Instrumental Analytical Chemistry

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Gruppenfoto 30 Okt 2015 830

News

Two New Articles Published:

(free access available!)

A. A. Deeb, S. Stephan, O. J. Schmitz, T. C. Schmidt:
Suspect screening of micropollutants and their transformation products in advanced wastewater treatment
Sci. Tot. Environ. 601-602 (2017), 1247-1253
 

Sarah Willach, Holger V. Lutze, Kevin Eckey, Katja Löppenberg, Michelle Lüling, Jens Terhalle, Jens-Benjamin Wolbert, Maik A. Jochmann, Uwe Karst, Torsten C. Schmidt:
Degradation of sulfamethoxazole using ozone and chlorine dioxide - Compound-specific stable isotope analysis, transformation product analysis and mechanistic aspects
Water Research, 122 (2107), 280-9

Neues DFG-Projekt bewilligt: „Charakterisierung des Metaboloms von P. aeruginosa im Biofilm als Lungeninfektionsmodell

​​Im Rahmen dieses Projektes wird das Metabolom von P. aeruginosa unter lungenadaptierten Bedingungen als Biofilm charakterisiert. Um dies zu realisieren, soll ein Beprobungssystem für die Anzucht von P. aeruginosa entwickelt werden, welches es erlaubt aus dem Nährmedium, dem Biofilm und dem Dampfraum zeitabhängig Proben zu entnehmen. Der verfolgte Ansatz über das drei-Phasen-System erlaubt es, detektierte und charakterisierte Verbindungen entsprechend als Substrate oder Stoffwechselprodukte einzuordnen. Über verschiedene Extraktionsstechniken soll eine möglichst umfangreiche Anreicherung der gebildeten Metabolite erreicht werden.

Die qualitative und quantitative Bestimmung ausgewählter Metabolite erfolgt mittels GCxGC-EI-MS und LC+LC-IM-qTOF-MS. Die dabei notwendige Methodenentwicklung umfasst die Probenanreicherung und Optimierung relevanter experimenteller Parameter wie zum Beispiel, Auswahl der stationären Phasen, Analysenzeit in der zweiten Dimension (Modulationszeit) und Flussraten.

Durch die Zugabe von Benzothiazol als interner Standard zum Medium soll außerdem die Anreicherung, Diffusion und Verteilung der potentiellen Stoffwechselprodukte zwischen allen drei Phasen simuliert, untersucht und kontrolliert werden.

Anhand der Ergebnisse soll überprüft werden, ob P. aeruginosa über die im Dampfraum detektierten Metabolite repräsentiert wird und so eine Identifizierung von P. aeruginosa ausschließlich über die Dampfraumbeprobung möglich ist.

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In this project, the metabolome of P. aeruginosa will be characterized considering lung adapted conditions by using a biofilm as a lung infection model. Therefore, a sampling system for the cultivation of P. aeruginosa will be developed, which enables the sampling of the culture medium, the biofilm and the headspace over time. This three-phase approach allows the classification of detected and characterized substances as substrates or metabolites. A comprehensive preconcentration of the metabolites shall be achieved by application of various extraction techniques.

The qualitative and quantitative determination of selected metabolites will be carried out by GCxGC-EI-MS and LC+LC-IM-qTOF-MS. The sample preconcentration and experimental parameters e.g. stationary phase, analysis time in the 2nd dimension (modulation time) and flow rates will be optimized. 

As an internal standard, Benzothiazole will be added to the culture medium in order to investigate and control the preconcentration, diffusion and distribution of the potential metabolites.

Based on the results, it shall be verified if P. aeruginosa is represented by detecting only the metabolites in the headspace of a biofilm sample. This should answer the question whether the identification of P. aeruginosa is possible only by head space analysis or not.

 

 

Unikids:
„Wasser baut Brücken, aber hat es auch ein Gedächtnis?“

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​Am 8. März 2017 fand die Auftaktveranstaltung der „Unikids“ in diesem Frühjahr statt. 600 Kinder im Alter zwischen 8-12 Jahren erhielten passend zum Thema ein blaues T-Shirt und sahen ein bisschen aus wie Wassertropfen. Gespannt und aufgeregt verfolgten sie eine Stunde lang die Vorlesung von Torsten Schmidt, Ursula Telgheder und Claudia Ullrich zum Thema Wasser unter dem Titel „Wasser baut Brücken, aber hat es auch ein Gedächtnis?“. Mit anschaulichen Beispielen, Filmausschnitten  und eindrucksvollen Experimenten wurden die Eigenschaften von Wasser und ihre Wirkung auf Mensch und Umwelt nahegebracht. 

Unikids 3

​​​Besonders begeistert waren die Kinder von der Wasserbrücke, die zwischen zwei Gefäßen beiAnlegen einer sehr hohen Spannung entsteht und den bei verdunkeltem Hörsaal deutlich sichtbaren Überschlägen. Im zweiten Teil erfuhren die Kinder, warum es so viel  Hokuspokus im Wasserbereich gibt, z. B. das angebliche Wassergedächtnis. An einem einfachen Beispiel wurde ihnen gezeigt, wie sie mit wissenschaftlicher Methodik Unsinn entlarven können.

Unikids 2

Den Kindern hat die Vorlesung sichtlich viel Spaß gemacht, aber auch das Team war begeistert von den aktiven Zuhörern.

 

Neue Auflage erschienen:

Buchcover Analytische Chemie

Die verschiedenen Bücher von Prof. Georg Schwedt zur analytischen Chemie gelten bereits als Klassiker. Dazu trägt das Konzept der Verbindung von Grundlagen, Methoden und Praxis bei, aber auch die hochwertige graphische Gestaltung. Abbildungen aus „dem Schwedt“ finden sich sicherlich in allen Vorlesungen zur analytischen Chemie wieder. Das fundamentale Lehrbuch „Analytische Chemie“ ist im Dezember 2016 nun in der dritten Auflage bei Wiley-VCH erschienen. Alle relevanten Aspekte der Analytischen Chemie werden in diesem Lehrbuch, das gleichzeitig auch als Referenz für Praktiker dient, umfassend und klar auf den Punkt gebracht. Ab dieser Auflage wird das Lehrbuch nicht mehr von Prof. Schwedt alleine verantwortet, sondern unter Beteiligung der beiden Professoren für analytische Chemie an der Universität Duisburg-Essen, Oliver Schmitz und Torsten Schmidt. Die beiden haben in dieser Auflage Kapitel inhaltlich neu gestaltet, für die infolge der methodischen und technologischen Entwicklungen eine Aktualisierung erforderlich war. So wurden von Oliver Schmitz hauptsächlich die Kapitel über Qualitätssicherung, Massenspektrometrie, chromatographische Trennverfahren und elektrophoretische Trennverfahren überarbeitet. Torsten Schmidt hat vor allem das Kapitel zur Probenvorbereitung aktualisiert und das Grundlagenkapitel ergänzt.

ISBN: 978-3-527-34082-8 Link zum Buch bei Wiley-VCH

Neues ZIM-Projekt bewilligt:

Entwicklung eines kombinierten ln-situ-Sanierungs- und Monitoringverfahrens für die Behandlung von Grundwasserschäden (Luft-Untergrund-Kontamination-Erfassung "LUKE")
Laufzeit: 1.10.2016-31.3.2019

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines preiswerten ln-situ-Verfahrens für die Sanierung von mit BTEX kontaminiertem Grundwasser. Hierfür wird ein spezielles Multiparameter-Lanzensystem zur Aufnahme eines Gasinjektionssystems, zur kontinuierlichen Probenahme sowie zur direkten Bestimmung der Parameter pH-Wert, 02-Gehalt, C02- bzw. CH4-Gehalt, Leitfähigkeit und Feuchte im Grundwasserleiter (Aquifer) entwickelt. Hiermit ist sowohl eine Überprüfung der Vitalitätsparameter als auch eine direkte Kontrolle über die Bildung von C02 und CH4 aus Stoffwechselprozessen möglich. Die Sanierung erfolgt durch die reversible Einbringung einer glasfaserverstärkten Polymermembran in den Aquifer, die Sauerstoff auf diffusivem Wege freisetzt. Dieser dient der schadstoffzehrenden Mikrobiologie als Co-Substrat für ihren Stoffwechsel. Gegebenenfalls können über das
Lanzensystem zusätzliche Nährstoffe zugegeben werden. Mit dem System gekoppelt, ist ein modifiziertes FAIMSSpektrometer mit Fernsteuerung, welches eine kontinuierliche Überwachung der Schadstoffkonzentration in den Beobachtungspegeln erlaubt und somit eine schnelle Bewertung der Sanierungseffizienz ermöglicht.

New article published in ABC

Abc 408 23 Cover

New article published in JAAS

Kuklya Jaas 2016 Cover

 

 

A. Kuklya, C. Engelhard, K. Kerpen, Ursula Telgheder, Spectroscopic characterization of a low-temperature plasma ambient ionization probe operated with helium/nitrogen plasma gas mixtures, J. Anal. At. Spectrom., 2016, 31, 1574-1581

http://dx.doi.org/10.1039/C6JA00148C

In this study, a systematic spectroscopic characterization of a low-temperature plasma (LTP) probe operated with He/N2 gas mixtures is carried out. The influence of several experimental parameters (e.g., different He/N2 gas mixtures, discharge voltage, and gas flow rate) on the dielectric-barrier discharge afterglow was studied. It was found that an increase of the nitrogen concentration in the helium discharge gas (to values higher than 0.5% N2) leads to a significant decay of N2+, He, and O emission intensities. At 1% N2 and 99% He, oxygen emission bands were not detectable and intensity of He and N2+ emission bands were reduced by approximately five times compared to features in a 100% He discharge. Interestingly, the opposite trend was observed for NO, OH, and N2 species. Here, increasing the N2 fraction in the discharge gas mixture led to an enhancement of emission intensities. Maximum emission bands intensities of OH, NO, and N2 were detected at N2 concentrations of 0.5, 0.6, and 1.0%, respectively. A further increase of the N2 fraction leads to a decrease of emission intensities for all observed species (OH, NO, N2, He, and N2+). In general, an increase in discharge gas flow rate resulted in a significant increase of NO emission band intensities for all N2/He mixtures tested. However, only a minor effect was observed for N2 emission bands. Increasing the discharge voltage resulted in an increase of emission intensities of all detected species. Combined with spatially resolved investigations of the afterglow, these results are considered helpful to further optimize LTP performance. This is especially important for portable and direct analysis instrumentation, where LTP can be used as the ionization source and lower helium gas consumption is desirable because of cost and availability.

 

 

New article published in Water Research

Ozonation Anilines Graphical Abstract

Tekle-Röttering, A., von Sonntag, C., Reisz, E., vom Eyser, C.,
Lutze, H.V., Türk, J., Naumov, S., Schmidt, W., Schmidt, T.C., 2016. Ozonation of anilines: Kinetics, stoichiometry, product identification and elucidation of pathways. Water Research 98, 147-159

 

Evonik Stipendium für Nerea Lorenzo Parodi

Nerea Lorenzo Parodi erhält durch die Evonik Industries AG ein Stipendium für Ihr Promotionsvorhaben „Aromatische Amine als Biomarker im menschlichem Urin: analytische Methodenentwicklung und epidemiologische Untersuchung“ an der Universität Duisburg-Essen.

Die Evonik Industries AG vergibt 3 Doktorandenstipendien mit dem Ziel der Förderung des hochbegabten wissenschaftlichen Nachwuchses an der Fakultät für Chemie der Universität Duisburg-Essen.

 

Urkunde Stipendium

 

 

Evonik Scholarship for Nerea Lorenzo Parodi

Nerea Lorenzo Parodi was awarded with a scholarship for the realization of her PhD project “Aromatic amines as biomarkers in human urine: analytical method development and epidemiological studies” at the University of Duisburg-Essen by the Evonik Industries AG.

Evonik Industries AG awards three scholarships for the realization of a Doctoral thesis with the objective of promoting highly talented young researchers at the faculty of Chemistry of the University Duisburg-Essen.

 

 

Drei neue ZIM-Projekte bewilligt:

Schnelle Vor-Ort-Analytik zur Detektion von Sulfonamiden in Wässern mittels 2D-Fluoreszenzspektroskopie (MultiDimSpec)
Laufzeit: 1.10.2015-31.3.2018

Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines miniaturisierten Systems, welches die schnelle Vor-Ort-Analyse von ausgewählten Sulfonamiden in Wässern mit unterschiedlichen Matrixbestandteilen unter Einbeziehung der rechtlich geforderten Orientierungswerte erlaubt. Als Detektionsmethode wird die 2D-Fluoreszenzspektroskopie eingesetzt, da aufgrund der intensiven Fluoreszenz der Sulfonamide die Sensitivität groß genug ist, um die als Orientierungswerte geforderten Konzentrationen bestimmen zu können. Die notwendige Selektivität wird durch Aufnahme und multivariater Datenanalyse der Emissionsspektren bei unterschiedlichen Anregungswellenlängen erreicht.
Neben dem in der aquatischen Umwelt häufig nachgewiesenen Antibiotikum Sulfamethoxazol werden als weitere lndikatorsubstanzen p-Toluolsulfonamid, o-Toluolsulfonamid, Benzolsulfonamid, Sulfadiazin und Sulfamethazin gewählt.
Der in Laborversuchen getestete Prototyp wird in ein Multisensorsystem integriert und anschließend in Feldstudien erprobt. Neben der Steuerungssoftware sind komplexe Softwaremodule für die Datenauswertung zu erstellen .

Entwicklung eines DIP-APPI-IMS-Systems zur Qualitätskontrolle von chemischen und pharmazeutischen Produkten (DIPPI-IMS)
Laufzeit: 1.7.2015-31.7.2017

Im Fokus des Forschungsvorhabens steht die Entwicklung eines Direct Inlet Probe - Atmospheric Pressure Photoionization – Ion Mobility Spectrometers (DIP-APPI-IMS) als sensitives, kostengünstiges und schnelles Verfahren für die Produkt- und Qualitätskontrolle in der chemischen und pharmazeutischen Industrie. DasProbenaufgabesystem (DIP) ermöglicht das Einbringen und Verdampfen fester und flüssiger Proben. Nach der Vorabtrennung von Matrixbestandteilen, werden die Analyten mittels Photoionisation bei Atmosphärendruck (APPI) ionisiert und innerhalb weniger Millisekunden im miniaturisierten Ionenmobilitätsspektrometer separiert und detektiert. Die Leistungsfähigkeit des DIP-APPI-IMS-Systems wird anhand der Analyse von ausgewählten Wirkstoffen in Tabletten und Salben geprüft. Als Vertreter flüssiger Proben sind unterschiedliche Speiseöle zu analysieren. Als Beispiel für die Oberflächenanalytik von Produkten sollen Weichmacher in Kunststoffen herangezogen werden. 

Entwicklung einer oxidativen Abwasseraufbereitungsmethode auf der Basis von Chlordioxid (ABC)
Laufzeit: 1.7.2015-31.12.2017

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer neuen Abwasseraufbereitungsmethode zur Elimination von Spurenstoffen und Desinfektion durch Chlordioxid. Wegen der hohen Selektivität von Chlordioxid ist das Potenzial zur Bildung unerwünschter Nebenprodukten schwächer ausgeprägt als bei dem zur Zeit diskutierten Einsatz von Ozon zur weitergehenden Abwasserbehandlung.  Zur Realisierung des neuen Oxidationsverfahrens wird ein von a.p.f  Aqua System AG entwickelter Chlordioxidgenerator an die Abwasseranwendung angepasst und im Rahmen einer mehrmonatigen Pilotierungsphase die Langzeitstabilität des Verfahrens ermittelt sowie eine Abschätzung der Kosten dieses Verfahrens durchgeführt.

 

Dr. Holger Lutze und Prof. Dr. Torsten Schmidt

Promotionspreis der Wasserchemischen Gesellschaft für
Dr. Holger Lutze

Dr. Holger V. Lutze (Universität Duisburg-Essen) erhält 2015 den "Promotionspreis auf dem Gebiet der Wasserchemie – gefördert von der Walter-Kölle-Stiftung". Der Vorstand der Wasserchemischen Gesellschaft, eine Fachgruppe in der Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V. (GDCh), konnte diese Auszeichnung 2015 aufgrund hervorragender Arbeiten an zwei Kandidaten verleihen.

Dr. Lutze beschäftigt sich in seiner Arbeit "Sulfate radical based oxidation in water treatment"3 mit einem innovativen radikalbasierten Wasseraufbereitungsverfahren zum Abbau persistenter Schadstoffe.

 

Dr. Walter Kölle, der 1971 als erster Wissenschaftler mit dem Fachgruppenpreis der Wasserchemischen Gesellschaft ausgezeichnet wurde, richtete 2010 bei der GDCh eine Stiftung ein, um den wissenschaftlichen Nachwuchs in der Wasserchemie zu fördern. Der Promotionspreis auf dem Gebiet der Wasserchemie – gefördert von der Walter-Kölle-Stiftung - wird für herausragende Dissertationen auf den in der Fachgruppe vertretenen wissenschaftlichen Gebieten verliehen, die mit der Gesamtnote sehr gut oder besser bewertet wurden und eine besondere Leistung für die Weiterentwicklung des Fachgebiets darstellen.

Die Verleihung erfolgt einmal jährlich im Rahmen der Jahrestagung der Wasserchemischen Gesellschaft

Prof. Dr. Stefan Rumann, Prof. Dr. Torsten Schmidt und Prof. Dr. Ute Klammer

Prof. Torsten C. Schmidt unter den Preisträgern der UDE Diversity-Preise 2015

Die Universität Duisburg-Essen feierte am 09. Juni 2015 den 3. bundesweiten Diversity-Tag, in dessen Rahmen auch die Diversity-Preise verliehen wurden. Der Diversity-Engagementpreis ging diesmal an die Fakultät für Chemie: Prof. Bettina Siebers und Prof. Dr. Torsten Schmidt