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Probengeber für Analysengeräte Zusatz zu Patent (Patentanmeldung
P 15 98 176.7) Das Hauptpatent r 15 98 17&7betrifft ein Verfahren zum Aufgeben
flüssiger oder fester Proben in Analysengeräten mit diskreter Probenaufgabe, bei
welchem die Probe in ein Metallgefäß durch mechanische Verformung desselben eingeschlossen
wird und bei welchem dieses Metallgefäß in das Durchflußsystem im beheizten Einlaßteil
eingebracht und dort zerstört wird. Diese Zerstörung des Metallgefäßes erfolgt nach
dem Verfahren des e inm Hauptpatentes dadurch, daß das Metallgefäß in Einlaßteil
durchstochen, von Transportgas ausgespült und vor Beginn der nächst folgenden Analyse
aus dem Durchflußsystem entfernt wird. Zur Durchführung dieses Verfahrens beschreibt
das Hauptpatent einen Probengeber mit einer Patrone in Gestalt einer langen Stange,
die am Ende eine einwärts federnde Aufnahme für das die Probe enthaltende Metallgefäß
(Kapsel) aufweist und in dem Dosiersystem gegen einen Dorn beweglich ist, der die
Kapsel in definierter Form durchsticht. Der Dorn weist dabei einen Transportgaskanal
auf, so daß nach Durchstechen der Kapselwandung das Transportgas in die Kapsel strömt
und die
Probe in das System spült. Bei der Ausführungsform nach
dem Hauptpatent wird die Patrone zur Aufnahme einer Kapsel herausgezogen und die
Kapsel manuell eingesetzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren nach dem Hauptpatent
..... (Patentanmeldung P 15 98 176.7) zu automatisieren.
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Die Erfindung betrifft somit einen Probengeber für Analysengeräte
mit diskreter Probenaufgabe zum Aufgeben flüssiger oder fester Proben, wobei die
Proben in Metallgefäßen (Kapseln) durch mechanische Verformung derselben eingeschlossen
und die Kapseln in jeweils einer Reihe in Magazinen gehaltert sind, enthaltend einen
Kapselhalter (Patrone), der an seinem Ende eine Aufnahme für die Kapseln aufweist
und in einen Singangsteil des Analysengerätes hineinbewegbar ist, und einen feststehenden
Dorn, der in dem Einlaßteil im Bereich von Einlaßöffnungen des Analysengerätes gleichachsig
zu der Aufnahme angeordnet ist und einen Transportgaskanal aufweist. Bin solcher
Probengeber ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch: a) eine Führung für die Magazins,
b) einen Transportmechanismus zum schrittweisen Fördern der Magazine durch die Führung,
c) einen Ausschubmechanismus zum Herausschieben der Kapseln aus den Magazinen, d)
einen schrittweise um 1800 verdrehbaren Drehkopf, an welchem um 1800 gegeneinander
winkelversetzt ein Paar von axial sich erstreckenden Patronen vorgesehen ist, von
denen jeweils eine mit dem Ausschubmechanismum und eine mit dem Dorn fluchtet,
e)
ein Vorschubme chanismus an dem Drehk-opf zum Vor- und Zurückbewegen der jeweils
mit dem Dorn fluchtend angeordneten Patrone und f) einen Auswerfer zum Auswerfen
der durchstochenen Kapsel beim Zurückbewegen der letzteren Patrone.
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Bei einer solchen Anordnung werden die Magazins in die Führung eingesetzt
und von dem Transportme chanismus schrittweise durch die Rührung hindurchgefördert.
Der Ausschubmechanismus schiebt nacheinander die Kapseln aus den Magazinen in die
Aufnahme einer Patrone. Die Patrone wird dann um 180° verdreht, so daß sie mit dem
Dorn fluchtet. Durch den Vorschubmechanismus wird dann die Patrone vorgeschoben,
so daß die Kapsel von dem Dorn aufgestochen und die Probe in das System gespült
wird. Nach Ablauf der Analyse wird die Patrone mit der Kapsel zurückbewegt, wobei
durch den Auswerfer die durchstochene Kapsel aus der Patrone entfernt wird. Die
andere um 180° dazu versetzte Patrone steht währenddessen vor dem Ausschubmechanismus
und erhält die nächste Kapsel aus dem Magazin, welches inzwischen durch den Transportmechanismus
um einen Schritt vorwärts bewegt ist. Der Zyklus wiederholt sich dann bis sämtliche
Kapseln in dem Magazin in der beschriebenen Weise verarbeitet sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme
auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert: Figur 1 ist eine Ansicht von der
Rückseite eines bei einem Probengeber nach der Erfindung verwendeten Magazins, Figur
2 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt längs der Linie A-3 von Figur 1 mit
einer in dem Magazin sitzenden Probenkapsel,
Figur 3 ist eine Ansicht
von oben in Figur 1 gesehen und Figur 4 ist eine zugehörige Vorderansicht, Figur
5 ist eine perspektivische Darstellung der Magazinführung, Figur 6 zeigt schematisch
in Seitenansicht den Drehkopf mit den Patronen den Einlaßteil des Analysengerätes
und den Ausschubmechanismus, Figur 7 ist eine schematische Darstellung des Transport-
und Ausschubmechanismus, Figur 8 zeigt die Magazinauffangeinrichtung, Figur 9 ist
eine perspektivische Darstellung und zeigt den Auswerfermechanismus, Figur 10 ist
ein Flußbild und veranschaulicht die Steuerung der beschriebenen Mechanismen Figur
11 zeigt einen Schnitt ähnlich Figur 6 durch eine konstruktive Ausführung eines
Probengebers nach der Erfindung und Figur 12 zeigt eine Einzelheit von rechts in
Figur 11 gesehen.
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Mit 10 ist ein Magazin bezeichnet, wie es bei einem Probengeber nach
der Erfindung verwendet wird. Dieses Magazin enthält eine Reihe von jeweils zehn
Bohrungen 12 zur Aufnahme von Probenkapseln 14. Die Probenkapseln 14 sind kleine
Metallgefäße, beispielsweise aus Aluminium oder Gold, die nach dem Füllen zusammengequetscht
und durch Kaltverschweißung verschlossen sind. Dabei bildet sich ein Rand 16. Dieser
Rand liegt in einer Rinne 18 des Magazins, so daß eine eindeutige Orientierung der
Kapseln in dem Magazin gewährleistet ist.
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Die Kapseln 14 liegen in den Ausnehmungen 12 an einer Schulter 20
an. Eine Bohrung 22 von der anderen Seite des Magazins her mündet auf-dem Grunde
der Ausnehmung 12. Auf der Rückseite des Magazins 10 sind außerdem eine Reihe von
parallelen Nuten 24 sowie eine Führungsnut 26 vorgesehen.
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Ein Herausfallen der Kapseln 14 aus den Ausnehmungen 12 wird durch
seitlich gegen die Kapseln 14 drückende Haltefedern 28 verhindert. Das Magazin 10
weist außerdem Löcher 30 auf, die teilweise abgedeckt sind, wie bei 3.1 gezeigt
ist, in einer Reihe angeordnet sind und nach irgendeinem Code zur Identifizierung
der betreffenden Kapsel dienen. Wie aus Figuren 1 und 4 ersichtlich ist, sind diese
Löcher durchgehend, so daß sie, wie noch beschrieben werden wird, durch eine Lichtschranke
abgetastet werden können.
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Die Magazine werden mit den Kapseln bestückt und diese durch eine
(nicht dargestellte) Vorrichtung gefüllt und verschlossen. Die Magazine werden dann
in den automatischen Probengeber eingesetzt, und zwar auf eine Rutsche 32. Die Rutsche
32 weist eine Führungsleiste 34 auf, die in die Führungsnut 26 eingreift, so daß
die Magazine klemmungsfrei auf der Rutsche geführt sind. Die Magazine werden übereinander
auf die Rutsche gesetzt, wobei das jeweils unterste von einem Transportmechanismus
in
einen Magazinführungskanal 36 schrittweise gefördert wird. Dieser Magazinführungskanal
36 schließt sich unten seitlich an die Rutsche an. Der Transportmechanismus weist
eine Stiftscheibe 38 auf, die zwei einander diametral gegenüberliegende Stifte 40,
42 aufweist. Jeweils einer der Stifte greift in eine der Nuten 24 ein und transportiert
das Magazin bei einer Drehung um 180° um einen dem Abstand der Ausnehmungen 12 für
die Aufnahme der Kapseln 14 entsprechenden Schritt. Wenn dabei der Stift 42 aus
der einen Nut 24 austritt, tritt der andere Stift, z.B. 40, in die nächst folgende
Nut ein, so daß das Magazin stets in definierter Weise in dem Magazinführungskanal
36 gehalten ist. Wenn das Magazin auf der Rutsche 32 nach unten gleitet und dann
an der Anschlagleiste 44 zur Anlage kommt, dann betätigt es in dieser mit der Rutsche
32 fluchtenden Lage einen Mikroschalter 46. Der Mikroschalter 46 löst eine photoelektrische
Auslesung der durch die Löcher 30 bzw. 31 codierten Magazinzahl aus, mit welcher
das Magazin identifiziert wird. Zu diesem Zweck ist eine Leiterplatte mit vier Lampen
48 auf der Rückseite der Magazinführung vorgesehen, welche die vier Löcher 30 bzw.
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31 durchleuchten und (in Figur 5 nicht dargestellte) photoelektrische
Empfänger auf der Vorderseite des Magazinführungskanals belichten oder nicht belichten,
je nach dem, ob die Löcher frei oder abgedeckt sind. Die Empfänger liefern dann
ein codiertes Signal zur Identifizierung des betreffenden Magazins.
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Mit 50 ist ein Ausschubstift bezeichnet, der in die Bohrungen 22 der
Magazine 10 hineinfährt und die betreffende Kapsel 14 aus dem Magazin heraus und
in die Aufnahme einer davor angeordneten Patrone hineinschiebt. Der Transport und
Ausschubmechanismus ist in Figur 7 schematisch dargestellt.
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Der Transport- und Ausschubmechanismus wird von einem Motor 52 angetrieben.
Auf der Welle des Motors 52 sitzt eine Nockenscheibe 54, welche einen Vorschub des
Ausschubstifts 50 bewirkt. Auf der Welle 53 des Motors 52 sitzt ferner eine Scheibe
56 mit einem Zahnsegment 58. Das Zahnsegment 58 ist in Eingriff mit einem Zahnrad
60 auf einer zu der Welle 53 parallelen Welle 62. Die Welle 62 treibt über Kegelräder
64, 66 die Welle 68 der Stift scheibe 38. Auf der Welle 62 sitzt ferner eine Rastenscheibe
70 mit zwei diametral einander gegenüberliegenden Kerben 72, in welche eine Raste
74 eingreift. Auf der Welle 53 sitzt eine weitere Nockenscheibe 76, durch welche
ein Mikroschalter 78 betätigbar ist. Bei einer vollen Umdrehung des Motors 52 wird
über das Zahnsegment 58 eine Drehung der Stiftscheibe 38 um 1800 bewirkt, in welcher
Stellung dann die Raste 74 in eine Kerbe 72 einrastet und die Stiftscheibe 38 somit
in dieser Stellung hält. Bei einer weiteren Drehung des Motors 52 wird dann der
Stift 50 nach vorn geschoben, dringt in die Bohrung 22 des Magazins 10 ein und drückt
die Kapsel 40 aus dem Magazin heraus und in die Aufnahme der Patrone. Nach einer
vollen Umdrehung wird durch die Nockenscheibe 76 der Mikroschalter 78 betätigt und
der Motor bis zum nächsten Fortschaltimpuls stillgesetzt.
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Wie aus Figur 5 ersichtlich ist, ist die Führungsleiste 34 unsymmetrisch
zu der Rutsche 32 angeordnet. Ebenso sitzt die Führungsnut 26 unsymmetrisch in dem
Magazin. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Magazine stets in der richtigen
Lage auf die Rutsche 32 aufgesetzt werden, so daß die Löcher 22 sich vor dem Ausschubstift
50 befinden. Wie aus Figur 5 weiter ersichtlich ist, liegt der Stift 42 in der Endstellung
in der gleichen Ebene wie der Ausschubstift 50, so wie auch die Löcher 22 jeweils
in der gleichen Ebene wie die Nuten 24 liegen. Der Abstand der Stifte 42 und 40
In
dieser Lage entspricht dem Abstand aufeinanderfolgender Nuten 24.
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Figur 8 zeigt in Draufsicht die Magazinauffangeinrichtung: Diese sitzt
am Ende des Magazinfffkrungskanals 32. Die leeren Magazine werden von dem Transportmechanismus
gegen eine Feder 80 in einem Auffangbehalter 82 gedruckt, die das Magazin tO so
weit verschiebt, daß das nächst folgende Magazin nachrücken kann. Die Magazine legen
sich dann an eine L-fUrmige Blattfeder 84 an, die sich entsprechend der Füllung
des Behälters 82 verschwenkt.
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In Figur 6 ist die Nockenscheibe 54 erkennbar, die auf der Welle 53
liegt. An der Nockenscheibe 54 sitzt der Stift 50 mit einem Teller 51 aa Der Stift
50 ist in der Wandung 86 geführt. Er drückt die Kapsel 14 in eine Aufnahme 88 einer
Patrone 90. Die Patrone 90 weist eine Stange 92 auf, die an ihrem Ende die radial
nach außen federnde Aufnahme 88 fEr die Kapsel 14 hält. Die Kapsel 14 wird in diese
Aufnahme 88 hineingedrückt und dort festgehalten. Der Stift 50 bewegt sich wieder
zuriick, bevor ein Vorschub des Magazins tO erfolgt, Wie in Figur 6 angedeutet ist,
wird die Patrone 90 von einem Patronenhalter 94 gehalten und sitzt an einem Drehkopf
96.
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Der Drehkopf 96 weist zwei solche Patronen 90 bzw. 90" auf und ist
um 180° - wie angedeutet - verdrehbar. Zentral zu dem Drehkopf sitzt an einer Säule
98 ein Transportband 100 mit einem Mitnehmer 102. In der in Figur 6 oberen Stellung
ist die Patrone wie dargestellt fest. Nach einer Drehung um 1300 greift der Mitnehmer
102 in den Patronenhalter der Patrone ein und nimmt diese nach links in Figur 6
mit, wie das an der Patrone 90' im Patronenhalter 94' gezeigt ist. Damit wird die
in der
Patrone 90' gehaltene Kapsel 14' auf einen Dorn 106 in dem
Einspritzblock des Analysengerätes aufgedrückt. Dieser Dorn 106 sitzt in einem Verdampferrohr
108, welches durch die hineinfahrende Stange 92' nach außen praktisch abgeschlossen
wird. Der Dorn enthält einen Transportgaskanal, dem Transportgas über eine Leitung
110 zugeführt wird. Dieses Transportgas spült die Kapsel aus und spült die Probe
über (nicht dargestellte) Durchbrüche seitlich von dem Dorn 106 in das System.
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In der dargestellten Lage verbleibt die Patrone 92 für die Dauer der
Analyse, so daß das System abgeschlossen bleibt.
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Anschließend wird wieder über den Mitnehmer 102 die Patrone 90' zurückgefahren,
wobei über einen Auswerfer 112, der hinter die Kapsel 14' geschwenkt wird, diese
aus der Patrone entfernt wird.
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Die Patrone selbst mit der Aufnahme für die Kapsel und der Dorn können
im wesentlichen der Anordnung nach dem Hauptpatent ..... (Patentanmeldung P 15 98
176.7) entsprechen.
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Die leere Patrone 90' wird jetzt um 1800 verschwenkt, so daß sie mit
dem Stift 50 fluchtet, während die inzwischen gefüllte Patrone 90 jetzt in die untere
Probengabestellung fluchtend mit dem Dorn 106 gebracht wird. Hier kann sich der
beschriebene Vorgang wiederholen, während andererseits das Magazin 10 um einen Schritt
vorwärts bewegt ist, so daß der Stift 50 die nächste Kapsel 14 in die. Patrone einschieben
kann.
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Der Auswerfermechanismus ist in Figur 9 perspektivisch dargestellt.
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Wie aus Figur 9 am besten ersichtlich ist, enthält die Aufnahme für
die Kapsel 14 an der Stange 92 vier nach innen federnde Finger 114, zwischen denen
Schlitze 116 gebildet sind. Der
Auswerfer 112 ist ein hakenförmiger
Körper, der an einem 3ügel 118 angebracht ist. Der Bügel 118 ist an einem Block
120 um eine Achse 122 schwenkbar gelagert. Die Verschwenkung des Auswerfers 112
erfolgt mittels eines Drehmagneten 124 über einen Kurbeltrieb 126, der in einen
Schlitz 128 des Bügels lis eingreift. Der Auswerfer 112 wird durch eine Feder 130
zurückgezogen0 Der Blcok 120 ist gegenüber der Basis 132 auf Führungen 134 beweglich,
und zwar gegen die Wirkung einer Rückholfeder 1360 Wenn bei der Bückbewegung der
Patrone 90 in Richtung des Pfeiles 138 der Auswerfer 112 ordnungsgemäß hinter die
Kapsel 14 gegriffen hat, dann übt diese Kapsel, die federnd von den Armen gehalten
ist, auf den Auswerfer 112 einen Zug aus. Der Block 120 mit dem Auswerfer 112 bewegt
sich etwas nach oben. Dadurch wird ein Mikroschalter 140 betätigt, der ein Kontrollsignal
liefert und anzeigt, daß tatsächlich der Auswerfer 112 hinter die Kapseln 14 gegriffen
und einen Widerstand gefunden hat.
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Figur 11 zeigt die konstruktive Ausführung des Drehkopfes 96.
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Der Drehkopf 96 enthält zwei Ringe 142, 144, welche durch zwei Paare
von Führungsetangen 146 bzw. 148 miteinander verbunden sind. Auf dem Stangenpaar
146 bzw. 148 sind die Patronenhalter 94 bzw. 94' geführt. Die Patronen enthalten
die Stangen 92, die mit einem Bund 150 an den Patronenhaltern 94 anliegen und in
diesen durch Schrauben 152 gesichert sind, welche in Ausnehmungen der Stange 92
eingreifen. Die Ringe 142 und 144 sind auf der Säule 98 drehbar gelagert, welche
auch die Transportkette 100 trägt, die über Rollen 158, 158' geführt ist. Am Ende
der Säule sitst ein Kopf 156. Dieser Kopf 156 greift mit einer Nase 157 in der oberen
Stellung der Patrone 90 in eine Nut 160 des Patronenhalters 94 ein,
so
daß die~Patrone in axialer Richtung unbeweglich gehalten wird. In der unteren Stellung
der Patrone greift in diese Nut der Mitnehmer 102 der Transportkette 100 ein.
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Der Ring 142 trägt eine Verzahnung, über welche der Ring 142 und damit
der Drehkopf 96 von einem Motor verdrehbar ist.
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Eine Lichtschranke, bestehend aus einer Lichtquelle 162 und einem
photoelektrischen Empfänger 164 durchleuchtet die Aufnahme 88 für die Kapsel 14,
und zwar in der Porm, daß ein Lichtstrahl durch einen Schlitz 116 am Ende der Stange
92 hindurchfällt. Wenn in der Aufnahme eine Kapsel 14 sitzt, dann wird die Lichtschranke
unterbrochen. Es läßt sich auf diese Weise eine Kontrolle gewinnen, ob eine Kapsel
aus dem Magazin 10 in die Aufnahme 88 geschoben worden ist.
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Figur 10 veranschaulicht die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung
in einem Signalflußbild. Zu Beginn wird die Kapsel 14 in die Patrone 90 geschoben.
Die Lichtschranke 162, 164 kontrolliert,ob die Patrone geladen ist. Wenn dies nicht
der Fall ist, dann ist das ein Anzeichen dafür, daß die betreffende Stelle in dem
Magazin leer war. Es wird infolgedessen das Magazin um einen Schritt fortgeschaltet
(durch Einschalten des Motors 52), worauf sich der beschriebene Prozeß wiederholt.
Wenn eine Probenkapsel in die Patrone 90 geschoben worden ist, dann erfolgt eine
Identifizierung der Probe. Die untere Patrone, die vorher eine Probe in das Gerät
eingeführt hat, wird zurückgezogen und die leere Kapsel ausgeworfen. Es erfolgt
eine Kontrolle mittels des Mikroschalters 140, ob die letztere Patrone leer ist.
Wenn dies nicht der Fall ist, wird das Gerät stillgesetzt und ein Alarm ausgelöst.
Ist die Patrone leer, dann wird die untere Patrone in die obere Stellung verdreht.
Dafür wird die obere Patrone nach unten gedreht
und mit der hineingeschobenen
Kapsel in den Einlaßteil des Gerätes eingeführt und durch den Dorn aufgestochen.
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Dabei ist ein Unterschied zu beachten zwischen gepackten und Kapillarsäulen.
Bei gepackten Säulen kann die Patrone mit der Kapsel sofort bis zu dem Dorn eingeführt
werden.
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Bei Kapillarsäulen muß die Patrone in einer Zwischenstellung verharren,
um zunächst einmal ein Strömungsgleichgewicht wieder sich einstellen zu lassen.
Erst dann erfolgt das weitere Einschieben der Patrone.
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In dieser Zwischenstellung kann gegebenenfalls auch eine Reaktion
der Probe in der Kapsel selbst stattfinden, da die Probe mit der Kapsel sich schon
in dem beheizten Einlaßteil befindet. Es wird dann geprüft, ob die zuletzt dosierte
Kapsel die letzte Kapsel in dem Magazin war. In diesem Falle wird das Gerät abgeschaltet.
Anderenfalls wird das Magazin einen Schritt weiterbewegt,und der geschilderte Zyklus
läuft erneut ab.
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Die nur teilweise Einführung der Patrone in den Einlaßteil, so daß
in der geschlossenen Kapsel eine Reaktion stattfinden kann, wie es im Zusammenhang
mit Figur 10 beschrieben ist, bringt für manche Anwendungen besondere Vorteile.
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Zahlreiche Substanzen sind für die gas-chromatographische Analyse
nur in Form flüchtiger Derivate geeignet, da sie in der ursprünglichen Form nicht
unzersetzt verdampfbar sind, wie z.B. Kohlehydrate und Aminosäuren. Häufig werden
aber auch Substanzen, die in der ursprünglichen Porm zwar gaschromatographierbar
sind, erst in Derivate übergeführt, wie z.B. Steroide, da damit eine Reihe von praktischen
Vorteilen gewonnen wird, wie z.B. höhere Flüchtigkeit, wodurch die Arbeitstemperatur
des Gas-Chromatographen erniedrigt werden
kann, was wiederum die
Gefahr von Zersetzungen auf der gas-chromatographischen Säule verringert. In vielen
Fällen ergeben besonders polare Substanzen im Chromatogramm Peaks mit Tailing, wodurch
die quantitative Auswertung unsicher wird; durch geeignete Derivate lassen sich
symmetrische Peaks erhalten, die mit besserer Genauigkeit ausgewertet werden können.
Durch die Herstellung geeigneter Derivate läßt sich in vielen Fällen auch die Empfindlichkeit
vergrößern, wie z.B. bei der Verwendung von Chloracetaten bei Steroiden, die bei
Verwendung eines ECD auf Grund des Halogengehaltes sowohl empfindlicher als auch
selektiver nachgewiesen werden können.
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Aus den oben angeführten Gründen ist die Verwendung von Derivaten
für die gas-chromatographische Analyse ein weit verbreitetes Verfahren in der analytischen
Chemie, wobei besonders die Veresterung, Siylierung, Acetylierung häufig angewendet
werden und zu den Standardmethoden zählen.
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Soweit die Derivatbildung auf chemischen Umsetzungen beruht, werden
sie in der Regel nach bekannten Verfahren in den Ublichen Reaktionsgefäßen durchgeführt,
d.h. getrennt und unabhängig von der gas-chromatographischen Apparatur. Nach beendeter
Umsetzung werden aus der Reaktionsmischung, die gegebenenfalls noch einer der üblichen
chemischen Reinigungamethoden unterworfen werden kann, aliquote Teile für die gas-chromatographische
Analyse entnommen.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dient das Reaktionsgefäß gleichzeitig
zur verlustlosen Überführung der Proben in den Gas-Chromatographen. Das Verfahren
ist dadurch gekennzeichnet, daß die chemischen Reaktionen für die Derivatbildung
in der
Kapsel selbst durchgeführt werden. Bevor die Kapsel geschlossen
wird, ist es möglich, Lösungsmittel oder Reagenzien in einem Trockenstickstoffstrom
abzublasen und die Lösung auf diese Weise zur Trockne einzudampfen. Nach dem Schließen
der Kapsel kann diese als Mikroautoklav verwendet werden, und es können dann chemische
Umsetzungen durchgeführt werden, die sowohl Druck als auch erhöhte Temperatur erfordern.
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Für die Durchführung der Reaktionen ergeben sich zwei Möglichkeiten:
1. Die gefüllte und geschlossene Kapsel kann in einem gesonderten und vom Gas-Chromatographen
unabhängigen Ofen auf die erforderliche Temperatur gebracht werden.
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2. Als geeigneter Ofen kann auch der geheizte Einspritzblock des Gas-Chromatographen
selbst verwendet werden.
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In diesem Fall bleibt die Kapsel während der für die Reaktion erforderlichen
Zeit im geheizten Einspritzblock und wird nach der abgelaufenen Reaktionszeit zur
Probenentnahme nach der üblichen Methode durch den Dorn geöffnet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Vorteile gekennzeichnet:
1. Die Probe wird nach der Derivatbildung quantitativ in den Gas-Chromatographen
übergeführt.
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2. Häufig müasen hydrolyseempfindliche Derivate verwendet werden,
die z.B. Silylester, Silyläthergruppen oder trifluoracetylierte Hydroxyl- und Sulfhydrylgruppen
enthalten, die bereits durch die Luftfeuchtigkeit wieder hydrolysiert werden. Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren befinden
sich die Substanzen vom
Zeitpunkt der Derivatbildung an in-der geschlossenen Kapsel und sind damit hermetisch
vom Einfluß der Luftfeuchtigkeit abgeschlossen. Das Öffnen der Kapsel und die gas-chromatographische
Trennung der Komponenten findet in der inerten Atmosphäre des Gas-Chromatographen
statt. Durch diese Arbeitsweise sind Substanzverlust oder Verfälschungen der Probenzusammensetzung
durch partielle Hydrolyse ausgeschlossen, und darüberhinaus wird die Handhabung
derart empfindlicher Substanzen derart vereinfacht, daß sich dieses Verfahren gut
für Routineuntersuchungen eignet.
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3. Dadurch, daß die Derivatbildung bereits in einem geschlossenen
System erfolgt, lassen sich auch Derivate mit einem niedrigen Siedepunkt verwenden,
die im üblichen Fall für quantitative Analysen nicht geeignet sind, da sie auf Grund
der hohen Flüchtigkeit bereits vor der Dosierung in den Gas-Chromatographen beispielsweise
verdampfen und dadurch die Probenzusammensetzung verändern. Aus diesem Grunde werden
z.B. für die gas-chromatographische Aminosäurenanalyse nach dem Verfahren von Gehrke
et al (Quantitative Gas-Liquid Gas-Chromatography of Amino Acids in Protein and
Biological Substances, Analytical BioChemistry Laboratories Inc., Columbia Missouri
65 201/ 1968) anstelle der Methylester die NTPA-Aminosäurebutylester verwendet,
die durch Umesterung aus den entsprechenden Methylestern hergestellt werden müssen.
Bei Verwendung der Kapsel läßt sich dieser zusätzliche Reaktionsschritt vermeiden,
und es können die NTEA-Aminosäuremethylester, wie das folgende Anwendungsbeispiel
zeigt, verwendet werden.
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Anwendungsbeispiele: Gas-chromatographische Analyse von NTFA-Aminosäuremethylestern
Zur quantitativen Aminosäureanalyse werden Peptide bzw.
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Proteine in den meisten Fällen einer sauren Totalhydrolyse unterworfen,
und die Aminosäuren liegen dann in Form der Hydrochloride vor. Durch anschließende
Veresterung mit methanolischer Salzsäure werden sie in die Methylesterhydrochloride
übergeführt. für die gas-chromatographische Analyse müssen diese Methylesterhydrochloride
in die NTFA-Aminosäuremethylester übergeführt werden.
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In den vorliegenden Anwendungsbeispielen wurden die Methylesterhydrochloride
der drei Aminosäuren L-Alanin, L-Valin und L-Phenylalanin als Ausgangssubstanzen
verwendet. Eine Lösung dieser drei Verbindungen in Methanol wurde in die Kapsel
gegeben und die Lösungsmittel im trocknen Stickstoff verdampft. Zu dem Trockenrückstand
wurde 1 I einer Mischung aus gleichen Teilen Trifluoressigsäure und Trifluoressigsäurehydrid
gegeben und nach der erfolgten HCL Entwicklung wurden die Kapseln geschlossen. Für
die Durchführung der Trifluoracetylierung wurde die Kapsel in einem Ofen 20 Minuten
lang auf 1000 geheizt und anschließend wie üblich in den Gas-Chromatographen eingeführt.