@phdthesis{Kempf2009,
  author    = {Kempf, Michael},
  title     = {Entwicklung und Anwendung von Methoden zur Erfassung von Pyrrolizidinalkaloiden in Honig und Pollen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-40499},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2009},
  abstract  = {In j{\"u}ngster Vergangenheit hat die potentielle Belastung von Lebens- und Futtermitteln mit PA wiederholt Aufmerksamkeit erregt. Eine Exposition des Menschen mit PA kann {\"u}ber den Genuss von Tees, Phytopharmaka, pflanzlichen Lebensmitteln (z.B. Salatmischungen) oder, im Fall einer Verf{\"u}tterung von PA-Pflanzen an Tiere, als sekund{\"a}re Kontamination {\"u}ber tierische Lebensmittel erfolgen. Im ‚International Programme on Chemical Safety (IPCS)' der WHO ist die grunds{\"a}tzliche Gef{\"a}hrdung der menschlichen Gesundheit durch PA dokumentiert. Aus Gr{\"u}nden des vorbeugenden Verbraucherschutzes gibt es demzufolge Rechtsvorschriften zur Regulierung PA-haltiger Phytopharmaka. F{\"u}r diese gilt in Deutschland seit 1992 ein Grenzwert von 1 µg PA/Tag f{\"u}r 1,2-unges{\"a}ttigte PA und deren N-Oxide bei oraler Aufnahme und einer Anwendungsdauer von max. 6 Wochen. Geht die Anwendung dar{\"u}ber hinaus, betr{\"a}gt der Grenzwert 0,1 µg PA/Tag. Im ersten Teil der Arbeit wurde eine robuste, reproduzierbare und selektive analytische Methode basierend auf Zink-Staub-Reduktion, Festphasenextraktion (SCX-SPE), LiAlH4 Reduktion mit anschließender Silylierung sowie Kapillargaschromatographie-Massenspektrometrie (HRGC-MS)-Analytik erarbeitet. Durch ein solches Vorgehen werden die PA-N-Oxide in terti{\"a}re PA {\"u}berf{\"u}hrt, so dass alle PA in ihrer terti{\"a}ren Form vorliegen. Durch die anschließende chemische Reduktion werden alle Mono- und Diester-PA in die jeweiligen Necinbasen {\"u}berf{\"u}hrt. Durch die anschließende Derivatisierung zum di-TMS-Derivat, konnten {\"u}ber den Summenparameter Retronecin PA-Kontaminationen mit 1,2-unges{\"a}ttigten PA-Strukturen verl{\"a}sslich detektiert und hochselektiv mittels HRGC-MS im SIM-Modus angezeigt werden. Die Validierung der Methode erfolgte durch die Verwendung von Senecio vernalis-Extrakt sowie authentischen PA-Standards und deren N-Oxiden. Unter Modifikationen der Probenaufarbeitung war diese Methode sowohl f{\"u}r Honig und Pollen, als auch f{\"u}r honighaltige Lebensmittel einsetzbar. Im weiteren Verlauf der Arbeit wurde die Methode durch die Synthese des deuterierten Standards di-Butyroyl-[9,9-2H2]-Retronecin zur Stabilisotopen-Verd{\"u}nnungsanalyse (SIVA) erweitert und optimiert. Die entwickelte Methode erlaubt erstmals, anders als bei bereits vorliegenden Arbeiten zur Bestimmung von PA in Pflanzenteilen, eine exakte und selektive Bestimmung von PA im Spurenbereich, unabh{\"a}ngig von deren botanischem Ursprung oder chemischer Struktur (terti{\"a}res PA, N-Oxide). In einem breit aufgestellten Screening von 216 Honighandelsproben und 35 Forschungshonigen - letztere umfassten 27 Senecio- und 8 Echium-Honige - konnten zum Teil erhebliche Mengen an PA nachgewiesen werden. Die Belastungsrate der einzelnen Probensets reichte von 9 bis zu 100\%. Die hierbei ermittelten Gehalte lagen, berechnet als Retronecin-{\"A}quivalente, zwischen 0,019 µg/g und 4,66 µg/g. Erg{\"a}nzt wurden die analytischen Daten durch die Erhebung von mellisopalynologischen Daten. Hierbei zeigte sich, dass eine Bestimmung von PA-Pflanzenpollen {\"u}ber die relative Pollenh{\"a}ufigkeit nach DIN 10760 nur eine geringe Aussagekraft bei der Riskioabsch{\"a}tzung besitzt. Zwar war die Anwesenheit von PA-Pflanzenpollen immer ein Indikator f{\"u}r das Vorkommen von PA, jedoch konnten {\"u}ber den relativen Pollengehalt keine Aussagen {\"u}ber die H{\"o}he der PA-Belastung getroffen werden. In einer weiteren Studie zu PA-Gehalten in Pollen und Pollenerzeugnissen sind in den nativen Pollen die erwartet hohen PA-Gehalte best{\"a}tigt worden. Aber auch die in Vollsortimentsuperm{\"a}rkten und Reformh{\"a}usern h{\"a}ufig vertretenen Pollenprodukte wiesen PA-Gehalte auf, die im Mittel weit {\"u}ber den bei Honig festgestellten Werten lagen. So ergaben sich f{\"u}r die nativen Pollen aller bedeutenden, PA-produzierenden Pflanzenfamilien PA-Gehalte von 0,57-4,07 mg/g, w{\"a}hrend sich f{\"u}r die Pollenprodukte Gehalte von 1,08-16,35 µg/g feststellen ließen. Eine zus{\"a}tzliche Erhebung von mellisopalynologischen Daten best{\"a}tigte deren bereits bei den Honigproben festgestellte, eingeschr{\"a}nkte Aussagekraft hinsichtlich des PA-Gehaltes. Durch ein Screening von 60 honighaltigen Lebensmitteln mit unterschiedlichen Honiganteilen konnte eine potentielle Downstream-Kontamination durch den Einsatz von hoch PA-belasteten Honigen im Herstellungsprozess nachgewiesen werden. Bei einer Belastungsh{\"a}ufigkeit von 13\% lagen die hierbei ermittelten PA-Gehalte, berechnet als Retronecin-{\"A}quivalente, bei 0,010-0,484 µg/g. Abschließend ist in modellhaft durchgef{\"u}hrten Filtrationsversuchen gezeigt worden, dass PA-Pflanzenpollen erheblichen Einfluss auf den PA-Gehalt des Honigs aus{\"u}ben. Dennoch stellt eine Honigfiltration, wie sie in Anlage 1 der Honigverordnung zul{\"a}ssig ist, keine M{\"o}glichkeit dar, hoch mit PA belasteten Honig im PA-Gehalt zu senken. Vielmehr ließ sich mit den durchgef{\"u}hrten Versuchen eine Diffusion der PA aus Pollen in den Honig nachweisen.},
  subject      = {GC-MS},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Dem2003,
  author    = {Dem, Claudiu Dorin},
  title     = {Design and construction of a device for light scattering studies on airborne particles},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-9605},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2003},
  abstract  = {This thesis is concerned with the development of an on-line in-situ device for a chemical characterisation of flowing aerosols. The thesis describes the principles and most important features of such a system, allowing also on-line measurements using Raman spectroscopy as a diagnostic technique An analysis of the effect of forced oscillations on the motion of the particle dispersed in a gas flow is given in Chapter 2. Also the most important particle parameters are introduced. A review of the particle/fluid interaction in laminar air flows and the response of the particle is presented. In Chapter 3 the behaviour of the particle under different external conditions (ion bombardment and electric fields) is extended. A brief review of the most important particle charging theories (diffusion, field, and alternating potential charging) shows, that the effect of the electrical properties (represented by the dielectric constant) of the particles affects the charging process. A non-contact method for particle charge measurement was also presented. In the second part of the chapter, the interaction between the electric field and the charged particle for the purpose of particle trapping is illustrated. The most common systems like the two or four ring electrodynamic balance and the quadrupole trap are pointed out. In Chapter 4 a short review of the possibility of using scattered light to study aerosol particles is presented. First, the conditions and the facilities of using the Mie theory for particle size and refractive index determination are mentioned, then some features concerning the classical treatment of the Raman effect are presented Supported by the theoretical considerations exposed in Chapter 2, 3, and 4 the construction and the tests of different devices are presented in Chapter 5. Following the goal of the thesis, first an overview of the used materials and methods for particle generation is presented. Then, the constructed charging devices are described (from the mechanical and electrical point of view) and compared by measuring the acquired charge on the particle. Charged particles can be trapped in different containers. Two types of axially symmetric electrodynamic balances (two ring or an extended four ring configuration) were presented. For a deeper understanding these systems were studied using analytic and numerical methods. Considering the presented purpose of the work another type of trapping system has been developed, namely the quadrupole trap. A similar theoretical characterisation (in term's of Mathieu equation) as for the electrodynamic balance was presented pointing out some specific features of this system. The incoming particle stream will be focused to the centre of the system simultaneously also the applied DC and AC potential onto the tube electrodes, yields a stable trapping of one or more particles. Chapter 6 consists of two parts: the system for single particle and for many particles investigation. The individual devices presented in Chapter 5 are now put together. The first part presents the method and the experimental realisation of a set-up for solid particle injection. In order to suppress the phase injection disadvantage found for the electrodynamic balance a developed program processes the information obtained from a particle cloud through an adequate electronic detection system, and reduces the number of particles until just one single particle is trapped. The method for one particle investigation can be extended for many particles. Using the presented set-up the particles are moved from one quadrupole to another and transformed from a particle cloud to a particle stream. A linearity between an external vertical mounted detector and the formed image of the particle stream on the CCD camera has been observed and used for simultaneous detection of many particles by Raman spectroscopy. For both methods Raman results are presented. One limitation of Raman Spectroscopy is the relatively long integration time needed for adequate signal-to-noise ratio. There are two factors which influence the integration time: first the incident radiation and the detector sensitivity, and second the intensity of the Raman bands. Using a CCD detector, the desired detector sensitivity should be achieved. So, the improvement of the signal-to-noise ratio should be the next goal in the system development. In order to reduce the integration time an optical system including optic fibres and the integration of an FT-Raman module operating in the visible region is planed. The goal of this work was to develop and construct an instrument for on-line in-situ single particle investigation by Raman spectroscopy. With the presented experimental set-up and the developed program the purpose of the work, the on-line in-situ near atmospheric pressure aerosol investigation was achieved. The Raman spectroscopy has been used successfully for a chemical characterisation of the aerosol particles.},
  subject      = {Aerosol},
  language  = {en}
}