Wäge- und Analysearbeiten im Labor

Nachhaltige Zukunftmit Naturfasern

Trotz des intensiv betriebenen Baumwollanbaus kann das Angebot die

weltweit steigende Nachfrage nach Naturfasern nicht decken. Die Suche

nach Alternativen ist das wichtigste Ziel der Forschungsgruppe Textile

Engineering And Materials (TEAM) an der De Montfort University in Lei-

cester, Grossbritannien. Die DMA/SDTA861e von METTLER TOLEDO spielt

bei dieser Forschungsarbeit eine entscheidende Rolle.

Die Suche nach ErsatzrohstoffenDie von TEAM durchgeführten Forschungs-arbeiten umfassen technische Textilien und modernste Werkstofftechnologien mit Schwerpunkt auf Naturfasern, Enzy-men und mathematischer Modellbildung. Die mathematische Beschreibung eines Fasermodells von Garnen und textilen Produkten bildet einen grossen Teil der Forschungsarbeiten innerhalb der For-schungsgruppe TEAM, wo Probleme wie Garnfarbe und Knittern beim Waschen be-reits detailliert untersucht worden sind.

Zur Unterstützung ihrer Arbeit musste die Gruppe eine neue Laboranlage einrichten. Ein Bereich war für die Unterstützung der High-Tech-Analysen an Verbundstoffen erforderlich. Die DMA (dynamisch-me-chanische Analyse) gilt als erfolgreiche,

analytische Methode für dieses Verfahren.

Daher kaufte TEAM eine DMA/SDTA861e von METTLER TOLEDO. Der TEAM- Forschungsmitarbeiter Dennis Waldron erläutert: „Die Ausrüstung wird zur Charakterisierung der Produkte von der Panzerweste bis hin zu Materialien für Schuhe und Strümpfe eingesetzt. Sie wird regelmässig zur Problemlösung bei Ver-bundstoffen und Rohstoffen verwendet. Zusammen mit einem DSC von METTLER TOLEDO konnten wir bisher die meisten Materialien vollständig charakterisieren.“

Natürliche Ressourcen - Eine zuverlässige Quelle für FasernVor Kurzem wurde die DMA zur Untersu-chung der mechanischen Eigenschaften von Bast eingesetzt, um seine Ernte und

6News

AcademiaLösungen für die Laboranalyse

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Herausgeber Mettler-Toledo AG Laboratory Division Im Langacher CH-8606 Greifensee, Schweiz

Produktion Segment Marketing LABGlobal MarCom, Schweiz

Technische Änderungen vorbehalten. © Mettler-Toledo AG 08/09 Gedruckt in der Schweiz.

Verarbeitung optimieren zu können. Der-zeit sind Materialien wie Flachs, Hanf und Brennnesseln Gegenstand von For-schungsarbeiten. Bastfasern werden mit einer Reihe von mechanischen Verfahren bearbeitet, einschliesslich Entholzung des Pflanzenstängels und Reifung. Das Verfahren der dynamisch-mechanischen Analyse (DMA) wurde eingesetzt, um die Veränderungen zu untersuchen, die sich im Verlauf der Reifung in den Pflanzen vollzogen.

Der überwiegende Teil der Arbeit konzen-triert sich jedoch auf Flachs. Zu verschie-denen Phasen der Pflanzenreife wurden Pflanzenproben geerntet, einer natürli-chen Trocknung unterzogen und Stücke aus den Stängelmitten herausgeschnitten.

Diese wurden anschliessend bei 20 °C und 65 % relativer Luftfeuchte vor der Prüfung konditioniert. Alle Tests repräsentieren ei-nen Durchschnitt aus 15 Wiederholungen.

Die Tests wurden mit der DMA/SDTA861e durchgeführt, und zwar entweder im Dual- Cantilever- (3-Punkt-Biegung) oder Kompressionsmodus. Die Anfangsarbei-ten wurden bei 20 °C durchgeführt, und die Proben wurden über einen breiten Frequenz bereich getestet.

„Die Betrachtung eines Pflanzenstängels als komplexen Verbundstoff legt nahe, dass das DMA-Verfahren das Potenzial zur Lieferung nützlicher Informationen über Entholzung des Pflanzenstängels besitzt“, erläutert Herr Waldron. „Die ers-ten an Flachs durchgeführten Tests haben bestätigt, dass Änderungen der mechani-schen Eigenschaften des Pflanzenstängels während der Reifung überwacht werden können.“

Herr Dennis Waldron, Forschungsmitarbeiter bei TEAM

Stängel einer Flachspflanze im Test.

Know-how

Erfahren Sie, wie Sie Ihre Ergebnisse in DMA-Webinaren verbessern können

Die von führenden Unternehmen und internen Fachleuten mode-rierten, interaktiven Webinare geben Ihnen die Möglichkeit, mehr über die für Sie interessan-ten Bereiche zu erfahren. In den Webinaren werden Sie Folgendes lernen:

• Grundlagen der DMA• Richtiges Messen• Was man von den Ergebnissen

erwarten kann• Messungen, die sinnvollerweise

mit der DMA erfolgen

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www.mt.com/ta-webinars

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www.mt.com/one-click-titration

OneClick® TitrationExcellence System im Dienste der Archäologie

Die Archäologische Staatssammlung in München beschäftigt sich mit

Funden aus der Bayerischen Vor- und Frühgeschichte. Die Restaurie-

rungsabteilung hat neben der Pflege der Bestände vor allem eine große

Zahl von Neuzugängen an Objekten zu versorgen, die aus staatlichen

Grabungen aus ganz Bayern stammen. Bearbeitet werden sämtliche ar-

chäologische Objektgruppen und Materialien, in verschiedensten Erhal-

tungszuständen.

EisenfundstückeBei der Eisenkonservierung geht es darum Eisenfunde zu entsalzen, um weitere Kor-rosion zu verhindern. Die eingelagerten Chloride werden mit alkalischer Natrium-sulfit-Lösung ausgewaschen. Bei diesem Vorgang gehen die Chloride in Lösung. Diese Lösung wird an einem METTLER TOLEDO Excellence Titrator T90 mit Sil-bernitrat titriert. Bei beginnender Stagna-tion des Gehalts ist der Auswaschvorgang abgeschlossen. Früher, ohne Chlorid-Überwachung, wur-den die Objekte beliebig lange ausgewa-schen. Heute haben wir die Möglichkeit die archäologischen Objekte optimal

auszuwaschen, so dass alles Chlorid ent-fernt wird und im Idealfall eine weitere Korrosion nach der Konservierung ausge-schlossen wird.

HolzDie Naßholzfunde werden bei einfacher Trocknung spröde und brüchig, weshalb man die Objekte in Polyethylenglykol-Lösung (PEG) tränkt. Dabei verdrängt das PEG das im Holz befindliche Wasser und führt somit zu einer Stabilisierung der Zellstruktur.Um den Abschluß des Austauschprozes-ses zu erfassen bestimmt man mit dem METTLER TOLEDO Excellence Titrator

T90 mit Karl-Fischer Option den Was-sergehalt in der das Objekt umgebenden PEG-Lösung. Nimmt der Wassergehalt nicht weiter zu ist der Prozess abgeschlos-sen.

Optimale KonservierungMit dem METTLER TOLEDO System kön-nen wir jetzt zuverlässig, schnell und si-cher die optimalen Zeitpunkte beim Kon-servierungsprozess von Eisen und Naß-holz bestimmen. Denn nur bei optimaler Konservierung kann die Archäologische Staatssammlung ihren Auftrag des lang-fristigen Erhalts der Bodenfunde erfüllen.

Neuzeitlicher Mörser, der in einer alkalischen Lösung entsalzt wird.

Feuchtes Holz vor seiner Konservierung in PEG.

Artefakte aus der Bronzezeit in ihrer ursprünglichen Fundlage.

T90 Excellence Titrator

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Differenzwägen Spart wertvolle Zeit im Labor

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Ein preisgekröntes, für seine hochmodernen Forschungslabors bekann-

tes Krankenhaus in den USA erwarb vor Kurzem eine Analysenwaage

aus der Reihe Excellence Plus XP DeltaRange von METTLER TOLEDO.

Mit der Umstellung des manuellen Ablaufs auf eine hochautomatisierte

Differenzwägung konnten effektive Zeit- und Geldeinsparungen erzielt

werden.

Die kleine DifferenzDer Neuzugang der METTLER TOLEDO XP-Analysenwaage im Krankenhaus hat sich bereits positiv auf ein spezielles Ver-fahren ausgewirkt. Bei diesem speziellen Verfahren wird das Gewicht mehrerer Lipidproben festgestellt, die nach dem Trocken in einem Reagenzglas mit einem Lösungsmittel extrahiert wurden. Vor der Einführung der XP-Analysenwaage von METTLER TOLEDO in den Labors musste ein Forschungsmitarbeiter des Kranken-hauses die leeren Probengefässe auf eine Waage legen und ihr Gewicht notieren. Dann füllte der Mitarbeiter die verflüssigte aufgeschlämmte Probe in das Probenge-fäss und gab dieses anschliessend in die Trocknung. Sobald die Probe trocken war, wurde das Probengefäss mit der trockenen

Probe auf der Waage platziert und das Ge-wicht notiert. Schliesslich berechnete der Mitarbeiter manuell die Gewichtsdifferenz und ermittelte das Gewicht der getrock-neten Probe. Dieser umständliche Ablauf wiederholte sich für eine ganze Reihe von Proben.

Doch mit der XP-Analysenwaage von METTLER TOLEDO nutzt der Mitarbeiter nun die in der Waage vorhandene Funk-tion ‚Differenzwägen’. Mit dieser Anwen-dung kann man Gewichtsveränderungen bei bis zu 500 Proben auswerten, die in maximal 99 benutzerdefinierten Reihen durchgeführt werden können. Etwa drei-mal pro Woche wiegt der Labortechniker jeweils rund 20 Probengefässe in einer Testreihe. Mit dieser Anwendung können die Labormitarbeiter zuerst das Leerge-wicht jedes Probengefässes direkt auf der Waage ermitteln und speichern. Anschlies-send wird jedes der 20 Probengefässe mit einer Probe bestückt, vakuumgetrocknet und wieder auf Raumtemperatur gebracht. Dann wiegt der Mitarbeiter erneut alle 20 Probengefässe. Die XP-Analysenwaage er-innert sich an das Gewicht jedes einzelnen

leeren Probengefässes und subtrahiert es automatisch vom höheren Gewicht des Probengefässes mit der getrockneten Probe. Das Ergebnis ist bei jedem Pro-bengefäss ein erfassbares Trockengewicht der Probe - und damit erübrigen sich die manuellen Berechnungen.

Aber das ist erst der Anfang ...Zur weiteren Verfeinerung dieser Anwen-dung kann die Waage an einen METTLER TOLEDO-Drucker angeschlossen werden, der ein Ergebnisdatenblatt ausgibt, sobald eine Probe fertig ist. Dieser Vorgang spart Zeit und beseitigt mögliche Übertragungs-fehler. Zusätzlich können die Daten elek-tronisch an ein LIMS oder an ein Appli-kationssoftware-Paket mit LabX-Software gesendet werden. Das vermeidet Fehler und reduziert die Verarbeitungszeit.

Die von METTLER TOLEDO bereitge-stellten Produkte und Lösungen können Genauigkeit und Effizienz von Laborab-läufen signifikant erhöhen, sparen dabei sowohl kostbare Zeit als auch Geld und sorgen gleichzeitig für eine optimale Er-gebnisqualität.

www.mt.com/xp-analytical

Der ErgoClip Flask sorgt für eine sichere Fixierung des Reagenz-glases und ermöglicht ein direk-tes Dosieren in den Behälter.

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Charakterisierung von chemischen Syntheseprodukten

Die Schmelzpunktbestimmung dient der Qualitätskennzeichnung und -bestim-mung bei der Einhaltung der Reinheit von Syntheseprodukten. Die herkömmliche Methode war die Verwendung eines Ther-mometers zum Einsatz in Silikonbäder, bei dem man sich gleichzeitig sowohl auf die Probe, als auch auf das Thermometer kon-zentrieren musste. Wenn man beim Ein-setzen des Schmelzvorgangs abgelenkt ist, könnte der Schmelzpunkt verpasst werden. Eine neue Probe müsste dann vorbereitet und die Messung wiederholt werden.

Mit den neuen Excellence-Schmelz-punktsystemen lösen sich all diese Pro-bleme. Der farbige Touchscreen zeigt den Schmelzvorgang, der im AVI-Format aufgezeichnet wird. Daher kann sich ge-gebenenfalls auch eine Lerngruppe den Schmelzvorgang für Unterrichts zwecke noch einmal ‚live’ ansehen. Da der Schmelzvorgang zum Abspielen auf dem

Messgerät aufgezeichnet wird, verpassen Sie keinen Schmelzpunkt mehr!

Sonstige Probeneffekte, wie Zersetzung, Farbwechsel oder Schwindung aufgrund struktureller Veränderungen können dank der hohen Auflösung der Farbaufnahmen ebenfalls festgestellt werden.Die neuen Systeme lassen sich ganz leicht

Online-Bildschirm mit Live-Video einer farbi-gen Substanz.

Startseite mit One Click®-Schnelltaste.

Die Schmelzpunktbestimmung ist eines der ersten Analyseverfahren,

die so gut wie jeder Chemiestudent durchführt. Die meisten Studenten,

deren Studienzeit schon etwas länger zurückliegt, haben bei ihren prak-

tischen Arbeiten sicherlich das Messgerät mit Thermometer zum Einsatz

in Silikonbäder verwendet. Der Schmelzvorgang kann mit diesen Geräten

nur von jeweils einer Person durch ein Vergrösserungsglas beobachtet

werden. Mit den neuen Excellence-Schmelzpunktsystemen verschwin-

den diese Probleme.

bedienen. Wenn eine bestimmte Messme-thode häufig benutzt wird, lässt sich pro-blemlos eine One Click®-Schnelltaste auf dem Startbildschirm einrichten. Danach kann das Programm mit nur einem Klick (One Click®) gestartet werden.

Obige Produkteigenschaften sind sowohl für Ausbildung von Studenten, als auch für die Forschung & Entwicklung wichtig.

www.mt.com/fp www.mt.com/one-click-melting

MP70 Schmelzpunktsystem

Kapillaren gefüllt mit unterschiedlich farbigen Proben.

6 METTLER TOLEDO AcademiaNews 6

Mehrkanalpipetten von RAININArbeitsabläufe optimieren

Viele Proben in biowissenschaftlichen Labors mit mittlerem bis hohem

Durchsatz werden überwiegend auf Platten im SBS-Format mit 96 Abga-

ben im 8 x 12-Format verteilt. Das Pipettieren mit Mehrkanalpipetten ist

wesentlicher Bestandteil beim Handling von Flüssigproben, denn damit

wird eine korrekte Befüllung aller Wells gewährleistet. Verschiedenarti-

ge Applikationen erfordern jedoch unterschiedliche Dosierprozesse.

Liquidator96™ -96 Abgaben gleichzeitigOb ein Mastermix aus verschiedenen Komponenten oder eine Einzellösung für die gesamte Multiwell-Platte hin-zugefügt werden muss - ein Tischgerät mit 96 Abgaben ist für die Arbeitsabläu-fe im Labor am besten geeignet. Alle 96 Proben können gleichzeitig der Platte bzw. den Platten beigefügt werden. Der Liquidator96™ ist ein praktisches, ma-nuelles Pipettiersystem, das in allen La-borumgebungen zur kompletten Befül-lung einer 96-Well-Platte mit Lösungen in Volumenbereichen zwischen 5 und 200 µl eingesetzt werden kann. Da der Liquidator96™ zur vollständigen Befül-lung einer Platte weniger als 15 Sekun-den braucht, verbessert er mit seinem Tischgerätformat - das weder program-miert werden muss, noch elektrischen

Strom benötigt - die Produktivität mit minimalem Kostenaufwand. Ein typisches Anwendungsbeispiel ist die Befüllung ei-ner PCR-Platte mit einem Mastermix zur Vorbereitung eines Genomik-Experiments.

Mehrkanalpipettieren verschiedener FormateEine alternatives Mehrkanalpipettieren bietet das adjustable Spacer System, da hier zwischen verschieden Formaten der Mikrotiterplatten- und Reagenzgläser-grössen hin- und her gewechselt werden kann. Für Gewebekulturen werden bei-spielsweise häufig 24-Well-Platten mit ei-nem Mittenabstand von 19 mm verwendet. Hierzu ist ein verstellbarer Abstandshalter erforderlich, um die Zellen von diesem Format in eine 96-Well-Platte (mit einem Mittenabstand von 9 mm) zu übertragen.

Traditionelles AliquotierenReihe für ReiheBei einigen Anwendungen muss die 96-Well-Platte viele verschiedene Produkte in den Wells aufnehmen; dies wiederum erfordert alternative Instrumente zum Be-füllen der Platte. Üblicherweise wird dazu eine 8- oder 12-Kanal-Pipette eingesetzt, um die Flüssigkeit in einer Spalte oder über eine Reihe von Wells abzugeben. Es gibt eine ganze Reihe von Pipettiergerätschaf-ten von RAININ, die diesen Bedarf decken können: vom einfach anzuwendenden manuellen System der Pipet-Lite, bis hin zu der höher automatisierten elektroni-schen Version des EDP3. In beiden Fällen stehen die gleichen Mehrkanalschäfte für die Aufnahme von Flüssigkeiten zur Ver-fügung, die allerhöchste Genauigkeit und Präzision bieten.

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www.mt.com/96well-pipetting

Herkömmliches Pipettieren

Grosse Kräfte

Grosser Dichtungsbereich mit dickwandiger Spitze führt zu hoher Reibung

Konischer Schaftwird in die konische Spitze ohne mechanischen Anschlag eingeführt.

LTS-Lösung

Geringe Kräfte

Zylindrische Spitzemit kleinem Dichtungsbereich

Mechanischer Anschlag verhin-dert ein zu festes Aufstecken

BioClean™ und LTS™ LiteTouch System - Zur Erhaltung der Unver-sehrtheit Ihrer ProbenDie idealen Pipettenspitzen sollten jeder-zeit vollständige Inertheit gewährleisten und damit sicherstellen, dass das Expe-riment nicht durch störende Verunreini-gungen beeinträchtigt wird. BioClean™-Pipettenspitzen von RAININ sind die Antwort. Alle Spitzen müssen gut auf dem Pipettenschaft des jeweiligen Pipettier-systems sitzen, damit die Unversehrtheit

der Proben gewahrt bleibt. Es ist für al-le Mehrkanalanwendungen unerläßlich, dass alle Spitzen auf allen Kanälen das richtige Volumen aufnehmen, abgeben und absolut dicht sind. LTS™-Spitzen von RAININ sind die perfekte Wahl hier, da das patentierte Doppeldichtungssystem die gleiche Abgabeleistung auf allen Kanälen gewährleistet und die geringsten Spitzen-abwurfkräfte gleichzeitig erfordert.Eine typische Anwendung könnte die Zu-

gabe von Primern für eine PCR-Reaktion in bestimmten Reihen sein. Dies erfor-dert eine äusserst genaue, kleinvolumige Mehrkanalpipette. Als weiteres Anwen-dungsbeispiel ist eine Verdünnungsreihe zu nennen, bei der die Ausgangsreihe die maximale Konzentration des untersuch-ten Stoffes aufweisen muss, gefolgt von der anschliessenden Entnahme eines Ali-quots aus Reihe eins und dessen Abgabe in Reihe zwei, um so eine Verdünnungs-reihe zu erstellen. Diese Anwendung lässt sich am besten mit einer elektronischen EDP3-Mehrkanalpipette durchführen, die Flüssigkeit nicht nur zugeben und ent-nehmen, sondern auch die Komponenten miteinander mischen kann. So wird die Homogenität der Probe gewährleistet, bevor das nächste Aliquot entnommen wird.

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Nutzen Sie www.mt.com zurEffizienzsteigerung bei Ihrer Arbeit

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METTLER TOLEDOApplication Data Sheet for Moisture Determination Using the Halogen Moisture Analyzer

This data sheet contains details of Halogen Moisture Analyzer settings for drying coffee cream. These settings enable you to develop your own drying method. The settings must be checked individually and adapted to the relevant sample. The reference method data enables you to make comparisons with the Halogen Moisture Analyzer method.

Moisture Determination Method for Coffee Cream Description/material properties Valflora coffee cream UHT, 0.25 l TetraPak, Migros

Reference Method: Oven Accessories METTLER TOLEDO AX205 DR balance, oven, aluminum pans, pipette, desiccator with silica gel, sea sand, small glass stirrer, spoon

Sample preparation/procedure Pre-dry the aluminum pans with 20 g of sea sand and a small glass stirrer in the oven (1 hour at 110°C) and then leave to cool in the desiccator. Using the pipette, place the cream in the pre-weighed aluminum pans and stir well. Leave the samples to thicken in the oven for 30 mins at 90°C, then start drying them at 103°C in the oven. Remove the contents after the preset drying time has elapsed, leave to cool in the desiccator and weigh. Repeat the process until mass constancy is achieved.

Sample weight: 4 [g]

Drying temperature: 103 [°C]

Drying times: 3/1/1 [hour(s)]

Moisture content (average of 6 measurements): 77.67 [%]

Standard deviation: 0.30 [%]

Important notes/bibliography Literature: Schweizerisches Lebensmittelbuch (Swiss Food Book) (Issue 5), 3A / 03

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Etwa Feuchtegehaltsbestimmungen: www.mt.com/moisture-methods

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Etwa Gute WägePraxis™: www.mt.com/GWP

Etwa UserCom thermische Analyse: www.mt.com/ta-usercoms

Tipps und Tricks für die Optimierung der täglichen Arbeit

9METTLER TOLEDO AcademiaNews 6

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