DE2317273B2 - Verfahren zur direkten potentiometrischen analyse einer reihe von fluessigkeitsproben auf eine interessierende substanz - Google Patents
Verfahren zur direkten potentiometrischen analyse einer reihe von fluessigkeitsproben auf eine interessierende substanzInfo
- Publication number
- DE2317273B2 DE2317273B2 DE19732317273 DE2317273A DE2317273B2 DE 2317273 B2 DE2317273 B2 DE 2317273B2 DE 19732317273 DE19732317273 DE 19732317273 DE 2317273 A DE2317273 A DE 2317273A DE 2317273 B2 DE2317273 B2 DE 2317273B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrode
- sample
- sodium
- ion
- samples
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/08—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a stream of discrete samples flowing along a tube system, e.g. flow injection analysis
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur direkten potentiometrischen Analyse einer Reihe von
Flüssigkeitsproben auf eine interessierende Substanz unter Verwendung einer ionenselektiven Elektrode und
einer Bezugselektrode, bei dem die nacheinander als Strom durch eine Leitung geschickten und den
Elektroden ausgesetzten Flüssigkeitsproben auf dem Weg zu den Elektroden erhitzt werden.
Ein derartiges Verfahren ist aus der Druckschrift Laboratory Practice, Vol.18, 1969, Seiten 35 bis 43,
bekannt. Danach werden zur potentiometrischen Bestimmung von Fluorid in Wasserproben die zu
untersuchenden flüssigen Proben nacheinander als Strom durch eine mit einer ionenselektiven Elektrode
und einer Bezugselektrode ausgerüstete Durchflußzelle geleitet. Um die Ansprechzeit der Elektrodenmeßanordnung
auf Konzentrationsänderungen des Fluorids in den flüssigen Proben zu verringern, wird die ionenselektive
Elektrode erwärmt, und zwar auf eine Eiektrodentemperatur
von 55°C. Infolge des höheren Ansprechverhaltens der Elektrode auf die Probe kann man eine
höhere Probenverarbeitungsgeschwindigkeit erzielen, die mit zwanzig bis dreißig Proben pro Stunden
angegeben wird. Zur Reinigung der Probentransportleitungen und zur Vermeidung einer Verseuchung
zwischen der verschiedenen Proben sind die einzelnen Proben durch Luftschübe voneinander getrennt, die
jedoch aus dem Probenstrom entfernt werden, bevor dieser die Elektroden passiert.
Aus einem Aufsatz von Harold Jacobson in der Fachzeitschrift Analytical Chemistry, Band 38, Nr. 13,
Seiten 1951 — 1954, Dezember 1966, ist eine nach dem kontinuierlichen Durchflußprinzip selbsttätig arbeitende
Vorrichtung bekannt, die zur Natriumbestimmung bei der Harnanalyse dient und bei der ais Anaiysiereinrichtung
eine natriumselektive Glaselektrode verwendet wird. Diese Elektrode ist einer aus der US-PS
33 98 079 bekannten Natriumionenglaselektrode ähnlich, die in dem obengenannten Aufsatz von Jacobson
mit Beckmann-Natriumionenglaselektrode Nr. 39046 bezeichnet ist. Bei diesem Natriumanalyseverfahren
wird der unterteilte Probenstrom ebenfalls von den Luftschüben befreit, bevor der Probenstrom die
Natriumionenglaselektrode erreicht. Der Natriumelektrode ist eine übliche Bezügelektrode zugeordnet, die
zur Vervollständigung des elektrischen Stromkreises eine Leckverbindung mit dem Probenstrom vorsieht.
Die benutzte Natriumionenelektrode weist einen Kolben mit einem der Probe ausgesetzten Teil auf, der
aus natriumempfindlichem Glas hergestellt ist. Die Probenanalysiergeschwindigkeit dieser bekannten Vorrichtung
ist verhältnismäßig niedrig.
Aus einem Aufsatz mit dem Titel »lonenselektive Elektroden zur Bestimmung von Calcium im Serum bei
der kontinuierlichen Durchflußanalyse«, von J. R u ζ i k ka und J. C. Tjeil, in der Fachzeitschrift Anal.
Chim. Acta, 47 (1969), Seiten 479-482, veröffentlicht in Amsterdam von Elsevier Publishing Co., ist ein
Verfahren bekannt, das dem Verfahren nach Jacobson
ähnlich ist, jedoch grundsätzlich andere Elektroden benutzt und ein Heizbad verwendet, um den
Probenstrom auf 250C aufzuheizen, bevor der von den Luftschüben befreite Probenstrom den Elektroden
ausgesetzt wird. Die Probenanaiysiergeschwindigkeit beträgt 20 bis 60 Proben pro Stunde, wobei bei einer
Probenanalysiergeschwindigkeit von 60 Proben pro Stunde die gegenseitige Beeinflussung der Proben bis
auf 7% ansteigt.
Bei der Analyse von Blutproben, um nur ein Beispiel zu nennen, gibt es einen Faktor, der die Analysiergeschwindigkeit
dieser Proben beträchtlich herabsetzt. Dieser Faktor ist als transienter Kaliumeffekt allgemein
bekannt, dessen Wirkung darin besteht, daß eine Natriumionenglaselektrode anfangs in verwirrender
Weise auf die Gegenwart von Kalium in den Proben anspricht, wie es beispielsweise von S. M. Freedman
in einem Aufsatz mit dem Titel »Glass Electrodes for Hydrogen and other Cations«, Seite 457, 458, G.
I s e η m a η (Verleger), Marcel D e k k e r, Inc. New York, 1967, dargelegt ist.
Obwohl es aus der DT-OS 16 73 103 bereits bekannt ist, einen Probenstrorn zusammen mit den die einzelnen
flüssigen Proben trennenden Luftblasen durch die von einem Lichtstrahl durchsetzte Durchflußküvette eines
Kolorimeter zu schicken, um auch innerhalb der Meßzelle die Probenintegrität aufrechtzuerhalten, hat
man bisher bei allen üblichen potentiometrischen Durchflußanalysen die die einzelnen Proben trennenden
Luftblasen oder Gasschübe aus dem Probenstrom entfernt, bevor der Probenstrom zu den Elektroden
gelangt. Dies triftt auch für die oben beschriebene Natriumbestimmung nach Jacobson unter Verwendung
des kontinuierlichen Durchflußprinzips zu. Bei diesem Verfahren hat man peinlichst vermieden, die
natriumselektive Glaselektrode den Luftblasen im Probenstrom auszusetzen, da die Luftblasen einen
bekannten Polarisationeffekt hervorrufen, der nicht nur zu falschen Spannungspotentialen führt, sondern der
auch an dem natriumempfindlichen Glas Schäden hervorruft und im Laufe der Zeit die Elektroden
vollständig zerstören kann. Bei dem Verfahren nach Jacobson wäre das ionenempfindliche Glas für eine
verhältnismäßig lange Zeit der Lüftblase ausgesetzt und
der Übergang zwischen Probe und Luftblase fände
abrupt statt. Während die natriumempfindliche Glasoberiläche
der ionenselektiven Elektrode bei Jacobsoη
einen Oberflächenabschnitt eines Glaskolbens bildet, ist es auch bekannt, natriumempfindliches Glas in
Form einer Kanüle oder eines Kapillarrohres zu verwenden, das die Probe als ionenselektive Elektrode
aufnimmt, wie es beispielsweise aus der US-PS 33 57 910 bekannt ist. Allerdings wird die aus dieser Patentschrift
bekannte natriurnempfindliche Glaskapillare lediglich
zur chargenweisen Analyse benutzt, die im Gegensatz m zur kontinuierlichen Durchflußanalyse steht.
Die von den Fachkreisen allgemein geübte Praxis, bei der potentiometrischen Durchfiußanalyse alle Luftoder
Gasschübe aus dem Probensirom zu entfernen, bevor de: Strom zu den Elektroden gelangt, bietet den
Nachteil, daß nach der Entfernung der Gasschübe aus dem Probenstrom die verschiedenen Flüssigkeitsproben
unmittelbar aneinandergrenzen und es zu Durchmischungen und Verunreinigungen zwischen benachbarten
Proben kommt. Um trotz dieser gegenseitigen Probenbeeinflussung eine gute Meßgenauigkeit zu
erzielen, ist es üblich, verhältnismäßig lange Probenschübe mit einem nicht verunreinigtei. Mittelabschnitt
zu verwenden. Diese Tatsache läßt trotz einer Verbesserung des Ansprechverhaltens der ionenselektiven
Elektrode durch Erwärmung keine große Steigerung der Probenanalysiergeschwindigkeit zu. So ist die
Probenanalysiergeschwindigkeit bei üblichen Natriumbestimmungen mit natriumselektiven Glaselektroden
auf etwa zehn bis 60 Proben pro Stunde begrenzt. Bei der Analyse von Blutproben in Krankenhäusern ist es
jedoch erwünscht, Probenanalysiergeschwindigkeiten von zweihundert oder mehr verschiedenen Blutproben
pro Stunde zu erreichen. Derart hohe Probenanalysiergeschwindigkeiten sind auch bei Natriumbestimmungen
in anderen flüssigen Proben erwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Untersuchung eines Probenstroms auf Natrium unter
Erzielung einer hohen Ergebnisgenauigkeit die Probenanalysiergeschwindigkeit bei der potentiometrischen
Analyse der im Strom aufeinanderfolgenden Flüssigkeitsproben zu erhöhen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs beschriebene Verfahren nach der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß zur Untersuchung des Proben-Stroms auf Natrium als ionenselektive Elektrode eine
natriumionenselektive Elektrode verwendet wird, daß der den Elektroden ausgesetzte Probenstrom auf eine
Temperatur von 40 bis 5O0C gebracht wird und daß die
im Probenstrom voneinander getrennt gehaltenen Flüssigkeitsproben im getrennten Zustand an den
Elektroden vorbeigeführt werden.
Durch die Aufrechterhaltung der Probenintegrität in der potentiometrischen Meßeinrichtung kann man zu
sehr kurzen Probenschüben übergehen und das durch Erwärmen der ionenselektiven Elektrode verbesserte
Ansprechverhalten voll ausnutzen. Der vorgeschlagene Temperaturbereich von 40° C bis 50° C bringt außer der
Verbesserung des Ansprechverhaltens der Elektrode auf Natrium einen weiteren Vorteil mit sich, der den
eingangs erwähnten transienten Kaliumeffekt betrifft. Bei natriumselektiven Elektroden können nämlich die
Wasserstoffatome an der Oberfläche sowohl von Natrium- als auch von Kaliumatomen ersetzt werden,
wobei die Kaliumatome in der Glasmatrix eine wesentlich größere Beweglichkeit als die Natriumatome
aufweisen. Wenn daher in einer auf Natrium zu untersuchenden Probe auch Kalium vorkommt, spricht
die natriumselektive Elektrode zunächst auf das Kalium an, und es entsteht ein unerwünschtes transientes
Kaliumansprechverhalten. Die gewünschte Natriumbestimmung kann erst nach Abklingen des Kaliumansprechvorganges
vorgenommen werden. In dem angegebenen besonderen Temperaiurbereich von 400C bis
500C findet der Kaliumansprechvorgang in einer so kurzen Zeit statt, daß er sich nicht mehr störend
bemerkbar macht. Durch die beanspruchten Maßnahmen ist es möglich geworden, die übliche Probenanalysiergeschwindigkeit
von zehn bis sechzig Proben pro Stunde auf über zweihundert Proben pro Stunde zu
steigern, ohne daß dabei die Genauigkeit des Meßergebnisses leidet.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispie! der Erfindung wird an Hand von Figuren beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung eines Analyseverfahrens nach der Erfindung
und
Fig.2 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung
mit einer ionenselektiven Elektrode und einer Bezugselektrode für das an Hand der Fig. 1 erläuterte
Analyseverfahren.
Das dargestellte und erläuterte Analyseverfahren bezieht sich auf Natriumbestimmungen. Mit dem
Analyseverfahren können aber auch andere Substanzen bestimmt werden, beispielsweise Calcium. Dazu ist es
lediglich erforderlich, eine passende ionenselektive Elektrode und Bezugselektrode zu verwenden. Die
Anordnung nach der F i g. 1 weist eine Probenleitung 10 auf, durch die ein zu überwachender Probenstrom fließt
bei dem es sich um eine Reihe von verschiedenen Proben handeln kann, beispielsweise menschliches
Blutserum oder Blutplasma. Die Proben kommen von einem nicht dargestellten Probenvorrat und werden
unter der Wirkung eines Druckdifferentials über einen Einlaß 12 in die Leitung 10 eingeführt, um eine
Natriumbestimmung vorzunehmen. Der Probenstrom kann von einer Schlauchquetschpumpe gefördert und
über einen Probennehmer eingeführt werden, wie es aus der US-PS 28 79 141 bekannt ist. Dabei können die
einzelnen Proben im Probenstrom durch nicht mischbare Fluidschübe voneinander getrennt sein. Bei den nicht
mischbaren Fluidschüben kann es sich beispielsweise um Gasschübe handeln, und der Probenstrom kann durch
weitere Schübe unterteilt sein, beispielsweise Waschflüssigkeitsschübe, die durch die nicht mischbaren
Fluidschübe von den Proben getrennt sind. Bei der dargestellten Anordnung kann der Volumendurchfluß
der Probe etwa 100 bis 200 Mikrofilter pro Minute betragen. Der aus der Leitung 10 austretende Strom tritt
in einen Einlaß einer Leitung 14 ein.
An die Leitung 14 ist ferner der Auslaß einer Leitung 16 angeschlossen, über die eine geeignete Pufferlösung
zugeführt wird, um jede Probe zu verdünnen und um sowohl den pH-Wert als auch die lonenstärke
einjuistellen. Die Pufferlösung wird durch ein Druckdifferential
veranlaßt, von einem nicht dargestellten Pufferlösungsvorrat in einen Einlaß 18 der Leitung 16
einzuströmen. In die Leitung !6 ist ein Durchflußregler eingeschaltet, der den Durchfluß der Pufferlösung in der
Leitung 14 regelt, und zwar auf einen Durchfluß von etwa 500 bis 1000 Mikroliter pro Minute.
Bei der beschriebenen Anordnung wird die von der Leitung 14 in die Leitung 16 strömende Pufferlösung in
gesteuerten Abständen durch unter Druck stehende Luft unterteilt, die von einer herkömmlichen Druckluftquelle
über einen Einlaß 22 einer Leitung 20 zugeführt
wird. Der sich aus der Vereinigung des unterteilten Probenstroms mit dem Pufferlösungsstrom ergebene
Strom fließt durch eine in die Leitung 14 eingeschaltete Mischschlange, in der die Probenschübe und die
Pufferlösung durchmischt werden. Bevor der auf diese Weise behandelte Probenstrom einer ionenselektiven
Elektrode ausgesetzt wird, bei der es sich in diesem Fall um eine natriumionenselektive Elektrode handelt, wird
der Probenstrom durch ein in der F i g. 1 dargestelltes herkömmliches Heizbad geleitet, in dem der Strom auf ι ο
eine über der Körpertemperatur liegende Temperatur erwärmt wird, die etwa zwischen 40 und 5O0C liegen
kann.
Zwischen den Einlaß des Heizbads und den Auslaß der Mischschlange isi ein Dreiwege-Absperrorgan 24
eingeschaltet. Das Absperrorgan 24 ist mit seinem noch freien Auslaß an eine zum Abfluß führende Leitung
angeschlossen, so daß beim Ausspülen des eingangsseitigen Leitungssystems und der Mischschlange eine dazu
verwendete Spüllösung abgeleitet werden und nicht auf die in der F i g. 1 dargestellte natriumionenselektive
Elektrode einwirken kann, die an den Auslaß des Heizbads angeschlossen ist.
Hinter dem Heizbad ist in eine Leitung 26, die in einer Stellung des Absperrorgans 24 über das Heizbad, das
Absperrorgan 24 und die Mischschlange an den Auslaß der Leitung 14 angeschlossen ist, ein nicht dargestellter
Leiterstift vorgesehen, der sich in die Leitung 26 erstreckt, um dem Probenstrom ausgesetzt zu sein, und
der an einen Erdungsdraht 28 angeschlossen ist. Der Leiterstift und der Erdungsdraht 28 befinden sich vor
der natriumionenselektiven Elektrode, wie es in der F i g. 1 dargestellt ist.
Die Auswahl einer natriumionenselekliven Elektrode und einer Bezugseleklrodenanordnung ist unter der
Voraussetzung nicht kritisch, daß die ionenselektive Elektrode auf dem kontinuierlichen Durchflußprinzip
beruht und die elektrische Verbindung der Bezugselektrode mit dem Probenstrom nahe bei der ionenempfindlichen
Oberfläche der ionenselektiven Elektrode erfolgt. Eine äußerst befriedigend arbeitende Kombinationselektrodenanordnung
ist schematisch in der Fig.2 dargestellt. Diese Elektrodenanordnung ist in einer
gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung DT-OS 23 17 227 ausführlich beschrieben und erläutert. Auf is
eine detaillierte Beschreibung der Elektrodenanordnung 30 wird daher hier verzichtet.
Die Elektrodenanordnung 30 enthält einen aus Isoliermaterial hergestellten blockförmigen Körper 32
mit einer Bohrung 34, die eine Aufweitung 36 aufweist, so
Eine in der Bohrung 34 koaxial angeordnete Kanüle 38 besteht aus einem natriumselektiven Glas irgendeiner
bekannten passenden Art und ist in der Bohrung 34 in geeigneter Weise befestigt.
Wie man der F i g. 2 entnehmen kann, hat die Kanüle vs
38 einen wesentlich geringeren Außendurchmesser als der Durchmesser der Aufwcitung 36 und erstreckt sich
auf der rechten Seite über den Körper 32 hinaus. Der Innendurchmesser der Kanüle 38 schließt sich bündig an
einen einen kleineren Durchmesser aufweisenden Teil <-<> der Bohrung 34 an. Die Kanüle 38 ragt durch eine
Dichtung 40, die zusammen mit dem Körper 32 und der Kanüle 38 im Bereich der Aufwcitung 36 eine Kammer
41 für die Klcktrolyt-Füllösung der internen Bezugselektrode
bildet. Die Kammer 41 weist einen in dem Körper t>s
32 vorgesehenen Einlaß 42 auf, der durch einen nicht dargestellten Stopfen verschlossen werden kann. Die
Kanüle 38 ist im Bereich der Kammer 41 vollständig von der in der Kammer befindlichen Elektrolyt-Füllösung
umgeben. Die ionenselektive Halbzelle wird von einer internen Bezugselektrode 44 aus einem herkömmlichen
Silber-Silberchlorid-Draht vervollständigt, der sich durch den Körper 32 erstreckt und in den in der
Kammer 41 befindlichen Elektrolyten ragt. Der Einlaß 46 der Kanüle 38 ist an den Auslaß der in der Fig. 1
dargestellten Leitung 26 angeschlossen.
Der Bezugselektrodenteil der kombinierten Elektrodenanordnung
30 enthält im Körper 32 eine Leitung 48, deren Einlaß an den Auslaß einer in der Fig. 1
dargestellten Leitung 50 angeschlossen ist. Der Einlaß der Leitung 50 steht mit einem Elektrolytreservoir in
Verbindung, das bei der beschriebenen Anordnung als Elektrolyt Kaliumchlorid (ICCl) enthält. Das Reservoir
ist abgedichtet und wird über eine Leitung 52 unter Druck gesetzt, deren Einlaß 54 an einen unter Druck
stehenden Luftvorrat angeschlossen ist. Das in der F i g. 1 dargestellte KCl-Reservoir kann von irgendeiner
geeigneten, nicht dargestellten Einrichtung mit einer KCl-Lösung versorgt werden. Über die Leitung 50 wird
unter Druck stehendes KCl in die Leitung 48 befördert, in die sich eine Elektrode 56 erstreckt, die beispielsweise
aus einem Silber-Silberchlorid-Draht besteht und zusammen mit der KCl-Lösung die Bezugshalbzelle
bildet.
Der Bezugselektrodenteil der kombinierten Elektrodenanordnung 30 ist nach Art einer Leckverbindung
ausgebildet, um zu dem unterteilten behandelten Probenstrom eine elektrische Verbindung herzustellen.
Wie bereits angedeutet, tritt dieser Strom über die in den Einlaßabschnitt der Bohrung 34 eingesetzt Kanüle
38 in einen einen Probenkanal bildenden Abschnitt der Bohrung 34 ein. Der sich an den Auslaß der Kanüle 38
anschließende Probenkanal der Bohrung 34 erstreckt sich durch die Achse eines kegelstumpfförmig ausgebildeten
Vorsprungs 60 des Körpers 32. Die Leitung 48 für das unter Druck stehende KCI erstreckt sich derart
durch eine Fläche des Körpers 32, daß sie dicht über der Basis des kegelstumpfförmigen Vorsprungs in einer
ebenen ringförmigen Oberfläche des Körpers 32 ihren Auslaß aufweist.
Ein weiterer blockförmiger Körper 62 arbeitet mit dem Körper 32 zusammen. Der aus Isoliermaterial
hergestellte Körper 62 weiüt einen Probenkanal 64 auf, der sich durch den Körper 62 erstreckt und an seinem
Auslaß in einem Nippel 66 endet, der in den Körper 62 eingesetzt ist, um daran den Einlaß einer in der Fig. 1
dargestellten Leitung 68 aufschließen, deren Auslaß zu
einem nicht dargestellten Abfallbehälter bzw. einem Abfluß führt. Der Einlaß des Probenkanals 64 ist im
Boden einer Ausnehmung 70 vorgesehen, die eine zu dem Vorsprung 60 des Körpers 32 komplementäre
kegelstumpfförmige Gestalt aufweist. An dem um die Ausnehmung 70 herumführenden Rand des Körpers 62
ist ein nachgiebiger Dichtungsring 72 vorgesehen, der /wischen den Körpern 32! und 62 eine Abdichtung
vorsieht, wie es in der F i g. 2 dargestellt ist. Wie es ebenfalls aus der F i g. 2 hervorgeht, begrenzen die
Körper 32 und 62 zwischen sich einen Flüssigkeitsdurchlaß, der mit dem Auslaß der Leitung 48 in Vcroindung
steht und teilweise von dem Vorsprung 60 und der Ausnehmung 70gebildet wird.
Dieser Aufbau sorgt für eine Leckverbindung zwischen dem KC! Elektrolyten der Bezugselektrode
und dem unterteilten Probenstrom, der von dem in*
Vorsprung 60 vorgesehenen Auslaß des Körpers 32 in den Einlaß des im Körper 152 vorgesehenen Probenka-
nals strömt In Wirklichkeit kann die Leckverbindung
der Bezugselektrode von der natriumempfindlichen Glaskanüle 38 der ionenselektiven Elektrode einen
Abstand von nur 2 mm haben. Obwohl es hier nicht dargestellt ist, können die blockartigen Körper 32 und
62 derart gehaltert sein, daß sie zur Einstellung ihrer
relativen Lage aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden können. Dadurch kann man die sich
zwischen den Körpern befindliche Leckverbindung verkleinern oder vergrößern. Darüber hinaus ist in
Wirklichkeit die Querschnittsgröße des Flüssigkeitsdurchlasses der Leckverbindung zwischen den beiden
blockartigen Körpern 32 und 62 verhältnismäßig klein. Es kann daher lediglich ein sehr kleines Volumen der
KCl-Lösung in den Probenstrom eintreten. Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die Leckverbindung
vollständig um den Umfang des Probenstroms herumführt
Wie aus der F i g. 1 hervorgeht, ist die natriumselektive Elektrode über eine Leitung 76 an eine Eingangsklemme eines Differentialverstärkers angeschlossen.
Die Leitung 76 ist mit dem Silber-Silberchlorid-Draht der Elektrode 44 verbunden. Die Bezugselektrode ist
über eine Leitung 78 an eine zweite Eingangsklemme des Differentialverstärkers angeschlossen. Die Leitung
78 ist mit dem Silber-Silberchlorid-Draht 56 der Bezugselektrode verbunden. Die den Erdungsdraht 28
darstellende Leitung verbindet den Leiterstift, der in der Leitung 26 dem Probenstrom ausgesetzt ist, mit einer
dritten Eingangsklemme des Differentialverstärkers, dessen Ausgangsklemme an ein für potentiometrische
Meßzwecke übliches Sicht- und bzw. oder Schreibgerät angeschlossen sein kann. Die Funktion des Differentialverstärkers
besteht darin, das Gleichtaktsignal von jedem Signa! der Bezugselektrode und der natriurnselektiven
Elektrode zu subtrahieren und ein potentiometrisches Sigrtal zu erzeugen, das der Differenz zwischen
den Signalen an der natriumselektiven Elektrode und der Bezugselektrode proportional ist. Das Ausgangssignal
des Differentialverstärkers ist somit proportional der Natriumaktivität, die wiederum der Natriumionenkonzentration
proportional ist.
Das durchgeführte Verfahren geht aus der Beschreibung der in der Fig. 1 gezeigten Anordnung hervor.
Wenn die Anordnung für eine gewisse Zeit abgeschaltet werden soll, kann man die ionenempfindliche Kanüle 38
der natriumselektiven Elektrode für den nächsten Gebrauch konditionieren, indem man die Kanüle 38
einer gepufferten Lösung von der Art ausgesetzt sein läßt, wie sie bei der Analyse verwendet wird. Eine solche
gepufferte Lösung kann ein Blutserum- oder Blutplasmastandard sein. Durch diese gepufferte Lösung wird
menschliches Blutprotein in Berührung mit der natriumempfindlichen Glaskanüle 38 gebrüht, um die lonenseleklive
Elektrode schneller ansprechen zu lassen, wenn die Anordnung erneut in Benutzung genommen wird.
Durch die Aussetzung gegenüber einem Protein wird weiterhin bei der nächsten Inbetriebnahme der Anoril
nung eine Drift vermieden. Diese Konditionierung mit Blutprotein stuhl im Gegensatz zu den bekannten
Verfahren. Das natriumsclektivc Glas der Kanüle .38 kann man dem gepufferten Serum oder Plasma
ausgesetzt sein lassen, indem man eine Entnahme der gepufferten lösung aus der Kanüle 38 und der
Anordnung vermeidet, wenn die Anordung abgeschaltet wird.
Als Alternative kann man vor dem Durchlaufenlassen
einer ersten Serie von Testproben das natriumionenselektive Glas dadurch konditionieren, daß die Anordnung
mit wenigen Proben eines Plasma- oder Serumstandards betrieben wird. Eine Konditionierung nach dieser
alternativen Methode kann schneller und erfolgreicher als die Konditionierung nach der zuerstgenannten
Methode sein, in beiden Fällen wird die natriumionenselektive Elektrode dadurch konditioniert, daß sie einem
Blutprotein und den Ionen, die die Elektrode bei der Analyse beeinflussen, als auch der Pufferlösung
ίο ausgesetzt wird.
Wie bereits erwähnt, wird das Ansprechen der ionenselektiven Elektrode dadurch beschleunigt, daß sie
einer über der Körpertemperatur liegenden Temperatur ausgesetzt wird, jedoch nicht in einem so hohen
Maß, daß die natriumionenselektive Elektrode zerstört
wird. Obwohl die Erwärmung der Probe an Hand eines Heizbades, das von der kombinierten Elektrodenanordnung
30 getrennt und entfernt angeordnet ist, beschrieben wird, kann man zum Erwärmen der Probe
auch eine Heizschlange verwenden, die in die Elektrodenanordnung eingebaut ist. Anstelle einer
flüssigen Füllösung in der Kammer 4! der ionenselektiven Elektrode kann man auch einen festen Elektrolyten
verwenden, der die Kanüle 38 innig berührend umgibt und der mit dem Silber-Silberchlorid-Draht der internen
Bezugselektrode 44 in elektrischer Verbindung steht.
Die erwähnte Unterteilung des Probenstroms durch nichtmischbare Fluidschübe, beispielsweise Gasschübe,
ist für das Analyseverfahren insoweit wichtig, als die nicht mischbaren Fluidschübe eine Durchmischung der
aufeinanderfolgenden Proben verhindern und auch eine Verunreinigung der nachfolgenden durch die vorangegangene
Probe. Eine in der Probenleitung erfolgende gegenseitige Durchmischung der Proben an ihren
Enden würde nämlich dazu führen, daß jede Probe der ionenselcktiven Elektrode für eine längere Zeit
ausgesetzt werden müßte, um für jede Probe ein genaues poteniiometrisches Meßsignal zu erhalten.
Wenn man der ionenselektiven Elektrode einen unterteilten Probenstrom aussetzt, kann man die
einzelnen Probenvolumen herabsetzen und damit die Zeit, während der die Probe der Elektrode ausgesetzt
sein muß, auf 18 Sekunden oder weniger verringern, so daß eine höhere Probenanalysiergeschwincligkeit erzielt
werden kann. Dabei wird vorausgesetzt, daß die nichtmischbaren Fluidschübe, beispielsweise Gasblasen,
ebenfalls nur einen kleinen Bereich einnehmen, der jedoch ausreicht, um den Querschnitt des Probenkanals
vollkommen auszufüllen. Eine Polarisierung der ionenselektiven Elektrode wird ebenfalls wirkungsvoll verhindert,
und zwar dadurch, daß die Gasblasen kleingehalten werden und auch die Zeit, während der
die ionenselektive Elektrode einer Gasblase ausgesetzt ist, so gering gehalten wird, wie es aus praktischen
5.S Gründen möglich ist. Es wird angenommen, daß die
dünne Flüssigkeitsgrenze von derart kleinen Gasblasen hinreichend leitend ist. um eine Polarisicrung der
Elektroden /u vermeiden.
Das Verfahren nach der Erfindung vermeidet
(κ) wirkungsvoll verwirrende anfängliche Übergangsvorgänge
der natriumselektiven Elektrode aufgrund von Kaliumkonzentrationsschwankungen in den Proben. Bei
der Aufzeichnung der Natriumspitzenwertc von Proben, die sowohl Natrium als auch Kalium in vctschicdc-
<>< nen Kaliumkonzentrationen und Natriumkonzentrationen
enthalten, hat man keine auf das Kalium zurückzuführende Obergangsvorgänge festgestellt. Es
wird angenommen, daß bei dem schnellen Ansprechen
709 541/236
der Elektrode gemäß dem oben beschriebenen Analyseverfahren dem anfänglichen Ansprechen der natriumionenseiektiven
Elektrode auf Kalium die Wirkung der Waschlösung entgegentritt, die in dem unterteilten
Probenstrom zwischen den Proben eingeschoben ist.
Das zur automatischen Durchführung geeignete Verfahren nach der Erfindung dient somit zur
Überwachung eines Probenstroms oder zur Untersuchung einer Reihe von Proben durch direkte potentiometrische
Messung bei einer sehr hohen Probenanalysiergeschwindigkeit. Die in einer Leitung zugeführten
Proben sind durch nicht mischbare Fluidschübe voneinander getrennt, die zur Reinigung der Leitung
dienen und die Probenintegrität aufrechterhalten. Zur Analyse des unterteilten Probenstroms werden eine
ionenselektive Elektrode und eine Bezugselektrode verwendet. Da die nicht mischbaren Fluidschübe vor der
Durchführung der Analyse aus dem Probenstrom nicht entfernt werden, ist eine höhere Probenanalysiergeschwindigkeit
möglich. Bei der Analyse von Blutproben zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, daß unmittelbar
vor der Analyse einer ersten Serie von Proben die natriumionenselektive Elektrode konditioniert wird,
und zwar dadurch, daß sie eine gewisse Zeit Blutprotein und den Blutionenbestandteilen, die bei der späteren
Untersuchung der Proben auf die natriumionenselektive Elektrode einwirken, als auch einem Puffer von der Art
ausgesetzt wird, wie er später bei der Analyse verwendet wird. Menschliches Blutserum oder Blutplasma
können für eine solche Konditionierung verwendet
ίο werden. Durch die Konditionierung wird eine Drift
vermieden und die Ansprechgeschwindigkeit der natriumionenselektiven Elektrode erhöht. Um die
Ansprechgeschwindigkeit der natriumselektiven Elektrode zwecks Erhöhung der Probenanalysiergeschwin-
digkeit weiter zu verbessern, werden die Proben auf eine über 4O0C liegende Temperatur erhitzt, bevor sie
der genannten Elektrode ausgesetzt werden. Die hohe Elektrodenansprechgeschwindigkeit verhindert bei der
Natriumanalyse von Blutproben in einem beträchtlichen
Maß das sonst von Kalium hervorgerufene störende Übergangsverhalten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur direkten potentiometrischen Analyse einer Reihe von Flüssigkeitsproben auf eine
interessierende Substanz unter Verwendung einer s ionenselektiven Elektrode und einer Bezugselektrode,
bei dem die nacheinander als Strom durch eine Leitung geschickten und den Elektroden ausgesetzten
Flüssigkeitsproben auf dem Weg zu den Elektroden erhitzt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Untersuchung des Probenstroms auf Natrium als ionenselektive Elektrode
eine natriumselektive Elektrode verwendet wird, daß der den Elektroden ausgesetzte Probenstrom
auf eine Temperatur von 40 bis 500C gebracht wird, und daß die im Probenstrom voneinander getrennt
gehaltenen Flüssigkeitsproben im getrennten Zustand an den Elektroden vorbeigeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die gegenseitige Probentrennung
Gasschübe verwendet werden und daß der den Elektroden ausgesetzte Probenstrom zusätzlich
durch Waschflüssigkeitsschübe unterteilt wird, die von den Proben jeweils durch Gasschübe getrennt
sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als ionenselektive Elektrode
eine Natriumglaselektrode verwendet wird.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US00242556A US3840438A (en) | 1972-04-10 | 1972-04-10 | Method of direct potentiometric analysis of a liquid sample |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2317273A1 DE2317273A1 (de) | 1973-10-18 |
DE2317273B2 true DE2317273B2 (de) | 1977-10-13 |
DE2317273C3 DE2317273C3 (de) | 1978-06-01 |
Family
ID=22915263
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2365386A Expired DE2365386C3 (de) | 1972-04-10 | 1973-04-06 | Verfahren zur potentiometrischen Analyse einer Reihe von Flüssigkeitsproben auf eine interessierende Substanz |
DE2317273A Expired DE2317273C3 (de) | 1972-04-10 | 1973-04-06 | Verfahren zur direkten potentiometrischen Analyse einer Reihe von Flüssigkeitsproben auf eine interessierende Substanz |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2365386A Expired DE2365386C3 (de) | 1972-04-10 | 1973-04-06 | Verfahren zur potentiometrischen Analyse einer Reihe von Flüssigkeitsproben auf eine interessierende Substanz |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3840438A (de) |
JP (1) | JPS5630499B2 (de) |
BE (1) | BE797384A (de) |
CA (1) | CA974304A (de) |
CH (2) | CH555540A (de) |
DE (2) | DE2365386C3 (de) |
FR (1) | FR2180323A5 (de) |
GB (1) | GB1395673A (de) |
IT (1) | IT980675B (de) |
NL (1) | NL174875C (de) |
SE (1) | SE393680B (de) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE427503B (sv) * | 1976-09-15 | 1983-04-11 | Bifok Ab | Sett att analysera ett prov vid flow-injection-analys, genom kontinuerlig bestemning av joner samt anordning for utforande av settet |
DE2963606D1 (en) * | 1978-07-13 | 1982-10-28 | Brown Boveri Kent Ltd | Method and apparatus for use in ion-selective electrode measurements |
JPS5522649U (de) * | 1978-07-31 | 1980-02-14 | ||
US4149950A (en) * | 1978-08-07 | 1979-04-17 | Technicon Instruments Corporation | Flow-through ionic test cell |
JPS58129366A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-02 | Olympus Optical Co Ltd | 分配分注方法 |
US4531088A (en) * | 1982-08-06 | 1985-07-23 | Allied Corporation | Blood analysis |
JPS59191655U (ja) * | 1983-06-07 | 1984-12-19 | 株式会社 堀場製作所 | 流通型ガラス電極 |
US5019238A (en) * | 1984-03-28 | 1991-05-28 | Baxter Diagnostics Inc. | Means for quantitative determination of analyte in liquids |
US4627893A (en) * | 1984-03-28 | 1986-12-09 | Amdev, Inc. | Means and methods for quantitative determination of analyte in liquids |
JPS60193455U (ja) * | 1984-06-02 | 1985-12-23 | 株式会社 堀場製作所 | 流通型ガラス電極 |
US4604166A (en) * | 1984-08-28 | 1986-08-05 | Amdev, Inc. | Apparatus and process for reducing peristaltic pump noise in a high impedance electrochemical measuring system |
US4786372A (en) * | 1985-07-22 | 1988-11-22 | Amdev, Inc. | Electrochemical measuring |
GB8709514D0 (en) * | 1987-04-22 | 1987-05-28 | Manchester Inst Science Tech | Measuring amount of selected component |
US4822474A (en) * | 1987-04-30 | 1989-04-18 | Pennwalt Corporation | Residual analyzer assembly |
US4981572A (en) * | 1988-06-16 | 1991-01-01 | Glastron, Inc. | Electrode unit and package for a blood analyzer |
US5297431A (en) * | 1992-06-01 | 1994-03-29 | Thermo Separation Products (California) Inc. | Automated sample dilution |
US9389200B2 (en) | 2012-11-09 | 2016-07-12 | Infineon Technologies Ag | Sensor device, a method and a sensor to determine a relative concentration of a first kind of ions with respect to a second kind of ions solute in a drop of liquid |
US9605916B2 (en) * | 2014-09-19 | 2017-03-28 | Johannes Stickling | Cleaning apparatus for cooling tube array |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL113309C (de) * | 1961-10-20 | |||
US3804593A (en) | 1964-05-25 | 1974-04-16 | Technicon Instr | Automatic analysis apparatus and method |
US3357910A (en) * | 1964-12-08 | 1967-12-12 | Corning Glass Works | Electrode structure including temperature control means |
DE1548912B1 (de) * | 1965-03-26 | 1971-11-25 | Ceskoslovenska Akademie Ved | Vorrichtung zum aufteilen stroemender medien auf einzelne aufeinanderfolgende abschnitte |
US3556950A (en) * | 1966-07-15 | 1971-01-19 | Ibm | Method and apparatus for automatic electrochemical analysis |
-
1972
- 1972-04-10 US US00242556A patent/US3840438A/en not_active Expired - Lifetime
-
1973
- 1973-02-20 CA CA164,106A patent/CA974304A/en not_active Expired
- 1973-02-26 NL NLAANVRAGE7302616,A patent/NL174875C/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-03-14 JP JP2912173A patent/JPS5630499B2/ja not_active Expired
- 1973-03-22 IT IT67830/73A patent/IT980675B/it active
- 1973-03-27 BE BE129305A patent/BE797384A/xx not_active IP Right Cessation
- 1973-04-05 SE SE7304841A patent/SE393680B/xx unknown
- 1973-04-06 CH CH496973A patent/CH555540A/de not_active IP Right Cessation
- 1973-04-06 CH CH636574A patent/CH556537A/de not_active IP Right Cessation
- 1973-04-06 DE DE2365386A patent/DE2365386C3/de not_active Expired
- 1973-04-06 DE DE2317273A patent/DE2317273C3/de not_active Expired
- 1973-04-09 FR FR7312613A patent/FR2180323A5/fr not_active Expired
- 1973-04-09 GB GB1700873A patent/GB1395673A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IT980675B (it) | 1974-10-10 |
DE2365386C3 (de) | 1982-01-07 |
NL174875C (nl) | 1984-08-16 |
SE393680B (sv) | 1977-05-16 |
CH556537A (de) | 1974-11-29 |
DE2365386A1 (de) | 1974-10-03 |
DE2317273A1 (de) | 1973-10-18 |
FR2180323A5 (de) | 1973-11-23 |
JPS4910793A (de) | 1974-01-30 |
BE797384A (fr) | 1973-09-27 |
CH555540A (de) | 1974-10-31 |
US3840438A (en) | 1974-10-08 |
JPS5630499B2 (de) | 1981-07-15 |
AU5252973A (en) | 1974-08-29 |
GB1395673A (en) | 1975-05-29 |
NL174875B (nl) | 1984-03-16 |
CA974304A (en) | 1975-09-09 |
DE2365386B2 (de) | 1976-12-23 |
DE2317273C3 (de) | 1978-06-01 |
NL7302616A (de) | 1973-10-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2317273C3 (de) | Verfahren zur direkten potentiometrischen Analyse einer Reihe von Flüssigkeitsproben auf eine interessierende Substanz | |
DE2554803C2 (de) | Elektrochemisches Analyseverfahren sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE10021737C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur qualitativen und/oder quantitativen Bestimmung eines Protein- und/oder Peptidmusters einer Flüssigkeitsprobe, die dem menschlichen oder tierischen Körper entnommen wird | |
DE3445164A1 (de) | Vorrichtung zum messen von ionen-konzentrationen | |
DE4422801A1 (de) | Elektroosmotische Flußsteuerung unter Verwendung von Gegendruck bei der Kapillarelektrophorese | |
DE69029862T2 (de) | Fluidik Messkopf zum Testen von chemischen oder ionischen Sensoren | |
DD203776A5 (de) | Verfahren und vorrichtung zum messen der elektrophoretischen beweglichkeit | |
DE2142628A1 (de) | Elektrophorese Gerat | |
DE69721473T2 (de) | Injektion durch elektromigration von einer mikroreservoir elektrode in ein kapillares separationssystem | |
DE69127788T2 (de) | System zur Verdünnung von Flüssigkeit für Analysezwecke | |
DE3226552C2 (de) | ||
DE1199520B (de) | Coulometrisches Titriergeraet | |
DE1915170C3 (de) | Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Wanderungsgeschwindigkeit und/oder Konzentration von Zonen bei der Elektrophorese | |
DE2508785C3 (de) | Vorrichtung zur elektrophoretischen Analyse von Ionen u.a. elektrisch geladenen Teilchen | |
DE69628895T2 (de) | Anordnung für Referenzelektrode | |
DE2265200C3 (de) | Strömungszelle für Zwecke der elektrochemischen Analyse | |
DE2536080A1 (de) | Isotachophoretische kolonne | |
DE3100302A1 (de) | Elektrochemische referenzelektrode | |
DE4225904A1 (de) | Sensor fuer elektrochemische messungen | |
DE2536394C2 (de) | Detektor für in einem Chromatographen getrennte Proben | |
DE4105107A1 (de) | Kontinuierliches durchfluss-analysesystem, insbesondere fliess-injektions-analysesystem und verfahren zum betrieb eines derartigen analysesystems | |
DE2848100A1 (de) | Verfahren zur ermittlung von messwerten bei automatisch durchgefuehrter blutgasanalyse | |
DE2454339A1 (de) | Vorrichtung zur relativen messung der konzentration einer probe in einem fluid | |
DE19532382A1 (de) | Vorrichtung zur Analyse chemischer oder physikalischer Veränderungen in einer Probeflüssigkeit | |
DE1648936B2 (de) | Geraet zur automatischen elektrochemischen analyse |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
AH | Division in |
Ref country code: DE Ref document number: 2365386 Format of ref document f/p: P |
|
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: TECHNICON INSTRUMENTS CORP. (N.D.GES.D.STAATES DEL |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Free format text: REICHEL, W., DIPL.-ING. LIPPERT, H., DIPL.-ING., PAT.-ANWAELTE, 6000 FRANKFURT |