WO2018196958A1 - Method and arrangement for calibrating a chromatographic analysis of complex mixtures of substances, particularly respiratory gases - Google Patents

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WO2018196958A1
WO2018196958A1 PCT/EP2017/059784 EP2017059784W WO2018196958A1 WO 2018196958 A1 WO2018196958 A1 WO 2018196958A1 EP 2017059784 W EP2017059784 W EP 2017059784W WO 2018196958 A1 WO2018196958 A1 WO 2018196958A1
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WO
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calibration
substance
substances
chromatographic analysis
retention time
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PCT/EP2017/059784
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Maximilian Fleischer
Alexander Michael Gigler
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
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    • G01N2030/8809—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample
    • G01N2030/8813—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86 analysis specially adapted for the sample biological materials

Definitions

  • This invention relates to a method for calibrating a chromatographic analysis according to the preamble of claim 1 and to an arrangement for calibrating a
  • mobile phase is meant the phase in which a mixture of substances (sample) is introduced and moved at the beginning of the separation system (column), which is introduced into a carrier medium or the filling of the columns, while the stationary phase is characterized by a phase which enters with differing ⁇ dangerous ingredients of the substance mixture interactions and does not move.
  • the stationary phase consists of a liquid (also called “spacer fluid”) or gel with which the mecanicsei ⁇ te the running columns, particularly in the case of the embodiment as a capillary coated.
  • spacer fluid also called "spacer fluid”
  • gel with which the mecanicsei ⁇ te the running columns, particularly in the case of the embodiment as a capillary coated.
  • Retention is understood as the delayed flow of individual substances of the substance mixture of the mobile phase by interaction with the stationary phase.
  • Trä ⁇ germedium liquid or gas
  • these are high-purity substances (eg argon as the carrier gas in the GC).
  • the object underlying the invention is to provide a solution which improves the known from the prior art solutions, in particular ensures an application in the medical field.
  • a first retention time of at least one calibration substance is determined during the chromatographic analysis of a sample, wherein the calibration is performed on the basis of an evaluation of the first retention time.
  • the invention further relates to an arrangement for calibrating a chromatographic analysis of complex mixtures of substances, in particular breathing gases, characterized by means for carrying out the method and means for
  • the inventive method is such wei ⁇ ned, and that the calibration substance is mixed with the carrier medium of the chromatographic analysis and / or the sample.
  • the method according to the invention is further developed in such a way that the calibration substance to be admixed is configured according to an assignment to the type of the samples to be examined and / or the chromatography system such that the same calibration substance is always added to the analysis site.
  • the method according to the invention is developed in such a way that a substance is admixed as the calibration substance to substances produced in the human organism and substances produced by metabolic activities, in particular by molecules have non-producible functional groups in the human organism, is disjoint. As a result, an influence of the calibration substance on the sample can be minimized.
  • a calibration substance is designed and admixed in dependence on the type of the samples to be examined and / or the chromatography system such that a first retention time of the calibration sub-dance is disjunctive to respectively second retention times of substances of a sample.
  • This facilitates a differentiation of the two substances, so that the correct retention time can be used for the evaluation for the subsequent calibration.
  • This can be further improved when the fiction, ⁇ modern method is further formed such that the Calib ⁇ r istssubstanz is configured and mixed, that the first retention time significantly, so in he ⁇ considerably recognizable manner differs from the second retention times.
  • the method according to the invention thus uses the Verwen ⁇ tion of a mixture, for example from the classical
  • Purest carrier medium such as helium or argon
  • a precisely known and according to the invention so ausgestalte ⁇ th and admixed calibration substance, which differs from occurring in the samples to be examined substances provided.
  • the retention time can be recorded "online", ie during the sample measurement itself
  • Calibration substances to be chosen or designed so that they differ significantly in their retention time of the retention times of the substances in the samples.
  • the invention provides that the mixture can generally be selected specifically for each experimental design, as well as by the choice of the column and the configuration of the chromatographic system, for example as e.g. GC as GC MS (Mass Spectrometer), GC FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrometer), GC MS MS, etc. is currently the case.
  • GC mass Spectrometer
  • GC FTIR Fastier Transform Infrared Spectrometer
  • GC MS MS etc.
  • FIGURE shows a flow chart with a simplified representation of an embodiment of the Ver ⁇ method
  • These may be molecules carrying functional groups which can not be produced by the human organism (and also not by disease) and also, at least typically, can not be delivered by administration, for example, intravenously or orally, etc.
  • isotope-labeled molecules so that the distinction between human and non-human origin can be distinguished.
  • a step S2 the admixture of the calibration substance then takes place in the carrier medium of the GC.
  • a third step S3 which is usually the injection of the sample, that is, their compounds, and their chromatographic analysis jointly associated with calibration ⁇ approximately substance.
  • a fourth step S4 of the determined retention times of the calibration substance and of the sample substances the retention time of the calibration substance was used for the calibration and evaluated.
  • a correction of the retention time axis will then optionally take place as a function of the evaluation, so that in a sixth step S6 an adaptation of the sample data to this corrected retention time axis can take place.
  • the invention is not be limited to the example described ⁇ , so at this point are some characteristic features and advantages of the invention and its developments as

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Abstract

The invention relates to a method for calibrating a chromatographic analysis of complex mixtures of substances, particularly respiratory gases, in which a first retention time of at least one calibration substance is determined during the chromatographic analysis of a sample, the calibration being carried out on the basis of an evaluation of the first retention time. The invention also relates to an arrangement comprising means for carrying out the method.

Description

Beschreibung description
Verfahren und Anordnung zur Kalibrierung einer Method and arrangement for calibrating a
chromatographischen Analyse von komplexen Stoffgemischen, insbesondere von Atemgasen Chromatographic analysis of complex mixtures, in particular of respiratory gases
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung einer chromatographischen Analyse gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Anordnung zur Kalibrierung einer This invention relates to a method for calibrating a chromatographic analysis according to the preamble of claim 1 and to an arrangement for calibrating a
chromatographischen Analyse gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 9. Chromatographic analysis according to the preamble of claim 9.
Es ist bekannt das chromatographische Methoden eine Analyse von Flüssigkeits- („liquid-chromatography" , LC) oder Gasgemi- sehen („gas-chromatography" , GC) anhand einer Auftrennung auf sogenannten Laufsäulen erlauben. It is known that chromatographic methods allow analysis of liquid ("liquid-chromatography", LC) or gas mixtures ("gas-chromatography", GC) by means of a separation on so-called flow columns.
Bei den chromatographischen Methoden werden dabei unterschiedliche Substanzen in der so genannten mobilen Phase auf einer stationären Phase befördert. Unter mobiler Phase versteht man die Phase, in der ein Substanzgemisch (Probe) zu Beginn des Trennsystems (Laufsäule) eingebracht und bewegt, wird, wobei das Einbringen in ein Trägermedium oder die Füllung der Laufsäulen erfolgt, während die stationäre Phase durch eine Phase gekennzeichnet ist, die mit unterschiedli¬ chen Substanzen des Substanzgemisches Wechselwirkungen eingeht und sich nicht bewegt. In the chromatographic methods different substances are transported in the so-called mobile phase on a stationary phase. By mobile phase is meant the phase in which a mixture of substances (sample) is introduced and moved at the beginning of the separation system (column), which is introduced into a carrier medium or the filling of the columns, while the stationary phase is characterized by a phase which enters with differing ¬ dangerous ingredients of the substance mixture interactions and does not move.
Die stationäre Phase besteht aus einer Flüssigkeit (auch „Trennflüssigkeit") oder einem Gel, mit welchem die Innensei¬ te der Laufsäulen, insbesondere im Falle der Ausführung als Kapillare, beschichtet ist. Bei der Flüssigkeitschromatogra¬ phie ist die stationäre Phase in der Regel fest. Je nach Affinität der Flüssigkeits- bzw. Gaskomponente gegen¬ über der Füllung der Laufsäule benötigen unterschiedliche Substanzen nun unterschiedliche Zeiten bis zum Austritt am anderen Ende der (Lauf-) Säule . Diese Zeit wird Retentionszeit genannt . The stationary phase consists of a liquid (also called "spacer fluid") or gel with which the Innensei ¬ te the running columns, particularly in the case of the embodiment as a capillary coated. When Flüssigkeitschromatogra ¬ chromatography the stationary phase is usually fixed Depending on the affinity of the liquid or gas component against ¬ over the filling of the column different substances now require different times to the exit on other end of the (walking) column. This time is called retention time.
Unter Retention versteht man also den verzögerten Durchfluss von einzelnen Substanzen des Substanzgemisches der mobilen Phase durch Wechselwirkung mit der stationären Phase.  Retention is understood as the delayed flow of individual substances of the substance mixture of the mobile phase by interaction with the stationary phase.
Ein Volumenstrom wird hierbei sichergestellt, in dem ein Trä¬ germedium (Flüssigkeit oder Gas) eingesetzt wird, welches möglichst ohne Wechselwirkung die Säule passiert. Typischer- weise handelt es sich hierbei um Reinstsubstanzen (z.B. Argon als Trägergas im GC) . A volume flow is thereby ensured, in which a Trä ¬ germedium (liquid or gas) is used, which passes through the column as possible without interaction. Typically, these are high-purity substances (eg argon as the carrier gas in the GC).
Für die Verbesserung der Analyseergebnisse, insbesondere zur Erkennung von Krankheiten mittels Atemgasanalyse, ist es von Vorteil eine Vergleichbarkeit verschiedener Messungen auf demselben aber auch eine Vergleichbarkeit zwischen Geräten herstellen zu können. For the improvement of the analysis results, in particular for the detection of diseases by means of respiratory gas analysis, it is advantageous to be able to produce a comparability of different measurements on the same but also a comparability between devices.
Da die einzelnen Laufsäulen aber auch die LC/GC Apparaturen selbst stark variieren können, ist eine genaue Kalibrierung mittels Referenzsubstanzen notwendig. Diese Kalibriervorgänge sind äußerst zeitaufwändig und müssen höchst sorgfältig durchgeführt werden, um die Vergleichbarkeit zu erzielen. Die Kalibriermedien sind dabei in zweierlei Hinsicht wichtig: Since the individual columns as well as the LC / GC equipment itself can vary widely, an accurate calibration using reference substances is necessary. These calibrations are extremely time consuming and must be done with the utmost care to achieve comparability. The calibration media are important in two ways:
• die Reinheit des Kalibriermediums zu Kalibrierung der Zeitachse • the purity of the calibration medium for calibration of the time axis
• die quantitativen Anteile eines Referenzsubstanzgemi- sches zur Kalibrierung der Sensitivität . • the quantitative proportions of a reference substance mixture for calibration of the sensitivity.
Eine genaue Kalibrierung wird derzeit mittels Referenzsub¬ stanzen hergestellt. Hierbei sind zwei Faktoren entscheidend: · Zum Einen die Kalibrierung der Retentionszeit bei der man Veränderungen der Retentionszeit durch eine Belegung der Säule aus vorangegangenen Messungen, also ihrer Historie, sowie durch eine kontinuierliche Alterung der Säulenbefüllung begegnet, die zur Folge hätten, dass gleiche Substanzen unterschiedliche Zeit zur Passage der Säule benötigen würden, wobei die Kalibrierung dadurch erreicht wird, dass durch die Messung verschiedener Referenzsubstanzen und die dadurch erstellbare An exact calibration is currently produced by means of reference substances . Here are two factors crucial: · On the one hand, the calibration of the retention time in which one changes the retention time by occupying the column from previous measurements, ie their history, as well as by a continuous aging of the Column filling met, which would mean that the same substances would require different time for passage of the column, the calibration is achieved by the fact that by measuring different reference substances and the thus created
Reskalierung der Retentionszeitachse es möglich wird gleiche Substanzen zu gleichen Zeiten zu detektieren.  Reskalierung the retention time axis, it is possible to detect the same substances at the same time.
Zum Anderen die Kalibrierung der Sensitivität bei der durch die Messung verschiedener Referenzmischungen eine quantitative Bestimmung von Proben wiederhergestellt werden kann. On the other hand, the calibration of the sensitivity in which by measuring different reference mixtures a quantitative determination of samples can be restored.
Beide Kalibriermethoden müssen regelmäßig und akkurat durch geführt werden. Nachteilig hierbei ist, dass die Vergleich¬ barkeit der Daten aber oft unter einem Mangel an Both calibration methods must be performed regularly and accurately. The disadvantage here is that the comparison ¬ bility of data but often to a lack
Kalibriergenauigkeit leidet. Calibration accuracy suffers.
Hinsichtlich einer Auswertung der gewonnenen Daten wird hier- durch zudem oft manuell in den Auswertevorgang eingegriffen und verschiedene Anpassungen der Parameter per Hand vorgenommen. Dies verzögert die Datenauswertung und führt zu weiteren Schwierigkeiten hinsichtlich einer Vergleichbarkeit der Daten . With regard to an evaluation of the data obtained, this also often intervenes manually in the evaluation process and makes various adjustments to the parameters by hand. This delays the data evaluation and leads to further difficulties with regard to comparability of the data.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es eine Lösung anzugeben, die die aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen verbessert, insbesondere eine Anwendung im medizinischen Bereich gewährleistet. The object underlying the invention is to provide a solution which improves the known from the prior art solutions, in particular ensures an application in the medical field.
Diese Aufgabe wird durch Verfahren zur Kalibrierung einer chromatographischen Analyse, insbesondere von Atemgasen, gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1 durch dessen Merkmale gelöst sowie durch die Anordnung zur Kalibrierung einer chromatographischen Analyse, insbesondere von Atemgasen, gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 9 durch dessen Merkmale gelöst . Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kalibrierung einer chromatographischen Analyse von komplexen Stoffgemischen, insbesondere von Atemgasen, erfolgt eine Ermittlung einer ersten Retentionszeit mindestens einer Kalibrierungssubstanz während der chromatographischen Analyse einer Probe, wobei die Kalibrierung auf Grundlage einer Auswertung der ersten Retentionszeit durchgeführt wird. This object is achieved by methods for calibrating a chromatographic analysis, in particular of respiratory gases, according to the preamble of claim 1 by the features and by the arrangement for calibrating a chromatographic analysis, in particular respiratory gases, solved according to the preamble of claim 9 by the features. In the method according to the invention for calibrating a chromatographic analysis of complex substance mixtures, in particular respiratory gases, a first retention time of at least one calibration substance is determined during the chromatographic analysis of a sample, wherein the calibration is performed on the basis of an evaluation of the first retention time.
Durch die Erfindung wird eine Kalibrierung zur Laufzeit der Analyse, also „online" möglich, so dass eine Automatisierung der Auswertung der Daten möglich wird. By the invention, a calibration at runtime of the analysis, so "online" possible, so that an automation of the evaluation of the data is possible.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Anordnung zur Kalibrierung einer chromatographischen Analyse von komplexen Stoffge- mischen, insbesondere von Atemgasen, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung des Verfahrens sowie Mittel zur The invention further relates to an arrangement for calibrating a chromatographic analysis of complex mixtures of substances, in particular breathing gases, characterized by means for carrying out the method and means for
Durchführung der Weiterbildungen des Verfahrens. Implementation of the developments of the method.
Die erfindungsgemäße Anordnung zur Kalibrierung einer The inventive arrangement for calibrating a
chromatographischen Analyse, insbesondere von Atemgasen ermöglicht durch dessen Implementierung die Verwirklichung der zum Verfahren genannten Vorteile. By means of its implementation, chromatographic analysis, in particular of respiratory gases, enables the realization of the advantages mentioned for the method.
Das Gleiche gilt für die Weiterbildungen der erfindungsgemä- ßen Anordnung, die neben der Mittel zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch Mittel zur Durchführung der jeweiligen Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gekennzeichnet sind. Weitere Vorteile sind durch die in den Unteransprüchen ange¬ gebenen Weiterbildungen gegeben. The same applies to the developments of the inventive arrangement, which are characterized in addition to the means for performing the method according to the invention by means for carrying out the respective developments of the method according to the invention. Further advantages are given by the ange¬ given in the dependent claims ¬ developments.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren derart wei¬ tergebildet, dass die Kalibrierungssubstanz dem Trägermedium der chromatographischen Analyse und/oder der Probe beigemischt wird. Hierdurch wird eine Aufprägung mit der Kalibrie¬ rungssubstanz erreicht, die eine automatisierte Vorgehenswei- se ermöglicht und somit einer, insbesondere schnelleren und effektiveren, Vergleichbarkeit Vorschub leistet. Preferably, the inventive method is such wei ¬ ned, and that the calibration substance is mixed with the carrier medium of the chromatographic analysis and / or the sample. This results in a imprinting is achieved associated with calibration ¬ approximately substance which an automated Vorgehenswei- se and thus one, in particular faster and more effective, comparability feeds.
Verstärkt wird dieser Vorteil, wenn das erfindungsemäße Ver- fahren derart weitergebildet wird, dass die beizumischende Kalibrierungssubstanz gemäß einer Zuordnung zur Art der zu untersuchenden Proben und/oder Chromatographiesystems derart ausgestaltet wird, dass analyseortsübergreifend stets die gleiche Kalibrierungssubstanz beigemischt wird. Hierdurch wird eine Standardisierung erreicht, die die Vergleichbarkeit verbessert und es zudem ermöglicht eine größere Menge an ver¬ gleichbaren Messdaten zur Verfügung zu haben, um beispielsweise die Genauigkeit der Messungen zu optimieren. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Kalibrierungssubstanz derart ausgestaltet und beigemischt wird, dass Kalibrierungs¬ substanz disjunkt zu Substanzen der zu untersuchenden Probe ist. Hierdurch werden Verfälschungen der Daten der untersuchten Probe verhindert. This advantage is enhanced if the method according to the invention is further developed in such a way that the calibration substance to be admixed is configured according to an assignment to the type of the samples to be examined and / or the chromatography system such that the same calibration substance is always added to the analysis site. This results in a standardization is achieved, improves the comparability and it also allows a greater amount of ver ¬ parable measurement data to have available in order to optimize for example, the accuracy of measurements. It is further advantageous when the calibration substance is configured and mixed that calibration ¬ substance is disjoint to the substances to be tested sample. As a result, distortions of the data of the examined sample are prevented.
Insbesondere für den Einsatz im medizinischen Bereich, ist es von besonderem Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet wird, dass als Kalibrierungssubstanz eine Substanz beigemischt wird, die zu humanen Substanzen und im menschlichen Organismus durch metabolische Aktivitäten erzeugten Substanzen, insbesondere durch Moleküle mit, welche im menschlichen Organismus nicht produzierbare funktionelle Gruppen aufweisen, disjunkt ist. Dadurch kann eine Beeinflussung durch die Kalibrierungssubstanz auf die Probe minimiert werden. In particular for use in the medical field, it is of particular advantage if the method according to the invention is developed in such a way that a substance is admixed as the calibration substance to substances produced in the human organism and substances produced by metabolic activities, in particular by molecules have non-producible functional groups in the human organism, is disjoint. As a result, an influence of the calibration substance on the sample can be minimized.
Dies kann vorteilhaft derart weitergebildet werden, dass als Kalibrierungssubstanz mindestens eine Substanz beigemischt wird, deren Moleküle mit mindestens einem Isotop manipuliert worden sind. Damit wird eine Markierung der Kalibrierungssub¬ stanz erreicht, die eine Verfälschung des Probenergebnisses durch die Kalibrierungssubstanz ausschließt. Durch die Isoto- penmarkeirung kann die Kalibriersusbtanz von der chemisch gleichen Probensusbtanz unterschieden werden. This can advantageously be further developed such that at least one substance whose molecules have been manipulated with at least one isotope is admixed as the calibration substance. Thus, a marker of Kalibrierungssub ¬ substance is achieved which eliminates a distortion of the result by the calibration samples substance. Through the Isoto- pen marking, the calibration standard can be distinguished from the chemically identical sample background.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung des erfin- dungsgemäßen Verfahrens wird eine Kalibrierungssubstanz in Abhängigkeit der Art der zu untersuchenden Proben und/oder Chromatographiesystems derart ausgestaltet und beigemischt, dass eine erste Retentionszeit der Kalibrierungssubtstanz disjunkt zu jeweils zweiten Retentionszeiten von Substanzen einer Probe ist. Dies erleichtert eine Unterscheidung der beiden Substanzen, so dass die korrekte Retentionszeit für die Auswertung zur anschließenden Kalibrierung herangezogen werden kann. Dies kann noch weiter verbessert werden, wenn das erfindungs¬ gemäße Verfahren derart weitergebildet wird, dass die Kalib¬ rierungssubstanz derart ausgestaltet und beigemischt wird, dass die erste Retentionszeit sich signifikant, also in er¬ heblich erkennbarer Weise, von den zweiten Retentionszeiten unterscheidet. In a further advantageous development of the method according to the invention, a calibration substance is designed and admixed in dependence on the type of the samples to be examined and / or the chromatography system such that a first retention time of the calibration sub-dance is disjunctive to respectively second retention times of substances of a sample. This facilitates a differentiation of the two substances, so that the correct retention time can be used for the evaluation for the subsequent calibration. This can be further improved when the fiction, ¬ modern method is further formed such that the Calib ¬ rierungssubstanz is configured and mixed, that the first retention time significantly, so in he ¬ considerably recognizable manner differs from the second retention times.
Durch erfindungsgemäße Verfahrensweise wird somit die Verwen¬ dung einer Mischung, beispielsweise aus dem klassischen The method according to the invention thus uses the Verwen ¬ tion of a mixture, for example from the classical
Reinst-Trägermedium, wie zum Beispiel Helium oder Argon, mit einer genau bekannten und erfindungsgemäß derart ausgestalte¬ ten und beigemischten Kalibrierungssubstanz, welche sich von in den zu untersuchenden Proben auftretenden Substanzen unterscheidet, bereitgestellt. Hierdurch kann die Retentionszeit „online", d.h. während der Probenmessung selbst, mit aufgenommen werden. Erfindungsgemäß werden dabei Möglichkeiten aufgezeigt, die Purest carrier medium, such as helium or argon, with a precisely known and according to the invention so ausgestalte ¬ th and admixed calibration substance, which differs from occurring in the samples to be examined substances provided. In this way, the retention time can be recorded "online", ie during the sample measurement itself
Kalibriersubstanzen so zu wählen bzw. auszugestalten, dass sich diese in ihrer Retentionszeit signifikant von den Reten- tionszeiten der Substanzen in den Proben unterscheiden.  Calibration substances to be chosen or designed so that they differ significantly in their retention time of the retention times of the substances in the samples.
Durch diese zusätzlichen, aber eindeutig bekannten Substanzen für die Kalibrierung, kann somit bei der Datenauswertung die Retentionszeitachse korrigiert werden und die Daten werden vergleichbar . These additional, but clearly known substances for the calibration, thus can in the data evaluation the Retention time axis will be corrected and the data will be comparable.
Die Erfindung sieht vor, dass die Mischung im Allgemeinen für jedes Versuchsdesign spezifisch gewählt werden kann, wie es auch durch die Wahl der Laufsäule und der Konfiguration des Chromatographiesystems, zum Beispiel als z.B. GC als GC MS (Massenspektromekter) , GC FTIR (Fourier-Transform- Infrarotspektrometer) , GC MS MS usf. derzeit der Fall ist. The invention provides that the mixture can generally be selected specifically for each experimental design, as well as by the choice of the column and the configuration of the chromatographic system, for example as e.g. GC as GC MS (Mass Spectrometer), GC FTIR (Fourier Transform Infrared Spectrometer), GC MS MS, etc. is currently the case.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun ausgehend von dem in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt die FIGUR ein Ablaufdiagram mit vereinfachter Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens Further advantages and details of the invention will now be explained starting from the embodiment of the invention shown in the single figure. The FIGURE shows a flow chart with a simplified representation of an embodiment of the Ver ¬ method
In der FIGUR ist der Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Anordnung stark vereinfacht dargestellt . In the FIGURE, the sequence of an embodiment of the method according to the invention according to an embodiment of the inventive arrangement is shown greatly simplified.
Für das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemä- ßen Verfahrens sei ein - nicht dargestelltes - Ausführungs¬ beispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zugrundegelegt, bei dem Atemgasproben mittels Gaschromatographie GC analysiert werden . Bei einer GC Analyse (hier mit nachgeschaltetem Massenspekt- rometer, also GCMS) von Atemgasproben treten Abhängigkeiten der bestimmten Retentionszeiten von der einzelnen Probe auf, da vor allem aber nicht ausschließlich stark unterschiedliche Gehalte an Wasser in den Proben eine starke Veränderung in der Wechselwirkung der langsamer transfundierenden Gase der Atemproben mit der Laufsäule bewirkt. Da in der komplexen Aufgabenstellung der Identifikation von Markergasen zur Früherkennung von Krankheiten aber gerade die eindeutige Identifikation und möglichst automatisierte und verlässliche Analyse vieler solcher Proben notwendig ist, um ein prädiktives System zu trainieren, setzt das Ausführungs¬ beispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens an und bietet onli¬ ne Kalibrierung an, welche die Umsetzung dieser Aufgaben massiv vorantreibt. Für den Fall der Atemgasanalyse mittels GCMS gemäß Ausfüh¬ rungsbeispiel ist es vorteilhaft, ein Trägergas- Referenzgas- Gemisch zu wählen, bei dem die Kalibrierungsgasanteile nicht humanen Ursprungs bzw. nicht durch metabolische Aktivität im Menschen hergestellt werden können. Not shown - - ¬ execution example of the arrangement of the invention based on, are analyzed in the breathing gas sample by gas chromatography GC for the illustrated embodiment of the method according to the invention is a. In a GC analysis (in this case with a downstream mass spectrometer, ie GCMS) of respiratory gas samples, dependencies of the particular retention times on the individual sample occur, since, above all, but not exclusively strongly different levels of water in the samples show a strong change in the interaction of the slower ones transfundierenden gases of the breath samples with the running column causes. Since in the complex task of identifying markers gases for the early detection of diseases but just the unique identification and possible automated and reliable analysis of many such samples is necessary to train a predictive system that sets the execution ¬ example of the inventive method and offers onli ¬ ne calibration, which massively advances the implementation of these tasks. In the case of the respiratory gas analysis by GCMS according to Ausfüh ¬ tion example, it is advantageous to choose a carrier gas reference gas mixture in which the Kalibrierungsgasanteile can not be produced of human origin or by metabolic activity in humans.
Dies erfolgt ein einem ersten Schritt Sl. Es kann sich hierbei um Moleküle handeln, die funktionelle Gruppen tragen, die nicht durch den menschlichen Organismus (und auch nicht durch Erkrankungen) produziert werden können und auch, zumindest typischerweise, nicht über Gabe, beispielsweise intravenös oder oral etc., zugeführt werden können. This is done in a first step Sl. These may be molecules carrying functional groups which can not be produced by the human organism (and also not by disease) and also, at least typically, can not be delivered by administration, for example, intravenously or orally, etc.
Es kann alternativ oder ergänzend vorteilhaft sein, Isotopen- markierte Moleküle zu nutzen, damit die Unterscheidung zwi- sehen humanem und nicht-humanem Ursprung unterschieden werden kann . It may alternatively or additionally be advantageous to use isotope-labeled molecules so that the distinction between human and non-human origin can be distinguished.
In einem Schritt S2 erfolgt dann die Beimischung der Kalibrierungssubstanz in das Trägermedium der GC . In a step S2, the admixture of the calibration substance then takes place in the carrier medium of the GC.
Anschließend erfolgt in einem dritten Schritt S3 die in der Regel die Injektion der Probe, d.h. ihrer Substanzen, und deren chromatographische Auswertung gemeinsam mit der Kalibrie¬ rungssubstanz . Subsequently, in a third step S3 which is usually the injection of the sample, that is, their compounds, and their chromatographic analysis jointly associated with calibration ¬ approximately substance.
In einem vierten Schritt S4 wird von den ermittelten Retenti- onszeiten der Kalibrierungssubstanz und der Probensubstanzen die Retentionszeit der Kalibrierungssubstanz für die Kalibrierung herangezogen und ausgewertet. In a fourth step S4, of the determined retention times of the calibration substance and of the sample substances the retention time of the calibration substance was used for the calibration and evaluated.
In einem fünften Schritt S5 wird dann in Abhängigkeit der Auswertung gegebenenfalls eine Korrektur der Retentionszeit- achse erfolgen, so dass in einem sechsten Schritt S6 eine Anpassung der Probendaten an diese korrigierte Retentionszeit- achse erfolgen kann. Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene Beispiel be¬ schränkt, daher seien an dieser Stelle einige kennzeichnende Merkmale und Vorteile der Erfindung und seiner Weiterbildungen wie In a fifth step S5, a correction of the retention time axis will then optionally take place as a function of the evaluation, so that in a sixth step S6 an adaptation of the sample data to this corrected retention time axis can take place. The invention is not be limited to the example described ¬, so at this point are some characteristic features and advantages of the invention and its developments as
• eine vorteilhafte Online-Kalibrierung und somit Aufprä- gung einer von den zu messenden Probengasen unabhängige • an advantageous online calibration and thus an independent of the sample gases to be measured
Kombination aus Kalibriersubstanzen, Combination of calibration substances,
• Verwendung von durch Isotopenvariation veränderter Moleküle als Kalibrierungssubstanzen, die die Use of Isotope Modified Molecules as Calibrating Substances that The
Identifizierbarkeit der Kalibrierungsmedien erhöht, wo¬ bei eine weitere Verbesserung mit mehreren Isotopen veränderter Substanzen erzielt wird, da diese eindeutiger im Massenspektrum erkannt werden können, weil im Massenspektrum die Bruchstücke der Moleküle und ihr La- dungs/Gewichts-Verhältnis zählen, Identifiability of the calibration media increases, where ¬ is achieved in a further improvement with multiple isotopes of modified substances, as they can be clearly identified in the mass spectrum, because in the mass spectrum, the fragments of the molecules and their charge / weight ratio count,
• Nutzung eines Trägermediums, das zugleich die Funktion der Kalibrierung erfüllt, • use of a carrier medium, which also fulfills the function of calibration,
Hierdurch Aufprägung der Kalibrierung auf jedes Messsignal, wodurch eine automatisierte Auswertung der Daten ohne manuelle Eingriffe ermöglicht und verbessert wird, As a result, the imprinting of the calibration on each measurement signal, whereby an automated evaluation of the data without manual intervention is enabled and improved,
• Generalisierung der Retentions-Zeitachse und dadurch • Generalization of the retention timeline and thereby
Standardisierung der chromatographischen Verfahren. • Bestimmung quantitativer Ergebnisse aus der Mengenkalibrierung bei bekannten Volumenanteilen der Standardization of the chromatographic methods. • Determination of quantitative results from the quantitative calibration for known volume fractions of the
Kalibriersubstanzen im Trägermedium. hervorgehoben, die einen Hinweis auf alle möglichen Kombination geben sollen, die unter den durch die Ansprüche definierten Schutzbereich fallen.  Calibration substances in the carrier medium. which are intended to give an indication of all possible combinations falling within the scope of protection defined by the claims.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Kalibrierung einer chromatographischen Analyse von komplexen Stoffgemischen, insbesondere von Atemgasen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlung einer ersten Retentionszeit mindestens einer Kalibrierungssubstanz während der chromatographischen Analyse einer Probe erfolgt, wobei die Kalibrierung auf Grundlage einer Auswertung der ersten Retentionszeit durchgeführt wird. 1. A method for calibrating a chromatographic analysis of complex mixtures, in particular respiratory gases, characterized in that a determination of a first retention time of at least one calibration substance during the chromatographic analysis of a sample, wherein the calibration is performed based on an evaluation of the first retention time.
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungssubstanz dem Trägermedium der chromatographischen Analyse und/oder der Probe beigemischt werden. 2. Method according to the preceding claim, characterized in that the calibration substance is added to the carrier medium of the chromatographic analysis and / or the sample.
3. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die beizumischende Kalibrie¬ rungssubstanz gemäß einer Zuordnung zur Art der zu untersuchenden Proben und/oder Chromatographiesystems derart ausge¬ staltet wird, dass analyseortsübergreifend stets die gleiche Kalibrierungssubstanz beigemischt wird. 3. Method according to one of the two preceding claims, characterized in that the ready for incorporation calibra ¬ approximately substance, according to an association with the nature of the samples under investigation and / or chromatography such out ¬ staltet that analysis location across always the same calibration substance is admixed.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungssubstanz derart ausge¬ staltet und beigemischt wird, dass Kalibrierungssubstanz dis- junkt zu Substanzen der zu untersuchenden Probe ist. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the calibration substance is so out ¬ staltet and mixed with that calibration substance junkt dis- is to the substances to be tested sample.
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Kalibrierungssubstanz eine Substanz beigemischt wird, die zu humanen Substanzen und im menschlichen Organismus durch metabolische Aktivitäten erzeugten Substanzen, insbesondere durch Moleküle mit, welche im menschli¬ chen Organismus nicht produzierbare funktionelle Gruppen auf¬ weisen, disjunkt ist. 5. The method according to the preceding claim, characterized in that a substance is mixed as a calibration substance, the substances to human substances and in the human organism produced by metabolic activities, in particular by molecules which are not producible in menschli ¬ chen organism functional groups ¬ wise, disjoint.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kalibrierungssubstanz mindestens ei- ne Substanz beigemischt wird, deren Moleküle mit mindestens einem Isotop manipuliert worden ist. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as the calibration substance at least one a substance whose molecules have been manipulated with at least one isotope.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierungssubstanz in Abhängigkeit der Art der zu untersuchenden Proben und/oder 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a calibration substance depending on the type of samples to be examined and / or
Chromatographiesystems derart ausgestaltet und beigemischt wird, dass eine erste Retentionszeit der Chromatography system is designed and mixed such that a first retention time of
Kalibrierungssubtstanz disjunkt zu jeweils zweiten Retenti- onszeiten von Substanzen einer Probe ist.  Kalibrierssubtstanz disjoint to each second retention times of substances of a sample.
8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibrierungssubstanz derart ausge¬ staltet und beigemischt wird, dass sich die erste Retentions- zeit signifikant von den zweiten Retentionszeiten unterscheidet . 8. The method according to the preceding claim, characterized in that the calibration substance is so out ¬ staltet and mixed, that the first retention time is significantly different from the second retention times.
9. Anordnung zur Kalibrierung einer chromatographischen Analyse von komplexen Stoffgemischen, insbesondere von Atemga- sen, gekennzeichnet durch Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 9. Arrangement for calibrating a chromatographic analysis of complex mixtures, in particular respiratory gases, characterized by means for carrying out the method according to one of claims 1 to 8.
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