DE02786771T1 - Photometrische kalibrierung von flüssigkeitsvolumina - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Kalibrieren eines Flüssigkeitsvolumens, umfassend:
Bereitstellen einer Probelösung, die einen ersten Chromophor mit einem Extinktionsmaximum bei einer ersten Wellenlänge und einen zweiten Chromophor mit einem Extinktionsmaximum bei einer zweiten Wellenlänge aufweist, wobei die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Extinktionsmaximum mindestens etwa 100 nm beträgt;
Einwirkenlassen von elektromagnetischer Strahlung auf die Probelösung;
Messen der Extinktion der elektromagnetischen Strahlung durch jeden Chromophor;
Einwirkenlassen von elektromagnetischer Strahlung auf eine Blindprobelösung, wobei die Blindprobelösung den ersten Chromophor nicht enthält und den zweiten Chromophor in einer Konzentration gleich derjenigen in der Probelösung enthält;
Messen einer Extinktion der Blindprobelösung; und
Bestimmung des Volumens der Probelösung auf der Grundlage der gemessenen Extinktionen der Blindprobelösung und der Probelösung.

Claims (57)

  1. Verfahren zum Kalibrieren eines Flüssigkeitsvolumens, umfassend: Bereitstellen einer Probelösung, die einen ersten Chromophor mit einem Extinktionsmaximum bei einer ersten Wellenlänge und einen zweiten Chromophor mit einem Extinktionsmaximum bei einer zweiten Wellenlänge aufweist, wobei die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Extinktionsmaximum mindestens etwa 100 nm beträgt; Einwirkenlassen von elektromagnetischer Strahlung auf die Probelösung; Messen der Extinktion der elektromagnetischen Strahlung durch jeden Chromophor; Einwirkenlassen von elektromagnetischer Strahlung auf eine Blindprobelösung, wobei die Blindprobelösung den ersten Chromophor nicht enthält und den zweiten Chromophor in einer Konzentration gleich derjenigen in der Probelösung enthält; Messen einer Extinktion der Blindprobelösung; und Bestimmung des Volumens der Probelösung auf der Grundlage der gemessenen Extinktionen der Blindprobelösung und der Probelösung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend das Verdünnen der Probelösung mit einem Verdünnungsmittel.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Verdünnungsmittel den zweiten Chromophor in einer Konzentration gleich derjenigen in der Probelösung einschließt und den ersten Chromophor nicht enthält.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Extinktion des zweiten Chromophors bei der ersten Wellenlänge nicht mehr als etwa 10% seiner Extinktion bei der zweiten Wellenlänge beträgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Extinktion des zweiten Chromophors bei der ersten Wellenlänge nicht mehr als etwa 5% seiner Extinktion bei der zweiten Wellenlänge beträgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Extinktion des zweiten Chromophors bei der ersten Wellenlänge nicht mehr als etwa 2% seiner Extinktion bei der zweiten Wellenlänge beträgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Extinktion der Blindprobelösung bei der zweiten Wellenlänge nicht mehr als 10% ihrer Extinktion bei der ersten Wellenlänge beträgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der zweite Chromophor ionisches Kupfer umfasst.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem das ionische Kupfer ein lösliches Kupfersalz ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem das lösliche Kupfersalz eine aus Kupferchlorid und Kupfersulfat ausgewählte Verbindung ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Probelösung weiter einen Chelatbildner für das ionische Kupfer enthält.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Chelatbildner EDTA umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der erste Chromophor eine aus Amaranth, Ponceau S und Säurerot 1 ausgewählte Verbindung ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Probelösung zusätzlich einen pH-Puffer einschließt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Puffer eine Phthalat-Verbindung umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Puffer eine Konzentration im Bereich von etwa 0,005 M bis etwa 0,05 M aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem die Probelösung einen pH-Wert im Bereich von etwa 5,5 bis etwa 7 aufweist.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens einer des ersten und des zweiten Chromophors eine Temperaturabhängigkeit der Extinktion aufweist, die nicht mehr als etwa 0,05% pro Grad Celsius variiert.
  19. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Mehrzahl von Probelösungen vorgesehen ist, von denen jede eine einzigartige Konzentration des ersten Chromophors aufweist, und bei dem die Mehrzahl der Probelösungen in einer Platte mit mehreren Vertiefungen vorliegt.
  20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Bestimmungschritt die Bestimmung des Probelösungsvolumens in jeder Vertiefung umfasst.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, weiter umfassend die Messung von mindestens einer Dimension jeder Vertiefung der Platte mit mehreren Vertiefungen mit einem Messunsicherheitsmaß von nicht mehr als 0,5%.
  22. Verfahren nach Anspruch 19, weiter umfassend die Messung von mindestens einer Dimension jeder Vertiefung der Platte mit mehreren Vertiefungen mit einem Messunsicherheitsmaß von nicht mehr als 0,1%.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem jede Vertiefung eine Probelösung mit einer einzigartigen Konzentration des ersten Chromophors enthält.
  24. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Probelösung in einem Probenhalter enthalten ist und der Schritt des Einwirkenlassens das Aufrechterhalten eines Kontaktwinkels von etwa 80 Grad bis etwa 100 Grad zwischen einem Meniskus der Probelösung und einer Wand des Probehalters umfaßt.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem der Aufrechterhaltungsschritt die Bereitstellung eines Salzes in der Probelösung in einer solchen Konzentration umfaßt, daß der gewünschte Kontaktwinkel erzielt wird.
  26. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem mindestens ein Teil des Innenabschnitts der Wand aus Polystyrol ist.
  27. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem jede Vertiefung in der Platte einen transparenten Boden aufweist.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem der Schritt des Einwirkenlassens die Leitung der elektromagnetischen Strahlung durch den transparenten Boden umfaßt.
  29. Verfahren nach Anspruch 1, weiter den Einsatz von Software umfassend, die auf einem Computer ausführbar ist, um die gemessene Extinktion zu speichern.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, bei dem die Software das Volumen aus der gemessenen Extinktion berechnet.
  31. Flüssigkeitsvolumen-Kalibrierungssystem, umfassend: ein Spektrophotometer zur Emission und zum Nachweis von elektromagnetischer Strahlung; eine Platte mit mehreren Vertiefungen, um eine Mehrzahl von Probelösungen aufzunehmen und die Lösungen elektromagnetischer Strahlung auszusetzen; wobei jede der Mehrzahl von Probelösungen einen ersten Chromophor, welcher ein Extinktionsmaximum bei einer ersten Wellenlänge aufweist, und einen zweiten Chromophor einschließt, welcher ein Extinktionsmaximum bei einer zweiten Wellenlänge aufweist, wobei die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Extinktionsmaximum mindestens 100 nm beträgt und jede Probelösung eine einzigartige Konzentration mindestens des ersten Chromophors enthält; und eine separate Blindprobelösung, die den ersten Chromophor nicht enthält und den zweiten Chromophor in einer Konzentration gleich derjenigen in der Probelösung einschließt.
  32. System, umfassend: eine Mehrzahl von Probelösungen, wobei jede Probelösung einen ersten Chromophor, welcher ein Extinktionsmaximum bei einer ersten Wellenlänge aufweist, und einen zweiten Chromophor einschließt, welcher ein Extinktionsmaximum bei einer zweiten Wellenlänge aufweist, wobei die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Extinktionsmaximum mindestens 100 nm beträgt und jede Probelösung eine einzigartige Konzentration mindestens des ersten Chromophors enthält; eine Platte mit mehreren Vertiefungen, um die Mehrzahl der Probelösungen aufzunehmen und um die Lösungen elektromagnetischer Strahlung auszusetzen, wobei jede Vertiefung der Platte mit mehreren Vertiefungen eine Weglängenabmessung mit einem Messunsicherheitsmaß von nicht mehr als etwa 0,5% aufweist; und eine separate Blindprobelösung, die den ersten Chromophor nicht enthält und den zweiten Chromophor einschließt.
  33. System nach Anspruch 32, bei dem die Platte mit mehreren Vertiefungen eine Kalibrierungsplatte ist.
  34. System nach Anspruch 32, bei dem die Platte mit mehreren Vertiefungen mindestens einen Glasfilter mit neutraler Dichte aufweist.
  35. System nach Anspruch 32, bei dem das Extinktionsmaximum des ersten Chromophors bei jeder Lösung einen Wert aufweist, der im Bereich von etwa –10% bis etwa +10% des mittleren Extinktionsmaximums liegt.
  36. System nach Anspruch 35, bei dem das Extinktionsmaximum des ersten Chromophors bei jeder Lösung einen Wert aufweist, der im Bereich von etwa –5% bis etwa +5% des mittleren Extinktionsmaximums liegt.
  37. System nach Anspruch 32, bei dem das Extinktionsmaximum des zweiten Chromophors bei jeder Lösung einen Wert aufweist, der im Bereich von etwa –10% bis etwa +10% des mittleren Extinktionsmaximums liegt.
  38. System nach Anspruch 37, bei dem das Extinktionsmaximum des zweiten Chromophors bei jeder Lösung einen Wert aufweist, der im Bereich von etwa –5% bis etwa +5% des Extinktionsmaximums liegt.
  39. System nach Anspruch 32, bei dem der erste Chromophor ein Extinktionsmaximum bei der ersten Wellenlänge im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 3 in einer Weglänge von 0,5 cm aufweist.
  40. System nach Anspruch 32, bei dem der zweite Chromophor ein Extinktionsmaximum bei der zweiten Wellenlänge im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1,5 in einer Weglänge von 0,5 cm aufweist.
  41. System nach Anspruch 32, bei dem jede Probelösung weiter mindestens ein Frostschutzmittel enthält.
  42. System nach Anspruch 41, bei dem das mindestens eine Frostschutzmittel aus Methylsulfoxid, Isopropanol, Methanol, Propylenglycol und Ethylenglycol ausgewählt ist.
  43. System nach Anspruch 41, bei dem das mindestens eine Frostschutzmittel eine Konzentration von etwa 40 bis etwa 98 Volumenprozent, bezogen auf das Gesamtvolumen der Probelösung, aufweist.
  44. System, umfassend: eine Kalibrierungsplatte zum Kalibrieren eines Spektrophotometers mit einem zweiten Spektrophotometer, wobei die Kalibrierungsplatte mehrere Zellen aufweist, welche einen ersten Satz von Kalibrierungslösungen enthalten; einen zweiten Satz von Probelösungen, von denen jede einen ersten Chromophor mit einem Extinktionsmaximum bei einer ersten Wellenlänge und einen zweiten Chromophor mit einem Extinktionsmaximum bei einer zweiten Wellenlänge einschließt, wobei die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Extinktionsmaximum mindestens 100 nm beträgt; eine Platte mit mehreren Vertiefungen, um eine Mehrzahl von Probelösungen zum Einsatz im ersten Spektrophotometer aufzunehmen; und eine separate Blindprobelösung, die den ersten Chromophor nicht enthält und den zweiten Chromophor in einer Konzentration gleich derjenigen in der Probelösung einschließt.
  45. System nach Anspruch 44, bei dem jede Zelle auch ein Gas enthält, um eine Expansion der Probelösung zu ermöglichen, wobei das Gas sich in einem Bereich befindet, der der elektromagnetischen Strahlung nicht ausgesetzt ist.
  46. Verfahren zur Bestimmung eines Flüssigkeitsvolumens, umfassend: Bereitstellen einer Platte mit mehreren Vertiefungen, Bereitstellen einer Probelösung, die ein unbekanntes Volumen aufweist und in einer Vertiefung der Platte mit mehreren Vertiefungen enthalten ist; Aufrechterhalten eines Kontaktwinkels von etwa 80 bis etwa 100 Grad zwischen einem Meniskus der Probelösung und der Vertiefung, wobei der Kontaktwinkel von den Konzentrationen von einem oder mehreren aus einem Chromophor, einem Salz und einer Pufferlösung in der Probelösung festgelegt wird; Einwirkenlassen von elektromagnetischer Strahlung auf die Probelösung; Messung der Extinktion des Chromophors; und Bestimmung des Volumens der Lösung auf der Grundlage des Extinktionsmesswerts und der Konzentration des Chromophors.
  47. Softwarecode, ausführbar mit einem Computer und auf einem vom Computer lesbaren Medium gespeichert, umfassend: einen Code zur Berechnung des Volumens einer Flüssigkeits-Probelösung auf der Grundlage eines photometrischen Messwerts der Extinktion, einer Konzentration eines Chromophors in der Probelösung, einer Weglängendimension eines Probehalters, in welchem der Messwert ermittelt wird, und einer Quantifizierung der Nicht-Linearität des Messwerts aus dem Lambert-Beerschen Gesetz.
  48. Kalibrierungsplatte zur Verwendung beim Kalibrieren eines ersten Spektrophotometers mit einem zweiten Spektrophotometer, wobei die Kalibrierungsplatte mehrere Zellen aufweist, die einen ersten Satz von Kalibrierungslösungen enthalten.
  49. Kalibrierungsplatte nach Anspruch 48, weiter mindestens einen Glasfilter mit neutraler Dichte aufweisend.
  50. Kalibrierungsplatte nach Anspruch 48, bei der jede Kalibrierungslösung einen ersten Chromophor mit einem Extinktionsmaximum bei einer ersten Wellenlänge einschließt.
  51. Kalibrierungsplatte nach Anspruch 48, bei der jede Kalibrierungslösung weiter einen zweiten Chromophor mit einem Extinktionsmaximum bei einer zweiten Wellenlänge umfasst, wobei die Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Extinktionsmaximum mindestens 100 nm beträgt und jede Kalibrierungslösung eine einzigartige Konzentration mindestens des ersten Chromophors aufweist.
  52. Kalibrierungsplatte nach Anspruch 48, bei der die Kalibrierungslösungen ähnliche Positionen und Breiten der Extinktionspeaks wie die Probelösungen aufweisen.
  53. Kalibrierungsplatte nach Anspruch 50, bei der der erste Chromophor ein Extinktionsmaximum bei der ersten Wellenlänge im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 3 in einer Weglänge von 0,5 cm aufweist.
  54. Kalibrierungsplatte nach Anspruch 51, bei der der zweite Chromophor ein Extinktionsmaximum bei der zweiten Wellenlänge im Bereich von etwa 0,1 bis etwa 1,5 in einer Weglänge von 0,5 cm aufweist.
  55. Kalibrierungsplatte nach Anspruch 48, bei der jede Kalibrierungslösung weiter mindestens ein Frostschutzmittel enthält.
  56. Kalibrierungsplatte nach Anspruch 55, bei der das mindestens eine Frostschutzmittel aus Methylsulfoxid, Isopropanol, Methanol, Propylenglycol und Ethylenglycol ausgewählt ist.
  57. Kalibrierungsplatte nach Anspruch 55, bei der das mindestens eine Frostschutzmittel eine Konzentration im Bereich von etwa 40 bis etwa 98 Volumenprozent, bezogen auf das Volumen der Kalibrierungslösung, aufweist.
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