Projekt

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Separation and Detection Methods in the Analytical Sciences

Titel Englisch Separation and Detection Methods in the Analytical Sciences
Gesuchsteller/in Hauser Peter C.
Nummer 149068
Förderungsinstrument Projektförderung (Abt. I-III)
Forschungseinrichtung Analytische Chemie Departement Chemie Universität Basel
Hochschule Universität Basel - BS
Hauptdisziplin Physikalische Chemie
Beginn/Ende 01.10.2013 - 30.04.2017
Bewilligter Betrag 546'720.00
Alle Daten anzeigen

Keywords (5)

Field Gradient Trapping; Electro-Membrane Extraction; Contactless Conductivity Detection; Capillary Electrophoresis; Microplasma for Atomic Spectroscopy

Lay Summary (Deutsch)

Lead
Die Gesellschaft ist heute äusserst abhängig von der Analytischen Wissenschaften (Lebensmittelsicherheit, klinische Diagnose, Umweltschutz...). Entsprechend wurden sehr leistungsfähige Instrumente entwickelt, die nun aber leider sehr komplex und entsprechend teuer sind. Die wichtigen moderne Flüssigchromatographen kosten heute gegen 200'000 Schweizer Franken. Solche Auslagen sind leider unmöglich für viele potentielle Anwender, insbesondere in den Entwicklungsländern.
Lay summary

Unsere Forschungsgruppe beschäftigt sich mit der Entwicklung von neuartigen alternativen Instrumenten und Methoden. Diese basieren oft auf elektroanalytischen Prinzipien, d.h. die Signalwandlung hin zur elektronischen Datenverarbeitung ist direkt. Daraus ergeben sich prinizipell relativ einfach aufgebaute Geräte welche ensprechend weniger teuer sind. Ein weiterer Aspekt ist die Miniaturisierung welche zu portablen Instrumenten führt. Dies bringt den weiteren Vorteil der Vor-Ort-Messung mit sich, d.h. die Analyse lässt sich direkt in der Industrieanlage oder im Feld durchführen. Unsere Arbeiten werden oft mit Partnern wie die EAWAG, oder Instituten in Entwicklungsländern, wie Vietnam, Thailand und Malaysia durchgeführt. Im Rahmen des jetzigen Forschungskredites sollen zwei verschiedene Aufkonzentrierungsmöglichkeiten für die Kapillarelektrophorese (eine leistungsfähige und vielseitige, aber weniger komplexe Alternative zur Flüssigchromatographie) weiterentwickelt werden. Dies wird es ermöglichen allgemein tiefere Konzentrationen nachzuweisen. Die eine Variante beruht auf einer vielversprechenden, aber noch wenig erforschten Anreicherung in einer Falle die mittels zwei entgegengesetzten Transportmechanismen (elektrophoretische Wanderung und gepumpter Fluss) aufgebaut wird. Die zweite Variante beruht auf dem Transport von Ionen durch eine Membran mittels Anlegen eines elektrischen Feldes. Ein drittes Teilprojekt beschäftigt sich mit der Entwicklung eines miniaturisierten Plasmaspektrometers. Solche Geräte werden in vielen Anwendungen routinemässig zur Bestimmung von Schwermetallen eingesetzt. Die heute verbreiteten Geräte sind in allen Aspekten sehr grosszügig  ausgelegt, und deshalb sehr robust, benötigen aber grosse Mengen von Edelgas und sind deshalb nicht nur in der Anschaffung sondern auch im Betrieb sehr teuer. 

Weitere Informationen zu unserer Forschungsgruppe finden sich auf:  www.chemie.unibas.ch/~hauser/

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 03.10.2013

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Publikationen

Publikation
Contactless conductivity detection for analytical techniques - Developments from 2014 to 2016
(2017), Contactless conductivity detection for analytical techniques - Developments from 2014 to 2016, in Electrophoresis, 38, 95-114.
A deep-UV light-emitting diode-based absorption detector for benzene, toluene, ethylbenzene, and the xylene compounds
(2016), A deep-UV light-emitting diode-based absorption detector for benzene, toluene, ethylbenzene, and the xylene compounds, in Sensors and Actuators B: Chemical, 235, 622-626.
Microfluidic Breadboard Approach to Capillary Electrophoresis
(2016), Microfluidic Breadboard Approach to Capillary Electrophoresis, in Analytical Chemistry, 88, 3761-3767.
Simultaneous separation of cations and anions in capillary electrophoresis - recent applications
(2016), Simultaneous separation of cations and anions in capillary electrophoresis - recent applications, in Analytival Methods, 8, 1452-1456.
Thermostatted dual-channel portable capillary electrophoresis instrument
(2016), Thermostatted dual-channel portable capillary electrophoresis instrument, in Electrophoresis, 37, 2368-2375.
Triple-channel portable capillary electrophoresis instrument with individual background electrolytes for the concurrent separations of anionic and cationic species
(2016), Triple-channel portable capillary electrophoresis instrument with individual background electrolytes for the concurrent separations of anionic and cationic species, in Analytica Chimica Acta, 911, 121-128.
Validation of CE modeling with a contactless conductivity array detector
(2016), Validation of CE modeling with a contactless conductivity array detector, in Electrophoresis, 37, 699-710.
Absorbance detector for capillary electrophoresis based on light-emitting diodes and photodiodes for the deep-ultraviolet range.
(2015), Absorbance detector for capillary electrophoresis based on light-emitting diodes and photodiodes for the deep-ultraviolet range., in Journal of chromatography. A, 1421, 203-8.
Contactless conductivity detection for analytical techniques-Developments from 2012 to 2014
(2015), Contactless conductivity detection for analytical techniques-Developments from 2012 to 2014, in ELECTROPHORESIS, 36(1), 195-211.
Deep UV-LED Based Absorbance Detectors for Narrow-Bore HPLC and Capillary Electrophoresis
(2015), Deep UV-LED Based Absorbance Detectors for Narrow-Bore HPLC and Capillary Electrophoresis, in Chimia, 69, 806.
Instrumentino: An Open-Source Software for Scientific Instruments
(2015), Instrumentino: An Open-Source Software for Scientific Instruments, in CHIMIA, 69(4), 172-175.
Micro-injector for capillary electrophoresis
(2015), Micro-injector for capillary electrophoresis, in ELECTROPHORESIS, 36(16), 1941-1944.
Screening determination of four amphetamine-type drugs in street-grade illegal tablets and urine samples by portable capillary electrophoresis with contactless conductivity detection
(2015), Screening determination of four amphetamine-type drugs in street-grade illegal tablets and urine samples by portable capillary electrophoresis with contactless conductivity detection, in Science and Justice, 55, 481-486.
Analytical devices based on light-emitting diodes - a review of the state-of-the-art
(2014), Analytical devices based on light-emitting diodes - a review of the state-of-the-art, in ANALYTICA CHIMICA ACTA, 853, 46-58.
Concurrent determination of anions and cations in consumer fireworks with a portable dual-capillary electrophoresis system
(2014), Concurrent determination of anions and cations in consumer fireworks with a portable dual-capillary electrophoresis system, in J. Chromatogr. A, 1372, 245-252.
Contactless conductivity detector array for capillary electrophoresis
(2014), Contactless conductivity detector array for capillary electrophoresis, in Electrophoresis, 35, 482-486.
Instrumentino: An open-source modular Python framework for controlling Arduino based experimental instruments
(2014), Instrumentino: An open-source modular Python framework for controlling Arduino based experimental instruments, in COMPUTER PHYSICS COMMUNICATIONS, 185(10), 2724-2729.
Background conductivity independent counter flow preconcentration method for capillary electrophoresis.
, Background conductivity independent counter flow preconcentration method for capillary electrophoresis., in Electrophoresis.

Zusammenarbeit

Gruppe / Person Land
Formen der Zusammenarbeit
Holger Heuermann / FH Achen, Institut für Hochfrequenztechnik Deutschland (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
Beat Müller / EAWAG Kastanienbaum Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern
Jorge Saiz / University Institute of Research in Police Science, Alcala Spanien (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
Karsten Kraiczek / Agilent Waldbronn Deutschland (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
- Industrie/Wirtschaft/weitere anwendungs-orientierte Zusammenarbeit
Götz Schlotterbeck / Fachhochschule Nordwestschweiz Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
Erik Beckert / Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik, Jena Deutschland (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
Carmen Garcia Ruiz / University of Alcala Spanien (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern
Roland Fuiko / Vienna University of Technology Oesterreich (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
EDAQ Australien (Ozeanien)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Industrie/Wirtschaft/weitere anwendungs-orientierte Zusammenarbeit
Michael Sander / ETH Zurich, Environmental Chemistry Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
Franz Dussy / Rechtsmedizinisches Institut Basel Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
Helmut Brandl / Institute of Evolutionary Biology, University of Zurich Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
Arnaldo Alves Cardoso / Sao Paolo State University Brasilien (Südamerika)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Austausch von Mitarbeitern
Duangjai Nacapricha / Mahidol University, Bangkok Thailand (Asien)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Austausch von Mitarbeitern
Bastian Etter / EAWAG Dübendorf Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
Kanchalar Keeratarawee / King Mongkut Institute of Technology Ladkrabang, Chumphon Thailand (Asien)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Austausch von Mitarbeitern
Thanh Duc Mai / Hanoi University of Science Vietnam (Asien)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern
See Hong Heng / Universiti Teknologi Malaysia Malaysia (Asien)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
Pavel Kuban / Academy of Sciences, Brno Tschechische Republik (Europa)
- Publikation
Gerhard Furrer / Institute of Biogeochemistry, ETH Zurich Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern
Bernhard Wehrli / EAWAG Kastanienbaum Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern
Bastian Etter / Vuna GmbH Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
- Industrie/Wirtschaft/weitere anwendungs-orientierte Zusammenarbeit
Thi Anh Huong Nguyen / Hanoi University of Science Vietnam (Asien)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern
Hari Venugopalan / Crystal IS Vereinigte Staaten von Amerika (Nordamerika)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
- Industrie/Wirtschaft/weitere anwendungs-orientierte Zusammenarbeit
Mark Lever / ETH Zurich, Environmental Microbiology Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
Ady Giordano / Pontificia Universidad Católica, Santiago de Chile Chile (Südamerika)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern
Wolf Thormann / University of Berne Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
- Austausch von Mitarbeitern
Elena Vologina / Institute of Earth's Crust, Irkutsk Russland (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation

Wissenschaftliche Veranstaltungen

Aktiver Beitrag

Titel Art des Beitrags Titel des Artikels oder Beitrages Datum Ort Beteiligte Personen
CHAnalysis 2016 Vortrag im Rahmen einer Tagung Open Hardware Miniature Plasma Ion Source for Ambient Ionization Mass Spectrometry 18.11.2016 Beatenberg, Schweiz Hauser Peter C.; Dumler Ralf;
16th Asia Pacific International Symposium on Microscale Separations and Analysis (APCE 2016) Vortrag im Rahmen einer Tagung Purpose made capillary electrophoresis instruments 07.11.2016 Johor Bahru, Malaysia Hauser Peter C.; Koenka Joel;
Pittcon 2016 Vortrag im Rahmen einer Tagung Deep UV-LEDs in Detectors for HPLC and Capillary Electrophoresis 06.03.2016 Atlanta, Vereinigte Staaten von Amerika Hauser Peter C.;
The 41st Congress on Science and Technology of Thailand (STT41) Vortrag im Rahmen einer Tagung A BREADBOARD APPROACH TO CAPILLARY ELECTROPHORESIS 06.11.2015 Nakhon Ratchasima, Thailand Koenka Joel; Hauser Peter C.;
Chanalysis 2015 Vortrag im Rahmen einer Tagung Capillary Electrophoresis for On-Site Analysis 08.04.2015 Beatenberg, Schweiz Koenka Joel; Hauser Peter C.;
Anakon 2015 Poster A Miniature Breadboard Approach for Electrophoretic Separations 23.03.2015 Graz, Oesterreich Koenka Joel; Hauser Peter C.;
Anakon 2015 Poster Instrumentino: Open-Source Scientific Instruments 23.03.2015 Graz, Oesterreich Hauser Peter C.; Koenka Joel;
Pittcon 2015 Vortrag im Rahmen einer Tagung Fast Separations in Short Capillaries and Lab-On-Chip Devices With Contactless Conductivity Detection 09.03.2015 New Orleans, Vereinigte Staaten von Amerika Hauser Peter C.; Koenka Joel;
Pittcon 2015 Vortrag im Rahmen einer Tagung A Miniature Breadboard Approach for Electrophoretic Separations 09.03.2015 New Orleans, Vereinigte Staaten von Amerika Koenka Joel; Hauser Peter C.;
Pittcon 2015 Vortrag im Rahmen einer Tagung An Open-Source Modular Python Framework for Controlling Arduino Based Experimental Instruments 09.03.2015 New Orleans, Vereinigte Staaten von Amerika Hauser Peter C.; Koenka Joel;
Invited talk at the University of Utah Einzelvortrag Capillary Electrophoresis for On-Site Analysis 12.02.2015 Utah, Vereinigte Staaten von Amerika Koenka Joel; Hauser Peter C.;
Swiss Chemical Society (SCS) Fall meeting Poster Instrumentino: An open-source modular Python framework for controlling Arduino based experimental instruments 11.09.2014 Zurich, Schweiz Hauser Peter C.; Koenka Joel;
Swiss Chemical Society (SCS) Fall meeting Vortrag im Rahmen einer Tagung Instrumentino: An open-source modular Python framework for controlling Arduino based experimental instruments 11.09.2014 Zurich, Schweiz Hauser Peter C.; Koenka Joel;
Invited talk at TOF Werk, Thun Einzelvortrag Inertial Electrostatic Confinement as a new Ionization Source 09.09.2014 Thun, Schweiz Hauser Peter C.; Dumler Ralf;
Invited talk at Fraunhofer Institut, Jena Einzelvortrag Analytical Chemistry - Chemical Sensors 16.07.2014 Jena, Deutschland Hauser Peter C.; Dumler Ralf;


Selber organisiert

Titel Datum Ort

Veranstaltungen zum Wissenstransfer

Aktiver Beitrag

Titel Art des Beitrags Titel des Artikels oder Beitrages Datum Ort Beteiligte Personen
Python User Meetup Workshop 26.10.2015 Muttenz, Schweiz
Eclipsecon Vortrag 23.06.2015 Toulouse, Schweiz


Auszeichnungen

Titel Jahr
Swiss-Chemistry-Society - Metrohm Award for best oral presentation in the analytical session of the Fall Meeting 2014 to Joel Koenka 2014

Patente

Titel Datum Nummer Erfinder Eigentümer
ION CONCENTRATING APPARATUS, CAPILLARY ELECTROPHORESIS ARRANGEMENT AND METHOD OF CONCENTRATING IONS 26.01.2017 00083/17
Device and Method for Capillary Electrophoresis 25.11.2016 EP16200715.7

Anwendungsorientierte Outputs


Start-ups

Name Jahr

Verbundene Projekte

Nummer Titel Start Förderungsinstrument
137676 Separation and Detection Methods in the Analytical Sciences 01.10.2011 Projektförderung (Abt. I-III)
126384 Separation and Detection Methods in the Analytical Sciences 01.10.2009 Projektförderung (Abt. I-III)
137715 Quantification of environmental effects on the weathering state of rock surfaces 01.11.2011 Projektförderung (Abt. I-III)

Abstract

The proposal consists of several related projects which are unified by the ultimate desire to develop robust miniature systems and devices suitable for on-site and field analysis. Firstly, the trapping of ions for preconcentation in capillary electrophoresis by employing two opposing transport mechanisms, electrokinetic mobility and hydrodynamic flow, is to be studied. Secondly, a capacitively coupled on-capillary microplasma for atomic spectroscopy is to be further developed. It is intended to develop a miniature optical emission spectrometer for the determination of trace metals. Thirdly, a sensitive, field capable detector for gas-chromatography is to be developed, which is based on analyte ionisation through an electrical discharge. Fourthly, liquid-liquid extraction of organic ions using a lipophilic membrane and the application of a voltage to enhance the rate of extraction rather then relying on slow passive diffusion is to be further studied.Fifthly, the use of novel deep UV-LEDs for analytical purposes, namely for detection in capillary electrophoresis, and for sensing of gases and vapours by direct absorbance measurements and by photoacoustic spectroscopy, is to be explored.
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