Mischbarkeit von DCM, Methanol, Wasser

Turunuelo · Anmeldungsdatum: 18.11.2023 Beiträge: 11

Es geht um Organischer Residuenanalyse in der Archäologie

Eine feuchte (also wasserhaltige) archäologische Probe wird mit einer Mischung aus DCM (Dichlormethan) und Methanol versetzt und geschüttelt. Nach einiger Zeit trennt sich die Emulsion auf in zwei Phasen, unten das DCM und oben das Wasser. Die Frage ist, wo das Methanol ist. Befindet es sich in nur einer dieser Phasen oder in beiden?
Die Frage ist insofern wichtig, weil das Methanol die zu analysierenden Lipide lösen sollte und daher ist es entscheidend, mit welcher der beiden Phasen man weiter arbeiten kann.

Könnte dazu jemand einem Nichtchemiker bitte weiter helfen?

Bzw. gibt es denn allgemeine Gesetzmäßigkeiten, wie sich eine Substanz B, welche mit A und C mischbar ist, während A und C nicht miteinander mischbar sind, sich aufteilt? Wo kann man dazu nachlesen?

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6781 Wohnort: Berlin

Thema ist Nerntsches Verteilungsgesetz.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Nernstsches_Verteilungsgesetz

Das Methanol wird sich in beiden Phasen befinden.
Wenn dieses stört, warum nicht einfach weglassen. Methylenchlorid allein sollte doch reichen.

Turunuelo · Anmeldungsdatum: 18.11.2023 Beiträge: 11

Danke für den wichtigen Hinweis!

Das mit der DCM-Methanol-Mischung ist leider eine Vorgabe des Analyseprotokolls.

Nobby · Moderator Anmeldungsdatum: 20.10.2014 Beiträge: 6781 Wohnort: Berlin

Wenn die Analysevorschrift es vorgibt dann wird Methanol auch nicht stören.

chemiewolf · Anmeldungsdatum: 06.07.2022 Beiträge: 583 Wohnort: Rheinhessen

Erlaubt das Analyseprotokoll, dass man die abgetrennte wässrige Phase nochmals mit DCM extrahiert? Danach dürften kaum noch nachweisbare Mengen an fettlöslichen Bestandteilen im Wasser sein.

imalipusram

Die ungeladenen Lipide (Triglyzeride, Cholesterin) sollten sich im Wesentlichen in der DCM-Phase finden, Phospholipide (PL) und freie Fettsäuren sind auch in der wässrigen bzw. bilden Micellen oder reichern sich an der Grenzschicht an. Deshalb säuert man bei manchen Extraktionen an, um die PL zu entladen, um sie in die "organische" Phase zu bekommen. Exotische Substanzen (zB sulfatierte Lipide) bleiben hier in der Wasserphase.

Such mal den Kontakt zu Lipidchemikern, damit Deine vermutlich wertvollen Proben nicht leiden und belastbare Ergebnisse rauskommen, übe den Extraktionsprozess an Material von geringem Wert (Pseudoproben) und mach Dir Gedanken über die Qualitätskontrolle (Wiederfindungsraten, Reproduzierbarkeit, Genauigkeit/Streuung/Wiederholungsfehler)!

Stichworte für die Literaturrecherche: Lipidextraktion nach Folch und nach Bligh und Dyer, vielleicht hilft dieses Paper beim Einstieg: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5412294/

Notes: Bist Dur Dir sicher, daß Du DCM und nicht TCM nehmen sollst? Mit ist nur die Verwendung des Letzteren in diesem Zusammenhang bekannt. Ungesund sind beide, aber Panik brauchst Du bei den Mengen nicht zu schieben, Entsorgungsvorschriften beachten.

Post gerne mal, um welche Materialien und welche Substanzen es sich handelt, welche Mengen davon zur Verfügung stehen, ob die Analytik "zerstörungsfrei" durchgeführt werden muß und welche Methoden/apparative Anallytik Dir zum Nachweis und zur Quantifizierung zur Verfügung stehen.

OC-Gast · Gast

Bei der organischen Rückstandsanalyse (ORA) im Bereich der Archäologie werden oft Lösungsmittelgemische bei der Bhandlung der Proben verwendet.
Gerade für die Lipid-Analysen an Fundmaterialien werde Gemische aus Methanol und Chloroform oder auch Dichlormethan verwendet.
Das Methanol dient dabei u.a. zum Aufbrechen und Anlösen polarer Strukturen,die Lipide(das umfaßt diverse Stoffklassen an sogenannten Biomarkern) würden auch durch DCM allein gelöst.
Das Verteilungsgleichgewicht von MeOh in wäßriger und DCM-Phase wurde oben schon genannt.
Es wird aber dennoch meist keine Nachextraktion der wäßrigen Phase mit reinem DCM durchgeführt,da mögliche Verluste in wäßrigen Phase vernachlässigt werden können.Man macht in der Regel keine quantitative Herauslösung aus den Proben,wichtig ist die genaue Analyse der extrahierten Stoffe(chemische Zusammensetzung) und teils auch deren Verhältnisse zuaienander(s. Isotopenanalyse u.a. ).
Je nach möglichen Stoffen und Analysemethode können Extrakte direkt analysiert werden oder erst nach einer bestimmten Behandlung(bei Triglyceriden Hydrolyse und Methylierung..).

OC-Gast.

Turunuelo · Anmeldungsdatum: 18.11.2023 Beiträge: 11

Allen vielen Dank für die, auf das Problem eingehenden, Antworten.

@imalipusram:
- Es handelt sich in der Tat um DCM
- Zerstörungsfrei ist die Analyse nicht, da etwa 3g Probenmaterial, beispielsweise aus einer Keramikscherbe, gewonnen werden müssen. Man macht das sinnigerweise an der Innenseite.
- Die Probe wird letztendlich einer GC-MS Apparatur zugeführt.

chemiewolf · Anmeldungsdatum: 06.07.2022 Beiträge: 583 Wohnort: Rheinhessen

Turunuelo · Anmeldungsdatum: 18.11.2023 Beiträge: 11

Das ergab sich so. In diesem speziellen Fall war es keine Keramik, wie sonst meistens; sondern es handelte sich um ein gerade erst entnommenes Stück aus einer Lehmziegelwand. Diese war Umwelteinflüssen ausgesetzt und ist stellenweise irgendwie feucht geworden.
Wir wollten erst einmal so wenig wie möglich vorbehandeln, also die Probe nicht trocknen. Man weiß nie so recht, was mit eventuell vorhandenen Lipidresten dabei alles noch passieren kann.
Es hängt jetzt erst einmal von den Ergebnissen ab, wie es weiter gehen wird.

chemiewolf · Anmeldungsdatum: 06.07.2022 Beiträge: 583 Wohnort: Rheinhessen

danke für die Erläuterung.

OC-Gast · Gast

Ungwöhnlich,daß da so viel Wasser mitextrahiert wurde,daß sich zwei Phasen bilden,aber bei dem genannten Material gut möglich.
Für die Lipidanalyse solltet ihr schauen,inwieweit eine Trocknung der organischen Phase erforderlich ist oder weitergehende Schritte wie Derivatisierung vor der Analyse selbst.
Ihr könnt im vorliegenden Fall natürlich noch eine Nachextraktion der wäßrigen Phase mit DCM durchführen,um u.U. kleinere,polare Verbindungen
(z.b. aus Hydrolyse oder oxidativer Degradation der Lipide) noch zu erfassen.
Die größeren Lipidverbindungen sollte aber schon in der DCM-Phase enthalten sein und für eine Biomarker-Analyse ausreichen.
Ist das einProjekt,wo Methoden auch weiterentwickelt werden sollen oder wird nach "Standard" analysiert?

OC-Gast.