Extraktion von Lebensmitteln und Bedarfsgegenständen

Extraktion von Lebensmitteln und Bedarfsgegenständen mit Hilfe von überkritischem CO2
Mögliche Oberflächen mit adsorptiven Eigenschaften sind z.B.:
1. bei der Probenaufarbeitung
Bestandteile der Probe (Wachse, Cutin, Öle, Zellulose, Pektin),
Glasoberflächen (Glasgeräte, Glasfaserpapier),
Cellulose (Papierfilter),
Adsorbentien (Hydromatrix, Kieselgel)
2. bei der Gaschromatographie
Glasoberflächen (GC-Injektions-Liner)
Schmutzablagerungen auf der Oberfläche von GC-Injektions-Liner und -Vorsäule.
Die Adsorptionskraft bestimmter Oberflächen kann erheblich variieren. Bei Polysilikaten
wie Kieselgel spielt z.B. der Wassergehalt (Aktivitätsstufe) eine erhebliche
Rolle, da Wasser die Oberfläche benetzen und maskieren kann.
Eine entscheidende Abschwächung der Aktivität kann z.B. durch Sättigung freier
Silanolgruppen an der Oberfläche durch Silanisierung erreicht werden (z.B.
silanisierte Glasgeräte, GC-Glasliner, Füllmaterialien von LC-Säulen).. Die Restmenge
an freien Silanolgruppen bestimmt den Restaktivitätsgrad der Oberfläche
Zu Adsorptionen neigen u.a.:
1. Verbindungen, die als Lewis Säuren oder Basen fungieren und dadurch direkt
oder über Wasserstoffbrücken-Bindungen (vgl. Abb. 3.1.5-1) mit der Oberfläche
des Adsorbens in Wechselwirkung treten können (z.B. Verbindungen mit Alkohol-
oder Säuregruppen und Verbindungen die basische Stickstoffatome aufweisen),
2. ionische Verbindungen (adsorbieren an Oberflächen die entgegengesetzte
Ladungen aufweisen),
3. lipophile Verbindungen und Verbindungen mit lipophilen Resten (neigen zur
Adsorption an lipophile Oberflächen).
Eine wichtige Rolle bei Adsorptionsprozessen spielen auch die beteiligten flüssigen
Phasen (Lösungsmittel). Lösungsmittel treten sowohl mit den Analyten als auch mit
aktiven Stellen der Oberfläche der festen Phase in Wechselwirkung und können
damit die Affinität von Analyt zu Oberfläche schwächen.
Zum Beispiel wird die Adsorption von Verbindungen an einem hydrophilen Adsorbens
(wie Kieselgel) erheblich abgeschwächt, wenn die aktiven Stellen an seiner
Oberfläche durch Lösungsmittelmoleküle wie Wasser oder Methanol „besetzt“
(desaktiviert) werden. Unpolare Lösungsmittel (z.B. Hexan) konkurrieren dagegen
kaum um solche aktive Stellen und können in diesem Fall die Adsorptionsprozesse
nur wenig beeinflussen.
Die Adsorption unpolarer Analyten an lipophilen Oberflächen (z.B. Wachsoberflächen)
ist dagegen günstiger, wenn die beteiligte flüssige Phase polar (z.B.
wasserhaltig) ist.
I.a. sind Wechselwirkungen elektrostatischer Art zwischen dem Analyt und der
Oberfläche des Adsorbens um so schwächer ausgeprägt, je höher die Dielektrizitätskonstante
des Lösungsmittels ist.
Abb. 3.1.5-1: Wechselwirkung von Verbindungen mit aktiven Oberflächen
über Wasserstoffbrückenbindungen, am Beispiel eines
Benzimidazolderivates (Vorschlag)
Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Stuttgart, Sitz Fellbach
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