysteme GmbH

DIE LABORFABRIK GmbH Laboreinrichtungen

Abzüge, Um-, AbluftRiebesam GmbH & Co. KG

Kontaktwinkelmessgeräte Tensiometer

L.O.T. – Oriel GmbH & Co. KG

PSI Grünewald GmbH & Co. KG

VWS Deutschland GmbH / ELGA Reinstwasser

Vötsch Industrietechnik GmbH

Autoklaven

Laboröfen Sterilisatoren Vakuumtrockner

Systemceram GmbH & Co. KG

WEIDNER LABORBAU GMBH

Laborbecken Labortischplatten

Glove-Box (CNS/Acryl) Laboreinrichtungen

TECAN DEUTSCHLAND GmbH

Westfalen AG

Laborautomatisierung Photometer

Laborgase

Systec GmbH

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GIT VERLAG

CASPAR & CO. LABORA GmbH Rottstr. 19, 52068 Aachen T: 0241/9464930 Fax: 9464913

ABZÜGE, UM-, ABLUFT-

PSI Grünewald GmbH & Co. KG 69514 Laudenbach, T:06201/71343

BRUTSCHRÄNKE und Kühlbrutschränke

Hettich-Zentrifugen Föhrenstr. 12, 78532 Tuttlingen T: 07461/7050 Fax: 705125 http://www.hettichlab.com [email protected]

BSB-MESSUNG Aga-Agar Otto Nordwald GmbH, Hamburg T: 040/4313360 Fax: 43133622 www.ottonordwald.de

ANALYSENGERÄTE, GEBRAUCHT Labexchange Laborgeräte-Börse GmbH 72393 Burladingen T: 07475/9514-0 FAX: 9514-44

AUGENDUSCHEN B-Safety Breuell Ing.Büro GmbH Grützmühlenweg 40, 22339 Hamburg, Tel: 040/5380921-0, Fax: 538092-84

AQUALYTIC® Schleefstr. 12, 44287 Dortmund T: 0231/94510-755 F: 0231/94510-750 [email protected] www.aqualytic.de

Systec GmbH Postfach 1101, 35435 Wettenberg T: 0641/982110 Fax: 9821121

BILDVERARBEITUNG BFI Optilas GmbH, Puchheim T: 089/8901350 Fax: 800256

Biochemikalien CAMPRO SCIENTIFIC GmbH Köpenicker Str. 10a, D-10997 Berlin T: +49 (0)30/6290189-0 Fax: +49 (0)30/6290189-89 [email protected], www.campro.eu

CHEMIKALIEN, ANORGANISCHEUND ORGANISCHE-

BRUTSCHRÄNKE

Memmert GmbH + Co. KG PF 1720, 91107 Schwabach T: 09122/925-0 Fax: 14585 [email protected], www.memmert.com auch m. Kühlaggregat bis 0 °C

Desinfektionsmittel Otto Nordwald GmbH, Hamburg T: 040/4313360 Fax: 43133622 www.ottonordwald.de

DEUTERIUMLAMPEN DURATEC Analysentechnik GmbH Rheinauer Str. 4, 68766 Hockenheim T: 06205/9450-0 FAX: 9450-33 http://www.duratec.de

L.O.T. – Oriel GmbH & Co. KG www.lot-oriel.com/de T: 06151/8806-0, [email protected]

Dichtemessgerät

Faseroptische Systeme Hellma GmbH & Co. KG PF 1163, 79371 Müllheim T: 07631/182-0 Fax 13545 [email protected] www.hellma-worldwide.com

FERMENTER Sartorius BBI Systems GmbH T: 05661/713400 Fax: -3702 [email protected] www.sartorius-bbi-systems.com

FERTIG-GELE

anamed Elektrophorese GmbH Ringstr. 4, 64401 Groß-Bieberau T: 06162/80984-0 Fax: 80984-20 www.anamed-gele.com

Feuchtekammern

A. KRÜSS Optronic GmbH, Hamburg T: 040/514317-0 www.kruess.com

DISPENSERSYSTEME

Alfa Aesar GmbH & Co KG Postfach 110765, 76057 Karlsruhe T: +49 (0)721/84007-260 Fax: -300 email: [email protected] www.alfa-chemchat.com

CHNOS-ELEMENTARANALYSATOREN Elementar Analysensysteme GmbH Donaustr. 7, 63452 Hanau T: 06181/9100-0 Fax: 9100-10 Hekatech GmbH, 41844 Wegberg T: 02432/493649 Fax: 493650

Horiba JOBIN YVON GmbH Hauptstr. 1, 82008 Unterhaching T: 089/462317-0 Fax: -99 www.jobinyvon.de, [email protected]

Bioreaktoren Sartorius BBI Systems GmbH T: 05661/713400 Fax: -3702 [email protected] www.sartorius-bbi-systems.com

Sartorius BBI Systems GmbH [email protected] www.sartorius-bbi-systems.com

CCD-KAMERASYSTEME, GEKÜHLT BFI Optilas GmbH, Puchheim T: 089/8901350 Fax: 800256

CASPAR & CO. LABORA GmbH Rottstr. 19, 52068 Aachen T: 0241/9464930 Fax: 9464913

AUTOKLAVEN

CROSS-FLOW FILTRATION/FILTRATION

CHROMATOGRAPHIE-ZUBEHÖR CS-Chromatographie Service GmbH Am Parir 27, 52379 Langerwehe T: 02423/40493-0 Fax: -49 Online-Shop: www.cs-chromatographie.de Trennsäulen für CE, GC, HPLC und Zubehör LÖWINGER GMBH PF 1261, 97698 Münnerstadt T: 09733/8140-0 Fax: 8140-20 E-mail: [email protected] Glasröhrenverarbeitung für Laboratorien, Pharma-, Chem. und Lebensmittel­ industrie, Mikroeinsätze

ThermoElectron GmbH AOX, TOC, TN- und TS-Analysatoren T: 06103/408-1262 Fax: 408-1640 KNF NEUBERGER GMBH Membranpumpen + Systeme Alter Weg 3, 79112 Freiburg T: 07664/5909-0 Fax: 2124

Drehhocker

Memmert GmbH + Co. KG PF 1720, 91107 Schwabach T: 09122/925-0 Fax: 14585 [email protected], www.memmert.com

FEUCHTEMESSUNG OHAUS GmbH 35353 Giessen T: 0641/71023 Fax: 71025 [email protected]

Flammenfotometer A. KRÜSS Optronic GmbH, Hamburg T: 040/514317-0 www.kruess.com

hps Labor- und Bürositzmöbel OHG Tel. + 49 5101 852-810 www.hps-sitzmoebel.de

DURCHFLUSSMESS- UND REGELGERÄTE BRONKHORST HIGH-TECH BV [email protected] www.massflowcontroller.com

EINRICHTUNGSPLANUNG eretec OHG Lichtstr. 1, 51645 Gummersbach T: 02261/54950 Fax: 549510 [email protected] www.eretec.de

EMULGIERGERÄTE Kinematica AG T: 0041/41/2501257 Fax: 2501460

FLUORESZENZSPEKTROMETER

HORIBA JOBIN YVON GmbH Hauptstr. 1, 82008 Unterhaching T: 089/462317-0 Fax: -99 www.jobinyvon.de, [email protected] PhotoMed GmbH Inningerstr. 1 82229 Seefeld T: 08152/993090 Fax: 993098

Fluororganische Verbindungen

ABCR GmbH & Co. KG Tel. 0721/95061-0 Fax: -80 [email protected], www.abcr.de

FT-IR SPEKTROMETERZUBEHÖR FARBSTOFFE

COMET-DNA ANALYSE BFI Optilas GmbH, Puchheim T: 089/8901350 Fax: 800256 Dr.K.Hollborn & Söhne GmbH & Co.KG T: 0341/2334405 – www.hollborn.de

GIT VERLAG

L.O.T. – Oriel GmbH & Co. KG www.lot-oriel.com/de T: 06151/8806-0, [email protected]

III

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ABZÜGE

2010

Stichwortverzeichnis

Weitere Produkte finden Sie unter www.pro-4-pro.com/lab

Stichwortverzeichnis

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2010 forschungschemikalien

HYBRIDISIERUNGSINKUBATOR GFL Ges. für Labortechnik mbH Schulze-Delitzsch-Str. 4 30938 Burgwedel T: 05139/9958-0 Fax: 995821 http://www.GFL.de E-Mail: [email protected]

ABCR GmbH & Co. KG Tel. 0721/95061-0 Fax: -80 [email protected], www.abcr.de

GEFRIERTROCKNUNGSANLAGEN GEA Lyophil GmbH Kalscheurener Str. 92, D-50354 Hürth/Germany T: 02233/6999-0 Fax: 6999-10 [email protected] www.gea-lyophil.com Martin Christ GmbH PF: 1713, D-37507 Osterode, T: 05522/50070, Fax: 500712

Gehäuse OKW Gehäusesysteme GmbH T: +49(0)6281/404-00 www.okw.com

GLOVE-BOX (CNS/ACRYL) www.weidner-laboreinrichtungen.de

High-resolution melt

Spectro Analytical Instruments Boschstr. 10, 47533 Kleve T: 02821/892-0 Fax: 8922200 [email protected]

ICP-Spektrometer

HORIBA JOBIN YVON GmbH Hauptstr. 1, 82008 Unterhaching T: 089/462317-0 Fax: -99 www.jobinyvon.de, [email protected]

KERAMIKEN

Goodfellow GmbH, PF 1343 61213 Bad Nauheim T: 0800 1000 579 (freecall) F: 0800 1000 580 (freecall)

klimaprüfschränke

Avestin Europe GmbH T: 0621/7245980 Fax: 5813 www.avestin.com

HOCHTEMPERATURÖFEN Carbolite GmbH, 76698 Ubstadt T: 07251/962286 Fax: 962285 http://www.carbolite.com

HOHLKATHODENLAMPEN

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HOMOGENISIERGERÄTE

ES-Technologien GmbH Tel. 07631/6323 Fax: 173992 www.es-technologien.de Kinematica AG T: 0041/41/2501257 Fax: 2501460

Memmert GmbH + Co. KG PF 1720, 91107 Schwabach T: 09122/925-0 Fax: 14585 [email protected], www.memmert.com

KLIMA-SONDERKLIMA tritec Ges. f. Labortechnik und Umweltsimulation mbH Hüttenstr. 8, 30165 Hannover T: 0511/3523508 Fax: 3521715 www.tritec-klima.de/com Klimaschränke, Räume/begehbar, beschickbar - Kälte-Wärme-FeuchteExtrem-Licht-C02- Umweltsimulation, Stabilitätsprüf., u.a. Sonderausstatt./ Größen nach Wunsch

Konstantklimakammern mit Peltiertechnologie

Memmert GmbH + Co. KG PF 1720, 91107 Schwabach T: 09122/925-0 Fax: 14585 [email protected], www.memmert.com

KONTAKTWINKELMESSGERÄTE KRÜSS GmbH, Wissenschaftl. Laborger. Borsteler Chaussee 85-99a, 22453 Hamburg T: 040/51 44 01-0, F: 514401-98 E: [email protected] http://www.kruss.de

L.O.T. – Oriel GmbH & Co. KG www.lot-oriel.com/de T: 06151/8806-0, [email protected]

LABORAUTOMATISIERUNG TECAN DEUTSCHLAND GmbH T: 07951/94170 Fax: 5038

Kryometer LABORBECKEN

Löser Meßtechnik Kaiserstr. 24, 13589 Berlin T: 030/8147317-0 Fax: -1 www.loeser-osmometer.de

Systemceram GmbH & Co. KG PF 11 55, 56425 Siershahn T: 02623/600-10 Fax: 600-790 www.systemceram.de

kundensynthesen LABOREINRICHTUNGEN Bense GmbH Laborbau 37181 Hardegsen T: 05505/94520 F: 945290 [email protected]

ABCR GmbH & Co. KG Tel. 0721/95061-0 Fax: -80 [email protected], www.abcr.de

KÜHLZENTRIFUGEN Hermle Labortechnik GmbH Siemensstr. 25, 78564 Wehingen [email protected] www.hermle-labortechnik.de

Hellma GmbH & Co. KG PF 1163, 79371 Müllheim T: 07631/182-0 Fax:07631/13546 [email protected] http://www.hellma-worldwide.com

CASPAR & CO. LABORA GmbH Rottstr. 19, 52068 Aachen T: 0241/9464930 Fax: 9464913

C + P Möbelsysteme GmbH & Co. KG Boxbachstr. 1, 35236 Breidenbach T: 06465/919-820  Fax: -809 www.cpmoebel.de, [email protected] HOHENLOHER Spezialmöbelwerk Schaffitzel GmbH & Co. KG D-74603 Öhringen, PF 13 60 T: 07941/696-0 Fax: 07941/696-116 www.hohenloher.de/[email protected]

LABORABZUGSPRÜFUNGEN

GKS Klima-Service GmbH & Co. KG Max-Planck-Str. 1, 28816 Stuhr T: 0421/56907-0 Fax: -56 [email protected], www.gks.eu TintschL BioEnergie und Strömungstechnik AG Goerdelerstr. 21, 91058 Erlangen T: 09131/81249-10 Fax: 81249-19

Laborabzugsregelungen, Labor­abzugsüberwachungen, Laborraum-Lüftungstechnik

Laborbau Systeme Hemling GmbH & Co. KG Siemensstr. 10, 48683 Ahaus T: 02561/68762-0 Fax: 68762-62 www.laborbau-systeme.de DIE LABORFABRIK GmbH T: 0421/43840-0 Fax: -33 www.die-laborfabrik.de WEIDNER LABOREINRICHTUNGS GMBH 37181 Hardegsen T: 05505/94799-0 Fax: 94799-20 www.weidner-laboreinrichtungen.de

LABORGASE Air Products GmbH, 45527 Hattingen T: 02324/689-215 Fax: 689444 www.airproducts.de [email protected]

GKS Klima-Service GmbH & Co. KG Max-Planck-Str. 1, 28816 Stuhr T: 0421/56907-0 Fax: -56 [email protected], www.gks.eu

SCHNEIDER Elektronik GmbH Industriestr. 4, 61449 Steinbach T: 06171/88479-0 Fax: 88479-99 www.schneider-elektronik.de Entwicklung/Herstellung von Labor­ abzugsregelungen und -überwachungen

IV

LABORARMATUREN ILA Innovative Laborarmaturen GmbH T: 06258/9495-0 Fax: 9495-10 info@ila-gmbh; www.ila-gmbh.de

KÜVETTEN

ltf-Labortechnik GmbH & Co. KG T: 08382/98520 Fax: 985232

Hochdruck-Homogenisatoren

KORNGRÖSSENANALYSE

Westfalen AG Industrieweg 43, 48155 Münster T: 0251/695-0, Fax: 0251/695-129

LABORGASE UND ARMATUREN; REINSTGASINSTALLATION-SERVICE UND SCHULUNG AIR LIQUIDE GmbH T: 0211/6699-0 Fax: 6699-222 [email protected] www.airliquide.de

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LABORHILFSMITTEL ROLAND VETTER Laborbedarf OHG, PF 47 72117 Ammerbuch, T: 07073/6936 www.rvetter.de

Laborinformationssysteme

2010

Laborstühle

hps Labor- und Bürositzmöbel OHG Tel. + 49 5101 852-810 www.hps-sitzmoebel.de

Pragmatis GmbH T: +49 (0) 8165 999210 www.pragmatis.de

Labortischbeläge

LEITFÄHIGKEITSMESSGERÄTE Knick, PF 370415, 14134 Berlin Beuckestr. 22, 14163 Berlin T: 030/80191-0, Fax: 80191-200 [email protected], www.knick.de AQUALYTIC® Schleefstr. 12, 44287 Dortmund T: 0231/94510-755 F: 0231/94510-750 [email protected] www.aqualytic.de

LABORÖFEN Carbolite GmbH, 76698 Ubstadt T: 07251/962286 Fax: 962285 http://www.carbolite.com

Trespa Deutschland GmbH Europaallee 27, 50226 Frechen T: 0800 1860-422 Fax: -733 [email protected]

Vötsch Industrietechnik GmbH Umweltsimulation · Wärmetechnik PF 11 63 · 35445 Reiskirchen T: 06408/84-73 Fax: 84-8747 www.voetsch.info · [email protected]

Systemceram GmbH & Co. KG PF 11 55, 56425 Siershahn T: 02623/600-10 Fax: 600-790 www.systemceram.de

LABORTISCHPLATTEN

LABORZENTRIFUGEN LABORPLANUNG eretec OHG Lichtstr. 1, 51645 Gummersbach T: 02261/54950 Fax: 549510 [email protected] www.eretec.de

SIGMA Laborzentrifugen PF 1713, 37507 Osterode/Harz T: 05522/50070, Fax: 500712 www.sigma-laborzentrifugen.de

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LUMINOMETER anthos Mikrosysteme GmbH, Krefeld Tel.: 02151/37790 Fax 377929

mikrobiologische nährböden Otto Nordwald GmbH, Hamburg T: 040/4313360 Fax: 43133622 www.ottonordwald.de

Mikroröntgenfluoreszenz

LICHTQUELLEN PhotoMed GmbH Inningerstr. 1 82229 Seefeld T: 08152/993090 Fax: 993098

Lichtquellen für Forschung und entwicklung

L.O.T. – Oriel GmbH & Co. KG www.lot-oriel.com/de T: 06151/8806-0, [email protected]

HORIBA Jobin Yvon GmbH Neuhofstr. 9, 64625 Bensheim T: 06251/8475-0 Fax: -20 [email protected]; www.jobinyvon.de

MIKROSKOPIE A. KRÜSS Optronic GmbH, Hamburg T: 040/514317-0 www.kruess.com

Dr.K.Hollborn & Söhne GmbH & Co.KG T: 0341/2334405 · www.hollborn.de

LIQUID-HANDLING Hirschmann Laborgeräte GmbH & Co. KG T: 07134/511-0 Fax: 511-90 www.hirschmannlab.de

OLYMPUS Deutschland GMBH PF 104908, 20034 Hamburg T: 040/237730 F: 230817

Aviation

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Healthcare

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2010 MIKROSKOPTISCHE, MOTORISIERT BFI Optilas GmbH, Puchheim T: 089/8901350 Fax: 800256

MISCHER Kinematica AG T: 0041/41/2501257 Fax: 2501460

MOLEKULARGEWICHTSBESTIMMUNG GONOTEC GMBH Eisenacher Str. 56, 10823 Berlin T: 030/7809588-0 Fax: 7809588-88 e-mail: [email protected] Internet: www.gonotec.com Löser Meßtechnik Kaiserstr. 24, 13589 Berlin T: 030/8147317-0 Fax: -1 www.loeser-osmometer.de

PH-METER AQUALYTIC® Schleefstr. 12, 44287 Dortmund T: 0231/94510-755 F: 0231/94510-750 [email protected] www.aqualytic.de

PHOTOMETER

Horiba JOBIN YVON GmbH Hauptstr. 1, 82008 Unterhaching T: 089/462317-0 Fax: -99 www.jobinyvon.de, [email protected] Soliton GmbH, 82205 Gilching T: 08105/7792-0 Fax: 7792-77 [email protected]

MÜHLEN

NOTDUSCHEN

ILA Innovative Laborarmaturen GmbH T: 06258/9495-0 Fax: 9495-10 info@ila-gmbh; www.ila-gmbh.de

OPTISCHE TAUCHSONDEN HELLMA GMBH & CO. KG PF 1163, 79371 Müllheim T: 07631/182-0 F:07631/13546 [email protected] http://www.hellma-worldwide.com

OSMOMETER

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GONOTEC GMBH Eisenacher Str. 56, 10823 Berlin T: 030/7809588-0 Fax: 7809588-88 e-mail: [email protected] Internet: www.gonotec.com Löser Meßtechnik Kaiserstr. 24, 13589 Berlin T: 030/8147317-0 Fax: -1 www.loeser-osmometer.de

PH-MESSGERÄTE UND ELEKTRODEN Knick, PF 370415, 14134 Berlin Beuckestr. 22, 14163 Berlin T: 030/80191-0, Fax: 80191-200 [email protected], www.knick.de

REFRAKTOMETER A. KRÜSS Optronic GmbH, Hamburg T: 040/514317-0 www.kruess.com

TECAN DEUTSCHLAND GmbH T: 07951/94170 Fax: 5038

LEO KÜBLER GMBH Thermometer-, Aräometerfabrik, Stephanienstr. 42/44, 76133 Karlsruhe T: 0721/22491  F: 27903

AQUALYTIC® Schleefstr. 12, 44287 Dortmund T: 0231/94510-755 F: 0231/94510-750 [email protected] www.aqualytic.de

ltf-Labortechnik GmbH & Co. KG T: 08382/98520 Fax: 985232

PLATINGERÄTE ÖGUSSA Edelmetalle T: +43(1)86646-0 Fax: DW 4224 www.oegussa.at

POLARIMETER A. KRÜSS Optronic GmbH, Hamburg T: 040/514317-0 www.kruess.com

Kinematica AG T: 0041/41/2501257 Fax: 2501460

CASPAR & CO. LABORA GmbH Rottstr. 19, 52068 Aachen T: 0241/9464930 Fax: 9464913

Schleefstr. 12, 44287 Dortmund T: 0231/94510-755 F: 0231/94510-750 [email protected] www.aqualytic.de

anthos Mikrosysteme GmbH, Krefeld Tel.: 02151/37790 Fax 377929

Pipettier-Roboter

MONOCHROMATOREN

REDOX-MESSUNG AQUALYTIC®

REINIGUNGS- UND DESINFEKTIONS-AUTOMATEN Riebesam GmbH & Co. KG T: 03933/9332-39 Fax: 9332-44 [email protected] www.riebesam.de

REINMETALLE

Goodfellow GmbH, PF 1343 61213 Bad Nauheim T: 0800 1000 579 (freecall) F: 0800 1000 580 (freecall)

REINSTWASSER

POLYMERE

VWS Deutschland GmbH / ELGA Lückenweg 5, 29227 Celle Tel.: 05141/803-0, Fax: 803-384 [email protected] www.elgalabwater.de

Goodfellow GmbH, PF 1343 61213 Bad Nauheim T: 0800 1000 579 (freecall) F: 0800 1000 580 (freecall)

PROZESSANALYTIK

PUMPEN

RAMAN SPEKTROSKOPIE

HORIBA Jobin Yvon GmbH Neuhofstr. 9, 64625 Bensheim T: 06251/8475-0 Fax: -20 [email protected]; www.jobinyvon.de Soliton GmbH, 82205 Gilching T: 08105/7792-0 Fax: 7792-77 [email protected]

REAGENZIEN

schulung AQUALYTIC Schleefstr. 12, 44287 Dortmund T: 0231/94510-755 F: 0231/94510-750 [email protected] www.aqualytic.de ®

SCHÜTTELAPPARATE GFL Ges. für Labortechnik mbH Schulze-Delitzsch-Str. 4 30938 Burgwedel T: 05139/9958-0 Fax: 995821 http://www.GFL.de E-Mail: [email protected]

SCHÜTTELGERÄTE Kinematica AG T: 0041/41/2501257 Fax: 2501460

SCHÜTTELINKUBATOREN GFL Ges. für Labortechnik mbH Schulze-Delitzsch-Str. 4 30938 Burgwedel T: 05139/9958-0 Fax: 995821 http://www.GFL.de E-Mail: [email protected]

SCHÜTTELWASSERBÄDER GFL Ges. für Labortechnik mbH Schulze-Delitzsch-Str. 4 30938 Burgwedel T: 05139/9958-0 Fax: 995821 http://www.GFL.de E-Mail: [email protected]

SICHERHEITSSCHNEIDGERÄTE

REINSTWASSERSYSTEME

HORIBA Jobin Yvon GmbH Neuhofstr. 9, 64625 Bensheim T: 06251/8475-0 Fax: -20 [email protected]; www.jobinyvon.de

KNF NEUBERGER GMBH Membranpumpen + Systeme Alter Weg 3, 79112 Freiburg T: 07664/5909-0 Fax: 2124

Schmelzpunktmessgeräte A. KRÜSS Optronic GmbH, Hamburg T: 040/514317-0 www.kruess.com

www.martor.de, [email protected]

Silane und Silicone TKA – Wasseraufbereitungssysteme GmbH Stockland 3, 56412 Niederelbert T: 02602/106990 Fax: 1069950 http://www.tka.de

ABCR GmbH & Co. KG Tel. 0721/95061-0 Fax: -80 [email protected], www.abcr.de

ROHRÖFEN Carbolite GmbH, 76698 Ubstadt T: 07251/962286 Fax: 962285 http://www.carbolite.com

SPEKTROGRAPHEN Soliton GmbH, 82205 Gilching T: 08105/7792-0 Fax: 7792-77 [email protected]

RÜHRWERKE Kinematica AG T: 0041/41/2501257 Fax: 2501460

SAUERSTOFFMESSGERÄTE AQUALYTIC® Schleefstr. 12, 44287 Dortmund T: 0231/94510-755 F: 0231/94510-750 [email protected] www.aqualytic.de

SPEKTROMETER

HORIBA JOBIN YVON GmbH Hauptstr. 1, 82008 Unterhaching T: 089/462317-0 Fax: -99 www.jobinyvon.de, [email protected]

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VI

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2010

SPEKTROMETERZUBEHÖR UV-FTIR

Stabile und Radio-Isotope CAMPRO SCIENTIFIC GmbH Köpenicker Str. 10a, D-10997 Berlin T: +49 (0)30/6290189-0 Fax: +49 (0)30/6290189-89 [email protected], www.campro.eu

L.O.T. – Oriel GmbH & Co. KG www.lot-oriel.com/de T: 06151/8806-0, [email protected] SITA Messtechnik GmbH T: 0351/871-8047 Fax: 871-8464 www.sita-messtechnik.de

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CAMPRO SCIENTIFIC GmbH Köpenicker Str. 10a, D-10997 Berlin T: +49 (0)30/6290189-0 Fax: +49 (0)30/6290189-89 [email protected], www.campro.eu

hps Labor- und Bürositzmöbel OHG Tel. + 49 5101 852-810 www.hps-sitzmoebel.de

STERILE WERKBÄNKE

Peter Huber Kältemaschinenbau GmbH Werner-von Siemens-Str. 1 77656 Offenburg-Elgersweier T: 0781/96030 Fax: 57211 http://www.huber-online.com

WÄRMESCHRÄNKE

VAKUUMTROCKENSCHRÄNKE

GKS Klima-Service GmbH & Co. KG Max-Planck-Str. 1, 28816 Stuhr T: 0421/56907-0 Fax: -56 [email protected], www.gks.eu Labotect GmbH, 37079 Göttingen T: 0551/50501-0 Fax: 50501-11

STERILISATOREN

HMC Europe GmbH Labor- und Sterilisationstechnik Hafing 21, 84549 Engelsberg Tel. 08634/625-994 Fax -996 [email protected] www.HMC-Europe.com

Memmert GmbH + Co. KG PF 1720, 91107 Schwabach T: 09122/925-0 Fax: 14585 [email protected], www.memmert.com Heißluftsterilisatoren

Vötsch Industrietechnik GmbH Umweltsimulation · Wärmetechnik PF 11 63 · 35445 Reiskirchen T: 06408/84-73 Fax: 84-8747 www.voetsch.info · [email protected]

TENSIOMETER KRÜSS GmbH, Wissenschaftl. Laborger. Borsteler Chaussee 85-99a, 22453 Hamburg T: 040/51 44 01-0, F: 514401-98 E: [email protected] http://www.kruss.de

GIT VERLAG

Memmert GmbH + Co. KG PF 1720, 91107 Schwabach T: 09122/925-0 Fax: 14585 [email protected], www.memmert.com

JULABO Labortechnik GmbH Eisenbahnstr. 45, 77960 Seelbach T: 07823/51-0 Fax: 2491 www.julabo.de

TIEFKÜHLGERÄTE bis –86°C

Hettich-Zentrifugen Föhrenstr. 12, 78532 Tuttlingen T: 07461/7050 Fax: 705125 http://www.hettichlab.com [email protected]

TOC/TNB-ANALYSATOREN Elementar Analysensysteme GmbH Donaustr. 7, 63452 Hanau T: 06181/9100-0 Fax: 9100-10

TROCKENSCHRÄNKE Carbolite GmbH, 76698 Ubstadt T: 07251/962286 Fax: 962285 http://www.carbolite.com

Memmert GmbH + Co. KG PF 1720, 91107 Schwabach T: 09122/925-0 Fax: 14585 [email protected], www.memmert.com

TRÜBUNGSMESSER AQUALYTIC® Schleefstr. 12, 44287 Dortmund T: 0231/94510-755 F: 0231/94510-750 [email protected] www.aqualytic.de

Memmert GmbH + Co. KG PF 1720, 91107 Schwabach T: 09122/925-0 Fax: 14585 [email protected], www.memmert.com

zentrifugen Hermle Labortechnik GmbH Siemensstr. 25, 78564 Wehingen [email protected] www.hermle-labortechnik.de

VAKUUMTROCKNER

Vötsch Industrietechnik GmbH Umweltsimulation · Wärmetechnik PF 11 63 · 35445 Reiskirchen T: 06408/84-73 Fax: 84-8747 www.voetsch.info · [email protected]

VISKOSIMETER Kinematica AG T: 0041/41/2501257 Fax: 2501460

TIEFKÜHLTRUHEN UND -SCHRÄNKE GFL Ges. für Labortechnik mbH Schulze-Delitzsch-Str. 4 30938 Burgwedel T: 05139/9958-0 Fax: 995821 http://www.GFL.de E-Mail: [email protected]

GFL Ges. für Labortechnik mbH Schulze-Delitzsch-Str. 4 30938 Burgwedel T: 05139/9958-0 Fax: 995821 http://www.GFL.de E-Mail: [email protected]

VAKUUMPUMPEN KNF NEUBERGER GMBH Membranpumpen + Systeme Alter Weg 3, 79112 Freiburg T: 07664/5909-0 Fax: 2124

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WASSERDESTILLIERAPPARATE

Hettich-Zentrifugen Föhrenstr. 12, 78532 Tuttlingen T: 07461/7050 Fax: 705125 http://www.hettichlab.com [email protected] SIGMA Laborzentrifugen PF 1713, 37507 Osterode/Harz T: 05522/50070, Fax: 500712 www.sigma-laborzentrifugen.de

WAAGEN OHAUS GmbH 35353 Giessen T: 0641/71023 Fax: 71025 [email protected]

WASSERANALYSEN AQUALYTIC® Schleefstr. 12, 44287 Dortmund T: 0231/94510-755 F: 0231/94510-750 [email protected] www.aqualytic.de

WASSERBÄDER GFL Ges. für Labortechnik mbH Schulze-Delitzsch-Str. 4 30938 Burgwedel T: 05139/9958-0 Fax: 995821 http://www.GFL.de E-Mail: [email protected]

ONLINE: www.GITBuyersGuide.de

L.O.T. – Oriel GmbH & Co. KG www.lot-oriel.com/de T: 06151/8806-0, [email protected]

Umweltstandards

Stichwortverzeichnis

Weitere Produkte finden Sie unter www.pro-4-pro.com/lab

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VII

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€ 32,70

4. Zeile

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5. Zeile

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Gewünschte Stichworte 1. Stichwort

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www.gitverlag.com

AMT Analysenmesstechnik 

323

Goodfellow Cambridge 

294

Reichelt Chemietechnik 

Analytik Jena 

275

GSI Ges. f. Schwerionenforschung 

276

Retsch 

asecos 

298

Hamamatsu Photonics 

322

Carl Roth 

Biofluidix 

321

Karl Hecht Glaswarenfabrik 

Biozym Diagnostik 

323

Brand Fabrik für Laborgeräte 

324

CEM 

321, 322

Comcotec Messtechnik 

325

Denios 

305, 323

Dionex 

4. Umschlagsseite

Beilage, 321 275 Beilage, 299

Shimadzu Europa 

321

Helmholtz- Zentrum für Infektionsforschung  276, 277

Sonotec

324

HM Software

Spectaris

279 325

303, 323

307, 325

Huber Kältemaschinenbau 

288

Spirig 

ISAS Inst. f. Analytical Sciences 

302

Sympatec System-Partikel-Technik 

Julabo Labortechnik 

290

Synotech Sensor- und Messtechnik 

324

KIT Karlsruher Inst. f. Technologie 

280

TEC++ Dr. Volker Schmidt 

325

325, 326

Duran Group 

322

Klinikum Mannheim 

277

Th. Geyer 

305

Düperthal Sicherheitstechnik 

295

Krüss 

322

ttz Bremerhaven Techn. Transfer Zentrum 

276

Ehret Labor- und Pharmatechnik 

323

Laboplus

326

TU München 

277

Lauda Dr.R. Wobser 

284

Univers. Bremen 

311

Gebr. Liebisch 

291

Univers. Duisburg 

292

Dr. A. Maisch High Performance LC 

304

Univers. Karlsruhe 

276

Univers. Stuttgart 

286

Univers. Wien 

278 316

Eppendorf 

2. Umschlagsseite

Evonik Degussa 

275

Fraunhofer Inst. f. Naturwissenschaftlich-Techn. Trendanalysen 

312

Memmert 

275

Fritsch Laborgerätebau 

324

Metrohm 

Titelseite, 320, 326, 286a

FZD Forschungszentrum Dresden-Rossendorf 

310

MPI f. biolog. Kybernetik 

318

UVP 

GDCh Ges. Dt. Chemiker 

319

FH Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshaven 

306

VWR International 

Genevac 

322

Pfeiffer Vacuum 

326

Westfalen 

309

Gesim Rossendorfer Technologiezentrum 

325

Porotec 

321

Whitehouse Scientific 

307

GFL Ges. f. Labortechnik 

285

Rauscher 

321

WTW 

272

Impressum

Dr. Stefanie Krauth

Herausgeber GIT VERLAG GmbH & Co. KG

[email protected]

Geschäftsführung Dr. Michael Schön, Bijan Ghawami Anzeigenleitung Dr. Katja Habermüller Tel.: 06151/8090-208 [email protected] Redaktionsleitung Dr. Margareta Dellert-Ritter (Chefredakteurin) Tel.: 06151/8090-136 [email protected] Tina Schneider (Assistenz) Tel.: 06151/8090-261 [email protected] Redaktion/Verkauf Dr. Martin Friedrich Tel.: 06151/8090-171 [email protected] Oliver Gerber Tel.: 06151/8090-123 [email protected] Dr. Jutta Jessen Tel.: 06151/8090-211 [email protected]

Tel.: 06151/8090-191

Dr. Birgit Megges [email protected] Bettina Willnow Tel.: 06151/8090-220 [email protected] Andreas Zimmer Tel.: 06151/8090-178 [email protected] Herstellung GIT VERLAG GmbH & Co. KG Christiane Potthast Nicole Schäfer (Anzeigen) Mattias Funk (Layout) Elke Palzer (Titelgestaltung) Sonderdrucke Christine Mühl Tel.: 06151/8090-169 [email protected] Wissenschaftlicher Beirat Prof. Dr. R. van Eldik, Erlangen/Nürnberg Prof. Dr. H. P. Latscha, Heidelberg Prof. Dr. K. K. Unger, Mainz

GIT VERLAG GmbH & Co. KG Rößlerstraße 90 64293 Darmstadt Tel.: 06151/8090-0 Fax: 06151/8090-144 [email protected] www.gitverlag.com Bankkonten Dresdner Bank Darmstadt Konto Nr.: 01715501/00, BLZ: 50880050 Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 47 vom 1. Oktober 2009 2010 erscheinen 12 Ausgaben von „GIT Labor-Fachzeitschrift“ plus 1 Sonderausgabe „GIT Spezial Separation“ Druckauflage: 30.000 (IVW-geprüft, 3. Quartal 2009) 54. Jahrgang 2010 Abonnement 2010 12 Ausgaben 127,00 € zzgl. MwSt. Einzelheft 14,50 € zzgl. MwSt. und Porto Schüler und Studenten erhalten unter Vorlage einer gültigen Bescheinigung 50 % Rabatt. Abonnementbestellungen gelten bis auf Widerruf; Kündigungen 6 Wochen vor Jahres­ ende. Abonnementbestellungen können innerhalb einer Woche schriftlich widerrufen werden, Versandreklamationen sind nur innerhalb von vier Wochen nach Erscheinen möglich.

282, 283, 323

Originalarbeiten: Die namentlich gekennzeichneten Beiträge stehen in der Verantwortung des Autors. Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung der Redaktion und mit Quellenangabe gestattet. Für unaufgefordert eingesandte Manuskripte und Abbildungen übernimmt der Verlag keine Haftung. Dem Verlag ist das ausschließliche, räumlich, zeitlich und inhaltlich eingeschränkte Recht eingeräumt, das Werk/den redaktionellen Beitrag in unveränderter Form oder bearbeiteter Form für alle Zwecke beliebig oft selbst zu nutzen oder Unternehmen, zu denen gesellschaftsrechtliche Beteiligungen bestehen, so wie Dritten zur Nutzung übertragen. Dieses Nutzungsrecht bezieht sich sowohl auf Print- wie elektronische Medien unter Einschluss des Internets wie auch auf Datenbanken/Datenträgern aller Art. Alle etwaig in dieser Ausgabe genannten und/oder gezeigten Namen, Bezeichnungen oder Zeichen können Marken oder einge­tragene Marken ihrer jeweiligen Eigentümer sein. Druck pva, Druck und Medien, Landau Printed in Germany ISSN 0016-3538

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