Chemisch-Analytische Methoden in der Pflanzenphysiologie

Präsentation zum Thema: "Chemisch-Analytische Methoden in der Pflanzenphysiologie"—  Präsentation transkript:

1 Chemisch-Analytische Methoden in der Pflanzenphysiologie
Qualitative Analytik nennt man Nachweis Aufgabe der (Bio)Chemischen Analytik ist die quantitative Bestimmung von Stoffen (Analyten) Spurenanalytik (Kleinstmengenanalyse) Test (halbquantitative Analyse)

2 Verfahren, Methode, Prinzip
Unter- suchungs- Objekt Proben- nahme Vor- bereitung Messung Aus- wertung Analytische Information Prinzip Analysemethode Analyseverfahren

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4 Kriterien zur Beurteilung einer Methode
Spezifität (Selektivität) Empfindlichkeit (Nachweisgrenzen) Genauigkeit & Reproduzierbarkeit (accuracy & precision)

5 Selektivität Selektivität hängt von möglichen Störungen durch andere Probe-Inhaltsstoffe ab. Abtrennung von störenden Stoffen spezifischere Methoden Begriff: Matrix!

6 Empfindlichkeit S = m.c + SL Nachweisgrenze: N = SL + 3.StabL
Fähigkeit der Methode zwischen kleinen Differenzen in der Konzentration des Analyten zu unterscheiden abhängig von der Steigung der Kalibrationsgeraden Nachweisgrenze: S = m.c + SL N = SL + 3.StabL

7 Genauigkeit & Reproduzierbarkeit
Genauigkeit (accuracy) sagt aus, wie nahe ein Meßwert dem tatsächlichen Wert kommt Reproduzierbarkeit (precision) sagt aus wie übereinstimmend wiederholte Messungen sind

8 Systematischer & Zufälliger Fehler
gut schlecht Systematischer Fehler gut schlecht Genauigkeit Reproduzier- barkeit optimal

9 Die Kalibration Prozess, mit welchem man die Gerätewerte
mit den absoluten Mengen der zu bestimmenden Substanz in Übereinstimmung bringt. Leerwerte (blanks) Standards (externe, interne) Kalibrationsbereich Kontrollen

10 Leerwerte Leerwert ist Matrix ohne Analyt
Nullpunktbestimmung für jedes analytische Gerät notwendig Man unterscheidet: - Reagenzienleerwerte (z.B. Photometrie) - Blindwerte (Grundwert, z.B. Enzymatik)

11 Standards Proben bekannter Konzentration, die man zur Kalibrierung einer Methode einsetzt, nennt man Standards! Standards sollten in Matrix hergestellt sein. Externe Standards: die zu bestimmende Substanz wird chemisch rein eingesetzt Interne Standards: eine ähnliche Substanz, die man zusetzt und die als Bezugsgröße verwendet wird

12 Kalibrationskurve Kalibrations- punkte Nichtlineare Kalibrationskurve
Arbeitsbereich Nichtlineare Kalibrationskurve

13 Kalibration 1. Leerwert 2. Standards 3. Proben
M + R Messung Instrumenten- Auf Null stellen Anzeige 2. Standards S1 + M + R Messung Instrumenten- Kalibrations- S2 + M + R Anzeige kurve 3. Proben P1 + M + R Messung Instrumenten Werte- P2 + M + R Anzeige berechnung M, Matrix; R, Reagentien; S1, Standard 1; P1, Probe 1.

14 Kontrollen Um eine Methode zu überprüfen sollte regelmäßig eine Probe bekannter Konzentration gemessen werden. Biologische Referenzmaterialien Schwierig bei Methoden die keine pool-Größen messen, sondern Prozesse (etwa Enzymaktivitäten)

15 Berechnungen 1: Konzentrationen
Masse (kg) c = m / v (Konzentration = Masse / Volumen) z.B.: mg L-1, µg cm-3, mg mL-1, etc Stoffmenge (Mol) c = n / v (molare Konzentration = Mol / Volumen) z.B.: mol L-1 (M), mmol L-1 (mM), µmol mL-1 (mM), µmol L-1 (µM)

16 Berechnungen 2: Verdünnungen
! das Produkt aus Konzentration mal Volumen vor der Verdünnung entspricht dem Produkt nach der Verdünnung! Cvor x Vvor = Cnach x Vnach z.B.: Aus einer 1M KCl-Lösung soll 250 mL einer 20mM Lösung hergestellt werden. 1M x X = 0.02M x 250 mL X = (0.02 x 250) / 1 = 5 mL Lösung: 5 mL einer 1M KCl sind notwendig um 250 mL einer 20 mM Lösung herzustellen

17 Berechnungen 3: Verdünnungsfaktor
Z.B.: 10-fache Verdünnung (1 zu 10, 1:10) 1 mL auf 10 mL bedeutet 1 mL + 9 mL oder 1 mL in einem Gesamtvolumen von 10 mL Mischt man also gleiche Volumina miteinander hat man eine Verdünnung von 1:2 (nicht 1:1!).

18 Werteangaben (signifikante Stellen)
Beispiel: Waage zeigt g an. Die letzte Stelle ist unsicher! Der wahre Wert kann also zwischen und mg liegen.

19 Werteangaben 2 Beispiel:
Meßwerte — mg Calcium, 2.11 g Pflanzenmaterial 5.4366 5.4092 Jeder Wert zwischen und ist möglich. Der Wert kann also nicht als 5.42 angegeben werden (Grenzwerte ), sondern nur als 5.4 mg g-1 (Grenzwert 5.35 und 5.44).

20 Praktische Hinweise Chemikalien Wasserqualitäten Wägen Zentrifugation
Volumsmessungen

21 Chemikalien Gefahrensymbole
Qualitäten p.a. (pro analysis), zur Synthese, ACS, OEAB, chemisch rein, Suprapur, Biochimica select Beschriftungen von abgefüllten Chemikalien Inhalt, Konzentration, Datum, Benutzer Giftig Mindergiftig Ätzend Explosions Brand Hoch/Leicht Reizend gefährlich fördernd Entzündlich

22 Chemikalien

23 Wasserqualitäten Demineralisiertes Wasser Geschirrspüler (Reversosmose, Hausleitung) Deionisiertes Wasser Abwaschen, (Ionentaustauscherpatrone, allg. Labor) anorg. Analytik Destilliertes Wasser Enzymaktivitäten (Quarzdestillationsanlage) Milli Q-Wasser Reinstwasser, (Reinstwasser >18.2 MOhm cm-1) Chromatographie

24 WÄGEN Wägebereich der Waage beachten!
Störungen: Offene Türen, Heizung, Erschütterungen Nivellieren (Libelle) und Kalibrieren (Auto) Wägegefäß sollte möglich klein sein Statische Aufladungen vermeiden (kein Kunststoff) Mitte der Waagschale (Ecklasteffekt) Waage vorbelasten (Erstwägeeffekt) Indirekte Handhabung (Zange; T- und RH-Effekte) Wägegut sollte Umgebungstemperatur haben

25 Einflüsse beim Wägen Temperatur Luftfeuchte T+ T- Wägegut
erscheint leichter Wägegut erscheint schwerer Verdunstung erscheint leichter Wasseraufnahme erscheint schwerer

26 Zentrifugation Relative Beschleunigung (x g) statt Drehzahl (rpm)
Max. Drehzahl beachten Bremsen (je nach An- wendung) Austarieren der Gefäße Beladung: - 2 x gegenüber (180°) - 3 x im Winkel 120°

27 Volumsmessung (auf Wägungen zurückführbar)
Glaspipetten (Ex, 20°, ± 1%) Voll-, Meß-, Präszisionspipetten Luftpolsterpipetten Meßzylinder Büretten Dispensoren Meßkolben (In!) Enghals, Weithals