Basiskurs Laborarbeit

Wenn sich im Herbst die Blätter bunt färben, dann wird immer wieder behauptet, dass die Farben, die dann zum Vorschein kommen schon in den Blättern vorhanden sind und nur durch den Abbau anderer Farben sichtbar werden. Wir haben Blätter gesammelt um dieser Frage nachzugehen. Von Ahorn und wildem Wein haben wir jeweils noch grüne Blätter und Blätter mit roter Herbstfärbung getrennt untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass die gelben Farbstoffe sowohl in den grünen als auch in den roten Blättern vorhanden waren. Die roten Farbstoffe dagegen wurden offensichtlich erst gebildet, als das gründ Chlorophyll abgebaut wurde.

Wer schon etwas Kenntnisse und Erfahrungen im Chemielabor gesammelt hat und sich intensiver mit Srukturen organischer Moleküle beschäftigen will, für den kann die Massenspektrometrie ein spannendes experimentelles Feld sein. Um Strukturen werden die molekularen Massen von chemischen Verbindungen bestimmt. Durch Kollision mit Argon-Atomen bekommt man zusätzlich Informationen zur Strukur von Bruchstücken. Alle erhaltenen Informationen müssen dann in einem spannenden Puzzle wieder zusammengesetzt wereden. Zur Zeit arbeiten wir an Strukturen von Farbstoffen der Tollkirsche, eine Beispielstruktur ist unten links angegeben.

Untersuchung von Blütenfarbstoffen 1

.Wie kommen eigentlich die Blüten zu ihren Farben? Wenn man die Farbstoffe, wie hier von 5 verschiedenen Tulpenblättern mittels Dünnschichtchromatographie trennt, stellt man fest, dass diese alle rot sind – zumindest in sauerem Millieu, wie es in Pflanzensäften vorherrscht. Stellt man das Millieau alkalisch ein (rechte Dünnshcichtplatte), so erhält man auch blaue Farbstoffe.

Untersuchung von Blütenfarbstoffen 2

350 400 450 500 550 600 650 7000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

24a

24b

Wellenlänge [nm]

Ext

inkt

ion

350 400 450 500 550 600 650 7000

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

12a12b

Wellenlänge [nm]

Ext

inkt

ion

.Rosen und Kornblumen enthalten die gleichen Farbstoffe – wieso sind dann die Farben so gänzlich unterchiedlich? Die Erklärung liegt bei Metallionen, die die Farbstoffe komplexieren können. Gibt man zu Farbstoffextrakten von Rosen Aluminiumionen, so bekommt man eine Verscheibung der Farbe nach Blau. Das sehen wir uns zur Zeit für mehr als 50 Blüten an und werten es durch Messung des Farbspektrums wissenschaftlich aus

Fachübergreifende Projekte 1Oft lässt sich ein Projekt gar nicht so recht einem Fach zuordnen. Wenn z.B. Blütenfarbstoffe chemisch untersucht werden, dann geht dabei die Information zur Lokalisierung der Farbstoffe in den Geweben oder Zellen verloren. Hier an dem Beispiel einens Blütenblattquerschitts von Klatschmon erkennt man, dass rote und blaue Farbstoffe in den gleichen Zellen nebeneinander, aber räumlich getrennt vorliegen. Fachübergreifende Unersuchungen bringen Erkenntnissse, die isolierte Fächer nicht hervorbringen können.

Fachübergreifende Projekte 2 Interdisziplinäre Projekte haben ihren ganz besonderen Reiz, aber auch ganz besondere Herausforderungen. Ausgehend von einer Fragestellung in der Biologie/Chemie, nämlich der Reinigung von Pflanzenextraktien hat sich eine Projektgruppe mit der physikalischen Theorie und Praxis von nicht mischbaren rotierenden Flüssigkeiten beschäftigt.Dieses Wissen galt es in die Praxis umzusetzen. In einer fruchtbaren Zusammenarbeit mit der Ausbildungswerkstatt LIEBHERR entstand ein perfekter Gegenstromchromatograph, der erfolgreich eingesetzt wurden und jetzt auf weitere Projekte z.B. im Bereich Naturstoffe wartet. Aber auch ganz andere Projekte wie Mikropartikelverteilung lassen sich damit bearbeiten.

Synthese einer Referenzsubstanz.Gelegentlich braucht man Chemikalien, die man nicht so ohne weiteres bekommt. Manchmal findet sich dann eine Möglichkeit, solche Substanzen aus einfacher zu beschaffenden Chemikalien herzustellen. Hier wurde ein Cyanidinglucosid reduktiv aus Rutin hergestellt. Chemische Synthesen können aber auch per se eine spannende Herausforderung und ein interessantes Projekt darstellen.

Untersuchung von Lebensmitteln und Naturstoffen.Lebensmittel sind immer wieder spannende Überraschungsobjekte – längst nicht alles ist bekannt. Wenn man z.B. Tomatenpflanzen oder Früchte anfasst, wird man beim Händewaschen eine intensive Gelbe Farbe beobachten, die dann gerne auch noch Flecken am Handtuch hinterläßt. Nachdem wir zunächst einer falschen Fährte nachgejagt sind, haben wir einiges über Flavonoide erfahren und auch über asiatische, alkalische gelbe Nudeln, die mit einem speziellen Wasser zubereitet werden.

Schadstoffe in der UmweltImmer wieder kommt es vor, dass Öle in die Umwelt gelangen und Schaden anrichten. Schmier- oder Hydrauliköle, die in Wasser- oder Naturschutzgebieten eingesetzt werden unterliegen strengen Bedingungen zur Abbaubarkeit. Aber ist ein schneller bilogischer Abbau immer erstrebenswert? Angeregt und unterstützt von Fa. Bantleon untersuchen wir den Abbau von Ölen und die Wirkungvon Abbauprodukten auf die Keimfähigkeit. Insbesondere die Analytik der Öle und ihrer Abbouprodukte, erweist sich hier als große Herausforderung.

WettbewerbeProjekte brauchen neben dem Inhaltlichen Ziel auch einen zeitlichen Rahmen und eine Plattform, auf der sie präsentiert wrden können. Nach Möglichkeit sollten alle Projekte an einem Wettbewerb teilnehmen.