Inorganic ions are one of the most important group chemicals. Their importance is crucial for all living organisms on the planet and monitoring of their content is essential for this purpose in clinical or environmental analysis but also in the food industry, agriculture or many other industries. Many analytical methods for ion detection have been designed and used, depending on the area of their use. Recently, numerous methods have been adapted to areas where not primarily intended. One such methods may be, for example, laser ablation with inductively coupled plasma mass spectrometry, which has recently begun to affect the analysis of biological samples. As a complementary method, able to detect also non-metallic ions is capillary electrophoresis. In this master thesis, the possibility of applying capillary electrophoresis with indirect photometric detection for the separation of inorganic ions in cell lysates of HeLa cells by capillary electrophoresis was verified. Main attention was paid to chloride ions. The ability to separate inorganic compounds in cellular material using salicylic acid as an absorbing anion in the base electrolyte was tested.

The aim of this work was to compare authenticity analysis in selected food products with fruit component by using, instrumental and molekular methods. Particularly, the presence of blueberries in fruit–based foodstuffs was verified. The theoretical part is focused on the characterization, chemical composition and botanical classification of blueberries (European blueberry and Canadian blueberry). It also contains an overview of instrumental and molecular diagnostic methods that can be used for the analysis of these fruits. The experimental part focuses on the selection of a suitable method of DNA isolation, and primers for the detection of blueberries in commercial products. DNA analysis was performed by qPCR and HRM analysis. In the experimental part, DNA was isolated in sufficient quality for PCR and the presence of blueberries in foodstuffs was verified by qPCR. Using HRM analysis, we were able to differentiate between bilberry (Vaccinium myrtillus) and blueberry (Vaccinium corymbosum) in control samples and in some commercial products. Certain phenolic acids and some flavonoids specific for blueberries were detected by HPLC. The total content of polyphenols and flavonoids was determined by UV / VIS spectrophotometry.

Preliminary results of research focused on the applications of DC diaphragm discharge in water solutions containing humic substances are presented in this diploma thesis. Electrical discharges in water produce various reactive species such as radicals (•OH, •O, •H), ions and molecules (H2O2, O3). These species have high oxidation potential and thus they easily react with order species and molecules. Such reactions could lead, for example, to destruction of organic pollutants dissolved in water. This work studies this effect on humic matters that can be contained in water coming from floods. Diaphragm discharge investigated by this work was created in the reactor using konstant DC high voltage up to 2 kV that gave the total input power from 100 to 200 W. Breakdown and discharge ignition started in the pin-hole in the dielectric barrier separating two electrode spaces (anode and cathode space). Presented work investigates decomposition of humic substances by the electric discharge in the dependence of solution properties and discharge conditions. Parameters such as initial solution conductivity, electrolyte kind or input power have been investigated. Moreover, substantial effect of pH on humic acid decomposition has been observed. Refraktometry and absorption spectroscopy in UV-VIS region together with fluorescence spectroscopy has been used for the detection of changes in humic solutions.

In this diploma thesis were studied solubilization properties of polysaccharides by using hydrophobic solutes (Sudan Orange G, Sudan Red G, (±)-alpha-Tocopherol, Pyrene, Perylene, Nile red), which were represented by alkyl derivates of hyaluronan. At first, a behaviour of individual hydrophobic solutes was investigated in variously polar solvents (Methanol, 1 Propanol, Chloroforme, Cyklohexane, n Heptane) and in the environment of varying ionic strength (water, 0.1 M and 0.4 M NaCl). Afterwards, solubilization properties of Sodium Dodecyl Sulfate model solubilizated the hydrophobic solutes into a core of micelles was examinate. We were interested in the solubilization capacity as the mol of solubilized molecules per mol micelles of surfactant corresponding with a state of micelles saturation. In the case of the solubilization of (±)-alpha-Tocopherol into the core of micelles, it was not possible to determine the solubilization capacity. So we changed the determination of universally solubilization power. The solubilization power is defined as mol of molecules solubilized per mol surfactant relative to the quantity solubilizate at the micelles saturation. Model system of Sodium Dodecyl Sulfate as a simple surfactant carrying a negative charge as the alkyl derivates of hyaluronan was selected bacause of its characteristics.The surfactant forms unimolar micelles and its critical micelle concentrations and aggregation numbers are tabelated for the investigated microenvironment. The main aim of the study was investigating of hydrophobic domains of alkyl derivates of hyaluronan as free places for incorporation hydropbobic solutes in the microenvironment of varying ionic strength. The critical aggregation concentrations were determined by the Pyrene 1:3 ratio method. For the research of micropolarity of alkyl derivates hyaluronan’s domains were selected two concentrations of derivates for the next research of solubilization experiments - the first concentration near the critical aggregation concentration and the second concentration above it. The effect of concentration of Pyrene on a core polarity of derivates was investigated. We discovered the influence of the concentration and the other we found a stationary area of the concentration. In the end we investigated the influence of preparation of solutions of derivates of hyaluronan on the core polarity by the concentration of pyrene which corresponds to the stationary area. The study of solubilization properties of alkyl derivates of hyaluronan is not a simple case as we assumed. When we measured spectra of the absorbance, higher concentration of derivates of hyaluronan belittle absorbance of solubilizates. At the experiment of solubilization with Sudan Red G we found out that Sudan Red G is not able to solubilizate into the hydrophobic core of micelles of hyaluronan’s derivates because of lipophilic or steric effects. We had to change Perylene as a new solubilizate. From the measured emission spectra we found saturation micelles. We can express the solubilization power of hyaluronan’s derivates for the concentration of Perylene. The main aim of the diploma thesis was to determine optimal way of the preparation of hyaluronan’s derivates solutions with required degree of solubilization.

This work deals with the determination of L-carnitine in food supplements. L-carnitine is a substance naturally occurring in organism, essential for metabolism of fatty acids. In food supplements is used especially for reducing body weight as a "fat burner". L-carnitine is popular with athletes for improve athletic performance. While data are not available to support these positive effects of carnitine, the positive results of carnitine supplementation in the medicine were found, mainly on cardiovascular system. The literary part of this study describes the properties and the use of carnitine in the diet of human. Furthermore, a review of methods used for determination of L-carnitine in variety of samples is mentioned. In the experimental section the efficiency of SPE method for preparation matrix of real samples was investigated. A cation exchange solid phase extraction seems to be the most effective. The optimal conditions for isolation of L-carnitine by SPE extraction were not developed. L-carnitine was determined in six various food supplements by reverse phase chromatography with UV/VIS detection.

This Ph.D. thesis is focused on kinetic study of propene and hex-1-ene coordination polymerizations initiated by complex [(2-tBuC6H4)N=C(1,8-naphtalenediyl)C=N(2-tBuC6H4)]NiBr2 activated by simple organoaluminium compounds and on product properties. In first three parts proper activators are chosen in model polymerizations. The attention is paid to the reproducibility of polymerizations and analytical methods. The fourth part is focused on propene polymerization kinetics with the aim to define optimal reaction conditions, especially polymerization temperature and time. The four part concerns also properties of polymers. The fifth and sixth parts deal with hex-1-ene polymerization kinetics conducted at various activator/initiator molar ratios and various catalytic precursor concentrations, to find out kinetic orders with respect to catalyst and cocatalyst concentration. Last part is oriented on detail mechanistic investigation of nickel diimine complexes activation process. Results of measurements in presence or absence of monomer enabled to propose new interpretation of UV-vis spectra based on concrete structures of absorbing species.

This thesis deals with the preparation of the combined alcoholic beverages based on wine and fruit juices. The fruit juices were obtained from the selected fruits as honeysuckle, mulberry, dogwood, rose hips, elderberry, buckthorn and aronia. Some chemical properties e. g. total fenolics, total anthocyanins, vitamin C and sacharides were determined for characterization of the mentioned juices. As well as chemical parameter of juices, the same chemical parameters were determined on wine. There were prepared three sets of combined beverages from wine and juices. The two best evaluated beverages were chosen on the basis of their sensory evaluation. In the end, the same chemical properties were determined in both particular juices and resulting beverages.

This diploma thesis deals with preparation of combined drinks. These drinks consist of white wine and fruit concentrate base. This thesis was divided to 2 parts – senzory and chemical. As a fruit component was chosen aronia concentrate. The first sensory analysis was concentrated on a choice of a suitable white wine for this procedure. Second sensory analysis was focused on aditives. We added citric acid and ascorbic acid to the drinks. Evaluators had to choose the most tasty drinks. Next sensory analysis was dedicated to choice of the right drink composition. The last analysis was focused on choice of right fruit composition. Evaluators had to compare between the drink that was prepared from aronia concentrate or a drink prepared from aronia concentrate and other species of fruits. Their duty was to decide which one is more tasty. Chemical part was dealing with puting individual components of drink preparation to the test. Combined drinks had to undergo chemical tests too.

This thesis is focused on analysis of reduction of ammonium perrhenate using less frequent reducing agents. Ascorbic acid and acetylhydrazine were chosen as less common reducing agents. Reductions were observed leveraging capillary zone electrophoresis and UV/Vis spectroscopy. Measurements were carried out both in acidic and in basic environments. Reduction of peak area of ammonium perrhenate was observed using capillary zone electrophoresis after addition of reducing agent. Rate of absorption of ammonium perrhenate was monitored with UV/Vis spectroscopy. Furthermore, the possibility of shifting the equilibrium of the reaction to the benefit of the reduction products was monitored by the addition of the complexing agent. Py- rogallol (benzene-1,2,3-triol) was used as the ligand and acetylhydrazine was selected as the reducing agent. The reduction was monitored by capillary zone electrophoresis. The identity of the resulting complex was confirmed with ESI/MS. Keywords rhenium, rhenium complexes, ascorbic acid, acetylhydrazine, capillary zone electrophore- sis, UV/Vis spectroscopy, mass spectrometry

Um das Verhalten von Actiniden im Menschen (Stoffwechsel), in geologischen und in biologischen Systemen vorherzusagen, ist es erforderlich deren Speziation genau zu kennen. Zur Bestimmung dieser wird das chemische Verhalten des Urans hinsichtlich Komplexbildungsreaktionen und Redoxreaktionen in Modellsystemen untersucht. Anhand der gewonnenen thermodynamischen Konstanten und dem Redoxverhalten können Risikoabschätzungen für das jeweilige untersuchte System getroffen werden. Das umweltrelevante Uran(IV)-Uran(VI)-Redoxsystem besitzt mit der metastabilen fünfwertigen Oxidationsstufe einen zumeist kurzlebigen Zwischenzustand. Innerhalb dieser Arbeit gelang es erstmalig die Uran(V)-Fluoreszenz mittels laserspektroskopischer Methoden nach zu weisen. Beispielsweise konnte das Bandenmaximum von aquatischem Uranyl(V) im perchlorhaltigem Medium (λex = 255 nm) mit 440 nm, bei einer Fluoreszenzlebensdauer von 1,10 ± 0,02 µs bestimmt werden. Die fluoreszenzspektroskopische Untersuchung eines aquatischen [U(V)O2(CO3)3]5--Komplexes (λex= 255 nm und 408 nm) zeigte bei Raumtemperatur keine Fluoreszenz. Durch Anwendung der Tieftemperaturtechnik wurden bekannte Quencheffekte des Carbonats unterdrückt, so dass bei beiden Anregungswellenlängen ein für Uran(V) typisches Fluoreszenzspektrum im Bereich von 375 nm bis 450 nm, mit Bandenmaxima bei 401,5 nm (λex = 255 nm) und 413,0 nm (λex = 408 nm) detektiert werden konnte. Darüber hinaus konnte bei 153 K (λex = 255 nm) eine Fluoreszenzlebensdauer von 120 ± 0,1 µs bestimmt werden. Untersetzt wurden diese fluoreszenzspektroskopischen Nachweise durch mikroskopische Studien verschiedener Uran(IV)-Festphasen (Uraninit…UO2, Uran(IV) Tetrachlorid…UCl4) und einer sulfathaltigen Uran(IV)-Lösung (UIVSO4). Diese wurden durch kontinuierliche Sauerstoffzufuhr zu Uran(VI) oxidiert. Die ablaufende Oxidation wurde mit dem konfokalen Laser Scanning Mikroskop (CLSM) verfolgt, wobei die Proben mit einer Wellenlänge von 408 nm zur Fluoreszenz angeregt wurden. Die auftretenden Bandenmaxima bei 445,5 nm (UO2), bei 445,5 nm (UCl4) und bei 440,0 nm (UIVSO4) konnten eindeutig der Uran(V)-Fluoreszenz zugeordnet werden. Zur Bestimmung thermodynamischer Konstanten mit Hilfe der Tieftemperaturfluoreszenz wurde zunächst der Einfluss der Temperatur auf das Fluoreszenzverhalten des freien Uranyl(VI)-Ions näher betrachtet. Es zeigte sich, dass mit Erwärmung der Probe (T>298 K) die Fluoreszenzlebensdauer von 1,88 µs (298 K) deutlich absinkt. Die Fluoreszenzintensität verringerte sich dabei um 2,3 % pro 1 K zwischen 273 K und 313 K. Im Gegensatz dazu, steigt die Fluoreszenzlebensdauer um das 150-fache auf 257,9 µs bei einer Verminderung der Temperatur (T <298 K) auf 153 K. Das weitere Absenken der Temperatur (T <153 K) zeigte keinen Einfluss auf die Fluoreszenzlebensdauer. Die Lage der Hauptemissionsbanden des freien Uranyl(VI)-Ions (488,0 nm, 509,4 nm, 532,4 nm, 558,0 nm, 586,0 nm) zeigte bei diesen Untersuchungen keine temperaturabhängige Verschiebung. Die Validierung der Tieftemperaturtechnik zur Bestimmung thermodynamischer Konstanten mittels zeitaufgelöster laserinduzierten Fluoreszenzspektroskopie erfolgte anhand des Uran(VI)-Citrat-Systems. Im Gegensatz zu bisherigen fluoreszenzspektroskopischen Betrachtungen bei Raumtemperatur wurde das Fluoreszenzsignal bei tiefen Temperaturen mit einsetzender Komplexierung nicht gequencht, woraus die Ausprägung einer gut interpretierbaren Fluoreszenz resultierte. Die Analyse der spektralen Daten mit SPECFIT ergaben mit log β101 = 7,24 ± 0,16 für den [UO2(Cit)]--Komplex und log β202 = 18,90 ± 0,26 für den [(UO2)2(Cit)2]2 -Komplex exakt die in der Literatur angegebenen Stabilitätskonstanten. Zudem konnten Einzelkomponentenspektren mit Bandenmaxima bei 475,3 nm, 591,8 nm, 513,5 nm, 537,0 nm und 561,9 nm für den 1:0:1-Komplex und 483,6 nm, 502,7 nm, 524,5 nm, 548,1 nm und 574,0 nm für den 2:0:2-Komplex und Fluoreszenzlebensdauern von 79 ± 15 µs (1:0:1) und 10 ± 3 µs (2:0:2) bestimmt werden. Zur Modellkomplexierung des Uran-Citrat-Systems wurde in dieser Arbeit auch das Komplexbildungsverhalten von U(IV) in Gegenwart von Citronensäure untersucht. Hierbei wurden über den gesamten pH-Wertbereich gelöste Uran-Citrat-Spezies spektroskopisch nachgewiesen und die Stabilitätskonstanten sowie die Einzelkomponentenspektren für die neu gebildeten Uran(IV) und (VI)-Spezies bestimmt. Für die neu gebildeten Citrat-Komplexe des sechswertigen Urans wurden Komplexbildungskonstanten von log β203 = 22,67 ± 0,34 ([(UO2)2(Cit)3]5-) und log β103 = 12,35 ± 0,22 ([UO2(Cit)3]7-) und für die Komplexe des vierwertigen Urans von log β1-21 = -9,74 ± 0,23 ([U(OH)2Cit]-) und log β1 31 = -20,36 ± 0,22 ([U(OH)3Cit]2-) bestimmt. Untersuchungen zum Redoxverhalten von Uran in Gegenwart von Citronensäure zeigten unter aeroben und anaeroben Versuchsbedingungen eine photochemische Reduktion vom U(VI) zu U(IV), welche spektroskopisch nachgewiesen werden konnte. Dabei zeigt speziell die Reaktion unter oxidierenden Bedingungen, welchen großen Einfluss vor allem organischen Liganden auf das chemische Verhalten des Urans haben können. Sowohl die Reduktion unter O2- als auch die unter N2-Atmosphäre, weisen ein Maximum bei einem pH Wert von 3,5 bis 4 auf. Unter anaeroben Bedingungen reduziert die Citronensäure mit ca. 66 %, 14 % mehr Uran(VI) zu Uran(IV) als unter anaeroben Bedingungen mit ca. 52 %. Ab einem pH-Wert von 7 konnte eine Reduktion nur unter sauerstofffreien Bedingungen festgestellt werden. Die Wechselwirkung von U(VI) in Gegenwart von Glucose wurde hinsichtlich Reduktion und Komplexierung des Uran(VI) betrachtet. Mit Hilfe der zeitaufgelösten laserinduzierten Fluoreszenzspektroskopie bei tiefen Temperaturen wurde dabei ein Uranyl(VI)-Glucose-Komplex nachgewiesen. Die Komplexierung wurde lediglich bei pH 5 beobachtet und weist eine Komplexbildungskonstante von log βI=0,1 M = 15,25 ± 0,96 für den [UO2(C6H12O6)]2+-Komplex auf. Mit einer Fluoreszenzlebensdauer von 20,9 ± 2,9 µs und den Hauptemissionsbanden bei 499,0nm, 512,1 nm, 525,2 nm, 541,7 nm und 559,3 nm konnte der Uranyl(VI)-Glucose-Komplex fluoreszenzspektroskopisch charakterisiert werden. Unter reduzierenden Bedingungen wurde, ab pH-Wert 4 eine auftretende Umwandlung vom sechswertigen zum vierwertigen Uran durch Glucose in Gegenwart von Licht beobachtet. Der Anteil an gebildetem Uran(IV) steigt asymptotischen bis zu einem pH-Wert von 9, wo das Maximum mit 16 % bestimmt wurde. Als Reaktionsprodukt der Redoxreaktion wurde eine Uran(VI)-Uran(IV)-Mischphase mit der Summenformel [UIV(UVIO2)5(OH)2]12+ identifiziert. Mit Hilfe der cryo-TRLFS wurde, durch Verminderung von Quencheffekten die Uranspeziation in natürlichen Medien (Urin, Mineralwasser) direkt bestimmt. Proben mit Uran Konzentrationen von < 0,1 µg/L konnten dadurch analysiert werden. In handelsüblichen Mineralwässern wurde die zu erwartende Komplexierung durch Carbonat nachgewiesen. Im Urin zeigte sich in Abhängigkeit vom pH-Wert eine unterschiedliche Uranspeziation. Die fluoreszenzspektroskopische Untersuchung wies bei niedrigerem pH Wert (pH<6) eine Mischung aus Citrat- und Phosphat-Komplexierung des U(VI) und bei höheren pH-Wert (pH>6) eine deutliche Beteilung von Carbonat an der Komplexierung auf. Diese Ergebnisse stehen in sehr guter Übereinstimmung mit theoretischen Modellrechnungen zur Uranspeziation im Urin. Die in dieser Arbeit gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass für eine zuverlässigere Prognose des Urantransportes in Geo- und Biosphäre in Zukunft nicht nur Betrachtungen zur Komplexchemie, sondern auch zum Redoxverhalten des Urans nötig sind, um die Mobilität in der Natur richtig abschätzen zu können.:I. Zusammenfassung XI II. Summary XV III. Danksagung XIX 1. Motivation und Zielstellung 1 2. Grundlagen 2 2.1. Zur Chemie des Urans 2 2.1.1. Uran im aquatischen System 2 2.1.2. Redoxchemie des Urans 7 2.2. Citronensäure 10 2.3. Glucose 16 2.4. Komplexbildungskonstanten 22 3. Spektroskopie 28 3.1. Spektroskopie des Urans 30 3.1.1. UV/VIS-Spektroskopie 30 3.1.2. Zeitaufgelöste laserinduzierte Fluoreszenzspektroskopie 32 3.1.3. Infrarot-Spektroskopie 36 3.1.4. Spektroskopie bei tiefen Temperaturen 38 3.2. Spektroskopie organischer Verbindungen 40 4. Ergebnisse und Diskussion 43 4.1. Zur Fluoreszenz des Urans 43 4.1.1. Uran(V)-Fluoreszenz 43 4.1.1.1. Nachweis der Uran(V)-Fluoreszenz 43 4.1.1.2. Mikroskopische Visualisierung der Uran(V)-Fluoreszenz 47 4.1.1.3. Verifizierung der Anregungswellenlänge 408 nm 50 4.1.2. Temperaturabhängigkeit der Fluoreszenz des freien Uranyl(VI)-Ions 52 4.2. Wechselwirkung von Uran mit Citronensäure 54 4.2.1. Uran(VI)-Komplexierung durch Citronensäure 54 4.2.1.1. Photochemische Stabilität 54 4.2.1.2. Spektroskopische Untersuchung zur Uran(VI) Komplexierung durch Citronensäure 55 4.2.1.3. Bestimmung der Komplexbildungskonstanten 63 4.2.2. Uran(IV)-Komplexierung mit Citronensäure 68 4.2.2.1. Spektroskopische Untersuchung zur Uran(IV) Komplexierung durch Citronensäure 68 4.2.2.2. Bestimmung der Komplexbildungskonstanten zwischen Uran(IV) und Citronensäure 69 4.2.3. Uran(VI)-Reduktion durch Citronensäure 72 4.3. Wechselwirkung von Uran mit Glucose 79 4.3.1. Komplexierung von Uran(VI) mit Glucose 79 4.3.1.1. Photochemische Stabilität 79 4.3.1.2. pH-Abhängigkeit der Komplexierung 82 4.3.1.3. Bestimmung der Komplexbildungskonstante 89 4.3.2. Reduktion von Uran(VI) durch Glucose 92 4.3.2.1. pH-Abhängigkeit 92 4.3.2.2. Identifizierung der Reaktionsprodukte der Redoxreaktion 94 4.3.2.3. Reduktion durch verschiedene Zuckerderivate 97 4.3.2.4. Reduktion im gepufferten System 99 4.4. Zur Bestimmung der Uranspeziation in natürlichen Proben 101 5. Anwendung der Erkenntnisse auf die zukünftige Betrachtung uranhaltiger Umweltsysteme 108 5.1. Komplexbildungsreaktionen 108 5.2. Redoxreaktionen 112 6. Experimenteller Teil 115 6.1. Chemikalien 115 6.2. Bestimmung der molaren Extinktionskoeffizienten von Uran(IV) 116 6.3. Uran(V)-Fluoreszenz 119 6.4. Temperaturabhängigkeit der Uranyl(VI)-Fluoreszenz 120 6.5. Stabilität citronensäurehaltigen Uranyl(VI)-Lösungen 120 6.6. Komplexierung zwischen Uran(VI) und Citronensäure 121 6.7. Komplexierung zwischen Uran(IV) und Citronensäure 122 6.8. Reduktion von Uran(VI) durch Citronensäure 122 6.9. Stabilität glucosehaltigen Uranyl(VI)-Lösungen 122 6.10. Komplexierung zwischen Uran(VI) und Glucose 123 6.11. Reduktion von Uran(VI) durch Glucose 124 6.12. Uran in natürlichen Proben 125 7. Geräte 127 7.1. Lasersysteme 127 7.2. UV/VIS-System 129 7.3. IR-Systeme 129 7.4. Neonlicht 131 7.5. Elementaranalysen 131 7.6. pH-Wert-Messung 132 7.7. Experimente unter Inertgas 132 7.8. Proben schütteln 132 7.9. Probenzentrifugation 132 8. Literaturverzeichnis 133 9. Abkürzungen und Symbole 147 10. In Verbindung mit dieser Arbeit entstandene Publikationen 151