Chemical and Environmental Analytics Core Facility

In der ChEAF wird die instrumentelle Analytik von nieder- und höhermolekularen Organika gebündelt und strukturiert ausgebaut. Damit werden die ambitionierten Forschungsvorhaben der TH Köln im Bereich der Wasser- und Umweltanalytik, der Wirkstoffforschung und Bioökonomie gezielt vorangetrieben.

Als Analytikzentrum bietet die ChEAF ein modernes Analytikgeräte- und Methodenangebot mit dem Ziel interdisziplinäre und fakultätsübergreifende Forschung zu unterstützen, die Vernetzung von Forscher*innen zu fördern und Impulse für neue Ansätze zur erkenntnisorientierten Forschung zu setzen. Qualifiziertes Personal steht den Forschenden hierbei beratend zur Seite und unterstützt diese bei der Methodenentwicklung, Probenmessung und -auswertung.

Dabei richtet sich der Service der ChEAF an alle Wissenschaftler*innen der TH Köln sowie an externe Nutzer*innen primär aus dem akademischen Umfeld. Neben der Kernresonanzspektroskopie (400 MHz-NMR) werden massenspektrometrische Methoden (GC-/LC-Kopplung) angeboten.

NMR-Spektrometer mit Autosampler (Bild: Media Lab - TH Köln)

Avance III HD – 400 MHz NMR-Spektrometer ausgerüstet mit einem Breitband-Probenkopf zur Bestimmung von ¹H, ¹³C, ¹⁹F, ³¹P und ³⁵Cl-Kernen und Autosampler (Bruker)

Anwendung: Strukturaufklärung und Identifizierung von Syntheseprodukten

1D-Experimente: ¹H, ¹³C, ¹⁹F, ³¹P, ³⁵Cl
2D-Experimente: COSY, HMBC, HSQC, NOESY

LCMS-2020 (Shimadzu) (Bild: Media Lab - TH Köln)

Nexera UHPLC gekoppelt mit einem PDA-Detektor und einem LCMS-2020 Single-Quadrupol-Massenspektrometer (Shimadzu)

Ionisierungsmethoden: ESI, APCI
Massenbereich: m/z 10 – 2.000
Auflösung: Einheitsauflösung
Maximale Scan-Geschwindigkeit: 15.000 u s^-1

Anwendung: Qualitative und quantitative Analyse zum Beispiel von nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAID) in Wasser

Exploris 240 Orbitrap-Massenspektrometer (Bild: Media Lab - TH Köln)

Vanquish Flex UHPLC gekoppelt mit einem PDA-Detektor und einem hochauflösenden Exploris 240 Orbitrap-Massenspektrometer (Thermo Fisher Scientific)

Ionisierungsmethoden: ESI
Massenbereich: m/z 40 – 6.000
Auflösung: bis 240.000 (FWHM) bei m/z 200 (1,5 Hz Scanrate)
Massengenauigkeit: < 1 ppm bei interner Kalibrierung (EASY-IC)

Anwendung:

• Bestimmung der Summenformel anhand der akkuraten Masse
• Strukturaufklärung über MS²-Experimente
• Targeted und Untargeted Analytik in unterschiedlichen Matrices (z.B. per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) in Sedimenten)

GCMS-QP2020 (Bild: Media Lab - TH Köln)

GC-2012 Plus Gaschromatograph gekoppelt mit einem FID-Detektor und GCMS-QP2020 Single-Quadrupol-Massenspektrometer (Shimadzu)

Ionisierungsmethoden: EI
Massenbereich: m/z 1,5 – 1.090
Auflösung: Einheitsauflösung
Maximale Scan-Geschwindigkeit: 20.000 u s^-1
Injektionsprinzip: Split/Splitless

Anwendung: Qualitative und quantitative Analytik zum Beispiel von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK), polychlorierten Biphenylen (PCB) und flüchtigen organischen Verbindungen (VOC)

BenchTOF-Evolve (Bild: Media Lab - TH Köln)

7890 GC System Gaschromatograph (Agilent Technologies) gekoppelt mit einem BenchTOF-Evolve Flugzeit-Massenspektrometer mit UNITY-xr Thermodesorptionseinheit

Ionisierungsmethoden: EI
Massenbereich: m/z 1 - 800
Auflösung: >1200 (FWHM) bei m/z 100 - 800
Spektrenaufnahme-Geschwindigkeit: 10.000 Hz

Anwendung: Analyse von very volatile organic Compounds (VVOC), VOCs und semi volatile organic compounds (SVOC) zum Beispiel in Mikroplastik oder zur Untersuchung der Luftqualität