GERSTEL Aktuell Nr. 25 (pdf; 3,61 MB) - Gerstel GmbH & Co.KG

G L O B A L A N A L Y T I C A L S O L U T I O N S 

Informationen der GERSTEL GmbH & Co. KG · Aktienstraße 232 – 234 · D-45473 Mülheim an der Ruhr · Telefon (02 08) 7 65 03-0 · Telefax (02 08) 7 65 03 33 

Nr. 25 

Oktober 2000 

Messe-Rückblick 2000 

Im Jahr des Twisters 

Interview mit Ralf Bremer 

Revolution in der 

Chromatographie 

Applikation I 

Spurenanalyse 

mittels SBSE 

Applikation II 

Pyrolyse-GC 

in der Forensik 

1 

GERSTEL Aktuell 25 / Oktober 2000

GERSTEL Aktuell Editorial 

15 Jahre GERSTEL Aktuell 

Die Erfolgsstory nimmt kein Ende 

In dieser 

Ausgabe 

Messerückblick 2000: 

Im Jahr des Twisters 

Seite 3 

Fragen an Ralf Bremer: 

Revolutioniert der Twister die 

Gaschromatographie? 

Seite 4 bis 7 

Comparison of Sensitivity of 

Static Headspace GC, SPME 

and Direct Thermal 

Desorption for Analysis of 

Volatiles in Solid Samples 

Seite 8 und 9 

Spurenanalyse von 2,4,6 - 

Trichloranisol mittels SPME in 

korkig schmeckendem Wein 

Seite 10 bis 13 

News 

Seite 14 und 15 

Forensische Anwendung der 

Pyrolyse-GC 

Seite 16 bis 19 2 

Wo ist nur die Zeit geblieben? Es war im Oktober 

1985, als wir trotz einiger Anlaufschwierigkeiten 

die erste Ausgabe der GERSTEL Aktuell 

herausbrachten. Die Auflage: 1500 Stück. 

Lange wurde damals im Unternehmen 

nachgedacht, ob es Sinn macht, unseren 

Kunden und Geschäftspartnern dieses 

Infoblatt an die Hand zu geben, um über 

unsere Produktneuheiten und Aktivitäten 

zu informieren? Schließlich: Wer möchte 

schon seine täglich zu bearbeitende Papierlast 

zusätzlich erhöht sehen? Allen Zweifeln zum Trotz: 

Das Unternehmen wuchs rasant und auch seine Produktpalette. 

Informationen wurden wichtiger denn je. 

Daran hat sich bis dato nichts geändert – 15 Jahre 

nach Erscheinen der ersten GERSTEL Aktuell . 

Heute halten Sie die 25. Ausgabe 

in der Hand. Und wie Sie vielleicht 

bei der letzten GERSTEL 

Aktuell bemerkt haben, hat sich das 

Gesicht dieses Mediums im Vergleich 

zu den vorherigen Ausgaben 

erheblich gewandelt: Aus dem einstmals 

schlichten Faltblatt wurde ein 

hochwertiges Magazin mit zum Teil 

16 bis 20 Seiten Umfang. Die thematische 

Ausrichtung ist nach wie vor 

produktorientiert, jedoch mit einem größeren 

informativen und wissenschaftlichem 

Anspruch. Überall dort, wo unsere 

Systeme zur Lösung analytischer Fragestellungen 

eingesetzt werden, genießt 

GERSTEL Aktuell hohes Ansehen. Insbesondere 

wohl auch, weil Anwender hier 

ein Forum finden, um über den Umgang 

und den praktischen Einsatz unserer 

Geräte zu berichten; sollten auch Sie 

unsere Produkte nutzen, würden wir uns 

freuen, Ihre Applikationen zu veröffentlichen. 

Wie sie geschrieben sein sollen, läßt sich 

anhand der hier vorliegenden Ausgabe erkennen. 

Weil das Unternehmen mittlerweile weltweit tätig ist, 

wird GERSTEL Aktuell demnächst auch in englischer 

Sprache unter dem Titel GERSTEL Solutions 

Worldwide erscheinen: im Internet zum Downloaden. 

Wie sehr unser Kundenkreis angewachsen ist, 

können wir im Tagesgeschäft selten konkret an Zahlen 

festmachen. Unübersehbar ist jedoch, dass die 

Arbeit nicht weniger wird, im Gegenteil. Gerade in 

einer turbulenten Zeit wie der zurückliegenden, in der 

eine Messe der anderen folgte, oder jetzt, wenn es 

heißt, die vielen Anfragen zu bearbeiten und Kundenwünsche 

zu erfüllen, wird es offensichtlich: 

Noch nie hatten wir so viel 

positive Resonanz auf unsere Produkte 

wie in diesem Jahr 2000. 

Insbesondere die Markteinführung 

des GERSTEL-Twisters hat 

ungeahnte Wellen geschlagen. 

Bei der Gelegenheit: Es lohnt die 

Lektüre des Interviews mit Ralf 

Bremer, unserem technischen 

Geschäftsführer, auf den Seiten 

4 bis 7, in dem unter anderem 

die Einsatzmöglichkeiten des 

Twisters erörtert werden. 

Apropos: Wir haben immer noch nicht die Grenzen 

seiner applikativen Möglichkeiten bei flüssigen Proben 

ausgelotet, da zeichnen sich bereits erste Einsatzerfolge 

des Twisters im Gasraum ab. Ob der 

Headspace-Twister eine ähnliche Wirkung wie sein 

Vorläufer erzielt? 

Viel Spaß bei der Lektüre wünscht Ihnen 

Ihr 

Holger Gerstel 


GERSTEL Aktuell Messeaktivitäten 

Kaum ein Besucher, 

der sich nicht für die 

Einsatzmöglichkeiten des 

Twisters interessierte 

Der GERSTEL-MPS 2 

zog die Blicke der 

Messebesucher auf der 

Analytica magisch an 

Pittcon, Analytica 2000, Riva: Anfragen mehr als verdoppelt 

Messen im Jahr des GERSTEL-Twisters 

Messezeiten sind Stresszeiten 

– in diesem Jahr gibt 

GERSTEL ist bei 

folgenden Ereignissen 

vertreten: 

es nichts daran zu deuteln. 

Insbesondere, weil GERSTEL 

■ Jaima in Tokio, Japan, noch einige Messen und 

28. August bis 1. September Veranstaltungen ins Haus 

2000; vertreten durch Dr. Fred stehen (s. li.). Doch bereits 

Schwarzer, Asienbeauftragter jetzt lässt sich sagen: Die 

■ Applica 2000 in Zürich, Mühen des Unternehmens 

Schweiz, 26. bis 28. September in der jüngsten Vergangenheit 

2000; vertreten durch Dipl.-Ing. haben sich gelohnt. 

Klaus Klöckner, Vertriebsleiter Süd Obwohl sie schon einige 

■ Het Instruments in Utrecht, Monate zurückliegen, hat 

Holland; 9. bis 13. Oktober die Firmenpräsenz auf der 

2000; vertreten durch Analytical Pittcon in New Orleans in 

Applications Brielle B.V. USA, der Analytica in München 

und dem 23. Interna- 

■ Analytical & Lab-Equipment 

– made in Germany 2000 tionalen Symposium für 

in Shanghai, VR China, 18. bis Kapillargaschromatographie 

im italienischen Riva 

20. Oktober 2000; vertreten 

durch Dipl. Ing. Bernd Wiesend, ihre Spuren hinterlassen: 

Sales Manager International Die Markteinführung des 

GERSTEL-Twisters schlug 

in analytischen Fachkreisen ungeahnte Wellen. 

Mehr als 50 Prozent aller Anfragen auf der 

Pittcon galten dem Twister. Auf der alljährlich stattfindenden 

Messe im Süden der USA präsentierte 

GERSTEL erstmals Twister-Applikationen auf Postern. 

»Wir waren auf die Reaktionen des Publikums 

natürlich gespannt«, konstatiert Ralf Bremer, technischer 

Geschäftsführer von GERSTEL. »Die Pittcon 

war für uns sozusagen die erste Messlatte. Wir 

haben sie gemeistert.« 

Auf der Analytica 2000 in München setzte sich 

der Erfolg fort, insbesondere weil sich die vielfältigen 

und einzigartigen Möglichkeiten, die der Twister im 

Vorfeld gaschromatographischer Untersuchungen 

bietet, herumgesprochen hatten: Messebesucher 

brachten eigene Proben mit, die im Verlauf der Mes- 

se analysiert und zum Teil zur Demonstration vorgeführt 

wurden. »Die Gesamtzahl der Anfragen hatte 

sich wegen des Twisters im Vergleich zur Analytica 

1998 mehr als verdoppelt«, sagt Ralf Bremer. 

In Riva schließlich erfuhr der Twister auch seinen 

wissenschaftlichen Durchbruch durch die Anerkennung 

international 

angesehener Forscher. 

»Statt uns wie üblich auf 

dem Symposium über 

neue Entwicklungen zu 

informieren, wurden wir 

von den Kunden am 

Stand und an unseren 

Twister-Postern regelrecht 

festgehalten«, sagt 

Ralf Bremer (siehe das 

Interview mit dem technischen 

Geschäftsführer 

auf den folgenden 

Seiten). Um es auf den 

Punkt zu bringen: Das 

Jahr 2000 steht voll und 

ganz im Zeichen des GERSTEL-Twisters. Und die 

nächsten Messetermine werden die bisherigen Eindrücke 

allem Anschein nach untermauern. 

GERSTEL auf Messen: Nähere Infos im Internet 

unter: www.gerstel.de/Events/index.html. 

Nach dem KAS das 

erfolgreichste GERSTEL- 

System: das TDS. Der 

Einsatz des Twister 

setzt das Vorhandensein 

des TDS 2 voraus 

Topas - der 

thermodesorbierbare 

Passivsammler 

von GERSTEL macht 

Lösungsmittel überflüssig 

Das GERSTEL-Team 

auf der Analytica in 

München. Aufgrund 

des großen Erfolgs 

des Twister haben 

alle im wahrsten 

Sinne gut lachen 

Servicepartner in 

Österreich und Schweiz 

Um schneller und flexibler auf die Wünschen ihrer Kunden eingehen zu können, 

kooperiert die GERSTEL GmbH & Co.KG mit Partnern in Österreich und der 

französischen Schweiz. Deren Aufgabe liegt im Service und zum Teil im Vertrieb 

von GERSTEL-Systemen. Damit der reibungslose Ablauf vor Ort garantiert ist, 

koordiniert das Technische Büro GERSTEL in München die Aktivitäten in Österreich, 

das Technische Büro in Karlsruhe die des Schweizer Vertragspartners. 

Weitere Infos: München, Stefan-George-Ring 29, 81929 München, Telefon 

(0 89) 93 08 65 14, Telefax (0 89) 93 08 61 09, E-Mail: tb_muenchen@gerstel.de; 

Karlsruhe, Greschbachstraße 6 a, 76229 Karlsruhe, Telefon (07 21) 9 63 92 10, 

Telefax (07 21) 9 63 92 22, E-Mail: tb_karlsruhe@gerstel.de. 3 


GERSTEL Aktuell Nachgefragt 

Fragen an Ralf Bremer, technischer Geschäftsführer von GERSTEL 

Revolutioniert der Twister 

4 

■ Ein Rührstäbchen für Magnetrührer sorgt 

seit seiner Markteinführung auf den zurückliegenden 

Messen für Furore. Warum, das wollte GERSTEL 

Aktuell vom Entwickler und Hersteller wissen. 

Das hat es seit Einführung der Solid Phase 

Micro Extraction (SPME) nicht mehr gegeben: Durch 

eine offensichtlich unscheinbare Produktneuheit 

erhält die Chromatographie jetzt neuen Schwung. 

Die Rede ist vom GERSTEL-Twister. Hinter dieser 

Bezeichnung verbirgt sich ein mit Polydimethylsiloxan 

(PDMS) beschichtetes Rührstäbchen für 

Magnetrührer, das aufwendige, zeitraubende 

Probenvorbereitungsschritte und Lösungsmittel 

überflüssig macht und die gaschromatographische 

Untersuchung wässriger Matrices erheblich 

beschleunigt und vereinfacht. Nachdem das neue 

patentierte Probenvorbereitungssystem bereits auf 

den diesjährigen Messen, der Pittcon, der Analytica 

2000 und zuletzt auf dem 23. Internationalen 

Symposium für Kapillarchromatographie im italienischen 

Riva der Fachwelt präsentiert wurde, spricht 

GERSTEL Aktuell mit Ralf Bremer, dem Technischen 

Geschäftsführer von GERSTEL, über die Vorzüge 

und Einsatzmöglichkeiten des Twisters. 



In Zusammenarbeit mit der 

die Chromatographie? 

GERSTEL Aktuell: Hightech-Anbieter GERSTEL 

ist auf das Rührstäbchen gekommen. Drehen Sie 

jetzt durch? 

Ralf Bremer: Im Gegenteil: Wir drehen jetzt erst 

richtig auf. Der Twister öffnet der Analytik nämlich 

Möglichkeiten, die für einen Laien möglicherweise 

nicht so offensichtlich sind. 

GERSTEL Aktuell: Woran machen Sie das fest? 

Ralf Bremer: Zum einen wissen wir aus unzähligen 

Experimenten, was der Twister kann und welches 

Potenzial in ihm steckt. Zum anderen erwiesen 

sich die zurückliegenden Messen als aussagekräftige 

Indikatoren: In der Fachwelt hat der Twister für 

Aufsehen gesorgt. Bereits während der Pittcon lag 

die Zahl der gesammelten Anfragen wegen des 

Twisters deutlich über denen der vergangenen Jahre. 

Das Gleiche konnten wir auf der Analytica 2000 

in München beobachten. Und jetzt Riva. Das war ein 

ganz besondere Erfahrung für mich. 

GERSTEL Aktuell: Was ist dort passiert? 

Ralf Bremer: Die Wissenschaftler und Experten, 

die das Symposium besuchen, gehören einem intimen 

Kreis an. Jeder kennt jeden. Man trifft sich aber 

nicht, um übers Geschäft zu reden, sondern um sich 

auszutauschen, Neuentwicklungen und aktuelle Forschungsergebnisse 

zu diskutieren und den Trend in 

der Chromatographie aufzuspüren. Plötzlich sind wir 

Trendsetter – damit haben wir nicht gerechnet. Ohne 

Übertreibung: Der Twister hat ein Lawine losgetreten. 

Wenn zu seinem 25. Jubiläum an die Highlights des 

Symposiums erinnert wird, dann ist der Twister dabei. 

Der schreibt Geschichte. 

GERSTEL Aktuell: Messen Sie dem Twister da 

nicht etwas zu viel Bedeutung bei? 

Ralf Bremer: Das müssen Sie die Messebesucher 

fragen. Nehmen Sie Riva als Beispiel. Statt uns 

selbst wie üblich auf dem Symposium über neue Entwicklungen 

zu informieren, wurden wir von den Kunden 

am Stand und an unseren Twister-Postern regelrecht 

festgehalten. Obwohl die meisten, die zu uns 

kamen, bereits das Twister-Seminar besucht hatten, 

wollten sie noch mehr Details erfahren. Abends im 

Restaurant wurde über 

den Twister gesprochen. 

Und von einigen 

Kunden war zu hören, 

so etwas habe es seit 

der Einführung der Solid 

Phase Micro 

Extraction nicht mehr 

gegeben und dass 

sich die Reise nach 

Riva nicht gelohnt hätte, 

wäre nicht der 

Twister ausgestellt 

worden. 

»Der Twister hat eine 

Lawine losgetreten . . . der 

schreibt Geschichte.« 

GERSTEL Aktuell: 

Auf den Punkt gebracht: Riva stand ganz im Zeichen 

des Twisters. Was aber ist so Besonderes an ihm? 

Ralf Bremer: Der Twister hat gegenüber herkömmlichen 

Probenvorbereitungsverfahren für die 

Chromatographie den Vorteil, dass er beliebigen 

wässrigen Matrices im Handumdrehen das Geheimnis 

ihrer organischen Inhaltsstoffe entlocken kann – 

nahezu ohne großartige Probenvorbereitung. 

GERSTEL Aktuell: Endlich läßt sich die Rezeptur 

von CocaCola knacken – oder freue ich mich da zu früh? 

Ralf Bremer: Ganz so einfach ist das nicht. Zum 

einen ist der Twister kein Zauberstab, zum anderen 

nicht entwickelt worden, um geheime Rezepturen zu 

entschlüsseln. Zwar läßt sich mit dieser Methode ein 

umfangreiches Chromatogramm erstellen und Vermutungen 

über die Zusammensetzung eines Getränks 

oder einer Dosensuppe äußern. Aber abgesehen 

davon, dass man für eine detaillierte Auswertung 

sehr lange bräuchte, benötigte man zu diesem 

Zweck noch zusätzliche Verfahren. Selbst dann hätte 

man immer noch nicht alle Informationen zusammen, 

um sagen zu können, das Rezept ist geknackt. 

Mit Hilfe des Twisters läßt sich aber im Rahmen der 

Qualitätskontrolle schnell und preiswert analysieren, 

ob und welche Geschmacksstoffe in einem Getränk 

enthalten sind oder ob irgendwas von der Packung 

beziehungsweise etwas anderes den Flascheninhalt 

verunreinigt hat. 

5 



»Der Twister 

eignet sich für alle 

wässrigen Matrices 

zum Beispiel von 

Lebensmittel- und 

Umweltproben.« 

GERSTEL Aktuell: Ich weiß jetzt zwar, was der 

Twister kann. Ich weiß aber immer noch nicht, wie er 

funktioniert. 

Ralf Bremer: Der Twister ist ein winziges 

Rührstäbchen für Magnetrührer, eingekapselt in Glas 

und umhüllt mit einer dünnen, etwa 10 Millimeter langen 

Schicht PDMS, sprich Polydimethylsiloxan. Die 

Analyse beginnt, in dem man ein Fläschchen mit zum 

Beispiel zehn Millilitern Probenflüssigkeit füllt, den 

Twister dazu gibt, das Fläschchen verkapselt und auf 

eine Rührplatte stellt. Wenn sich das Rührstäbchen 

einige Zeit in der Probe gedreht hat, haben sich die 

zu bestimmenden Komponenten im PDMS-Mantel 

angereichert. Der Twister wird entnommen, in unser 

Thermodesorptionssystem TDS 

überführt und aufgeheizt, wobei 

die im PDMS sorbierten Komponenten 

freigesetzt werden. 

Gleichzeitig strömt ein inertes 

Trägergas über den Twister und 

transportiert die Komponenten 

auf die GC-Säule. 

GERSTEL Aktuell: Bei welchen 

Proben beziehungsweise 

welchen Komponenten funktioniert 

die Methode? 

Ralf Bremer: Der Twister 

eignet sich für alle wässrigen 

Matrices zum Beispiel von Lebensmittel- 

und Umweltproben. 

Bewährt hat er sich beim Aufspüren 

von Aroma-, Geschmacks- 

oder Schadstoffen 

wie PAK, PCB oder Pestizide. 

Hier haben wir bislang die meisten 

Erfahrungen sammeln können. 

GERSTEL Aktuell: Wenn ich Sie recht verstehe, 

kann man den Twister also in Getränken aber auch 

in pürierten Kartoffeln rotieren lassen. Und dabei 

bekommt er alle Stoffe zu packen? 

Ralf Bremer In der Hauptsache apolare und 

mittelpolare Stoffe. Aber auch organische, meist 

gesundheitsgefährdende Schwermetallverbindungen 

wie Organozinnverbindungen. Entscheidend ist 

der Oktanol-Wasser-Verteilungskoeffizient einer Substanz. 

Anhand dieses Wertes läßt sich die zu erwartende 

Wiederfindungsrate berechnen, so dass man 

schnell seine Erfolgsaussichten abschätzen kann. 

»Der Twister war, wenn 

Sie so wollen, im Kontext 

unserer Philosophie, ein 

logisches Zufallsprodukt.« 

GERSTEL Aktuell: Das klingt alles so simpel und 

einleuchtend, dass ich mich frage, warum ist nicht 

schon viel früher jemand auf die Idee mit dem Twister 

gekommen? 

Ralf Bremer: Ein Ziel von GERSTEL ist und war 

es immer schon, den Einsatz von Lösungsmitteln in 

der Analytik möglichst zu reduzieren oder zu vermeiden. 

Nehmen Sie Screening-Verfahren. Was macht 

das für einen Sinn, unzählige Proben zu vermessen, 

für jede Probe zum Teil hochtoxische Lösungsmittel 

zu verbrauchen, um nachher sagen zu müssen, die 

Proben waren bis auf einige weinige unbedenklich, 

dafür haben wir mit den verwendeten Lösungsmittelresten 

ein künstlich geschaffenes Umweltproblem. 

Der Twister war, wenn Sie so wollen, im Kontext 

unserer Philosophie ein logisches Zufallsprodukt. 

GERSTEL Aktuell: Wie sicher ist diese Methode? 

Ralf Bremer: Die Sorption der Komponenten in 

den PDMS-Mantel läßt sich mittels einer Gleichgewichtsberechnung 

kalkulieren, dafür gibt es einen 

Oktanol/Wasser-Koeffizienten. Das zeichnet im 

Übrigen die Sorption im Vergleich zur Adsorption 

aus. Deren Grad läßt sich nicht berechnen, sondern 

nur durch Experimente ermitteln. Mit anderen Worten: 

Wir brauchen keine langen Versuchsreihen, um 

festzustellen, ob und auf welche Komponente der 

Twister anwendbar ist. Eine Kalibrierkurve, die in der 

zu untersuchenden Matrix ermittelt wurde, genügt, 

um eine Aussage zu treffen. 

6 



GERSTEL Aktuell: Die Empfindlichkeit. 

Wie steht es damit? 

Ralf Bremer: Der Twister ist 

bis zu 1000fach empfindlicher als die SPME, wenn 

es das ist, was sie meinen. Und vielleicht folgendes 

Beispiel einer Versuchsreihe, die wir durchgeführt 

haben: Wir gaben zehn Twister in zehn verschiedene 

Vials, die jeweils mit Tee der selben Probe gefüllt 

waren. Nach Thermodesorption unmittelbar vom 

Twister und anschließender gaschromatographischer 

Analyse lag die Standardabweichung bei unter 

fünf Prozent. 

GERSTEL Aktuell: Durch die Blume: Andere Verfahren 

zur Probenvorbereitung haben also ausgedient? 

Ralf Bremer: Nein, das sicher nicht. Aber sie haben 

eine ernst zu nehmende Konkurrenz bekommen. 

GERSTEL Aktuell: Was ist das entscheidendste 

Argument, den Twister statt herkömmlicher Verfahren 

anzuwenden? 

Ralf Bremer: Ich könnte hier jetzt alles noch einmal 

komprimiert wiederholen, was ich bisher gesagt 

habe. Ich will mich aber 

auf eines beschränken 

und Ihnen als Antwort 

eine Frage stellen: Ist ein 

System wie der Twister, 

mit dem man sowohl 

qualifizieren als auch 

quantifizieren kann, nicht sehr viel interessanter als eines, 

mit dem man nur qualifizieren kann? 

GERSTEL Aktuell: Wenn alles zutrifft, wie Sie es 

sagen, macht es doch Sinn, den Twister für 

Screening-Methoden einzusetzen? 

Ralf Bremer: Der Twist ist dafür bestens geeignet: 

Die Analyse dauert zum einen maximal zwei 

Stunden. Zweitens: Nennen Sie mir ein Verfahren, 

dass schneller aufschlußreiche Auskünfte erteilt. Insbesondere, 

wenn wichtige Entscheidungen vom 

Analyseergebnis abhängen, sei es, dass Lebensmittel 

aus dem Verkehr gezogen werden müssen, weil 

sie PCB oder Pestizide enthalten, oder das Trinkwasser 

gesundheitsgefährdende Konzentrationen von 

Schadstoffen enthält und die Bevölkerung vor dem 

Genuss gewarnt werden muß. 

GERSTEL Aktuell: Wenn ich Sie richtig verstehe, 

würden Sie den Twister dann auch gerne für DIN-Verfahren 

eingesetzt sehen? 

»Wir brauchen keine langen 

Versuchsreihen, um festzustellen, 

ob und auf welche 

Komponente der Twister anwendbar 

ist.« 

Ralf Bremer: Wenn das Screening mit dem 

Twister im Vorfeld detaillierter DIN-Untersuchungen, 

vereinfacht ausgedrückt, schneller und billiger ist und 

gleichzeitig exakte Ergebnisse liefert, macht diese 

Überlegung Sinn. Hinzu kommt: Der Twister ist wieder 

verwendbar, und er macht Lösungsmittel überflüssig. 

Zwar würde eine rasche Evaluierung hinsichtlich 

des Einsatzes als DIN-taugliches Verfahren dem 

Twister enormen Vorschub leisten. Aber wir werden 

wohl den üblichen Weg gehen müssen: Die Industrie 

wird unser Verfahren nutzen, um die Qualität ihrer 

Produkte zu verbessern. Sie werden mit dem Twister 

screenen und relevante Proben nach DIN-Norm 

untersuchen. Man wird dabei feststellen, dass man 

diesen nachgeschalteten Schritt nicht braucht. Dann 

ist der Twister im Rennen. 

GERSTEL Aktuell: Wir reden die ganze Zeit von einem 

kleinen Stick. Da hängt doch noch mehr Technik 

dran, oder? 

Ralf Bremer: Wir möchten, dass unsere Kunden 

in Verbindung mit dem Twister eine sichere Methode 

an die Hand bekommen. Im Moment ist der Twister 

nur für das GERSTEL- 

TDS evaluiert, weil alle 

Laboratorien, mit denen 

wir kooperieren, unsere 

Technik nutzen. An erste 

Stelle zu nennen ist das 

Research Institut of 

Chromatography (RIC) von Pat Sandra in Belgien, 

das die sorbtive Extraktion zusammen mit uns entwickelt 

hat. Will sagen: Ich habe keine anderen Daten 

als die mit dem GERSTEL-TDS ermittelten, und 

es wäre ein zu großes Risiko, den Twister für irgendein 

anderes Thermodesorptionssystem freizugeben. 

Das Gespräch führte Guido Deußing. 

7 


GERSTEL Aktuell Anwendung 


GERSTEL Aktuell 25 / Oktober 2000 

GERSTEL Aktuell Anwendung

GERSTEL Aktuell Applikation 

Korkig schmeckender Wein - Spurenanalyse von 

2,4,6-Trichloranisol mittels Stir Bar Sorptive 

Extraction (SBSE), Thermodesorption und GC/MS 

10 

Andreas Hoffmann 

GERSTEL GmbH & Co.KG, Aktienstrasse 232 – 234, 

D-45473 Mülheim an der Ruhr; 

E-Mail: andreas_hoffmann@gerstel.de 

Wolf Rüdiger Sponholz 

Forschungsanstalt Geisenheim, Fachgebiet Mikrobiologie 

und Biochemie, Von-Lade-Strasse 1, D-65366 Geisenheim; 

E-Mail: sponholz@geisenheim.fa.fh-wiesbaden.de 

Frank David 

Research Institute for Chromatography, 

Kennedypark 20, B-8500 Kortrijk, Belgien; 

E-Mail: frank.david@richrom.com 

Pat Sandra 

Universität Gent, Abteilung Organische Chemie, Krijgslaan 

281 S4, B-9000 Gent, Belgien; 

E-Mail: pat.sandra@richrom.com 

Keywords 

Twister; Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE); 2,4,6- 

Trichloranisol; Wein, Fehlgeschmack; Thermodesorption; 

Kapillar-GC/MS; Ultra-Spurenanalyse. 

Hauptverursacher des Korkgeschmacks im 

Wein ist 2,4,6-Trichloranisol (TCA). Um eine quantitative 

Aussage über die jeweilige Kontamination 

machen zu können, waren bislang Anreicherungsverfahren 

zur Aufkonzentrierung notwendig, da TCA 

über eine extrem niedrige Geschmacksschwelle verfügt. 

Die hier vorliegende Arbeit stellt eine Alternative 

zu den herkömmlichen Vorgehensweisen vor: Mit Hilfe 

einer erst kürzlich entwickelten, neuartigen und einfachen 

Methode für die sorptive Extraktion von organischen 

Bestandteilen aus wässrigen Proben läßt 

sich 2,4,6-Trichloranisol in Wein nachweisen, ohne 

dass irgendein klassisches Probenvorbereitungsverfahren 

erforderlich wäre. Aus Kalibrationskurven 

lässt sich die lineare Messempfindlichkeit über mehr 

als drei Größenordnungen bis zu 10 ng/l im Fullscan 

und unter 1 ng/l im Selected-Ion-Monitoring ersehen. 

Einführung 

Für den korkigen Fehlgeschmack von Wein ist 

hauptsächlich 2,4,6-Trichloranisol (TCA) verantwortlich. 

Der typische Korkgeschmack entsteht bereits 

bei TCA-Konzentrationen von 15 – 20 ng/l; ab dieser 

Konzentration könnte Wein bereits ungenießbar sein. 

Man vermutet, dass TCA durch den Abbau durch 

Pilze und Denaturierung von pentachlorphenolhaltigen 

Fungiziden entsteht [1,2]. Das Vorhandensein 

dieser Substanz im Wein läßt sich letztlich auf 

kontaminierte Korkverschlüsse zurückführen: entweder 

ist 2,4,6-Trichloranisol bereits im Korkholz vorhanden 

oder entsteht erst während der Verarbeitung 

zu Weinkorken. 

Um Kork auf TCA hin zu untersuchen, wird die 

Substanz im Allgemeinen aus dem Korken extrahiert 

und anschliessend in einen Referenzwein oder in ein 

Ethanol-Wassergemisch mit reproduzierbaren Parametern 

übertragen. Nach Extraktion mit einem organischen 

Lösungsmittel lässt sich TCA durch Rekonzentrierung 

des Extraktes und Headspace-Probe- 



Tabelle 1 Analysebedingungen 

GERSTEL-Twister 

Säule 

Pneumatik 

TDS-Temperaturen 

KAS-Temperaturen 

Ofen-Temperaturen 

Detektor 

10 mm, 55 µl PDMS 

30 m HP 5 (Agilent), di = 0,25 mm, df = 0,25 mm 

He, Pi = 56,6 kPa, konst. Fluss = 1 ml/min 

TDS-Desorptionsfluss = 50 ml/min (splitlos) 

KAS-Splitloszeit = 1 min 

20 °C, 60 °C/min, 180 °C (5 min) 

-150 °C, 12 °C/s, 280 °C (5 min) 

60 °C ( 1min), 10 °C/min, 150 °C, 25 °C/min, 

300 °C (30 min) 

MSD, 230 °C / 150 °C, Scan 35 – 350 amu, 

SIM m/z 212/197/169 

nahme oder durch direkte Injektion in ein Standard- 

GC-System quantifizieren [4]. 

Ein anderes Verfahren ist die direkte thermische 

Extraktion mit anschließender GC-Analyse: Das leere 

Glasröhrchen eines Thermodesorptionssystems 

wird mit einem kleinen Stück Korken beladen und 

aufgeheizt, bis TCA aus der Matrix freigesetzt wird 

und nach gaschromatographischer 

Trennung detektiert 

werden kann. Für extrem 

niedrige Detektionsgrenzen 

genügen Probengrößen von 

unter 10 ng/l [5]. 

Abbildung 1 

Allen genannten Vorgehensweisen 

gemeinsam ist, 

® 

GERSTEL Twister 

dass sie das analytische Problem 

an der Quelle lösen, was bei einer präventiven 

Aufgabenstellung wünschenswert sein kann. Im Hinblick 

auf gesetzliche Aspekte ist es jedoch sinnvoll, 

TCA direkt in der Matrix Wein zu bestimmen und 

nicht, auf indirektem Wege, durch die Analyse des 

Korkens. Hier liegt auch das Problem: Will man die 

notwendige Empfindlichkeit erreichen, bedarf es vor 

der Untersuchung lästiger Extraktions- und 

Anreicherungsschritte, eben aufgrund der extrem 

niedrigen Geschmacksschwelle des TCA. 

Zudem kommt die Flüssig-Flüssig-Extraktion 

nicht ohne zum Teil hoch-toxische Lösungsmittel 

aus, was zur Folge haben kann, dass der resultierende 

Abfall bedenklicher ist als die zu untersuchenden 

Spuren in der Probenmatrix. Um eine umweltfreundliche 

Vorgehensweise zu gewährleisten, sollten moderne 

Analyseverfahren so gestaltet sein, dass sie 

ganz oder teilweise ohne organische Lösungsmittel 

auskommen. 

Vor etwa zehn Jahren haben Arthur und 

Pawliszyn eine solche Technik entwickelt: die Solid 

Phase Micro Extraction (SPME) [6]. Dahinter verbirgt 

sich ein Verfahren, welches die Extraktion organischer 

Bestandteile aus Wasser mit Hilfe von 

Sorbentien aus Polydimethylsiloxan (PDMS) ermöglicht, 

damals noch mit PDMS beschichtete offene 

röhrenförmige Traps. Mitte der 80er Jahre wurde dieses 

Verfahren von mehreren Gruppen beschrieben. 

Aufgrund praktischer Begrenzungen jedoch, etwa 

einer zu geringen Probenkapazität oder einem zu 

niedrigem Probendurchbruchsvolumen, fand diese 

Technik aber keine Akzeptanz. Erst als mit PDMS beschichtete 

Fasern zur Anwendung kamen, schaffte 

die SPME den Durchbruch. 

Die SPME ist eine Gleichgewichtstechnik, die 

auf der Verteilung der Komponenten zwischen der 

PDMS-Beschichtung und der wässrigen Matrix 

beruht. Dieses Gleichgewicht lässt sich mit 

Verteilungskoeffizienten für Oktanol/Wasser (K(o/w)) 

korrelieren, die kürzlich in verschiedenen Arbeiten 

beschrieben wurden [7 – 9]. Für niedrige Koeffizienten 

(20000 sein. Versuche haben 

deutlich gezeigt, dass die Funktion von log K (o/w) 

Wiederfindung als 

Wiederfindungsrate von Komponenten 

mit einem K(o/w) unter 10000 nur gering ist oder bei 

nahezu Null liegt. 

Im Folgenden wird die Bestimmung von 2,4,6- 

Trichloranisol in Wein mit einer erst kürzlich 

entwickelten Technik beschrieben, der sogenannten 

Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE), die auf dem oben 

genannten Sorptionsprinzip beruht. Für die Extraktion 

wurde jedoch statt einer Faser ein mit PDMSbeschichtetes 

Rührstäbchen für Magnetrührer eingesetzt. 

Das Beschichtungsvolumen liegt in einer 

Größenordnung von 55 µl, was einem Phasenverhältnis 

von 100 führt. Eine Wiederfindung von 

50 % lässt sich jetzt bereits mit einem K(o/w) von 200 

erreichen. 

11 



Abbildung 3 

Response 

Kalibrationskurve für 

den Modus Total-Ion- 

Chromatogramm 

3.0e+06 

Response = 3.67e+002 * Amt 

Coef of Det (r^2) = 1.000 Curve Fit: Linear/(0,0) 

Material und Methoden: 

Instrumentierung 

Abbildung 4 

Kalibrationskurve für 

den Modus Selected- 

2.0e+06 

1.0e+06 

0 

0 2.0e+03 4.0e+03 6.0e+03 8.0e+03 

Response 

Response = 2.34e+002 * Amt 

Coef of Det (r^2) = 1.000 Curve Fit: Linear/(0,0) 

2.0e+5 

Amount 

Das Rührstäbchen für Magnetrührer 

(GERSTEL-Twister, GERSTEL GmbH & Co.KG, 

Mülheim an der Ruhr) besteht aus einem Magnetstab 

im Glasmantel, das in einer Dicke von 0,5 mm 

mit PDMS beschichtet ist. Das analytische System 

setzt sich zusammen aus: Thermodesorptionssystem 

(GERSTEL-TDS 2), Gaschromatograph (6890, 

Agilent Technologies, Little Falls, USA), massenselektiver 

Detektor (5973, Agilent Technologies). 

Ion-Chromatogramm 

1.5e+05 

Betrieb 

Abbildung 5 

Extracted-Ion- 

Chromatogramm von 

160 ng TCA pro Liter 

Silvaner (160 ppt) 

1.0e+05 

5.0e+04 

0 

0 2.0e+02 4.0e+02 6.0e+02 8.0e+02 

Abundance 

60000 

50000 

40000 

Amount 

Ion 197 

Ion 195 

Ion 210 

Ion 212 

Ion 167 

Ion 169 

Die Extraktion der Proben erfolgt in der Weise, 

dass 10 ml Wein in ein 10-ml-Headspace-Vial gefüllt 

werden. Dazu wird das Rührstäbchen gegeben und 

das Vial verschlossen, um einen Verlust von flüchtigen 

Komponenten zu vermeiden. Dem schließt sich 

ein 30 bis 120 Minuten dauernder Rührvorgang an. 

Nach der Extraktion wird das Rührstäbchen aus dem 

Vial genommen, mit Wasser abgespült, einem fusselfreien 

Tuch getrocknet und in ein Thermodesorptionsröhrchen 

aus Glas eingeführt. Weitere Probenvorbereitungsschritte 

sind nicht erforderlich! 

30000 

Ergebnisse und Diskussion 

Abbildung 6 

Spektrum von 160 

ng TCA pro Liter 

Silvaner (160 ppt) 

20000 

10000 

Time--> 8.75 

9.00 9.25 

Abundance 

60000 

50000 

40000 

30000 

167 

195 

212 

Zwei verschiedene Serien von Weinproben 

wurden analysiert: Die erste Serie enthielt Weine, die 

über einen klaren und ausgeprägten Korkgeschmack 

verfügten, sowie über Weine, die einwandfrei waren. 

Die zweite Serie bestand aus Weinen, die geschmackliche 

Mängel aufwiesen, aber nicht eindeutig als 

korkig bezeichnet werden konnten. 

Kalibrierung 

Abbildung 7 

Extracted-Ion- 


9,5 ng/l TCA in einem 

Liter Riesling-Wein 

(9,5 ppt) 

12 

20000 

10000 

97 109 

139 

m/z--> 50 100 150 

200 

Abundance 

5000 

4000 

3000 

2000 

1000 

Time--> 8.75 


Ion 197 

Ion 195 

Ion 210 

Ion 212 

Ion 167 

Ion 169 

Es wurden zwei Kalibrationskurven vorbereitet: 

1. TIC-Modus mit Kalibrationsstufen bei 100.000, 

50.000, 10.000, 5.000, 1.000, 500, 100, 50 und 10 

ng/l (Abbildung 3), 

2. SIM-Modus mit Kalibrationsstufen bei 

10.000, 5.000, 1.000, 500, 100, 50, 10, 5 und 1 ng/ 

l (Abbildung 4) 

Um den TIC-Standard zu erhalten, wurde einem 

einwandfreien Wein TCA zugesetzt; für den 

SIM-Standard wurde TCA einem 12%igen Ethanol- 

Wassergemisch zugesetzt. Für jeden Standard und 

für jede Probe wurde ein neues Rührstäbchen verwendet; 

die Quantifizierung erfolgt nicht notwendigerweise 

mit ein und demselben Rührstäbchen. 



Beide Kalibrationskurven 

zeigten eine ausgezeichnete 

Linearität über drei Größenordnungen für die Konzentration 

der Analyten. Aus der ersten Serie wurden 

mehrere Weine analysiert und zwei davon als Beispiele 

ausgewählt: Abbildung 5 zeigt das Selected- 

Ion-Chromatogramm eines Silvaners mit einem TCA- 

Gehalt von 160 ng/l; dies war der größte Wert, den 

wir in unseren Weinproben gefunden haben. Sogar 

auf dieser niedrigen Stufe (ppt) erhält man sehr klare 

Massenspektren (Abbildung 6). Das andere Extracted-Ion-Chromatogramm 

zeigt einen Riesling, dessen 

TCA-Gehalt mit 9,5 ng/l bestimmt wurde (Abbildung 

7). Obwohl sich hier kein klares Massenspektrum 

aufzeichnen ließ, da andere Bestandteile 

überlappten, erlauben die Ionenspuren doch eine 

sehr genaue und zuverlässige qualitative und quantitative 

Aussage. 

Der Betrieb des MSD im Selected-Ion-Modus 

erhöht die Empfindlichkeit der Methode zusätzlich. 

Abbildungen 8 und 9 zeigen die Proben aus den 

Abbildungen 5 und 7, dieses Mal im SIM-Modus. Das 

resultierende verbesserte Signal-Rausch-Verhältnis 

steigert die Qualität der Quantifizierung. 

Die zweite Serie der Weinproben bestand aus 

8 Flaschen einer einzigen Weinsorte, einem Welsch- 

Riesling. Hier wurde als interner Standard Bromanisol 

zugefügt, und der gefundene TCA-Gehalt lag zwischen 

0,3 und 1,3 ng/l. Abbildung 10 zeigt ein SIM- 

Chromatogramm der Weinprobe, in der die niedrigste 

TCA-Konzentration gefunden wurde. 

Die Weine der zweiten Serie ließen sich nicht eindeutig 

als korkig bezeichnen, da das sensorische Detektionslimit 

von TCA (in Abhängigkeit von der Literaturquelle) 

zwischen 3 und 15 ng/l liegt. Dennoch wurde 

in allen Weinen dieser Serie ein geringer TCA-Gehalt 

gemessen; unterschiedlich war nur der Betrag. 

Zusammenfassung 

Die Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) erwies 

sich als außerordentlich wirksam bei der Bestimmung 

von 2,4,6-Trichloranisole in Wein. Dieses Verfahren, 

welches die Kombination: leicht zu handhaben, 

robust, präzise, schnell und empfindlich, in sich 

vereinigt, verbessert und erleichtert die Spurenanalyse 

von wässrigen Proben. Zudem erübrigt es eine 

Probenvorbereitung im herkömmlichen Sinne: die 

Probe muß grundsätzlich nur einige Zeit gerührt werden; 

die Detektionslimits im sub-ppt-Bereich lassen 

sich mit einem Standard-Benchtop-Massenspektrometer 

erreichen. Darüber hinaus ist die gesamte 

Technologie umweltfreundlich, da für die Analyse 

keinerlei organische Lösungsmittel benötigt werden. 

Abundance 

70000 

60000 

50000 

40000 

30000 

20000 

10000 

Time--> 8.75 


Abundance 

5000 

4000 

3000 

2000 

1000 

Time--> 8.75 


Abundance 

160 

140 

120 

100 

80 

60 

Ion 210 

Ion 212 

Ion 197 

Time--> 8.75 


Literatur 

[1] S.L. Neidleman und J. Geigert, 

Biohalogenation: Principles, Basic Roles 

and Applications, Ellis Harwood, Chichester 

1986, Kapitel 2,5,8. 

[2] D.K. Nicholson, S.L. Woods, 

J.D. Istok und D.C. Peek, Appl. Environ. 

Microbiol. 1992, 58, 2280 – 2286 

[3] H.-D. Belitz und W. Grosch, Food 

Chemistry, Second Edition, Springer-Verlag, 

1999, S. 860. 

[4] M.S. Klee und C.M. Meng, Hewlett- 

Packard Application Note 395, 1999, 

S. 4 – 5. 

[5] A. Hoffmann und W.R. Sponholz, 

American Laboratory News 1997, 

Vol. 29, 7, 22 – 24. 

[6] C.L. Arthur und J. Pawliszyn, 

J. Anal. Chem 1990, 62, 2145. 

[7] J. Dugay, C. Miège und M.-C. Hennion, 

J. Chrom. A 1998, 795, 27. 

[8] L.S. De Bruin, P.D. Josephy und 

J.B. Pawliszyn, Anal. Chem. 1998, 70, 1986. 

[9] J. Beltran, F.J. Lopez, O. Cepria und 

F. Hernandez, J. Chrom. A 1998, 808, 257. 

Ion 197 

Ion 212 

Ion 169 

Ion 197 

Ion 212 

Ion 169 

Abbildung 8 

Selected-Ion- 


160 ng TCA in einem 

Liter Silvaner-Wein 

(160 ppt) 

Abbildung 9 

Selected-Ion- 


9,5 ng TCA in einem 

Liter Riesling-Wein 

(9,5 ppt) 

Abbildung 10 

Selected-Ion- 


0,3 ng TCA in einem 

Liter Welsch- 

Riesling-Wein 

(300 ppq) 

13 


GERSTEL Aktuell News 

GERSTEL Preparative Fraction Collector (PFC) 

Einfach sammeln und identifizieren 

mit der GC 

Ende der Achtziger Jahre schlug ein System in 

Deutschland ungeahnte Wellen. Jetzt erlebt der 

PreparativeFractionCollector (PFC) von GERSTEL, 

ein präparativer Fraktionensammler für die GC, 

vor allem im Ausland eine Renaissance. 

Mit dem PFC lassen sich gaschromatographisch 

getrennte Stoffe automatisch 

sammeln und anreichern. 

Hierbei ist es gleichgültig, ob es sich um 

einzelne, dicht aufeinander folgende 

Peaks handelt, die sich im Anschluß daran 

als Reinsubstanz analysieren lassen, 

oder um Abschnitte eines Chromatogramms oder 

ganze Komponentenklassen. Zu diesem Zweck verfügt 

der PFC über sechs Probefallen und eine Nullfalle, 

in welcher die restliche Probemenge aufgefangen 

wird und weiteren Untersuchungen zugeführt 

werden kann. Um den Probenrückhalt zu optimieren, 

lassen sich die Fallen heizen oder kühlen; die Kühlung 

erfolgt wahlweise mit Flüssigstickstoff oder einem 

Cryostaten. Weitere Besonderheiten: Abgesehen 

davon, dass sich das System an alle gängigen GC- 

Modelle adaptieren und sich so ein Standardgerät zu 

einem präparativen GC umwandeln lässt, kommt der 

GERSTEL-PFC ohne Ventile im Probenweg aus, was 

eine hohe Reinheit der gesammelten Fraktionen und 

damit eine sichere Analyse garantiert. Die Steuerung 

des Systems erfolgt optional über die Handbedienung 

des GERSTEL-MAS-Controllers 505 oder über die 

GERSTEL-MASter-Sofware. 

Isolierung von cis- und trans-2, 4,5-Trimethyl-5-hydroxy-3-thiazolin 

und 2-Isobutyl-4,5-dimethyl-3-thiazolin aus Hefeextrakt. 

Neu 

Application-Notes 

1. A Novel Extraction Technique for Aqueous 

Samples: Stir Bar Sorptive Extraction 

2. Stir Bar Sorptive Extraction (SBSE) applied to 

Enviromental Aqueous Samples 

3. Corkiness in Wine - Trace Analysis of 2,4,6 - 

Trichloroanisole by Stir Bar Sorptive Extraction 

(SBSE) and Thermal Desorption GC/MS/PFPD 

14 

4. Flavor Profiling of Beverages by Stir Bar 

Sorptive Extraction (SBSE) and Thermal 

Desorption GC/MS/PFPD 

Jetzt auch zum Downloaden unter: 

www.gerstel.de/solutions/index.htm 


GERSTEL Aktuell News 

Neues und aktualisiertes Infomaterial 

Wer heute über eine Änderung oder Erweiterung 

seiner gaschromatographischen Möglichkeiten nachdenkt, 

kommt an den patentierten Entwicklungen und 

Systemen von GERSTEL nicht vorbei. Um sich einen 

genauen Überblick darüber zu verschaffen, was das 

Unternehmen seinen Kunden bietet, und um ihnen die 

Entscheidung zu erleichtern, hat GERSTEL zu den 

nebenstehenden Produkten eine Reihe verschiedener 

Publikationen neu oder in überarbeiteter Version 

aufgelegt. 

Das Material liefert Ihnen umfangreiche Hintergrundinformationen 

zu den einzelnen Systemen und 

schlagkräftige Argumente für die Erweiterung Ihrer 

analytischen Möglichkeiten. Füllen Sie einfach den 

Coupon auf der letzten Seite dieser GERSTEL Aktuell 

aus und Sie erhalten das Infomaterial postwendend. 

■ GERSTEL-KaltAufgabeSystem KAS 

■ GERSTEL-Twister 

(Extraktionsverfahren für 

wässrige Matrices) 

■ GERSTEL-MultiPurposeSampler MPS 3/3C 

(automatischer Probengeber für die LC) 

■ GERSTEL-MultiPurposeSampler MPS 2 (multifunktionales 

Probenvorbereitungs- und Injektionssystem für 

LargeVolume-, Headspace- und SPME-Technik) 

■ GERSTEL-TubeConditoner TC 1 (konditioniert zehn 

Thermodesorptionsröhrchen gleichzeitig) 

■ GERSTEL-PyrolyseModul PM 1 (TDS 2 optional 

einsetzbar als Pyrolysator) 

■ GERSTEL-ThermoExtractor TE 1 (Matrix- und 

Feuchteabtrennung in einem) 

■ GERSTEL-GasSampler GS 1 

■ GERSTEL-TubeStandardPreparationSystem (TSPS, 

Kalibiersystem für die Thermodesorption) 

Kapillar-Elektrophorese neu im Programm 

Nachdem GERSTEL 1999 sein Produktportfolio 

um die HPLC erweitert hat, vertreibt das Unternehmen 

ab November dieses Jahres erstmals auch 

Kapillar-Elektrophorese-Systeme (CE) von Agilent 

Technologies in Deutschland, Österreich und in der 

Schweiz. GERSTEL offeriert seinen Kunden damit ein 

umfangreiches Spektrum analytischer Möglichkeiten 

und kann gezielt und bedarfsorientiert Gesamtlösungen 

aus einer Hand anbieten. Die Vereinbarung mit 

Agilent Technologies in punkto CE sieht vor, dass 

GERSTEL exklusiver Ansprechpartner speziell für die 

Lebensmittel- und Getränkeindustrie sein soll. 

Geräuscharme 

Flüssigstickstoff-Kühlung 

Der Klang der Magnetventile, die bei der 

Flüssigstickstoff-Kühlung von TDS und KAS lange 

Zeit Anwendung fanden, kam dem Hammerschlag 

auf einen Amboß gleich. Herkömmliche 

Magnetventile sind von ihrer Auslegung her nämlich 

nicht für die Flüssigstickstoff-Kühlung geeignet. 

Auf den Stickstoffkühlbehälter montiert, verursacht 

ihr überdimensionierter Schließmechanismus 

einen Schall, der durch den Behälter, ein 

regelrecht voluminöser Klangkörper, drastisch 

verstärkt wird. Dank kleiner dimensionierter 

Cryoventile von GERSTEL (Bestellnummer: GC 

08655 00) läßt sich der Geräuschpegel deutlich 

reduzieren. Zum Betrieb der leiseren Cryoventile 

müssen die bisher verwendeten Anschlusskabel 

durch neue ersetzt werden: Für den Einsatz am 

GERSTEL-KaltAufgabeSystem, Bestellnummer: 

GC 08656 00, für den Einsatz am GERSTEL- 

Thermodesorption System, Bestellnummer: 

GC 08657 00. 

15 


GERSTEL Aktuell Pyrolyse-GC 

Kriminaltechnische Untersuchungen 

Forensische Anwendungen der 

Pyrolyse-Gaschromatogaphie 

Abbildung 1 

Ablauf einer 

Pyrolyse-Messung 

(schematische 

Darstellung) 

16 

Dr. Holger Herdejürgen 

Landeskriminalamt Schleswig-Holstein, Brand- und 

Explosionsursachenerforschung, Mühlenweg 166, 

24116 Kiel 

Einleitung 

Bei der Durchführung forensischer Untersuchungen 

in den kriminaltechnischen Laboratorien dienen 

Materialspuren dazu, anhand ihrer stofflichen Eigenschaften 

zu kriminalistischen Rückschlüssen zu 

führen. Hierfür haben sich in Abhängigkeit vom Material 

und der Matrix eine Vielzahl physikalisch/chemischer 

Untersuchungsmethoden etabliert. Als Ergänzung 

zu den eingeführten Verfahren zur Charakterisierung 

dieser Spuren wird im hiesigen Labor seit einiger 

Zeit die Pyrolyse-Gaschromatographie 

eingesetzt. 

Dabei wurden insbesondere 

bei der Herkunfts- und 

Produktzuordnung der 

Rückstände von Brandstellen, 

der Bestimmung 

von Materialeigenschaften 

ereignisrelevanter Gegenstände, 

aber auch bei der 

Untersuchung allgemeinen 

Spurenmaterials von Klebstoffen, Kunststoffen, 

Lacken und Fasern zur Ermittlung ihrer Eigenschaften 

gute Ergebnisse erzielt. Diese lassen teilweise eine 

weitergehende Differenzierung als die bisher eingesetzten 

Verfahren zu und ermöglichen im Einzelfall eine 

individualcharakeristische Zuordung zwischen Spur 

und Vergleichsmaterial. 

Schlüsselwörter 

Pyrolyse, Gaschromatogaphie, Massenspektrometrie, 

Kriminaltechnik 

Pyrolyse-Gaschromatographie – 

Methode und Gerät 

Die Messungen werden durchgeführt mit einem 

GERSTEL-PyrolyseModul PM 1 in Verbindung mit 

einem ThermoDesorptionsSystem TDS 2 und einem 

KaltAufgabeSystem KAS 4 . Das Probenmaterial wird 

mittels eines elektrisch beheizbaren, in dem Ofen des 

Thermodesorptionssystems befindlichen Pyrolysestabes 

thermisch zersetzt und die Pyrolyseprodukte 

mit dem Trägergasstrom in das Kaltaufgabesystem 

überführt. Nach Abschluß der Pyrolyse werden die 

Komponenten durch temperaturprogrammiertes Aufheizen 

auf die Kapillarsäule überführt und nach 

gaschromatographischer Trennung massenspektroskopisch 

detektiert. Der Ablauf einer Messung ist in 

Abbilldung 1 schematisch dargestellt. 

Ein wesentlicher Vorteil des modularen Aufbaus 

des Messsystems besteht darin, dass die Durchführung 

von Pyrolyse-GC/MS ohne wesentliche Umbauarbeiten 

neben der Vermessung von dampfförmigen 

Proben nach Adsorption auf geeigneten Sammelröhrchen 

mit dem TDS 2 möglich ist (zum Beispiel an 

Brandschuttproben, großvolumigen Textilproben oder 

Raumluftmessungen vor Ort zum Nachweis brennbarer 

Flüssigkeiten im Zusammenhang der Brandursachenerforschung). 

Für die Pyrolyse-Messungen 

werden Materialmengen in der Größenordnung von 

0,1 mg verwendet. Die wesentlichen Geräteparameter 

sind der Tabelle 1 auf Seite 18 zu entnehmen. 

Anwendungsbeispiele – 

Pyrolyseprodukte bei der 

Untersuchung von 

Brandrückständen 

Wesentlicher Anwendungszweck der Pyrolyse- 

GC/MS im hiesigen Arbeitsbereich ist die Untersuchung 

von zersetzlichen Bestandteilen in Brandschuttproben. 

Vorsätzliche Brandstiftungen werden 

häufig unter Einsatz von brennbaren Flüssigkeiten 

durchgeführt. Eine wichtige analytische Fragestellung 

ist daher die Bestimmung des Gehaltes an derartigen 

Stoffen in Proben von der Brandstelle und ihre 

Herkunftsbestimmung. Bekanntermaßen enthalten 

Kraftstoffe und herkömmliche technische Lösungsmittelgemische 

eine Vielzahl von Einzelkomponenten, 

die teilweise identisch sind mit denen, die bei der 

Pyrolyse von Kunststoffen oder anderer organischer 

Materialien entstehen. Derartige Materialien stellen in 

wechselnder Zusammensetzung einen Teil der Matrix 


GERSTEL Aktuell Massenspektrometrie 

von Brandschuttproben dar. Ein wesentlicher Gesichtspunkt 

bei der Brandanalytik ist daher die sichere 

Differenzierung zwischen möglichem Brandlegungsmittel 

und Pyrolyseprodukt. 

Die Pyrolyse-GC-MS liefert einerseits Informationen 

über die Art der gebildeten Spezies und zusätzlich 

über die quantitative Zusammensetzung des 

Pyrolysats. Abbildung 2 zeigt eine auf Tenax ® angereicherte 

Gasraumprobe eines Brandasservates, die mit 

dem TDS 2 vermessen wurde und im Vergleich dazu 

das Pyrogramm eines in der Probe enthaltenen 

Kunststoffmaterials, bei dem es sich um Reste eines 

Autostoßfängers handelt. Die im Gasraum enthaltenen 

Komponenten lassen sich hierbei ausnahmslos 

dem niedrig siedenden Anteil des Pyrolysates des 

verbrannten Kunststoffmaterials zuordnen. Der Vergleich 

mit der hier erstellten Bibliothek erlaubt die 

Identifikation des vermessenen Kunststoffs (Polypropylen). 

Es wurde festgestellt, daß neben einer 

guten Reproduzierbarkeit auch eine Vergleichbarkeit 

von Messungen bei unterschiedlichen Pyrolysetemperaturen 

weitgehend gegeben ist. Die Konzentrationen 

der Einzelkomponenten verändern sich 

zwar, weil aber die entstehenden Substanzen kontinuierlich 

mit dem Trägergasstrom aus der Pyrolysezone 

entfernt und im Kaltaufgabesystem sehr schnell heruntergekühlt 

werden, sind Folgereaktionen offenbar 

von untergeordneter Bedeutung und charakteristische 

Komponenten können über weite Temperaturbereiche 

nachgewiesen werden. 

Während eines Realbrandes innerhalb von Gebäuden 

werden die brennbaren Bauteile und Objekte 

unter ventilationskontrollierten Bedingungen zersetzt. 

Der Verbrennungsprozess wird weitgehend dadurch 

bestimmt, welche Menge an Verbrennungsluft durch 

Abbildung 2 

Identifizierung von 

Pyrolyseprodukten in 

Brandschuttproben 

Abbildung 3 

Vergleich von 

Klebstoffen 

Abbildung 4 

Untersuchung 

von verschiedenen 

Kunststoffen 

17 



Gaschromatograph mit massenselektivem Detektor, Kaltaufgabesystem 

(KAS 4), Thermodesorptionssystem (TDS 2) mit Pyrolysemodul (PM 1) 

Gaschromatograph Agilent 6890 

Kapillarsäule Agilent HP 5-MS, 30 m, 0,25 mm ID, Schichtdicke 0,25 µm 

Detektor Agilent MSD 5973 

Injektor GERSTEL KAS 4 und TDS 2 

Pyrolysator GERSTEL PM 1 

GC Methode OFEN 

Initial temp: 50 °C (On) Max. temp: 325 °C 

Initial time: 2.00 min Equilib. time: 0.00 min 

Ramps: 

# Rate Final temp Final time 

1 4.00 60 0.00 

2 15.00 300 4.50 

3 0.0 (Off) 

Post temp: 300 °C 

Post time: 

10.00 min 

Run time: 

25.00 min 

FRONT INLET (KAS) 

Mode: Split 

Pressure: 116.1 kPa (On) 

Split ratio: 10:1 

Split flow: 10.0 mL/min 

Total flow: 19.9 mL/min 

Gas type: Helium 

KAS 4 -Parameter Initial Temp. - 150 °C 

1. Rate 12 °C/sec 

Final Temp. 300 °C 

Final Time 3 min 

TDS 2 - Parameter Initial Temp. 60 °C 

1. Rate 60 °C/min 

Final Temp. 270 °C 

Final Time 1 min 

Pyro Temp. 600 °C 

Pyro Time 1 min 

Tabelle 1 

Wesentliche 

Geräteparameter 

bei Pyrolyse- 

Messung 

2,4-Dimethyl-1-heptene 

Match Quality 96 

Entry Number 53 

CAS Number 000000-00-0 

Molecular Weight 126.14 

Molecular Formula C9H18 

Retention Index 851 

Company ID 

Melting Point 

Boiling Point 

Misc Information TDS_PYR 

500°C KS-Mat. Autostossfaenger 

Tabelle 2 

Ergebnis der 

Pyrolyse-GC aus 

Abbildung 2 mit 

Hilfe der Nutzerbibliothek 

18 

die vorhandenen Lüftungsöffnungen zuströmen kann. 

Er erfolgt allgemein unter Sauerstoffmangel. Wie in 

dem oben beschriebenen Beispiel wurde daher auch 

für viele andere Systeme eine gute Vergleichbarkeit mit 

den real entstehenden Pyrolyseprodukten festgestellt. 

Zur Zuordnung häufig vorkommender 

Materialien des Alltags wurden 

Produktproben handelsüblicher 

Kunststoffe, Lacke, Kleber und so 

weiter als Vergleichsmaterialien vermessen. 

Beispiele sind in Abbildung 

4 wiedergegeben. 

Neben dem direkten Vergleich 

anhand des Fingerprints des Totalionenstromes 

sind die Massenspektren 

der wesentlichen Komponenten 

in einer entsprechenden Nutzerbibliothek 

abgelegt. Bei der Identifizierung der Komponenten 

anhand des Massenspektrums zur Untersuchung von 

Brandschuttproben ist so ein direkter Verweis auf die 

Vergleichsmessungen möglich, und man erhält eine 

Information auf die mögliche Herkunft der jeweiligen 

Substanz. So wird bei Auswertung der Brandschuttprobe 

in Abb. 2 mit der für Pyrolysemessungen erstellten 

Nutzerbibliothek beispielsweise für die bei 3,68 

min (RI 851) nachgewiesene Komponente neben der 

Identifizierung als Dimethylhepten auf das Vergleichsmaterial 

Autostoßfänger verwiesen (Tabelle 2). 

Anwendungsbeispiele - 

Vergleichende Untersuchung 

von Klebstoffen 

Neben der aufgabenspezifischen Untersuchung 

von Brandasservaten wird die Pyrolyse-GC/MS im 

Rahmen von Service-Messungen für andere Arbeitsgebiete 

verwendet. Das Anwendungsspektrum 

erstreckt sich auf vielfältige Bereiche, bei denen aufgrund 

spezieller Probleme mit anderen analytischen 

Verfahren nach einer zusätzlichen Informationsquelle 

gesucht wird, um bei der Identifizierung von Materialproben 

oder einer möglichst charakteristischen Zuordung 

zwischen Spuren- und Vergleichsmaterial zu 

weiterreichenden Ergebnissen zu kommen. 

Als Beispiel seien die in Abbildung 3 auszugsweise 

wiedergegebenen Untersuchungen an Klebstoffen 

angeführt. Während ein Produkt ein Kleber auf 

Basis von Cellulosenitrat (“Produkt Hart”) war, handelte 

es sich im Gegensatz dazu bei den übrigen Produkten 

um Kleber auf Basis von Polyvinylestern. Eine 

Unterscheidung beider Gruppen war erwartungsgemäß 

problemlos möglich. Zudem lassen sich reproduzierbar 

innerhalb der Gruppe Unterschiede ausmachen, 

die auf wechselnden Begleitkomponenten, 

Phthalsäureester und andere, beruhen und so eine 

individuelle Zuordnung beziehungsweise Differenzierung 

ermöglichen. Im Gegensatz dazu liefert die 

infrarotspektroskopische Untersuchung an diesen 

Materialien allenfalls marginale Unterschiede, die eine 

sichere Aussage unmöglich machen, insbesondere 

wenn Störungen, beispielsweise durch Verunreinigungen 

oder partielle thermische Zersetzung, hinzukommen. 

Die Methode wurde auch bei weiteren Klebstoffen 

für vergleichende Untersuchungen zum Zwecke 

der Produktzuordnung durchgeführt. Bei Klebern auf 

Basis von Polyvinylpyrrolidon (zum Beispiel in Klebestiften 

enthalten) ergaben sich Differenzierungsmöglichkeiten 

anhand ihrer Gehalte an 

Ethylenglycolderivaten und an Fettsäuren. Ähnlich 

erfolgreich waren Untersuchungen an Kraftfahrzeugreifengummi 

oder Aluminiumeffektlacken, die wegen 

der stark absorbierenden Füllmaterialien zu den spektroskopisch 

problematischen Matrices zählen. Die 

Ergebnisse geben Anlass zu der Hoffnung, dass 

auch für vergleichende Untersuchungen an weiteren 

organischen Materialien Informationen zu erhalten 

sind, die eine weitergehende Beurteilung kriminaltechnischen 

Spurenmaterials zulassen. 



Zusammenfassung 

Bei der Untersuchung zur Charakterisierung von 

Spuren aus dem Bereich der Kriminaltechnik hat sich 

die Methode der Pyrolyse-Gaschromatographie für 

viele Anwendungsfälle bewährt. Die Messungen werden 

mit einem GERSTEL PyrolyseModul PM 1 in Verbindung 

mit einem ThermoDesorptionsSystem TDS 2 

und einem KaltAufgabeSystem KAS 4 durchgeführt. 

Das Messsystem ermöglicht, ohne wesentliche Umbauarbeiten, 

die Durchführung von Pyrolyse-GC/MS 

neben der Vermessung von dampfförmigen Proben 

nach Adsorption auf geeigneten Sammelröhrchen mit 

dem TDS 2 (z.B. an Brandschuttproben, großvolumigen 

Textilproben oder Raumluftmessungen vor Ort 

zum Nachweis brennbarer Flüssigkeiten im Zusammenhang 

der Brandursachenerforschung), . 

Bisher wurden Rückstände von Brandstellen 

untersucht, um die Zersetzungprodukte von den als 

Brandlegungsmitteln verwendeten brennbaren Flüssigkeiten 

zu differenzieren. Die aus diesen Messungen 

erstellten Nutzerbibliotheken ermöglichen den schnellen 

Verweis auf die mögliche Herkunft von Bestandteilen 

in realen Brandschuttproben. Zusätzlich ist das 

Verfahren zur allgemeinen Charakterisierung zersetzlicher 

Stoffe geeignet und wird erfolgreich eingesetzt, 

um thermische Materialeigenschaften zu untersuchen 

oder vergleichende Untersuchungen an geeignetem 

Spurenmaterial durchzuführen, bei dem es sich um Klebstoffe, 

Kunststoffe, Lacke, Fasern usw. handeln kann. 

Das Verfahren liefert häufig aufgrund der Differenzierbarkeit 

von Einzelkomponenten, die nur in geringen 

Konzentrationen enthalten sind bzw. entstehen, individuellere 

Informationen als die spektroskopischen Verfahren. 

RT Library/ID Herkunft 

1,57 Formic acid Kleber HT 

1,66 Benzene PVC_u 3,1 

1,76 Benzene Kleber TS 

1,80 Benzene Kleber AK 

1,93 Acetic acid Kleber TS 

2,03 Acetic acid Kleber AK 

2,51 Toluene PVC_u 3,1 

2,53 Toluene PS 2,1 

2,61 Toluene Kleber TS 

2,64 Toluene Kleber AK 

3,31 Acetic acid, butyl ester Kleber HT 

4,05 Styrene PS 2,1 

8,23 1-Tridecene PE HD 

8,61 Caprolactam Polyamid 5,3 

8,77 Naphthalene, Kleber AK 

1,2-dihydro- 

8,99 Azulene Kleber AK 

8,99 Naphthalene Kleber TS 

9,18 1-Tetradecene PE HD 

10,04 1-Pentadecene PE HD 

10,32 Phenol, 2,6- bis (1,1- 

dimethylethyl) Polyamid 5,3 

10,35 1,3-Isobenzofurandione Kleber HT 

10,85 1-Hexadecene PE HD 

11,62 1-Heptadecene PE HD 

11,95 Benzene, 1-methoxy- PS 2,1 

4-(phenylethynyl) 

12,35 1-Octadecene PE HD 

12,66 Benzene, 1,1'- PS 2,1 

(1-butene-1,4-diyl) bis 

13,50 Hexadecanoic acid PVC_u 3,1 

14,73 1,2-Benzenedicarboxylic Kleber HT 

acid, bis(2-ethylhexyl) ester 

14,77 Octadecanoic acid PVC_u 3,1 

14,92 Phenol, 4,4'- PVC_u 3,1 

(1-methylethylidene)bis 

15,33 1,2-Benzenedicarboxylic 

acid, dibutyl ester 

Kleber TS 

15,38 1,2-Benzenedicarboxylic Kleber AK 





acid, dipropyl ester 

18,73 1,2-Benzenedicarboxylic Kleber TS 

acid, bis(2-ethylhexyl) ester 

Tabelle 3 

Übersicht der 

wesentlichen 

Komponenten der in 

den Abbildungen 

enthaltenen Messungen; 

Pyrolyse- 

Produkte und ihre 

Herkunft 

Coupon für die Anforderung von Informationen 

Oktober 2000 

PreparativeFractionCollector PFC 

KaltAufgabeSystem KAS 

Bitte rufen Sie mich an. Ich benötige Beratung 

zu folgendem Thema: 

ThermoDesorptionSystem TDS 

Twister 

MultiPurposeSampler MPS 2 

Capillary Electrophoresis CE 

PyrolyseModul PM 1 

19 


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G L O B A L 

A N A L Y T I C A L 

S O L U T I O N S 

Kurse für jeweils vier Personen 

Schulungstermine im Herbst/Winter 2000 

Im Herbst und Winter dieses Jahres führt 

GERSTEL erneut GC-, KAS- und TDS-Schulungen 

durch. Die Kurse sind jeweils für vier Personen vorgesehen. 

Außer den hier genannten Terminen, die in 

den Schulungsräumen im GERSTEL-Stammhaus in 

Mülheim an der Ruhr stattfinden, bieten wir aufgabenspezifische 

Schulungen an, die wir auf Wunsch 

auch in Ihrem Haus durchführen. Fordern Sie unser 

Anmeldeformular an, Telefon: 0208/76503-17. Weitere 

Informationen erhalten Sie im Internet unter 

http://www.gerstel.de/Schulungen oder von Herrn 

Friedhelm Rogies, Telefon 0208/76503-26. 

2. Halbjahr 

2000 

Kurs Termin Kurs-Nr. Anmerkung 

GC 14.-15.11.2000 GK 030-00 Grundkurs 

KAS 16.-17.11.2000 GK 010-00 Grundkurs 

GC/KAS 14.-17.11.2000 GK 999-08 Kombi-Kurs 


TDS 30.11.-01.12.2000 GK 020-00 Grundkurs 

KAS/TDS 28.11.-01.12.2000 GK 999-07 Kombi-Kurs 


TDS 07.-08.12.2000 GK 020-00 Grundkurs 

KAS/TDS 05-08.12.2000 GK 999-07 Kombi-Kurs 

Impressum 

Herausgeber 

GERSTEL GmbH & Co. KG, 

Mülheim an der Ruhr 

Redaktion 

Guido Deußing 

Heinrich Bücken 

Gestaltung 

Paura Design GmbH, Hagen 

Druck 

Werbestatt Wiesemann, Hagen 

GERSTEL GmbH & Co.KG 

Postfach 10 06 26 

45406 Mülheim an der Ruhr 

Bitte vervollständigen Sie Ihre Anschrift, falls erforderlich, und ergänzen 

Sie Ihre Telefon- und Faxnummer sowie Ihre E-Mail-Adresse. 

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