Vorreiter mit Spitzentechnik
NMR-Spektrometer mit hoher Empfindlichkeit
Im Chemischen Institut der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik sind in den vergangenen Wochen zwei neue NMR-Spektrometer (Nuclear Magnetic Resonance – kernmagnetische Resonanz) installiert worden. Die 1,8 Millionen Euro teure Gerätetechnik nutzen vorwiegend die Lehrstühle Organische Chemie sowie Chemische und Thermische Verfahrenstechnik.
Am Lehrstuhl für Organische Chemie werden hauptsächlich Forschungsprojekte durchgeführt, die sich mit der Synthese von komplexen Natur- und Wirkstoffen beschäftigen. Die Analytik und Strukturaufklärung der synthetischen Zwischen- und Endprodukte erweist sich aufgrund der geringen Substanzmengen und der Komplexität der chemischen Strukturen als schwierig.
Das AVANCE 600 der Firma Bruker BioSpin ist mit einem 14 Tesla (1H 600 MHz-Gerät) supraleitendem Magneten ausgestattet. Zur Gerätekonfiguration gehört ein automatischer Probenwechsler sowie ein Breitband-Probenkopf, der die automatische Abstimmung auf unterschiedliche Messfrequenzen erlaubt und damit die Untersuchung verschiedener Heterokerne (z.B. 29Si) in Automation erst ermöglicht. Das Gerät erhält zudem einen Tripelresonanz-Cryo-Probenkopf, der im Vergleich zu einem herkömmlichen Tripelresonanz-Probenkopf zusätzlich einen Empfindlichkeitsgewinn um den Faktor 4 bringt bzw. eine Reduzierung der Experimentzeit um das Sechzehnfache bewirkt.
Methoden der Festkörper-NMR sowie bildgebende Verfahren sollen bei der Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Wirkstoff und Biomolekül eingesetzt werden.
Das AVANCE 300 ist mit einem sieben Tesla (1H 300 MHz-Gerät) supraleitendem Magneten ausgestattet. Die Gerätekonfiguration gestattet sowohl die Durchführung von Festkörperuntersuchungen als auch die Bildgebung mittels kernmagnetischer Resonanz. Das Gerät ist mit einem CP/MAS BL4 sowie mit einem Micro-Imaging Probenkopf MICRO2.5 ausgestattet.
An den Lehrstühlen für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik werden vielschichtige Fragestellungen bearbeitet. Durch den Einsatz der NMR-Bildgebung können Grunddaten und -parameter erhalten werden, die bisher unzugänglich waren. Gegenstand der Untersuchungen sind u.a. Transport- und Trocknungsvorgänge in porösen Materialien. Die Trocknung stellt bei der Herstellung zahlreicher industrieller Erzeugnisse einen zentralen Produktionsschritt dar. Die entsprechende Produktpalette ist sehr vielfältig und umfasst z.B. Arzneimittel, Waschmittel, Baustoffe, Keramiken, Holz und Papier, aber auch Instant-Produkte aus dem Lebensmittelbereich. Der notwendige Trocknungsvorgang soll möglichst energie- und zeitsparend und zugleich für die Produkte schonend durchgeführt werden.
Die NMR-Bildgebung soll nun eingesetzt werden, um die Verteilung der Feuchte im Inneren des zu trocknenden Gutes während der Trocknung sichtbar zu machen. Dadurch ergeben sich neue Möglichkeiten, die Vorgänge bei der Trocknung besser zu verstehen und zu beschreiben. Ziel ist es insbesondere, die Auswirkungen der Struktur des zu trocknenden Materials auf dessen Trocknungseigenschaften zu untersuchen. Langfristig wird angestrebt, das Trocknungsverhalten für ein vorgegebenes Material vorherzusagen.