Die Analytik ist entscheidend für die Verbindung zwischen Chemie, Biologie und Pharmazie, insbesondere im Bereich der Biomoleküle. Das Buch zielt darauf ab, ein interdisziplinäres Verständnis für die analytischen Methoden und Techniken zu fördern, die in der Untersuchung von Biomolekülen Anwendung finden. Es beleuchtet die Bedeutung der Analytik als Schlüssel zur Integration und Kommunikation zwischen den verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen.
Toxische Stoffe sind ubiquitär und auf Grund hochempfindlicher Analysenmethoden in allen umweltrelevanten Matrices, biologischen Materialien und Lebensmitteln nachweisbar. Die Frage ist, wann und in welchen Konzentrationen sind sie für den Menschen gesundheitsschädlich oder sogar tödlich. Rauchen, Alkohol- und Tablettenmissbrauch sind die Klassiker für Intoxikationen. Aber wie (stark) wirken Toxine, Drogen, Dopingsubstanzen oder toxische Kampfstoffe wie Nowitschok? Die Mechanismen der toxischen Wirkungen sind sehr verschieden – ist eine Kohlenmonoxid-Vergiftung durch wesentlich höhere Bindungskraft von CO im Vergleich zum O2 an das Fe-Atoms des Hämoglobins relativ einfach erklärbar, so wirken andere Noxen innerhalb komplexer Reaktionen und auf molekularer Ebene. Das cancerogene Benzo(a)pyren ist selbst nicht toxisch – erst wenn es über mehrere Stufen zum Diol-Epoxid metabolisiert wird, erfolgt die Schädigung der DNA. Die 210 unterschiedlichen Dioxine besitzen extrem verschiedene Toxizitäten – durch Aktivierung eines Aryl-Hydrocarbon-Rezeptors werden Reaktionen ausgelöst, die zu Intoxikationen führen. Das Tetrodotoxins des Kugelfisches blockiert die spannungsaktiven Na-Kanäle in den Neuronen und führt zu Lähmungen. Chemische Kampfstoffe wie Nowitschok (Fall Nawalny) blockieren die Acetylcholinesterase. Weitere wissenschaftliche Erklärungen beinhalten, warum Zyankali Lactozidose bewirkt, weshalb Cadmium zu Osteoporose führen kann oder wie Methanol-Abusus blind macht? Spannende Antworten erwarten wir auch in Zukunft: Welche Langzeitfolgen können durch Tattoos entstehen oder setzt sich die E-Zigarette durch?
Dieses Praxisbuch basiert auf den Grundlagen der 3. Auflage des Fachbuches Instrumentelle Analytik und Bioanalytik. Es werden 32 analytische Versuche beschrieben und dazu ausgewählte Ergebnisse dargestellt, die i. d. R. selbst durchgeführt wurden. Nach einer Einführung zum Wirken des Autors an verschiedenen Institutionen erfolgen Versuche innerhalb der Probenvorbereitung, der Instrumentellen und Bioanalytik.
Der Autor vermittelt in der 2. Auflage ein noch umfassenderes Verständnis der instrumentellen Methoden und der Analytik von Biomolekülen. Ergänzt wurden Abschnitte zu Biosensoren und Immunoassays sowie ein erster Einstieg in das Gebiet der Proteomanalytik. Außerdem berücksichtigt der Autor weitere Methoden wie Extraktion, Gaschromatographie, Atomspektroskopie und Infrarotspektroskopie. Jede Methode wird durch Abbildungen erläutert, so dass auch Einsteiger die Prinzipien rasch verstehen. Beispiele führen in die praktische Anwendung im Labor ein.
Die Analytik spielt immer wieder eine entscheidende Rolle als Vermittlerin zwischen den Wissenschaften, vor allem auf den Grenzen zwischen Chemie, Biologie und Pharmazie. Um so wichtiger ist es, ein fachübergreifendes Verständnis für diese Disziplin zu vermitteln, hier im Speziellen für die Analytik von Biomolekülen. Daher werden zunächst in einem einführenden Teil die analytisch interessierenden Eigenschaften der Biomoleküle erläutert. Der nächste Teil des Lehrbuches beschäftigt sich mit der Probenvorbereitung, deren saubere Durchführung unerläßlich ist für gute Ergebnisse in der Analytik. Dann folgen die Grundlagen und Applikationen aller instrumentellen Trenntechniken und strukturanalytischen Methoden. Mit anschaulichen Abbildungen wird jede Methode erläutert, so daß auch Neueinsteiger schnell die Prinzipien der Methoden verstehen. An ausgewählten Beispielen erfolgt die Einführung in die praktische Anwendung im Labor.
