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GC/MS Geruchsstoffe mit Strategie und Know-how sicher identifizieren

| Autor / Redakteur: Guido Deußing* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Um Geruchsstoffe analysieren zu können, die häufig in extrem niedrigen Konzentrationen vorliegen, bedarf es einer ausgeklügelten Methodik. Wie dies auf einem GC/MS-System realisiert werden kann, haben japanische Wissenschaftler jüngst erfolgreich demonstriert.

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Abb. 1: 1 Das eingesetzte 1D/Heart-cut-2D-GC-O/MS-PFC-System zur Analyse von Duftstoffen in Wein. (Bild: Gerstel)
Abb. 1: 1 Das eingesetzte 1D/Heart-cut-2D-GC-O/MS-PFC-System zur Analyse von Duftstoffen in Wein. (Bild: Gerstel)

In puncto seiner olfaktorischen Fähigkeiten zieht der Mensch gegenüber seinen tierischen Artgenossen den Kürzeren. Das Riechzentrum eines Hundes zum Beispiel ist rund 40 Mal größer als das seines Herrchens. Dass aber der Mensch den Hund an der Leine führt und nicht umgekehrt, belegt, der Geruchssinn ist zwar wichtig, nicht aber entscheidend für die Rangfolge auf der evolutionären Leiter. Homo sapiens verfügt über eine Vielzahl unterschiedlichster Kompetenzen, mit denen er seine olfaktorischen Defizite trefflich ausgleichen kann. Etwa durch seine Fähigkeit, Analysengeräte zu entwickeln, mit denen sich Geruchsverursacher auch aus komplexen Matrices sowohl sensorisch als auch analytisch, sprich qualitativ und quantitativ bestimmen lassen.

Insbesondere die GC verbunden mit der Olfaktometrie (O) erweist sich als überaus wirksame Methode. Durch Teilen des Eluats am Säulenende lässt sich ein Olfactory-Detector-Port (ODP) anschließen, um potenziell geruchsaktive Verbindungen zu erschnüffeln und zu bewerten. Zeitgleich können die Signale mittels eines massenselektiven Detektors unter Zuhilfenahme der in Datenbanken gespeicherten massenspektrometrischen Informationen identifiziert werden. Nebenbei bemerkt, macht die Kombination von ODP und MSD eine Schwäche der Technik offenkundig: „Nicht immer zeigt sich im Chromatogramm ein Signal, obgleich zum selben Zeitpunkt mit der Nase am ODP eine sensorische Aktivität festzustellen ist“, erklärt Dr. Nobuo Ochiai, Applikationsspezialist von Gerstel K.K. in Tokio, Japan.

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So simpel die Idee mit dem Ausblenden olfaktorischer Störungen klingt, so einfach lässt sie sich technisch umsetzen – und zwar in einem einzigen GC/MS-System, das für die wahlweise ein- und zweidimensionale Trennung (1D/2D) vorbereitet und mit einem MSD sowie einem parallelgeschalteten ODP ausgestattet ist. Mit ihrem kompakten 1D/Heart-cutting-2D-GC-O/MS-System, das einen Wechsel zwischen 1D- und 2D-Trennung eines Heart-cuts des interessanten Chromatogramm-Bereichs auf Mausklick ermöglicht, haben Dr. Ochiai und Kollegen bereits erfolgreich u.a. Aroma- und Duftstoffe in Lebensmittel- und Konsumgütern sensitiv und sicher nachgewiesen, also Probenarten, die über eine als komplex zu bezeichnende Matrix verfügen. Darin befindliche, koeluierende Bestandteile können die Analyse sowie die Zuordnung der Signale im Chromatogramm beziehungsweise Olfaktogramm, in das der Anwender seinen Geruchseindruck des jeweiligen Signals auf eine Zeitachse einträgt, erschweren bzw. vereiteln.

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