Statische Headspace-GC analysiert flüchtige Stoffe

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Gesundheitliche Probleme

Chemische Belastungen aus Dämpfen und kommerziellen Kunststoffen (zum Beispiel Monomere, Abbauprodukte oder Weichmacher) werden seit langem als mögliche Ursachen für verschiedene Gesundheitsprobleme [6] verantwortlich gemacht. So ist beispielsweise bekannt, dass Vinyl-Kunststoffe, die in Autoinnenräumen weithin Verwendung finden, bei Erwärmung oder unter feuchten Bedingungen flüchtige organische Verbindungen ausdünsten, die das „Sick Building Syndrom“ verursachen. Bei länger andauernder Exposition bzw. beim Einatmen oder Aufnahme über die Haut, können diese Verbindungen eine Reihe von Symptomen bewirken, einschließlich Reizung von Augen, Nase und Rachen, Sehstörungen, Schwindel, Gelenkschmerzen, Müdigkeit, Übelkeit, Schmerzen in der Brust, und sogar Herzrhythmusstörungen.

Es besteht eine wachsende und kontroverse Gesundheitsdebatte zum Thema „vielfache Chemikalienüberempfindlichkeit“ [7], die auf dem Vormarsch ist und als Folge der kontinuierlichen Exposition durch VOCs in niedriger Konzentration betrachtet wird. Die Kontroverse entsteht deshalb, weil die Symptome unter Studienbedingungen nur schwer reproduzierbar sind. Daher melden einige Experten Zweifel an, ob diese Krankheit überhaupt existiert, obwohl offensichtlich viele Menschen an den unmittelbaren Symptomen leiden und später Allergien entwickeln.

Headspace-Analyse und GC-MS

Die Headspace-Analyse in Verbindung mit der Gaschromatographie-Massenspektrometrie (GC-MS) ist eine leistungsstarke integrierte Analysetechnik, mit der Kunststoffproben –im Rohzustand oder als Fertigprodukte – schnell und einfach auf VOCs getestet werden können. Mit wenig oder gar keiner Probenvorbereitung werden versiegelte Ampullen vorbereitet, die dann bei verschiedenen Temperaturen inkubiert werden. Anschließend erfolgt die Probennahme im Headspace, um ein temperaturabhängiges Profil der emittierten Verbindungen zu erstellen. Durch die Verwendung der MS in einem einzigen Ion-Monitoring- oder Scan-Modus eignet sich diese Technik besonders für die Qualitätskontrolle bei gefertigten Produkten mit hohem Durchsatz. Der in Abbildung 2 dargestellte Bruker SHS-40 Headspace Autosampler [8] kann in Verbindung mit dem Scion-Single-Quadrupol-Massenspektrometer (MS SQ) umfassende quantitative Daten liefern, wobei auch eine vorläufige Identifizierung der Substanzen aus spektralen Bibliotheken wie Nist möglich ist. Direkte Vergleiche von spezifischen Materialien können in „Echtzeit“ durchgeführt werden und die Ergebnisse mit Spektren aus einer zentralen Datenbank durch die im System integrierte Such-Software verglichen werden.

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