PTB-Jahresbericht 2005

Nachrichten des Jahres • News of the year
Raman-Spektroskopie: Neues primäres
Messverfahren für die Chemie
Die Entwicklung und Etablierung neuer
Messverfahren zur Realisierung von Primärnormalen
zählt auch im Bereich der Metrologie
in der Chemie zu den zentralen Forschungsaufgaben.
Als besonders geeignet
erscheint aufgrund ihrer Empfindlichkeit und
Spezifität die oberflächenverstärkte Ramanstreuung
(Surface-Enhanced Raman Scattering,
SERS), die, analog zur Massenspektrometrie,
auch in Kombination mit isotopenmarkierten
internen Standards eingesetzt werden
kann.
Ausschlaggebend für die Anwendung der
Isotopenverdünnung ist ein massenabhängiger
Isotopeneffekt, der zu einer Wellenzahlverschiebung
einzelner charakteristischer
Schwingungsbanden eines Moleküls führt.
Die Auswertung beschränkt sich somit auf die
Bestimmung von Intensitätsverhältnissen
anstelle von absoluten Signalintensitäten. Ein
derartiges Verhältnisverfahren ist für metrologische
Zwecke von besonderem Interesse, da
z. B. Materialverluste und Matrixeffekte, die
beide Isotopomere eines Analyten gleichermaßen
betreffen, das Resultat nicht beeinflussen.
Das Verfahren wurde am Beispiel der Konzentrationsbestimmung
von Kreatinin im
Blutserum entwickelt und validiert. Die dabei
erzielten Resultate sind, nach einer ersten
Abschätzung, mit Unsicherheiten von etwa
3% behaftet. Eine Übertragbarkeit des Verfahrens
auf höhermolekulare Verbindungen, z. B.
Proteine, wird derzeit untersucht.
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Raman spectroscopy: new primary
measuring method for chemistry
The development and establishment of new
measuring methods for the realization of
primary standards is one of the central research
tasks of metrology, also in the field of
chemistry. Due to its sensitivity and
specificity, surface-enhanced Raman scattering
(SERS), which – analogous to mass
spectrometry – can also be used in combination
with isotopically labelled internal standards,
seems to be especially suited.
Decisive for the application of isotopic dilution
is a mass-dependent isotope effect which
leads to a wavenumber shift of individual
characteristic vibration bands of a molecule.
Thus the analysis requires only the determination
of intensity relations instead of absolute
signal intensities. Such a ratio method is
of special interest for metrological purposes
since e.g. material losses and matrix effects,
which affect both isotopomers of an analyte
equally, do not have an influence on the
result.
The method was developed and validated
using the example of the determination of the
creatinine concentration in blood serum.
According to a first estimate, the results thus
obtained show an uncertainty of measurement
of approx. 3 %. Transferability of the
method to higher molecular compounds, e.g.
proteins, is being investigated.