Von Michael Breu

Die analytische Chemie befasst sich mit der Zusammensetzung von Stoffen. Etwas umständlich definiert die Gesellschaft Deutscher Chemiker das Detektivfach: „Chemische Analytik ist die Wissenschaft von der Gewinnung und verwertungsbezogenen Interpretation von Informationen über stoffliche Systeme mit Hilfe naturwissenschaftlicher Methoden.“ Der Chemiehistoriker Ferenc Szabadváry glaubt, die ältesten Hinweise auf die Geschichte des Fachs im Alten Testament gefunden zu haben; dort werde ein Verfahren zur Goldprüfung auf „trockenem Wege“ beschrieben. Belegte Hinweise gibt es von Plinius dem Älteren (23-79 AD): In seiner Schrift Naturalis Historia beschreibt er Reinheitsprüfungen. Doch erst im 14. und 15. Jahrhundert wird das Fach zur eigentlichen Wissenschaft. Paracelsus (1493-1541) beschreibt erste Formen der Wasseranalytik, Leonhard Thurneysser (1530-1596) Methoden für den Untersuch von Heil- und Mineralbädern. Robert Boyle (1627-1691) schliesslich führt den Begriff „chemische Analyse“ ein.

"Attach of the Clones": In ihrem Referat gab die britische Biochemikerin Elizabeth Hall Einblick in genetisch modifizierte Biosensoren. gross

In den ersten Jahren der jungen „chemischen Analyse“ werden von A.L. Lavoisier (1743-1794) Gase untersucht, 1790 folgt das „vollständige chemische Probir-Cabinett“ von J.F. Göttling, eine „praktische Anleitung zur prüfenden und zerlegenden Chemie“, und zwischen 1841 und 1895 werden die 16 Auflagen der „Anleitung zur qualitativen chemischen Analyse“ von C.R. Fresenius (1818-1897) veröffentlicht. Nun nehmen die Erkenntnisse in hoher Geschwindigkeit zu: R.W. Bunsen und G.R. Kirchhoff beschreiben 1859 die Grundlagen der Spektralanalyse, die Spurenanalytik wird eingeführt und Normen werden erlassen.

Analytik mit grossem Repertoire

Heute werden in der analytischen Chemie Stoffe mittels Titrimetrie, Gravimetrie und Elektroanalyse bestimmt, mit verschiedenen, vor allem chromatografischen Verfahren aufgetrennt und weiter untersucht oder einer organischen Elementaranalyse unterzogen. Auch physikalische Methoden haben einen festen Platz in der analytischen Chemie eingenommen, die Röntgenbeugung etwa oder die Kernresonanzspektroskopie, die unter anderem vom den beiden ETH-Chemieprofessoren Richard R. Ernst und Kurt Wüthrich mitentwickelt wurden. Man sieht: das Repertoire ist gross.

Neu sind in den vergangenen Jahren biochemische Methoden dazugekommen – etwa das Immunoassay oder Methoden, die auf chemischen Sensoren und Biosensoren beruhen. Erste Grundlagen wurden in diesem Bereich von Fritz Haber (1868-1934, ein an der ETH ausgebildeter Chemiker) gelegt, der die pH-Elektrode zur Messung des Säurenwertes entwickelte. Vor gut dreissig Jahren sorgte dann der erste Biosensor für die Blutzuckerbestimmung für Furore in der Medizin. Seither hat sich das Fach etabliert.

Zehn Jahre CCS

Auch die ETH Zürich hat dazu einen wichtigen Beitrag geleistet. In den frühen 1980er-Jahren gelang einer Gruppe um Willi Simon die Herstellung einer pH-Messsonde, und 1994 gelang es der ETH-Chemieprofessorin Ursula E. Spichiger-Keller, „eine Membran zur selektiven potentiometrischen Messung freier Magnesiumionen in Flüssigkeiten“ herzustellen. Mit diesem Sensor kann die Magnesiumkonzentration im menschlichen Plasma und Gesamtblut ermittelt werden. Die Entdeckung war für die ETH Anlass zur Gründung des Zentrums für Chemische Sensoren und Chemische Informationstechnik (CCS). Vergangene Woche feierte das CCS im Technopark – dort ist das Zentrum angesiedelt – mit einer zweitägigen Konferenz den zehnten Geburtstag.

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