5000 Jahre Biotechnologie

Ulber, R., & Soyez, K.

Die Biotechnologie begleitet den Menschen seit Jahrtausenden. Sie war lange eher unbeachtet empirisch immer weiterentwickelt worden und hat so stetig zur gesellschaftlichen Entwicklung des Menschen beigetragen. In Zeiten materieller Engpässe wurden in rasantem Tempo biotechnologische Prozesse entwickelt. Beispiele sind die Verfahren zur Herstellung von Aceton, Glycerin oder Butanol während des Ersten Weltkrieges und die Entwicklung der Antibiotika während des Zweiten Weltkrieges.

Alternativen zu tierischen Proteinen

Doltsinis, S., & Andlauer, W.

Lebensmittel sind komplexe Systeme chemischer Stoffe. Ihre Minorbestandteile können Hürden bei der Bereitstellung essentieller Nährstoffe darstellen oder Förderer positiver metabolischer Mechanismen sein. Für die Bevölkerungen der verschiedenen Regionen der Welt sind unterschiedliche Produkte gefragt.

Die Lakritzschnecke - Teil 1

Roth, K.

Das genüssliche Abrollen und stückweise Vernaschen einer Lakritzschnecke ist der schmackhafteste Weg, die eigene Zunge tiefschwarz zu färben. Aber Lakritze kann noch mehr: "Ein schwarzer Mund ist dem Magen gesund", mit diesem Motto warb die Firma Haribo Ende der Fünfziger Jahre um die Gunst der Käufer, und tatsächlich sind die Wurzeln des Süßholzes, aus der Lakritze gewonnen wird, eine der ältesten Drogen. Im Folgenden wollen wir die Chemie dieser gesunden Köstlichkeit näher ergründen.

Entschwefelung von Dieselkraftstoff

Uerdingen, M.

Die Entschwefelung von Dieselöl erfährt derzeit eine hohe Aufmerksamkeit: Aufgrund von Umweltschutzbestimmungen müssen Kraftstoffe praktisch vollständig entschwefelt werden, da beim Verbrennen schwefelhaltiger Kraftstoffe unerwünschtes Schwefeldioxid entsteht (Stichwort "Saurer Regen"). Darüber hinaus sollen Kraftstoffe zukünftig aber vor allem deshalb bis auf wenige ppm Schwefel tiefentschwefelt werden, um neue Motor- und Katalysatorkonzepte zu realisieren, die die CO-, Nox- und Partikelemissionen und den Kraftstoffverbrauch noch weiter vermindern.

Doping und Dopinganalytik

Schänzer, W., & Thevis, M.

Änderungen im Dopingreglement seit 1997 verbieten neben den klassischen Dopingsubstanzen der Stimulanzien, Narkotika, Anabolen Wirkstoffe, Diuretika und Peptidhormone weitere Substanzklassen wie Plasmaexpander, Antiestrogene, Aromatase-Hemmer und künstliche Sauerstoffträger wie Perfluorkohlenwasserstoffe (PFCs) und quervernetzte Hämoglobine. Der Nachweis von Dopingsubstanzen, der wesentlich mit der GC-MS-Analytik geführt wurde und wird, bezieht zunehmend die LC-MS- und LC-MS/MS Analytik mit ein. Damit werden Substanzen wie Beta-Blocker, Diuretika, Corticosteroide und neuerdings auch Proteine wie Hemopure, ein quervernetztes Hämoglobin, effektiv nachgewiesen. Der Nachweis von Erythropoeitin (EPO)-Doping anhand einer Urinprobe gelingt mit der Methode der Isoelektrischen Fokussierung und Visualisierung charakteristischer EPO-Banden mittels monoklonaler Epo-Antikörper (Double Blotting).

Das geheime Leben der Pflanzenwurzeln

Schubert, S.

Pflanzen sind chemische Fabriken, die aus anorganischen Vorstufen organische Verbindungen synthetisieren. Für ihre vielfältigen Syntheseleistungen benötigt die Pflanze 17 chemische Elemente als Nährstoffe, die in unterschiedlicher Form zumeist aus dem Boden, zum Teil aber auch aus der Atmosphäre, aufgenommen werden müssen. Häufig liegen Pflanzennährstoffe in Bindungsformen vor, die für die Pflanze nicht direkt verfügbar sind. Im Laufe der Evolution entwickelten einige Pflanzenarten erstaunliche Anpassungsstrategien, um sich schwer verfügbare Nährstoffe nutzbar zu machen.

Unerwünschte Wirkungen im Gewässer

Grummt, T., Hansen, P., Rettberg, P., Waldmann, P., & Zipperle, J.

Es gibt Substanzen, die das genetische Material verändern und damit schädigen können. Die aquatische Gentoxizitätsprüfung ist daher heute ein wichtiger Teilbereich moderner Umweltforschung. Die Risiken und die sich daraus ergebende hohe umwelt- und gesundheitspolitische Brisanz machen die Bearbeitung des Themenfeldes "Gentoxizität" zu einem Forschungsschwerpunkt erster Priorität.

NOP - ein neues organisch-chemisches Grundpraktikum

Ranke, J., König, B., Diehlmann, A., Kreisel, G., Nüchter, M., Störmann, R., & Hopf, H.

Das Neue und nachhaltigere Organisch-chemische Praktikum NOP nutzt die zusätzlichen Möglichkeiten, die eine Website im Vergleich zu einem konventionellen Laborpraktikum in Buchform hat, um angehenden Synthesechemikern ein breiteres Verständnis der durchgeführten Versuche zu vermitteln. Hierzu gehören Informationen zu analytischen Methoden, Hintergundinformationen zu den eingesetzten und entstehenden Stoffen sowie Kennzahlen zur Bewertung von Stoff- und Energieeffizienz der Versuche. Nicht zuletzt wird dabei Hintergrundwissen zum Konzept der nachhaltigen Entwicklung für den Themenbereich Synthesechemie aufbereitet.

Zu den Anfängen der Analytischen Chemie

Volke, K.

Bereits im Altertum gab es chemisch-analytische Nachweisverfahren und Prüfmethoden vor allem für die Edelmetalle, die nicht nur der Anfertigung ovn Kunst- und Kultgegenständen sowie der Prägung von Münzen dienten, sondern auch Bestandteil von Tributleistungen waren. Das Wechselspiel zwischen dem Bemühen der Metallurgen, möglichst reine Metalle herzustellen, und der Kunstfertigkeit der Fälscher, möglichst echt wirkende Fälschungen herzustellen, hat nicht nur die Kenntnisse über die metallurgischen Prozesse gefördert, sondern auch zu den ersten Analysenmethoden geführt.

Die Chemie der Lakritzschnecke - Teil 2

Roth, K.

Im letzten Heft verfolgten wir den Weg vom Süßholz (Glycyrrhiza glabra) bis zur Lakritzschnecke. Obwohl seit Jahrhunderten in der Volksmedizin bei Magenbeschwerden und Erkrankungen der oberen Luftwege bewährt, konnte der Wirkstoff der Lakritze, die Glycyrrhetinsäure, erst 1936 in reiner Form isoliert und charakterisiert werden. Die sich anschließende Strukturaufklärung war fast ein Alleingang von Leopold Ruzicka und seiner Arbeitsgruppe. Begleiten wir ihn auf seinem mühsamen Weg von der Summenformel C30H46O4 bis zur Strulturformel. Vergleichen wir dann, wie Chemiker heute die Struktur eines so komplexen Naturstoffs mit Hilfe spektroskopischer Methoden bestimmen.