Mit dem seit Anfang 2016 im CVUA-OWL vorhandenen NMR-Spektrometer (nmr = nuclear magnet resonance = Kernspinresonanz) können wir feststofffreie Lösungen verschiedenster organischer Proben (auch Gemische) untersuchen.
Die Empfindlichkeit der NMR-Spektrometrie reicht von ppm-Konzentrationen bis in den Prozentbereich: Aromastoffe mit Konzentrationen um 10 mg/kg Lebensmittel lassen sich im gleichen Messexperiment genauso quantifizieren wie Zucker mit Gehalten von X Hundert g/kg Lebensmittel.
Quantitative NMR ist ein relatives Primärverfahren der Analytik. Das bedeutet, die Intensität aller Signale im Spektrum ist direkt proportional zu den Anzahlen der Atomkerne, welche diese Signale erzeugen.
Der Proportionalitätszusammenhang kann physikalisch formelhaft beschrieben werden, es werden keine empirischen Korrelationsfaktoren benötigt. Die Kernspinresonanzspektroskopie ist darum ein hochgradig exaktes, robustes und reproduzierbares Analyseverfahren.
Einfache Beschreibung eines NMR-Experiments:
Durch einen sehr kurzen Radiowellenpuls werden alle für das Experiment interessanten Atomkerne angeregt, danach klingt das System wieder ins Gleichgewicht ab. Dabei sendet es Radiowellen aus, die aufgezeichnet und ausgewertet werden. Die genauen Resonanzfrequenzen der Atome hängen davon ab, welches Magnetfeld auf sie wirkt, darum zeigen Kerne in verschiedener molekularer Nachbarschaft unterschiedliche Resonanzfrequenzen.
Hieraus erhält man ein Spektrum, dessen Positionen und Intensitäten der Signale verraten, welche Substanzen in welcher Menge in der Probe enthalten sind. Alle in der Probe vorhandenen Protonen erzeugen Signale im Spektrum, der analytische Chemiker sieht also auch bisher nicht beachtete Substanzen und kann diese auswerten.
