DE102019118171A1

DE102019118171A1 - Verfahren zum Betreiben eines automatischen Analysegeräts und ein automatisches Analysegerät

Info

Publication number: DE102019118171A1
Application number: DE102019118171.2A
Authority: DE
Inventors: Daniel Schweitzer; Ulrich Kathe; Ulrich Rottensteiner
Original assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser Conducta GmbH and Co KG
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-01-07
Also published as: US20210003601A1; CN112179855A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines automatischen Analysegeräts zur Bestimmung eines Parameters einer Probenflüssigkeit, der von der Konzentration mindestens eines Analyten in der Probenflüssigkeit abhängig ist, anhand einer vom Analysegerät erfassten ersten Messgröße, wobei das Analysegerät einen optischen Messaufnehmer mit einer Messeinheit umfasst, gekennzeichnet durch die folgenden Schrittea) Bereitstellen eines Reaktionsgemisches umfassend die Probenflüssigkeit in der Messeinheit;b) Erfassen einer ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters;c) Erfassen einer zweiten Messgröße, sofern sich aus Schritt b) ergibt, dass die Konzentration des Analyten in dem Reaktionsgemisch außerhalb des Messbereichs des Analysengerätes für das Erfassen der ersten Messgröße liegt;d) Verdünnen des Reaktionsgemisches mit Verdünnungsflüssigkeit in Abhängigkeit von der zweiten Messgröße;e) Erneutes Erfassen der ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters oder ein Verfahren zum Betreiben eines automatischen Analysegeräts zur Bestimmung eines Parameters einer Probenflüssigkeit, der von der Konzentration mindestens eines Analyten in der Probenflüssigkeit abhängig ist, anhand einer vom Analysegerät erfassten ersten Messgröße, wobei das Analysegerät einen optischen Messaufnehmer mit einer Messeinheit umfasst, gekennzeichnet durch die folgenden Schrittea) Bereitstellen eines Reaktionsgemisches umfassend die Probenflüssigkeit in der Messeinheit;b) Erfassen einer ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters;c) Zugabe eines vordefinierten Volumens an Verdünnungsflüssigkeit, sofern sich aus Schritt b) ergibt, dass die Konzentration des Analyten im Reaktionsgemisch außerhalb des Messbereichs des Analysengerätes für das Erfassen der ersten Messgröße liegt;d) Erneutes Erfassen der ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters; und Wiederholen des Schrittes c) sofern das Erfassen nach Schritt d) ergibt, dass die Konzentration des Analyten in dem verdünnten Reaktionsgemisch außerhalb des Messbereichs des Analysengerätes für das Erfassen der ersten Messgröße liegt,sowie ein Analysegerät.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines automatischen Analysegeräts, sowie ein Analysengerät.
In photometrischen Analysatoren kann die Konzentration eines Stoffes in einer Lösung bestimmt werden. Dabei muss dieser Stoff wellenlängenabhängige Absorptionseigenschaften besitzen, oder diese Absorptionseigenschaften nach chemischen Reaktionen mit einem oder mehreren Reagenzien erlangen. Bestrahlt man eine Lösung solch eines Stoffes mit Licht, hängt die Absorption (Extinktion) E_λ von dem dekadischer Extinktionskoeffizienten ε_λ (oft auch als spektraler Absorptionskoeffizient bezeichnet), der Konzentration c und der Pfadlänge (Länge des Lichtweges in der Lösung) d ab. Diese Gesetzmäßigkeit wird durch das Lambert-Beer'sche Gesetz beschrieben. Mit dieser Methodik kann die Konzentration von zahlreichen Stoffen bestimmt werden. Diese Methodik ist in zahlreichen Normen und Analysevorschriften beschrieben. $E_{λ} = ε_{λ} \cdot c \cdot d$
E_λ: Absorption (Extinktion)
ε_λ: dekadischer Extinktionskoeffizient (bzw. spektraler Absorptionskoeffizient)
c: Konzentration
d: Pfadlänge
Die Extinktion kann aus der Intensität des einfallenden (eingestrahlten) Lichtes (Einheit: W·m^-2) und der Intensität des transmittierten Lichtes (Einheit: W·m^-2) ermittelt werden. Auch durch Ermittlung dieser Intensitäten kann somit eine Extinktion oder Transmission und letztendlich die Konzentration des Analyten ermittelt werden
Der mögliche Messbereich eines optischen Messaufnehmers, insbesondere eines photometrischen Systems, ist begrenzt. Daraus ergibt sich ein Messbereichsanfang und ein Messbereichsende. Aus dem Quotient dieser beiden Werte lässt sich das Messverhältnis berechnen. Üblicherweise liegt der optimale Messbereich zwischen 20 und 80 % des Photometermessbereiches.
Müssen Konzentrationen oberhalb des Messbereichsendes gemessen werden, sind gängige Verfahren entweder die Verkürzung der Pfadlänge, oder die Verdünnung der Probe vor der Analyse. Jedoch haben beide Methoden systematische Nachteile.
Bei einer Verkürzung der Pfadlänge verschiebt sich der gesamte Messbereich (Messbereichsanfang und Messbereichsende wird erhöht), jedoch nicht das Messverhältnis. Eine Verkürzung der Pfadlänge erhöht folglich den Messbereichsanfang, wodurch Lösungen mit niedriger Konzentration nicht mehr mit ausreichender Genauigkeiten analysiert werden können. Außerdem sind in der Prozessanalyse der Verkürzung der Messeinheit, z.B. einer Messzelle oder der Küvette oftmals konstruktive Grenzen gesetzt. Zu schmale Küvetten sind strömungstechnisch ungünstig, so können sich Luftblasen oder Partikel absetzen und zu Messstörungen führen. Außerdem ist es aus konstruktiven und wirtschaftlichen Gesichtspunkten oftmals unerwünscht, verschiedene Pfadlängen anzubieten.
Bekannter Stand der Technik ist, die Probe bei zu hohen Konzentrationen vor der Messung zu verdünnen. Bei dieser Methode wird in der Regel in einem zusätzlichen Gefäß die Probe vor der Messung in einem bestimmten Verhältnis mit einem Verdünnungsmedium vermengt. Anschließend wird die verdünnte Lösung vermessen.
Da sich das Verdünnungsverhältnis in einem sehr breiten Bereich variieren lässt, lässt sich dadurch das Messverhältnis vergrößern. Allerdings muss der zu erwartende Messwert annähernd bekannt sein, um das korrekte Verdünnungsverhältnis zu bestimmen, damit der Messwert der verdünnten Probe im optimalen Messbereich liegt.
Bei zahlreichen Messaufgaben ist die Probenkonzentration jedoch unbekannt, wodurch das notwendige Verdünnungsverhältnis nicht bekannt ist, und nur durch zeitaufwändige Versuchsreihen bestimmt werden kann. Wird ein falsches Verdünnungsverhältnis gewählt, so befindet sich die gemessene Konzentration nach der Verdünnung nicht im optimalen Messbereich. Somit muss das Verdünnungsverhältnis verändert und die Messung wiederholt werden. Auch ist dadurch sehr viel Probe notwendig. Je nach Anwendung kann es problematisch sein, ausreichend Probe für mehrere Verdünnungsiterationen zu beschaffen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Analysegerät für die Bestimmung eines Parameters, der von der Konzentration mindestens eines Analyten in der Probenflüssigkeit abhängig ist, anzugeben, das eine Messverhältniserhöhung ermöglicht, vorzugsweise ohne gleichzeitig den Messbereichsanfang zu erhöhen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und ein automatisches Analysegerät gemäß Anspruch 20. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient dem Betreiben eines automatischen Analysegeräts zur Bestimmung eines Parameters einer Probenflüssigkeit, der von der Konzentration mindestens eines Analyten in der Probenflüssigkeit abhängig ist, anhand einer vom Analysegerät erfassten ersten Messgröße.
Das Analysegerät umfasst einen optischen Messaufnehmer in einer Messeinheit. Die Messeinheit kann eine Messzelle, z.B. in Form einer Durchflusszelle, umfassen oder eine Küvette.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

Schritt a): ein Bereitstellen eines Reaktionsgemisches umfassend die Probenflüssigkeit in der Messeinheit. Weiterhin umfasst das Reaktionsgemisch ein in Kombination mit dem Analyten farbgebendes Reagenz.

Dabei kann zunächst eine Probenlösung in die optische Messeinheit eingeführt werden und anschließend ein Reagenz, insbesondere ein in Kombination mit dem Analyten farbgebendes Reagenz, zugegeben werden.
Als eingeführte Probenflüssigkeit ist ein Volumen zu verstehen, in welchem die Konzentration eines Analyten bestimmt werden soll. Vor diesem Einführen der Probenflüssigkeit kann in vorbereitenden Schritten ein Spülen der Messeinheit mit einem ersten Volumen an Probenflüssigkeit erfolgen, wobei in diesem Fall die eingeführte Probenflüssigkeit des Schrittes a) das zweite Volumen an Probenflüssigkeit ist.
Nach der Farbbildung wird das Reaktionsgemisch erstmalig analysiert. Das Reagenz kann auch schon vorab in einer der Messeinheit vorgeschalteten Mischstation zugeführt werden oder aber bevorzugt direkt in die optische Messeinheit geleitet werden. Es kann zunächst die Probenlösung vorgelegt werden und das Reagenz zugegeben werden oder umgekehrt.

Schritt b) Erfassen einer ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters;

Nach dem Erzeugen des Reaktionsgemisches und der Bildung der Reaktionsprodukte erfolgt ein Erfassen einer ersten Messgröße zur Konzentrationsbestimmung der eingeführten Probenlösung bzw. in dem daraus hergestellten Reaktionsgemisch. Die Messgröße kann im Fall eines optischen Messaufnehmers, insbesondere Fotometers oder Spektralfotometers, beispielsweise als Extinktion (gemäß dem Lambert-Beer'schen Gesetz) ermittelt werden, um bei bekanntem Extinktionskoeffizienten und bei bekannter Pfadlänge die Konzentration zu ermitteln. Ein Erfassen der ersten Messgröße kann auch bedeuten, dass die erfasste Messgröße nicht quantifizierbar ist, sondern lediglich eine Fehlermeldung ausgegeben wird, wonach diese erste Messgröße (z.B. die Extinktion) zu hoch ist oder außerhalb des optimalen Messbereiches liegt.
Liegt die gemessene Messgröße im optimalen Messbereich, ermöglicht diese erste Messgröße die Ermittlung der Konzentration des Analyten in der Probenlösung. In diesem Fall wäre an dieser Stelle das Messverfahren beendet und eine Mess- und Steuereinheit kann nunmehr eine Berechnung des entsprechenden Parameters vornehmen
Ist die Extinktion zu hoch und außerhalb des optimalen Messbereiches, müsste beim aktuellen Stand der Technik die Messung und das Gemisch verworfen werden, ein Verdünnungsverhältnis gewählt werden, die Probenflüssigkeit vor der Analyse mit einem geeigneten Verdünnungsverhältnis verdünnt werden und die Analyse mit der verdünnten Probenflüssigkeit wiederholt werden. Ggf. sind mehrere Versuche notwendig, bis ein geeignetes Verdünnungsverhältnis gefunden wird, bei dem die Extinktion nach der Analyse im optimalen Bereich liegt.
Diese Methode führt zu einer langen Analysedauer, wodurch Ergebnisse nicht zeitnah zur Verfügung stehen. Zugleich nimmt der Verbrauch an Verdünnungslösung und Reagenz, z.B. durch erneutes Spülen, Verdünnungsreihen und Analysewiederholungen und dergleichen, zu.
Bei der hier präsentierten Verfahrensverbesserung erfolgt die Bestimmung der Messgröße nach dem folgenden Verfahren:

Schritt c) Erfassen einer zweiten Messgröße, sofern sich aus Schritt b) ergibt, dass die Konzentration des Analyten in der Probenflüssigkeit bzw. im Reaktionsgemisch außerhalb des Messbereichs des Analysengerätes liegt;

Wenn der Messaufnehmer, z.B. anhand eines Extinktionswertes, erkennt, dass die Konzentration der Probenlösung zu hoch ist, so liegt die Messgröße außerhalb eines optimalen Bereiches. In diesem Fall wird eine zweite Messgröße aufgenommen. Dabei kann es sich um dieselbe Messgröße wie bei Schritt b) handeln, jedoch mit größeren Unsicherheiten behaftet, da der Messwert außerhalb des optimalen Bereiches liegt, oder es kann sich um eine andere quantifizierbare physikalische Größe handeln. Das Erfassen der zweiten Messgröße kann mit einer großen Messunsicherheit erfolgen, da mit dieser Messgröße der Verdünnungsbereich ermittelt werden soll und kein konkreter Messwert. Als zweite Messgröße bietet sich hierzu beispielsweise die optische Dichte der Probenlösung an.

Schritt d) Verdünnen des Reaktionsgemisches mit Verdünnungsflüssigkeit in Abhängigkeit von der zweiten Messgröße;

Als anschließender Schritt erfolgt ein Verdünnen der Probenlösung.

Schritt e) Erneutes Erfassen der ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters.

Das erneute Erfassen erfolgt sodann innerhalb des Bereichs des optischen Messaufnehmers, in welchem eine Auswertung des erfassten Messwertes möglich ist.
In einer zweiten Variante des Verfahrens erfolgt folgende Abfolge von Schritten:

Schritt c) Zugabe eines vordefinierten Volumens an Verdünnungsflüssigkeit, sofern sich aus Schritt b) ergibt, dass die Konzentration des Analyten in der Probenflüssigkeit bzw. im daraus hergestellten Reaktionsgemisch außerhalb des Messbereichs des Analysengerätes für das Erfassen der ersten Messgröße liegt;

Sofern in Schritt c) eine zweite Messgröße bestimmt wurde, kann die notwendige Zugabe an Verdünnungsflüssigkeit berechnet werden.
War die Bestimmung einer zweiten Messgröße nicht möglich, erfolgt die Verdünnung durch Zugabe eines vordefinierten Volumens, (z.B. 50 ml). In diesem Fall kann es allerdings sein, dass die Verdünnung nach wie vor nicht ausreichend ist.

Schritt d) Erneutes Erfassen der ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters; und Wiederholen des Schrittes c) sofern das Erfassen nach Schritt d) ergibt, dass die Konzentration des Analyten in der verdünnten Probenflüssigkeit bzw. im verdünnten Reaktionsgemisch außerhalb des Messbereichs des Analysengerätes für das Erfassen der ersten Messgröße liegt.

Somit wird die Zugabe des Verdünnungsvolumens und das anschließende Erfassen so lange wiederholt, bis ein auswertbares Verdünnungsverhältnis erreicht ist, welches ein Erfassen und Auswerten der ersten Messgröße erlaubt.
Beide Varianten basieren auf einer Optimierung des Verdünnungsverhältnisses einer Probenlösung innerhalb einer Messeinheit, also innerhalb einer Messzelle oder Küvette, ohne dass diese entleert werden muss.
Die zugrundeliegende Idee ist, die zu analysierende Lösung, anstatt vor der Analyse, erst nach der Analyse zu verdünnen, sobald die Absorption den optimalen Messbereich des Gerätes überschreitet.
Dies spart Messzeit und minimiert den Verbrauch an Verdünnungslösung. Insgesamt kann das Messverhältnis des Analysengerätes durch die beiden vorgenannten Alternativen eines erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht werden.
Das Messverhältnis wird wie folgt definiert $V = \frac{M B E}{M B A}$
MBE: Messbereichsende
MBA: Messbereichsanfang
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Es ist von Vorteil, wenn die erste Messgröße die Extinktion, Transmission oder die Intensität eines durch das Reaktionsgemisch transmittierten Lichtes umfasst.
Das Analysengerät kann eine Verdünnungseinheit und eine Mess- und Steuerelektronik aufweisen, wobei die Ermittlung der zweiten Messgröße durch den Messaufnehmer erfolgt. Die Verdünnung kann durch die Verdünnungseinheit erfolgen, wobei die Mess- und Steuerelektronik einen Verdünnungsfaktor in Abhängigkeit von der Erfassten zweiten Messgröße ermittelt. Die Steuerung einer entsprechenden Verdünnungseinheit durch eine Mess- und Steuerelektronik in Abhängigkeit vom Verdünnungsfaktor erfolgt.
Eine Ermittlung des in Schritt c) zugeführten Volumens an Verdünnungsflüssigkeit kann durch eine Messung mittels eines Messgeräts oder durch Vorgabe eines definierten Dosiervolumens erfolgen. Das definierte Dosiervolumen kann z.B. das Befüllungsvolumen einer Verdünnungseinheit sein
Bei der Ermittlung der Konzentration an Analyt in der Probenflüssigkeit muss das in Schritt c) zugeführte Volumen an Verdünnungsflüssigkeit berücksichtigt wird.
Dies kann wie folgt erfolgen: $A_{l o g} = e^{- \frac{V_{V e r d,}}{V_{K \ddot{u} v e t t e}}}$
$A_{l i n} = \frac{V_{V e r d}}{V_{V e r d .} + V_{K \ddot{u} v e t t e}}$
A: Verdünnungsverhältnis
V_Verd: zugegebenes Verdünnungsvolumen
V_Küvette: Küvettenvolumen
Aufgrund der Tatsache, dass die Küvettenform bekannt ist, kann die richtige Verdünnungsformel gewählt werden.
Die Ausgangskonzentration an Analyt ist somit $c_{O r i g i n a l} = \frac{1}{A} * c_{n a c h V e r d .}$
A: Verdünnungsverhältnis
C_Original: berechnete Konzentration
C_nach _Verd.: gemessene Konzentration nach Zugabe der Verdünnungslösung
Zusätzlich zu den vorgenannten Schritten kann das Verfahren zudem die folgenden Schritte umfassen:

- Spülen mindestens der Messeinheit des Analysegeräts mit einem ersten Volumen der Probenflüssigkeit;
- Ableiten des zum Spülen der Messeinheit verwendeten ersten Volumens der Probenflüssigkeit in einen ein Abfall-Flüssigkeitsgemisch enthaltenden Sammelbehälter;
- Einführen der Probenflüssigkeit in die Messeinheit gemäß Schritt a) unter Verwendung eines zweiten Volumens an Probenflüssigkeit erfolgt;
- Herstellen eines Reaktionsgemisches aus mindestens einem Teil der Probenflüssigkeit und mindestens einem Reagenz;
- Erfassen eines Messwerts gemäß Schritt b) zur Ermittlung einer mit dem zu bestimmenden Parameter der Probenflüssigkeit korrelierenden ersten Messgröße des Reaktionsgemisches in der Messeinheit; und

Ausführen der Schritte c)-e) der ersten Variante der Erfindung oder c) und d) der zweiten Variante der Erfindung.

- nach dem Erfassen des Messwerts Ableiten des Reaktionsgemisches aus der Messeinheit in den Sammelbehälter;

Die Messeinheit kann nach dem Spülen mit dem ersten Volumen der Probenflüssigkeit und vor dem Erfassen des Messwerts der mit dem zu bestimmenden Parameter der Probenflüssigkeit korrelierenden Messgröße des Reaktionsgemisches mit einem Teil der verdünnten Probenflüssigkeit gespült werden.
Das Gewinnen der Verdünnungsflüssigkeit aus dem Abfall-Flüssigkeitsgemisch kann ein MembranVerfahren umfassen, bei dem die Verdünnungsflüssigkeit, insbesondere Wasser, von dem Abfall-Flüssigkeitsgemisch getrennt wird.
Das Gewinnen der Verdünnungsflüssigkeit aus dem Abfall-Flüssigkeitsgemisch kann beispielsweise ein Kondensieren von aus dem Abfall-Flüssigkeitsgemisch erhaltenem Dampf umfassen. Die Verdünnungsflüssigkeit muss frei von dem mindestens einen Analyten sein.
Das Gewinnen der Verdünnungsflüssigkeit aus dem Abfall-Flüssigkeitsgemisch kann ein Destillieren oder fraktioniertes Destillieren mindestens eines Teils des Abfall-Flüssigkeitsgemisches umfassen.
Weiterhin erfindungsgemäß ist ein automatisches Analysegerät zur Bestimmung von Messwerten eines von der Konzentration mindestens eines Analyten in einer Probenflüssigkeit abhängigen Parameters, wobei das Analysegerät einen optischen Messaufnehmer in einer Messeinheit aufweist und zudem Folgendes umfasst:

- eine Probenflüssigkeitsleitung, die fluidisch mit einer die Probenflüssigkeit enthaltenden Probenentnahmestelle verbindbar ist;
- eine Verdünnungseinheit, die fluidisch mit der Messeinheit und einer Zuleitung für Verdünnungsflüssigkeit verbindbar ist, und die dazu ausgestaltet ist, ein in der Messeinheit befindendes Reaktionsgemisch mit der Verdünnungsflüssigkeit zu verdünnen;
- mindestens einen ein Reagenz enthaltenden Flüssigkeitsbehälter;
- Mittel zum Transportieren der Probenflüssigkeit und des Reagenzes zur Messeinheit und zum Herstellen eines Reaktionsgemisches aus der Probenflüssigkeit und dem Reagenz, wobei die Messeinheit zum Erzeugen eines Messsignals ausgestaltet ist, das eine mit dem zu bestimmenden Parameter korrelierte erste Messgröße und/oder zweite Messgröße des Reaktionsgemisches repräsentiert.

Das Analysengerät weist erfindungsgemäß eine Mess- und Steuereinheit auf, welche ausgebildet ist zur Ausführung des vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahrens.
Besonders bevorzugt kann das Analysengerät zudem

- einen stromabwärts der Messeinheit angeordneten, ein Abfall-Flüssigkeitsgemisch enthaltenden Sammelbehälter aufweisen und
- eine fluidisch mit dem Sammelbehälter verbundene Trenneinrichtung aufweisen, welche dazu ausgerüstet ist, eine Verdünnungsflüssigkeit aus dem in dem Sammelbehälter enthaltenen Abfall-Flüssigkeitsgemisch zu gewinnen, wobei die Trenneinrichtung fluidisch mit der Verdünnungseinheit verbindbar ist, um der Verdünnungseinheit Verdünnungsflüssigkeit zuzuleiten.

Die Messeinheit kann vorteilhaft eine Messzelle oder eine Messküvette aufweist, wobei das Volumen der Messzelle oder Messküvette abgestimmt ist auf das erfindungsgemäße Verfahren. Bei einer geschlossenen Messzelle oder Messküvette bedeutet dies, dass ein Zusatzvolumen vorgesehen ist, da sich bei Zuleitung von weiterer Verdünnungslösung in die Probenlösung das Volumen an Flüssigkeit erhöht.
Die Messeinheit kann zudem eine Messzelle oder eine Messküvette aufweisen, wobei die Messzelle oder Messküvette einen offenen Ablauf zur Vorgabe eines maximalen Flüssigkeitspegels aufweist. Der offene Ablauf ist als Überlauf zu verstehen.
Die Messzelle oder Messküvette kann vorteilhaft zusätzlich oder alternativ auch ein Überlaufwehr zur Vorgabe eines maximalen Flüssigkeitspegels aufweist.
Zur Homogenisierung der Probenlösung bei der Zuleitung der Verdünnungslösung kann in der Messzelle oder Messküvette ein Teil eines Rührwerks, vorzugsweise ein Rührelement, insbesondere ein Rührelement eines magnetischen Rührwerks, angeordnet sein.
Die Erfindung wird im Folgenden ausführlicher anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

1 ein automatisches Analysegerät zur Ermittlung eines konzentrationsabhängigen Parameters;
2 eine schematische Darstellung einer ersten Messzelle zur Integration in ein Analysegerät gemäß 1;
3 eine schematische Darstellung einer zweiten Messzelle zur Integration in ein Analysegerät gemäß 1; und
4 eine schematische Darstellung einer dritten Messzelle zur Integration in ein Analysegerät gemäß 1.

In 1 ist schematisch ein automatisches Analysegerät 1, wie es u.a. auch in der Anmeldung DE 10 2018 131 060.9 beschrieben ist, mit einer Messeinheit 2 und einer der Messeinheit 2 vorgeschalteten Verdünnungseinheit 3 zur Verdünnung einer aus einer Probenentnahmestelle über die Probenleitung 4 entnommenen Probenflüssigkeit dargestellt. Weitere Details zu einzelnen Bauteiles des Analysegerät können der vorgenannten Anmeldung entnommen werden.
Optional kann die Probenleitung 4 eine Verzweigung 5 aufweisen, mit welcher die entnommene Probe über eine zweite Probenleitung in die Verdünnungseinheit 3 überführbar ist. Die Verdünnungseinheit 3 ist lediglich optional und kann bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vorteilhaft eingespart werden, da eine Vorabverdünnung nunmehr nicht zwingend mehr notwendig ist.
Die Verdünnungseinheit 3 ist über eine weitere Flüssigkeitsleitung 6 mit der Messeinheit 2 verbunden, die dazu dient, der Messeinheit 2 verdünnte Probenflüssigkeit zuzuführen.
Die Probenentnahmestelle kann beispielsweise ein offenes Gewässer, ein Becken einer Wasseraufbereitungs- oder Kläranlage oder ein Prozessbehälter eines verfahrenstechnischen Prozesses sein. Die Messeinheit 2 dient dazu, Werte eines Parameters zu ermitteln, der von der Konzentration mindestens eines in der Probenflüssigkeit enthaltenen Analyten abhängt. Der Parameter kann beispielsweise eine Konzentration eines einzelnen Analyten, z.B. einer Ionenart, einer organischen Substanz oder eines anderen gelösten Stoffes sein. Der Parameter kann auch ein Summenparameter sein, zu dessen Wert mehrere Analyte beitragen, z.B. der spektrale Absorptionskoeffizient SAK, der Gesamt-Stickstoffgehalt TN, der chemische Sauerstoffbedarf CSB oder COD oder der Gesamtkohlenstoffgehalt (TC).
Im vorliegenden Beispiel ist die Probenflüssigkeit eine Lösung oder ein Gemisch (z. B. Suspension, Dispersion und/oder Emulsion, Lösung) auf Wasserbasis. Die hier beschriebene Vorrichtung und das weiter unten beschriebene Verfahren ist jedoch auch zur Verdünnung und Analyse von Probenflüssigkeiten auf Basis anderer Lösungsmittel als Wasser anwendbar.
Im vorliegenden Beispiel umfasst die Messeinheit 2 eine Messzelle 7, die fluidisch sowohl mit der Probenleitung 4 und der von der Verdünnungseinheit 3 kommenden Flüssigkeitsleitung 6 als auch mit einer weiteren Flüssigkeitsleitung 8 verbunden ist. Die weitere Flüssigkeitsleitung 8 verbindet einen Vorratsbehälter 9 mit der Messzelle 7. Der Vorratsbehälter 9 enthält ein Reagenz, das dazu bestimmt ist, mit der verdünnten Probenflüssigkeit zur Bildung eines Reaktionsgemisches gemischt zu werden. Das Reagenz geht mit dem Analyten eine chemische Reaktion ein, die zur Bildung eines, insbesondere gefärbten, Reaktionsprodukts führt, das sich mit optischen Mitteln detektieren lässt. Die Messeinheit 2 kann in einer Variante dazu ausgestaltet sein, das Reaktionsgemisch direkt in der Messzelle 7 zu erzeugen. Alternativ kann die Messeinheit 2 eine der Messzelle 7 vorgeschaltete Mischeinrichtung zum Erzeugen des Reaktionsgemisches aufweisen (hier nicht dargestellt).
Die Messzelle 7 weist im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel einen optischen Messaufnehmer 19 auf, z.B. ein Fotometer oder ein Spektrofotometer, das zur Erfassung von den zu bestimmenden Parameter repräsentierenden Messwerten dient. Beispielsweise kann der Messaufnehmer 19 eine oder mehrere Strahlungsquellen, z.B. eine oder mehrere LEDs, sowie einen oder mehrere Strahlungsempfänger, z.B. eine oder mehrere Fotodioden, ein Fotodiodenfeld oder ein CCD-Feld aufweisen. Die Strahlungsquelle(n) und Strahlungsempfänger sind einander gegenüberliegend derart angeordnet, so dass von der oder den Strahlungsquellen emittierte Messstrahlung das in der Messzelle aufgenommene Reaktionsgemisch durchläuft und anschließend auf den oder die Stahlungsempfänger trifft. Der Strahlungsempfänger ist dazu eingerichtet, von der Intensität der empfangenen Strahlung abhängige Messsignale auszugeben, die eine Absorption oder Extinktion der Messstrahlung im Reaktionsgemisch repräsentieren.
Die Messzelle 7 weist außerdem einen Flüssigkeitsauslauf 10 auf, der in einen optionalen Sammelbehälter 11 für ein Abfall-Flüssigkeitsgemisch mündet. Sämtliche oder einzelne durch die Messzelle 7 geleiteten Flüssigkeiten können in diesen Sammelbehälter 11 abgeleitet werden. Der Sammelbehälter 11 weist eine Ableitung 12 auf, über die das Abfall-Flüssigkeitsgemisch von Zeit zu Zeit entnehmbar ist, um es einer Entsorgung zuzuführen. Der Sammelbehälter 11 ist außerdem über eine Fluidleitung 13 mit einer ebenfalls optionalen Trenneinrichtung 14 verbunden.
Die Trenneinrichtung 14 ist über eine weitere Flüssigkeitsleitung 17 mit der Verdünnungseinheit 3 fluidisch verbunden. Das im Kondensatbehältnis der Trenneinrichtung 14 aufgefangene Kondensat kann als Verdünnungsflüssigkeit für aus der Probenentnahmestelle entnommene Probenflüssigkeit dienen und der Verdünnungseinheit 3 über die Flüssigkeitsleitung 17 zugeführt werden. Die Verdünnungseinheit 3 weist einen nicht näher in 1 dargestellten Vorratsbehälter für die Verdünnungsflüssigkeit auf, in den das Kondensat zunächst über die Flüssigkeitsleitung 17 eingeleitet wird. Die Verdünnung wird von der Verdünnungseinheit 3 vollständig automatisiert durchgeführt. Sie weist hierzu Mittel zum Dosieren und Vermischen der Probenflüssigkeit und der Verdünnungsflüssigkeit auf, z.B. Flüssigkeitsleitungen und eine oder mehrere Pumpen und Ventile, mit denen je nach Bedarf Probenflüssigkeit und Verdünnungsflüssigkeit der Probenentnahmestelle und dem Vorratsbehälter für Verdünnungsflüssigkeit entnommen und in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis vermischt werden. Zum Vermischen kann die Verdünnungseinheit einen Mischbehälter umfassen, z.B. einen Behälter mit einem Rührer oder eine Flüssigkeitsleitung mit einer entsprechenden Form oder Strukturierung, die zu einer Verwirbelung der beiden zu vermischenden Flüssigkeiten führen. Über die Flüssigkeitsleitung 6 kann der Messeinheit 2 mindestens ein Teil der so erzeugten verdünnten Flüssigkeitsprobe zugeführt werden.
Das Analysegerät 1 kann auch dazu eingerichtet sein, wahlweise oder in festen Zeitintervallen der Messzelle 7 die Verdünnungsflüssigkeit aus der Verdünnungseinheit 3 ohne Zusatz von Probenflüssigkeit zuzuführen. Dies erlaubt die Durchführung von Null-Messungen, d.h. die Erfassung eines Messwerts mittels der Messeinheit 2, der einen Nullpunkt des Analysegeräts 1 repräsentiert. Eine solche Null-Messung kann zur Kalibrierung und/oder Justierung des Analysegeräts 1 dienen.
Zum Transport und zur Dosierung von Flüssigkeiten weist das Analysegerät geeignete steuerbare Mittel, z.B. Pumpen und Ventile, auf. Zur vollständig automatisierten Durchführung der Verdünnung der Probenflüssigkeit und der Erfassung von Messwerten der Messgröße weist die Messeinheit im vorliegenden Beispiel außerdem eine Mess- und Steuerelektronik 16 auf. Diese ist mit der Messzelle 7, insbesondere mit dem Messaufnehmer 19 der Messzelle 7 verbunden, um dessen Messsignale zu erfassen und zu verarbeiten. Die Mess- und Steuerelektronik 16 besitzt hierzu einen Speicher mit einem darin abgelegten Messprogramm und ist dazu eingerichtet, das Messprogramm auszuführen um aus den Messsignalen Messwerte des Parameters abzuleiten und auszugeben.
Die Mess- und Steuerelektronik 16 kann außerdem mit der Trenneinrichtung 14, der Verdünnungseinheit 3 und der Messzelle 7 sowie mit den dem Transport und der Dosierung von Flüssigkeiten dienenden Pumpen und Ventilen des automatischen Analysegeräts 1 verbunden. In ihrem Speicher ist ein Betriebsprogramm zur Steuerung des Analysegeräts 1 abgelegt und sie ist dazu eingerichtet, das Betriebsprogramm auszuführen um die Pumpen und Ventile des Analysegeräts 1 zu steuern und Flüssigkeiten gemäß dem Betriebsprogramm zu dosieren und zu transportieren und die Gewinnung der Verdünnungsflüssigkeit aus dem im Sammelbehälter 11 enthaltenen Abfall-Flüssigkeitsgemisch und das Verdünnen der Probenflüssigkeit mit der Verdünnungsflüssigkeit vollständig automatisiert durchzuführen. Ein Teil der das Verdünnen der Probenflüssigkeit steuernden Elektronik kann in die Verdünnungseinheit 3 als Vor-Ort-Elektronik ausgelagert sein.
Die vorbeschriebene Wideraufarbeitung der Verdünnungsflüssigkeit ist lediglich als optionale Ausgestaltung zu verstehen, welche mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kombinierbar ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch ohne Verdünnungsdünnungseinheit, Trenneinrichtung und die entsprechenden Fluidleitungen betrieben werden. So kann das Analysengerät in einer vereinfachten Ausführungsvariante neben der Messzelle und dem optischen Messaufnehmer lediglich ein Vorratstank für das Reagenz und die Verdünnungsflüssigkeit und ein Sammelbehälter für die aus der Messzelle abgeleitete Flüssigkeit vorgesehen sein.
Die Erfindung setzt in Erweiterung der DE 10 2018 131 060.9 dabei an, dass bei der ersten Messung einer Probenflüssigkeit trotz der vorgenommenen Verdünnung oder sogar ohne jegliche vorgenommene Verdünnung außerhalb des Messbereichs des eingesetzten optischen Messaufnehmers liegt.
Liegt die Konzentration der Probenflüssigkeit außerhalb des Messbereichs des optischen Messaufnehmers, so ist eine genaue Bestimmung der Absorption oder Transmission durch den optischen Messaufnehmer nicht möglich und die Probenflüssigkeit muss verworfen werden.
Zur Lösung dieses Problems kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine weitergehende Verdünnung innerhalb der Messzelle erfolgen, bis die Probenflüssigkeit soweit verdünnt ist, dass die Messung innerhalb des Messbereichs des optischen Messaufnehmers liegt.
Hierfür kann die Messzelle 7 speziell ausgebildet sein. Beispiele für erfindungsgemäße Ausführungsvarianten finden sich in den 2, 3 und 4.
2 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer Messzelle 7a eines erfindungsgemäßen Analysegeräts mit einem vergrößerten Aufnahmevolumen. Der normale Flüssigkeitspegel innerhalb der Messzelle 7a kann z.B. 50% oder sogar deutlich weniger als 50% des Aufnahmevolumens der Messzelle 7a betragen. Kommt es nunmehr zu einer Meldung, dass die Konzentration der Probenflüssigkeit außerhalb des Messbereichs des optischen Messaufnehmers liegt, so wird der Flüssigkeitspegel FL des Reaktionsgemisches R innerhalb der Messzelle 7a weiter erhöht.
Bei der Variante der 2 muss ein Ausgleichsvolumen innerhalb der Messzellen 7a bereitgestellt werden, welches für die zusätzliche Verdünnung zur Anpassung an den Messbereich benötigt wird. Ein entsprechender Bauraum muss im Analysegerät vorgehalten werden.
Analog zur Messzelle 7 der 1, weist die Messzelle 7a jeweils eine Zuleitung 4a, 6a und 8a für eine Probe, ein Reagenz und eine Verdünnung auf. Selbstverständlich kann auch bei entsprechender Regelung durch ein Regelventil lediglich eine Zuleitung vorgesehen sein.
Zur Homogenisation der messbereichsoptimierten Verdünnung kann ein Rührelement 30a einer Rührvorrichtung, z.B. ein Magnetrührer mit einem Rührmagneten vorgesehen sein.
3 zeigt eine zweite Ausführungsvariante einer Messzelle 7b eines erfindungsgemäßen Analysegeräts. In dieser Variante ist ein offener Ablauf 31b zur Begrenzung des Flüssigkeitspegels in der Messzelle 7b vorgesehen. Die Zuläufe 4b, 6b und 8b für die Probenflüssigkeit, die Verdünnung und das Reagenz, insbesondere der Zulauf 6b der Verdünnung, sind hierbei nur schematisch dargestellt. Insbesondere kann der Zulauf der Verdünnung 6b bis in die Lösung nahe der Rührvorrichtung 30 münden.
Der Abstand zwischen einem Boden 32b der Messzelle 7b und dem Ablauf 31b bestimmt dabei den Flüssigkeitspegel innerhalb der Messzelle. Ein Rührelement 30b einer Rührvorrichtung 30b homogenisiert die Lösung.
4 zeigt eine dritte Ausführungsvariante einer Messzelle 7c.
Hierbei ist innerhalb der Messzelle 7c ein Überlaufwehr 33c ausgebildet. Auf einer Seite des Überlaufwehrs befindet sich ein Aufnahmebecken 34 zur Aufnahme von verdünnter Probelösung. Jenseits des Aufnahmebeckens 34c befindet sich ein Ablaufschacht 35c, in welchem überlaufende Probelösung ablaufen kann. Auch in der Variante der 4 ist eine Rührvorrichtung 30c zur Homogenisierung der Probelösung vorgesehen.
Im Folgenden wird ein Beispiel für ein Verfahren zur Bestimmung des Parameters der Probenflüssigkeit mittels des automatischen Analysegeräts 1 beschrieben. Alle Schritte werden automatisiert gesteuert durch die Mess- und Steuerelektronik 16 durchgeführt.
In einem ersten Schritt wird Probenflüssigkeit aus der Probenentnahmestelle über die Probenzuleitung 4 entnommen und in die Messzelle 7 über den Flüssigkeitsauslauf 10 in den Sammelbehälter 11 gespült. Dort bildet die Probenflüssigkeit mit im Sammelbehälter bereits vorhandener Flüssigkeit aus früheren Messzyklen ein Abfall-Flüssigkeitsgemisch.
In einem zweiten Schritt wird in der Messzelle mittels des fotometrischen oder spektrometrischen Messaufnehmers die Extinktion oder Absorption von Messstrahlung in dem Reaktionsgemisch erfasst und anhand des Messsignals des Strahlungsdetektors, das ein Maß für die Konzentration des Reaktionsprodukts in dem Reaktionsgemisch ist, ein Wert des Parameters ermittelt.
Dies kann beispielsweise anhand einer in einem Speicher der Mess- und Steuerelektronik 16 hinterlegten Kalibriertabelle oder -funktion unter Berücksichtigung des Verdünnungsfaktors, mit dem die Probenflüssigkeit verdünnt wurde, erfolgen. Die Kalibriertabelle oder -funktion ordnet Messignal-Werten Werte der Messgröße zu.
In einem dritten Schritt wird das verbrauchte Reaktionsgemisch aus der Messzelle 7 in den Sammelbehälter 11 abgeleitet.
Das beschriebene Verfahren kann zyklisch mehrfach wiederholt werden.
Wenn allerdings die Konzentration der Probenlösung außerhalb des Messbereichs des Messaufnehmers ist, muss das vorgenannte Verfahren modifiziert werden. In diesem Fall kann allerdings die optische Dichte der Probenlösung als zweite Messgröße bestimmt werden. Anhand der optischen Dichte kann eine Einschätzung zur aktuellen Konzentration der Probelösung vorgenommen werden und dadurch ein Messbereichs-optimiertes Verdünnungsverhältnis eingestellt werden. Hierfür wird Verdünnungslösung durch die Zuleitung für Verdünnung direkt in die Messzelle geleitet. Das Überschussvolumen kann entweder in der Messzelle aufgenommen werden (Variante der 2) oder bei einem konstanten Flüssigkeitspegel aus der Messzelle abgeleitet werden (Variante der 3 oder 4). Durch zusätzliche Verdünnung der Probenlösung innerhalb der Messzelle 7 kann eine für den Messbereich optimierte Verdünnung erfolgen, so dass die Probenlösung nicht verworfen werden muss.
Alternativ zur Ermittlung der zweiten Messgröße kann auch ein definiertes Volumen an Verdünnungslösung so lange zum Reaktionsgemisch R zugegeben werden, bis sich die ermittelte erste Messgröße des Messaufnehmers innerhalb von dessen Messbereich befindet.
Beide Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens reduzieren den Messaufwand, die Messzeit und das Volumen an angefallener Abfalllösung.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das vorgenannte Ausführungsbeispiel beschränkt. So ist es grundsätzlich möglich jede in einer Messzelle befindliche Probelösung, welche außerhalb des Messbereichs liegt, durch Ermittlung einer zweiten Messgröße und anschließende Verdünnung anzupassen.
Die zweite Messgröße ermöglicht dabei zwar nicht eine exakte Konzentrationsbestimmung der Konzentration des Analyten, ist aber hinreichend genau für ein Einstellen der Konzentration auf einen geeigneten Messbereich.
Alternativ kann auch anstelle des Erfassens einer zweiten Messgröße eine iterative Zudosierung bei wiederholter Erfassung der ersten Messgröße erfolgen. Dabei wird ein vorbestimmtes Volumen an Verdünnungsflüssigkeit so lange in die Probenlösung der Messzelle zugeführt, bis das Erfassen der ersten Messgröße ergibt, dass sich die erfasste Messgröße innerhalb des Messbereichs des optischen Messaufnehmers befindet.
Bevorzugt und nicht in 2-4 dargestellt, umfasst der Zulauf an Verdünnungslösung oder der Ablauf aus der Messzelle 7a-7c ein Messgerät zur Bestimmung des zugeführten Volumens. Dabei kann es sich beispielsweise um ein magnetisch-induktives Durchflussmessgerät, einen Flügelradzähler oder dergleichen handeln. Es kann auch ein gleichmäßiges Dosiervolumen, z.B. durch einen vorgeschalteten Dosierbehälter, gewählt werden.
Durch die Verdünnung der Probenflüssigkeit nach dem Erfassen der ersten Messgröße innerhalb der Messzelle, vorzugsweise der Messküvette, ergibt sich eine Zeitersparnis und ein reduzierter Verbrauch an Verdünnungsflüssigkeit.
Eine Vielzahl weiterer Varianten und Ausführungsbeispiele der Erfindung sind denkbar.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Analysegeräts liegen darin, dass einerseits das Messbereichsende erhöht werden kann, ohne gleichzeitig den Messbereichsanfang zu erhöhen, und folglich das Messverhältnis.
Weiterhin muss die Konzentration beim erfindungsgemäßen Verfahren und bei Verwendung des erfindungsgemäßen Analysegeräts nicht annähern bekannt sein, um das konkrete Verdünnungsverhältnis zu bestimmen. Diese Kenntnis des ungefähren Konzentrationsbereichs kann durch die Ermittlung der zweiten Messgröße oder durch die iterative Annäherung an den Messbereich vorteilhaft entfallen.
Zudem wird der Verbrauch an Verdünnungsflüssigkeit bei dieser Art der Anwendung minimiert.
Da die Verdünnung in der Messzelle oder in einer Messküvette stattfindet, sind keine zusätzliche Gefäße und Apparaturen für die Verdünnung notwendig. Somit besteht auch die Möglichkeit, dass die Verdünnungseinheit 3 der 1 vorteilhaft entfallen kann, was eine apparative Vereinfachung des Analysengerätes darstellt.
Bezugszeichenliste

1: Analysegerät
2: Messeinheit
3: Verdünnungseinheit
4: Probenleitung
5: Verzweigung
6: Flüssigkeitsleitung
7: Messzelle
8: Flüssigkeitsleitung
9: Vorratsbehälter
10: Flüssigkeitsauslauf
11: Sammelbehälter
12: Ableitung
13: Fluidleitung
14: Trenneinrichtung
15: Gaszuleitung
16: Mess- und Steuerelektronik
17: Flüssigkeitsleitung
18: Auslass
19: Optischer Messaufnehmer
4a: Probenleitung
6a: Flüssigkeitsleitung (Verdünnungsflüssigkeit)
7a: Messzelle
8a: Flüssigkeitsleitung (Reagenz)
30a: Rührelement einer Rührvorrichtung
4b: Probenleitung
6b: Flüssigkeitsleitung (Verdünnungsflüssigkeit)
7b: Messzelle
8b: Flüssigkeitsleitung (Reagenz)
30b: Rührelement einer Rührvorrichtung
31b: Ablauf
32b: Boden
4c: Probenleitung
6c: Flüssigkeitsleitung (Verdünnungsflüssigkeit)
7c: Messzelle
8c: Flüssigkeitsleitung (Reagenz)
30c: Rührelement einer Rührvorrichtung
33c: Überlaufwehr
34c: Ausnahmebecken
35c: Ablaufschacht
FI: Flüssigkeitspegel
R: Reaktionsgemisch

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018131060 [0054, 0068]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines automatischen Analysegeräts (1) zur Bestimmung eines Parameters einer Probenflüssigkeit, der von der Konzentration mindestens eines Analyten in der Probenflüssigkeit abhängig ist, anhand einer vom Analysegerät (1) erfassten ersten Messgröße, wobei das Analysegerät (1) eine Messeinheit (2) mit einem optischen Messaufnehmer (19) umfasst, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte a) Bereitstellen eines Reaktionsgemisches (R) umfassend die Probenflüssigkeit in der Messeinheit (2); b) Erfassen einer ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters; c) Erfassen einer zweiten Messgröße, sofern sich aus Schritt b) ergibt, dass die Konzentration des Analyten im Reaktionsgemisch (R) außerhalb des Messbereichs des Analysengerätes (1) für das Erfassen der ersten Messgröße liegt; d) Verdünnen des bereitgestellten Reaktionsgemisches (R) mit Verdünnungsflüssigkeit in Abhängigkeit von der zweiten Messgröße; e) Erneutes Erfassen der ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters.
Verfahren zum Betreiben eines automatischen Analysegeräts (1) zur Bestimmung eines Parameters einer Probenflüssigkeit, der von der Konzentration mindestens eines Analyten in der Probenflüssigkeit abhängig ist, anhand einer vom Analysegerät (1) erfassten ersten Messgröße, wobei das Analysegerät (1) eine Messeinheit (2) mit einem optischen Messaufnehmer (19) umfasst, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte a) Bereitstellen eines Reaktionsgemisches (R) umfassend die Probenflüssigkeit in der Messeinheit (2); b) Erfassen einer ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters; c) Zugabe eines vordefinierten Volumens an Verdünnungsflüssigkeit, sofern sich aus Schritt b) ergibt, dass die Konzentration des Analyten im Reaktionsgemisch außerhalb des Messbereichs des Analysengerätes (1) für das Erfassen der ersten Messgröße liegt; d) Erneutes Erfassen der ersten Messgröße zur Bestimmung des Parameters; und Wiederholen des Schrittes c) sofern das Erfassen nach Schritt d) ergibt, dass die Konzentration des Analyten im verdünnten Reaktionsgemisch (R) außerhalb des Messbereichs des Analysengerätes (1) für das Erfassen der ersten Messgröße liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Messgröße die Extinktion, Transmission oder die Intensität eines durch das Reaktionsgemisch (R) transmittierten Lichtes umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Messaufnehmer (19) als ein Fotometer oder ein Spektrofotometer ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Messgröße sich von der ersten Messgröße unterscheidet (z.B. optische Dichte des Reaktionsgemisches (R)), oder es sich um dieselbe Messgröße handelt
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der zweiten Messgröße eine höhere Messunsicherheit als die erste Messgröße aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Analysengerät (1) eine Verdünnungseinheit (3) und eine Mess- und Steuerelektronik (16) aufweist, wobei die Ermittlung der zweiten Messgröße durch den optischen Messaufnehmer (19) erfolgt und dass die Verdünnung durch die Verdünnungseinheit (3) erfolgt, wobei die Mess- und Steuerelektronik (16) einen Verdünnungsfaktor in Abhängigkeit von der erfassten zweiten Messgröße ermittelt und dass das Verdünnen der Probenflüssigkeit durch eine Dosage mittels der Verdünnungseinheit (3) erfolgt, wobei die Steuerung der Verdünnungseinheit (3) durch die Mess- und Steuerelektronik (16) in Abhängigkeit vom Verdünnungsfaktor erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ermittlung des in Schritt d) oder c) zugeführten Volumens an Verdünnungsflüssigkeit durch eine Messung mittels eines Messgeräts oder durch Vorgabe eines definierten Dosiervolumens erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Konzentration an Analyt in unverdünnter Probenflüssigkeit das in Schritt d) oder c) zugeführte Volumen an Verdünnungsflüssigkeit berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Analysegerät (1) eine Schnittstelle mit einer Probenahmestelle aufweist, wobei die der Probenahmestelle entnommene Probe der in die Messeinheit (2) eingeführten Probenflüssigkeit entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zudem die folgenden Schritte umfasst: - Spülen mindestens der Messeinheit (2) des Analysegeräts mit einem ersten Volumen der Probenflüssigkeit; - Ableiten des zum Spülen der Messeinheit (2) verwendeten ersten Volumens der Probenflüssigkeit in einen ein Abfall-Flüssigkeitsgemisch enthaltenden Sammelbehälter (11); - Einführen der Probenflüssigkeit in die Messeinheit (2) gemäß Schritt a) unter Verwendung eines zweiten Volumens an Probenflüssigkeit erfolgt; - Herstellen des Reaktionsgemisches (R) aus Schritt a) aus mindestens einem Teil der Probenflüssigkeit und mindestens einem Reagenz; - Erfassen eines Messwerts gemäß Schritt b) zur Ermittlung einer mit dem zu bestimmenden Parameter der Probenflüssigkeit korrelierenden ersten Messgröße des Reaktionsgemisches in der Messeinheit (2); und - Ausführen der Schritte c)-e) des Anspruchs 1 oder c) und d) des Anspruchs 2 und - nach dem Erfassen des Messwerts Ableiten des Reaktionsgemisches (R) aus der Messeinheit (2) in den Sammelbehälter (11).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdünnungsflüssigkeit im Wesentlichen frei von dem mindestens einen Analyten ist.
Automatisches Analysegerät (1) zur Bestimmung von Messwerten eines von der Konzentration mindestens eines Analyten in einer Probenflüssigkeit abhängigen Parameters, wobei das Analysegerät einen optischen Messaufnehmer mit einer Messeinheit aufweist und zudem Folgendes umfasst: - eine Probenflüssigkeitsleitung (4), die fluidisch mit einer die Probenflüssigkeit enthaltenden Probenentnahmestelle verbindbar ist; - eine Verdünnungseinheit (3), die fluidisch mit der Messeinheit (2) und einer Zuleitung für Verdünnungsflüssigkeit (17) verbindbar ist, und die dazu ausgestaltet ist, eine in der Messeinheit (2) eingeführte Reaktionsgemisches mit der Verdünnungsflüssigkeit zu verdünnen; - mindestens einen ein Reagenz enthaltenden Flüssigkeitsbehälter (9); - Mittel (8, 4) zum Transportieren der Probenflüssigkeit und des Reagenzes zur Messeinheit (2) und zum Herstellen eines Reaktionsgemisches (R) aus der Probenflüssigkeit und dem Reagenz, wobei die Messeinheit (2) zum Erzeugen eines Messsignals ausgestaltet ist, das eine mit dem zu bestimmenden Parameter korrelierte erste Messgröße und/oder zweite Messgröße des Reaktionsgemisches repräsentiert; dadurch gekennzeichnet, dass das Analysengerät (1) eine Mess- und Steuereinheit (16) aufweist, welche ausgebildet ist zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Automatisches Analysegerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Analysengerät (1) zudem - einen stromabwärts der Messeinheit (2) angeordneten, ein Abfall-Flüssigkeitsgemisch enthaltenden Sammelbehälter (11) aufweist.
Automatisches Analysegerät, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (2) eine Messzelle (7a) oder eine Messküvette aufweist, wobei das Volumen der Messzelle (7) oder Messküvette abgestimmt auf das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist.
Automatisches Analysegerät, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (2) eine Messzelle (b7) oder eine Messküvette aufweist, wobei die Messzelle (7) oder Messküvette einen offenen Ablauf (31b) zur Vorgabe eines maximalen Flüssigkeitspegels (FI) aufweist.
Automatisches Analysegerät, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (2) eine Messzelle (7c) oder eine Messküvette aufweist, wobei die Messzelle (7) oder Messküvette ein Überlaufwehr (33c) zur Vorgabe eines maximalen Flüssigkeitspegels (FI) aufweist.
Automatisches Analysegerät, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (2) eine Messzelle (7a-7c) oder eine Messküvette aufweist, wobei in der Messzelle (7a-7c) oder Messküvette ein Teil eines Rührwerks, vorzugsweise ein Rührelement (30a-30c), insbesondere ein Rührelement eines magnetischen Rührwerks, angeordnet ist.