DE3144997A1

DE3144997A1 - Vorrichtung fuer die impulsdosierung fluessiger mikroproben in der flamme eines atomabsorptionsspektrophotometers

Info

Publication number: DE3144997A1
Application number: DE19813144997
Authority: DE
Inventors: Georgi Leonidov Bekjarov; Ljubomir Petkov Futekov; Rina Georgieva Plovdiv Paritschkova
Original assignee: NPP BALKAN
Current assignee: NPP BALKAN
Priority date: 1980-11-12
Filing date: 1981-11-12
Publication date: 1982-07-29
Also published as: FR2493988A1; GB2088054A; FR2493988B1; JPS57149948A; CA1163463A; AT389766B; SU1219959A1; DE3144997C2; JPH0158452B2; GB2088054B; ATA478181A; BG33390A1

Description

PATENTANW-AtTE "*

SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILFPLATZ 2 a 3, MÜNCHEN 90 POSTADRESSE! POSTFACH SS O1 βθ, D-8OOO MÜNCHEN 93

*■ S ~" ALSO PROFESSIONAL REPRESEN TATIVSS

BEPORE THE EUROPEAN PATENT OFFICE KARL LUOWIO SCHIPF (19β«-1Ο7β) DIPL. CHEM, DR. ALEXANDER V. FÜNER DIP³L. INO. PETER STRßHL DIPL. CHE=M. DR. URSULA "5CH(JBEL-HOl¹F DIPL. INO. DIBTER EiBBINQHAUS DR. INQ. DIETER FINCK

TELEFON (Ο8Θ) »B2OB4 TBLEX 6-33 BÖB AURO D

MH auromarcpat München

DEA/G-22375

Vorrichtung für die Impulsdosierung flüssiger Mikroproben In der Flamme eines Atomabsorptionsspektro-

photometers

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Impulsdosierung flüssiger Mikroproben in der Flamme eines Atomabs orptionsspektrophotometers mit einem Wegeventil und einem Elektromagnetventil.

Bekannt sind Vorrichtungen für die Impulsdosierung flüssiger Mikroproben in der Flamme eines Atomabsorptionsspektro photometers, bestehend aus einem kleinen^ durch ein spezielles Kapillarröhrchen mit der Zerstäubereinheit verbundenen Polytetrafluoräthylentrichterα Die Dosierung der Lö~ sung mit einem Volumen von 50 bis 100 Mikroliter erfolgt manuell mittels Mikroliterpipetten_s die mit besonderen austauschbaren Kunststoff-Endstücken versehen sind (Sebastian! £., OhIs K«, Riemer Go₅ Fresenius Z., Anal. Chem., 264, 105 (1973).

Bekannt ist auch eine Vorrichtung für die automatische Impulsdosierung flüssiger Mikroproben in der Flamme eines Atomabsorptionsspektrophotometers (Berndt H„, Jackwerth Eo Spectrochim Acta₉ 30 B₈ 169 (1975)» Atomic Absorption Newsletters Ϊ5, 109 (1976), Fresenius Z., Anal. Chem., 290_s 105 (1978)_O Dabei handelt es sich um die Kombination

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eines kleinen Teflontrichters mit Pumpe und Mikroliterpipette und eines Schrittantriebssystems für die Rotationsbewegung eines Tisches, auf den die Becher mit den zu untersuchenden Proben aufgestellt werden. Die Steuerung der Vorrichtung ist mit der Elektronik des Atomabsorptionsspektrophotometers verbunden und gibt die Möglichkeit einer automatischen Dosierung von Proben mit einem Volumen von 50 bis 100 Mikroliter.

Bekannt ist weiterhin eine manuelle Vorrichtung für die Impulsdosierung, bestehend aus einem kleinen Gefäß mit trichterförmigem Boden. Die Probe mit einem vorgegebenen und bekannten Volumen von 50 bis 500 Mikroliter wird in einem Gang durch das mit dem Zerstäuber des Atomabsorptionsspektrophotometers verbundene Kapillarröhrchen angesaugt (Eaton A., Schiemer E., Atomic Absorption Newsletters, 17, 113, (1978).

Die bekannten automatischen Vorrichtungen sind sehr aufwendig. Bei den manuellen Impulsdosiervorrichtungen kommen relativ teuere Mikroliterpipetten mit auswechselbaren Endstücken zum Einsatz. Die Dosierung selbst ist unbequem und anstrengend bei der Analyse einer größeren Anzahl von Proben, was sich auf die Reproduzierbarkeit negativ auswirkt .

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für die Impulsdosierung flüssiger Mikroproben in der Flamme eines Atomabsorptionsspektrophotometers zu schaffen, die einfach gebaut ist und eine schnelle, genaue und bequeme Arbeit bei sehr guter Reproduzierbarkeit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß sie aus maximal zwei Blocks zusammengesetzt ist, die auf verschiedenen Niveaus zum Zerstäuber des Atömabsorptionsspektrophotometers liegen und deren Wegeventile Dreiwegeventile sind, die mit den Elektromagnetventilen verbunden sind, wobei das Dr ei-Wegeventil des höher gelegenen Blocks mit dem die Probe

enthaltenden Gefäß für die Probe durch das Elektromagnetventil mit der Atmosphäre und durch das Dreiwegeventil des tiefer gelegenen Blocks mit dem Zerstäuber des Atomabsorptionsspektrophotometers verbunden ist, und das Breiwegeventil des tiefer gelegenen Blocks mit einem Gefäß für das Lösungsmittel der Probe verbunden ist.

Bei einer weiteren AusführungsVariante der Vorrichtung kommt nur ein Block zum Einsatz, dessen Elektromagnetventil mit der Atmosphäre und dessen Dreiwegeventil direkt mit dem Zerstäuber des Atomabsorptionsspektrophotometers verbunden ist«

Bei einer dritten Ausführungsvariante der Vorrichtung kommt ebenfalls nur ein Block zum Einsatz, dessen Elektromagnetventil mit dem Gefäß für das Lösungsmittel der Probe und dessen Dreiwegeventil direkt mit dem Gefäß für die untersuchte Probe verbunden ist»

Jedes Dreiwegeventil weist einen Kanal für die Verbindung zum Elektromagnetventil auf, der mit einem Durchgangskanal in Verbindung steht, wobei der Winkel zwischen beiden Kanälen 15 bis 165° beträgt. Der Querschnitt des Durchgangskanals kann sowohl konstant als auch stufenförmig ausgebildet sein.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß der Einsatz von Mikroliterpipetten entfällt. Die dosierten Volumina können stufenlos auf eine Zerstäubung von 50 Mikroliter bis zur kontinuierlichen Zerstäubung eingestellt werden. Weiterhin sind ein universaler Einsatz, ein Betrieb bei der Integration von Signalen für minimales Volumen, eine Nullung in der Flamme nach dem entsprechenden Lösungsmittel, eine nachfolgende Impulsdosierung einer Mikroprobe im gleichen Lösungsmittel und eine kontinuierliche Lösungsmitteldosierung bei Impulsdosierung der Probe möglich, wodurch die Flammenstöchiometrie beibehalten wird» Außerdem wird ein einfacher, bequemer, zuverlässiger schneller und genauer Betrieb bei niedrigen Anschaffungskosten der Vorrichtung gewährleistete

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung;

Fig. 2 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der Vorrichtung.

Das in Fig. 1 gezeigte Schaltbild einer Vorrichtung für die Impulsdosierung flüssiger Mikroproben in der Flamme eines Kernabsorptionsspektrophotometers hat zwei Blecke, die in verschiedenen Niveaus über dem Zerstäuber des Kernabsorptionsspektrophotometers liegen und deren Dreiwegeventile mit Elektromagnetventilen verbunden sind. Das Dreiwegeventil ■ 1 des höherliegenden Blocks ist mit einem Gefäß für die Probe durch eine Bohrung 21 eines Durchgangskanals 2, mit der Atmosphäre durch ein Elektromagnetventil 6 über einen Kanal 31 und durch eine Bohrung des Durchgangkanals 2 über ein Rohr 4 mit einer Bohrung eines Durchgangkanals 20 eines Dreiwegeventils 10 des tiefer liegenden Blocks verbunden, wobei das Dreiwegeventil 10 durch ein zugehöriges Elektromagnetventil 60 über einen Kanal 32 mit einem Gefäß 5 für das Lösungsmittel der Probe und durch eine Bohrung 24 des Durchgangskanals 20 mit dem Zerstäuber des Atomabsorptionsspektrophotometers in Verbindung steht.

In den Dreiwegeventilen 1 und 10 sind die Durchgangskanäle 2 und 20 unter einem Winkel von 90° zu den Verbindungskanälen 31 und 32, die zu den zugehörigen Elektromagnetventilen führen, angeordnet.-

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Es wird die Flamme des Atomabsorptionsspektrophotometers gezündet. Beide Elektromagnetventile 6 und 60 sind geöffnet. Durch das Elektromagnetventil 60, den Kanal 32, die Bohrung 24 und ein Kunststoffrohr tritt das reine Lösungsmittel aus dem Gefäß 7 in den Zerstäuber und in die Flamme

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des Atomabsorptionsspektrophotometers ein. Ein Teil des Lösungsmittels füllt das Kunststoffrohr 4 aus, wobei der Luftzutritt zum Elektromagnetventil 6 hydraulisch gesperrt wirdo Es erfolgt kein Einsaugen einer Flüssigprobenlösungc. Unter diesen Bedingungen wird das Gerät genullt. Die Menge des reinen Lösungsmittels ist gröf3er als der Flüssigkeitsverbrauch des Zerstäubers, da das Gefäß unter dem Zerstäuberniveau liegt und die Querschnitte der Kanäle 32 und 2 entsprechend gewählt sind.

Auf ein von einer Bedienungsperson ausgelöstes Signal hin • werden durch die elektromagnetischen Zeitrelais für eine kurze, genau bestimmte Zeit beide Elektromagnetventile 6 und 60 gesperrtο Das Dosieren des reinen Lösungsmittels, wie oben beschrieben, wird eingestellt. Die flüssige Probe wird durch das Kunststoffrohr, die Bohrung 21, den Durchgangskanal 2, die Bohrung 22, das Kunststoffrohr 4₉ die Bohrung 23, den Durchgangskanal 20 und die Bohrung 24 angesaugt und tritt durch ein Kunststoffrohr in den Zer~ stäuber des Kernabsorptionsspektrophotometers ein. Nach Öffnen der Elektromagnetventile 6 und 60 wird die Zerstäubung von reinem Lösungsmittel wiederhergestellt. Die dosierten Volumina werden durch die Sperrzeit der Elektromagnetventile geregelt.
Die Vorrichtung gibt die Möglichkeit einer kontinuierlichen Lösungsmittel- und einer impulsweisen Proben-Dosierungy d.h. Probe - Lösungsmittel - Probe .... ohne Lufteingabe ρ wodurch die Flammenparameter bzwo der Feinzerstäubungsgrad einer Vielzahl von Elementen verbessert wird und der Einsatz eines Deuteriumkorrektors nicht erforderlieh ist.

Die mit dieser Vorrichtung erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt»

Das in Figo 2 gezeigte Schaltbild einer Vorrichtung für die Impulsdosierung flüssiger Mikroproben in der Flamme eines Atomabsorptionsspektrophotometers hat einen einzigen Blockp dessen Dreiwegeventil 1 durch einen Kanal 31

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und ein Elektromagnetventil 6 mit der Atmosphäre, mit einem Gefäß für die untersuchte Probe durch eine Bohrung 21 des Durchgangskanals 2 und direkt mit dem Zerstäuber des Atomabsorptionsspektrophotometers durch die Bohrung 22 des Durchgangskanals 2 verbunden ist.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Wenn die Bohrung 22 durch ein Kunststoffrohr mit dem Zerstäuber des Atomabsorptiorisspektrophotometers verbunden ist, wird die Steuerung des Elektromagnetventils 6 ans Netz angeschlossen. Die Flamme des Atomabsorptionsspektrophotometers wird gezündet. Die Nullung des Geräts kann sowohl nach der Flamme als auch nach dem entsprechenden Lösungsmittel erfolgen.
Auf ein von einer Bedienungsperson ausgelöstes Signal wird das Elektromagnetventil für eine kurze, genau bestimmte Zeit gesperrt, wobei die Zeitdauer durch elektronische Zeitrelais geregelt wird. Der Luftzutritt vom Elektromagnetventil 6 durch den Kanal 31 bis zum Durchgangskanal 2 wird gesperrt. Die Lösung der untersuchten Probe wird kurzzeitig durch das Kunststoffrohr, die Bohrung 21, den Durchgangskanal 2 und die Bohrung 22 eingesaugt und tritt durch ein Kunststoffrohr in den Zerstäuber des Atomabsorpti onsspektrophotometers ein. Auf diese Weise wird eine Impuls dosierung flüssiger Mikroproben verwirklicht, die nach dem Öffnen des Elektromagnetventils 6 unterbrochen wird, d.h. es erfolgt eine Dosierung Probe - Luft - Probe .... Das dosierte Volumen wird durch die Sperrzeit des Elektromagnetventils 6 bestimmt.
Die mit dieser Vorrichtung erzielten Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Bei einer dritten Ausführungsvariante (Fig. 3) besteht die Vorrichtung aus einem einzigen Block, dessen Dreiwegeventil 10 mit einem Gefäß 5 für das Lösungsmittel der Probe, dem Elektromagnetventil 60 und dem Kanal 32 mit einem Gefaß für die untersuchte Probe durch eine Bohrung 23 des Durchgangskanals und mit dem Zerstäuber des Atomabsorpti-

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A.

onsspektrophotometers durch eine Bohrung 24 des gleichen Durchgangskanals 20 verbunden ist.

Bei den gezeigten Ausführungsvarianten der Vorrichtung können die Durchgangskanäle 2 und 20 sowohl einen konstanten Querschnitt (Fig. 1 und 2) als auch einen stufenförmig ausgebildeten Querschnitt (Fig. 3) aufweisen.

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Tabelle

Relative Absorption aus 15 Messungen von Lösungen in der Flamme eines Atomabsorptionsspektrophotometers nach einer Impulsdosierung Probe - Lösungsmittel - Probe .... mit der Vorrichtung von Fig.

El einen¹	t Konzentration Mikro-g/ml	Lösungsmittel	A	³R *
Cu	2,0 10,0	MMK H₂O	0,147 0,197	5,32 2,26
Cd	0,4 4,0	MMK H₂O	0,141 0,248	2,24 3,32
Te	4,0	MMK H₂O	0,224	6,29
Pb	10,0 10,0	MMK H₂O	0,518 0,095	0,70 5,20
Fe	4,0 4,0	MMK H₂O	0,284 0,042	1,42 6,47
Al	50,0 50,0	Xylol H₂O	0,280 0,300
Sn	50,0 50,0	MIBK H₂O	0,790 0,120

Die organischen Lösungen von Cu, Cd, Te und Pb wurden nach einer Extraktion mit MMK der Diäthyldithiocarbamat-Komplexe von Cu, Cd, Te und Pb erzeugt. Fe wurde als salz? saurer· Komplex und Sn und Al als genormte Capronat-Lösungen extrahiert.

Tabelle 2

Absorption von Lösungen in der Flamme eines Atomabsorptionsspektrophotometersp gemessen nach einer Impulsdosierung Probe - Luft - Probe

σ ο ο ο ο »

Eingesetzte ^_max=324,7 nm _Xjnax=228,8 nm _λmax=2T7,0

erfindungs- Schlitz 0,7 Schlitz 0,7 SchlitzO,7

gemäße Vor- _Cu-1 ^/J_{1 Cd}__{0 4} ^₁ fg?^J| /_ml

richtung . ^{y to} *^?

A Sv, % A Sv, ?ä A Sv,%

Wasser lösun gen	Vorrichtung Trichter P.E.	O₉ 065 0,058	1,58 4,33	0,032 0,027	7,08 9,43	0,093 0,074	1,65 4,88
MIBK- lösun- gen	Vorrichtung Trichter P.E.	0,253 0,256	0j66 0,86	0,127 0,100	2,82 3,28	0,076 0,031	4,88 5,04
WK- lösun= gen	Vorrichtung Trichter P.E₀	0,221 0_?220	1,18 1,18	0,107 0,105	3,5.3 3,68	0,061 0,062	5,67 7,50

_Toluol„ Vorrichtung 1,118 1,73 0,084 7,88 -

lösun= 0,108* 0,91 ■ -

^gen Trichter P₀E₀ 0_P126 1,92 0,048 7,68 -

Die Absorptionswerte sind Durchschnittswerte aus 25 Messungen*

* Nullung nach organischem Lösungsmittel; in den restlichen Fällen erfolgt die Nullung nach Flamme»

MIBK - Methylisobutylketon ·

MMK - Methylmethacrylat

Sv % - relative Standardabweichung
**) Mikro

Leerseite

Claims

PATENTAUWiCuT-E --- --· --" -'-- ό I Hr H J O / SCHIFF ν. FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBiNGHAUS FINCK MARIAHILFPLATZ 2 & 3. MÜNCHEN 90 POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O. D-800O MÜNCHEN 9B ALSO PROFESSIONAL· REPRÄSENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT OFFICC = · KARL LUDWIQ SCHIFF (T-If^ ~ iy"'H) DIPL. CHHM. OR. ALEXANDER V. FÜNER OtPL. INO. PEfER STHEHL OIPL. CHFM. OH. LIRbLILA SCHClSFL. HOPF DIPL. INCJ. DIETER EDBINOHAU9 DR. ING. DIETER FINCK TELEFON (DOQ) *B 20 OA TELEX 6-23 S8B AURO D TELSGRAMME. AUROMARCPAT MÜNCHf.N DEA/G-22375 PATENTANSPRÜCHE

1. ) Vorrichtung für die Impulsdosierurig flüssiger Mikroproben in der Flamme eines Atomabsorptionsspektrophotometers mit einem Wegeventil und einem Elektromagnetventil, gekennze ichnet durch eine Zusammensetzung aus maximal zwei Blöcken, die auf verschiedenen Niveaus bezüglich des Zerstäubers des Atomabsorptionsspektrophotometers liegen und deren Wegeventile Dreiwegeventile sind, die mit Elektromagnetventilen verbunden sind, wobei das Dreiwegeventil (1) des höher gelegenen Blocks mit einem Gefäß für die Probe, durch ein Elektromagnetventil (6) mit der Atmosphäre und durch das Dreiwegeventil (10) des tiefer gelegenen Blocks mit dem Zerstäuber des Atomabsorptionsspektrophotometers verbunden ist, während das Dreiwegeventil (10) des tiefer gelegenen Blocks mit einem Gefäß für das Lösungsmittel der Probe in Verbindung steht.

2 ο Vorrichtung nach Anspruch 1₃ dadurch gekennzeichnet , daß beim Einsatz eines einzigen Blocks, dessen Elektromagnetventil mit der Atmosphäre verbunden ist, das Dreiwegeventil mit dem Zerstäuber des Atomabsorptionsspektrophotometers direkt verbunden ist»

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3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß "beim Einsatz eines einzigen Blocks, dessen Elektromagnetventil mit einem Gefäß für das Lösungsmittel in Verbindung steht, das Dreiwegeventil mit dem Gefäß für die Probe direkt verbunden ist.

4. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Dreiwegeventil einen Kanal für die Verbindung mit dem Elektromagnetventil aufweist, wobei der Kanal mit einem Durchgangskanal verbunden ist und der Winkel zwischen den beiden Kanälen 15 bis 165° beträgt.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Durchgangskanal einen konstanten Querschnitt aufweist.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchgangskanal einen sich stu- fenweise verändernden Querschnitt auf v/eist.