DE3420947A1 - Verfahren zur fluorimetrischen bestimmung der konzentration von in einer substanz enthaltenen stoffen und anordnung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Verfahren zur fluorimetrischen bestimmung der konzentration von in einer substanz enthaltenen stoffen und anordnung zur durchfuehrung dieses verfahrens

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DE3420947A1
DE3420947A1 DE19843420947 DE3420947A DE3420947A1 DE 3420947 A1 DE3420947 A1 DE 3420947A1 DE 19843420947 DE19843420947 DE 19843420947 DE 3420947 A DE3420947 A DE 3420947A DE 3420947 A1 DE3420947 A1 DE 3420947A1
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Description

—ο —
AVL AG
CH-8201 Schaffhausen
Verfahren zur fluorimetrischen Bestimmung der Konzentration von in einer Substanz enthaltenen Stoffen und Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fluorimetrischen Bestimmung der Konzentration von in einer Substanz enthaltenen Stoffen, z.B. Gasen, Flüssigkeiten, mit Fluoreszenzindikatoren, deren Fluoreszenzintensität von den zu bestimmenden Stoffen gemindert bzw. gelöscht wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens, bei der die die zu bestimmenden Stoffe enthaltende Substanz in einem Probenraum angeordnet ist, dem Fluoreszenzindikatoren zugeordnet sind, wobei die Fluoreszenzintensität der von einer Lichtquelle in den Fluoreszenzindikatoren angeregten Fluoreszenzstrahlung durch die zu bestimmenden Stoffe verringer- bzw. löschbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Erstellung eines Verfahrens und einer Anordnung zur fluorimetrischen Bestimmung einer oder mehrerer Stoffkonzentrationen mit Hilfe von Fluoreszenzindikatoren, welche nicht mehr notwendigerweise spezifisch für die zu untersuchenden Stoffe sein müssen, sodaß insbesondere gleichzeitig verschiedene Stoffe mit beliebigen Fluoreszenzindikatoren untersuchbar sind. Insbesondere sollen Konzentrationverhältnisse bestimmt werden oder interessierende Verhältnisse z.B. zweier bestimmter Konzentrationen ermittelt werden.
Es ist bekannt, daß die Fluoreszenzfähigkeit gewisser Farbstoffe durch Zusatz von Stoffen, von sogenannten Fluoreszenzlöschern, gemindert werden
# ♦ · 4
— 7 —
kann. Zwischen der Konzentration des sogenannten Löschers und der Verminderung der Fluoreszenzintensität besteht nach Stern und Volmer die folgende Beziehung:
Γ-1- k [Q] (1)
Hier bedeuten: F° die Fluoreszenzintensität eines
Fluoreszenzindikators in Abwesenheit eines Löschers F die Fluoreszenzintensität eines Fluoreszenzindikators in Gegenwart
eines Löschers
k die sogenannte Löschkonstante, welche für jedes Paar von Löscher und Fluoreszenzindikator spezifisch ist [q] die Konzentration des löschenden
Stoffes bzw. des Löschers (englisch "Quencher")
Da F° und k für die eingesetzten Fluoreszenzindikatoren bzw. die jeweiligen Indikatorsubstanzen Konstante sind, kann man durch Messung von F auf die Konzentration des Löschers schließen. Wenn F und k unbekannt sind, eliminiert man sie durch die Vornahme von Messungen und durch die Erstellung von Eichgeraden oder -kurven, wobei F gegen [q] aufgetragen wird und F° und k z.B. graphisch ermittelt werden.
Diese analytische Methode hat verschiedene Anwendungen gefunden:
So wird in der US-PS 3 612 866 eine Methode zur Messung von Sauerstoffkonzentrationen in verschiedenen Substanzen, wie z.B. Blut, beschrieben. Die Methode beruht darauf, daß Sauerstoff als Löscher die Fluoreszenzintensität gewisser aromatischer Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Pyren, gemäß Gleichung (1), zu vermindern vermag. In der Zeitschrift Biochemistry
_Q _
(Band 9, Seite 464, 1970) ist ein Verfahren beschrieben, mit Hilfe von Pyrenbuttersäure die lokale Konzentration an Sauerstoff über die Fluoreszenzlöschung zu verfolgen. In der Zeitschrift für Analytische Chemie (Band 314, Seite 577, 1983) wird ein Verfahren beschrieben, mit Hilfe gewisser heterocyclischer Fluoreszenzindikatoren die Konzentration von Halogenidionen über die durch sie bewirkte Fluoreszenzlöschung mit großer Genauigkeit zu bestimmen. In der DE-AS 25 08 637 wird eine Methode zur optischen Messung von Blutgasen beschrieben, welche auf dem Prinzip der Fluoreszenzlöschung beruht. Weitere analytische Methoden zur Bestimmung von Stoffkonzentrationen mit Hilfe der Fluoreszenzlöschung sind beschrieben in der Zeitschrift Analyst (Band 107, Seite 465, 1982). Allen diesen Verfahren haftet der Nachteil an, daß die verwendeten Fluoreszenzindikatoren bzw. die Indikatorsubstanzen für den zu untersuchenden Stoff spezifisch sein müssen, d.h. nur auf diesen einen Stoff ansprechen dürfen. In der Praxis findet man jedoch meist den Fall, daß Fluoreszenzindikatoren auf mehr als einen zu untersuchenden Stoff ansprechen, bzw. von mehreren Stoffen löschbar sind. Die Methode der vorliegenden Erfindung erlaubt nun erstmals die gleichzeitige fluorimetrische Bestimmung mehrerer analytischer Größen bzw. Stoffkonzentrationen auch dann, wenn keine Indikatorspezifität mehr vorhanden ist, bzw. die Bestimmung von nur einer Konzentration trotz der Anwesenheit von störenden bzw. löschenden Stoffen.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß zur insbesondere gleichzeitigen Bestimmung der Konzentrationen von zumindest zwei Stoffen an der die Stoffe enthaltenden Substanz eine der Anzahl der zu bestimmenden Stoffkonzentrationen entsprechende An-
3 A 2 O 9 4
zahl von Messungen der Fluoreszenzintensität vorgenommen wird, wobei zumindest ein in bezug auf zumindest einen der zu bestimmenden Stoffe nicht spezifischer bzw. ein von mehr als einem der Stoffe löschbarer Fluoreszenzindikator eingesetzt wird, der in bezug auf die ihn jeweils in seinen Intensitäten löschenden Stoffe (Löscher) verschiedene Löschkonstanten aufweist und daß aus den bekannten, ungelöschten Fluoreszenzintensitäten der eingesetzten Fluoreszenzindikatoren, den gemessenen gelöschten bzw. geminderten Fluoreszenzintensitäten und den bekannten bzw. vorab, z.B. graphisch oder rechnerisch ermittelten Löschkonstanten die Konzentration der einzelnen Stoffe und/oder das Verhältnis der Stoffkonzentrationen bestimmt werden.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß man, um den Einfluß mehrer Löscher mathematisch berücksichtigen zu können, die Gleichung (1) erweitern muß, indem man dem Einfluß zusätzlicher Löscher d.h.
weiterer zu untersuchender Stoffe durch Anfügung weiterer Glieder Rechnung trägti Es resultiert somit eine Gleichung für den Fall zweier Löscher, bzw. eine allgemeine Gleichung (3) für den Fall mehrerer Löscher bzw. zu untersuchender, nicht spezifische Fluoreszenzindikatoren löschender Stoffe.
— - 1 = Vc1 [Q1] + K2 [Q2] (2)
= ic,
Da die Gleichung (2) zwei Unbekannte und die Gleichung (3) mehrere Unbekannte enthält (nämlich die verschiedenen Stoff- bzw. Löscherkonzentrationen £QJ , braucht man zur lösung · zwei bzw. mehrere unabhängige Meßwerte, im allgemeinen Fall η Meßwerte. Man erhält sie dadurch, daß man die Fluoreszenzinten-
sität F zweier verschiedener von den zu untersuchenden Stoffen gelöschten Fluoreszenzindikatoren mißt.
Bei Verwendung eines Indikators A erhält man ein Meßsiqnal
F°
In Gleichung (4) bedeuten:
F die Fluoreszenzintensität des Indikators A in Abwesenheit von Löschern bzw. der zu untersuchenden Stoffe; F die Fluoreszenzintensität in Gegenwart
1 von Löschern bzw. der zu untersuchenden Stoffe; kA die Löschkonstante des Indikators A durch den
2
Löscher Q,; kft die Löschkonstante des Indikators A durch den Löscher Q2 und [Q,] und [Q2] die Konzentration der beiden Löscher.
Bei Verwendung des Indikators B erhält man an
analog:
B
— - ι = \ Lq1] + S [Q2] {5)
FB
F° ist die Fluoreszenzintensität des Indikators B rs
in Abwesenheit von Löschern; F0 die Fluoreszenzin-
1 tensität in Gegenwart von Löschern; kD die Löschkonstante des Indikators B durch Löscher Q1;
2
k die Löschkonstante des Indikators B durch Q2, und [Qj und [Q„] die Konzentration der beiden Löscher.
FA Setzt man nun zur Vereinfachung für —— - 1 gleich
und für =— - 1 gleich (b und setzt das aus Glei-B
chung (4) berechnete £ Q2^J in Gleichung (5) ein, so resultiert folgender Ausdruck:
KA*
3Λ20947
bzw. für
r ι «/S-X "^-V .
[Q2J = -, K γ- i (7)
*- ( 'i Ir ie k )
( k k k kj
Ir
( A kB - A b
12 1 2 k , k,. , kn und k_, sind konstante Größen,
die bekannt sind bzw. bereits ermittelt wurden.ot und £ sind variable Größen, die sich aus den Meßwerten der gelöschten Intensitäten F bzw. F ergeben. Damit lassen sich entsprechend den Gleichungen (6) und (7) die Konzentrationen der zu bestimmenden Stoffe bzw. Löscher Q, und Q2 bestimmen. Bei drei zu bestimmenden Stoffen bzw. Löschern braucht man drei Fluoreszenzindikatoren und muß drei Meßgrößen oc , ß> und JJ- bestimmen, welche wie folgt de finiert sind:
F? F° F°
Daraus ergeben sich mit Gleichung (3) drei Gleichungen mit neun Löschkonstanten:
\ ■ [Q2] * 3icA .[o3]
\ ■
f = 1kc -ti]* \ ■ [°2] * \ .[q3]
Die Lösung des Gleichungssystems kann durch Erstellen einer Matrix,
-w ««It
• ψ mm *r ν
-12-
'B
3K,
(10)
und die Auswertung über eine Systemdeterminate mit Hilfe eines geeigneten Taschenrechners erfolgen.
Zur Bestimmung von η unbekannten Konzentrationen werden iri identer Weise nunabhängige Gleichungen aufgestellt und es müssen η Meßwerte der gelöschten Fluoreszenzintensitäten F ermittelt werden.
Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß es mit Hilfe von z.B. zwei nicht spezifischen Fluoreszenzindikationen erstmals möglich ist, zwei unbekannte Stoffkonzentrationen fluorimetrisch zu ermitteln, wenn die beiden Stoffe jeweils beide Fluoreszenzindikatoren löschen.
Aber auch die Bestimmung von nur einer Konzentration eines Stoffes in Gegenwart eines nicht interessierenden Stoffes bzw. einer löschenden Störsubstanz ist möglich; dazu werden ebenfalls zwei Meßwerte benötigt; und zwar die gelöschten Fluoreszenzintensitäten der beiden Fluoreszenzindikatoren, wobei die Berechnung der Stoffkonzentrationen auf die beschriebene Weise erfolgt, nur eben mit der Ausnahme, daß die gelöschte Intensität der Störsubstanz als Rechenhilfsgröße benötigt wird und allenfalls die tatsächliche Konzentration der Störsubstanz nicht berechnet wird. In diesem Fall wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Diskriminierung der gewünschten Stoffkonzentration gegenüber einem störenden Stoff dienen und ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Konzentration von zumindest einem Stoff in Gegenwart von zumindest einem weiteren nicht interessieren bzw. störenden Stoff, wel-
.-13-
cher die Fluoreszenzintensität(en) des bzw. der auf den bzw. die zu bestimmenden Stoff(e) ansprechenden Fluoreszenzindikators(en) löscht, auch die Konzentration (en) des bzw. der weiteren störenden Stoffe(s) wie die Konzentration des bzw. der zu bestimmenden Stoffe bestimmt wird (werden) und diese Konzentration (en) zur Ermittlung der Konzentrationen des zu bestimmenden Stoffes herangezogen wird (werden).
Analog können Effekte von η Störsubstanzen bzw. nicht interessierenden Stoffen durch η ermittelte Meßwerte von gelöschten Fluoreszenzintensitäten der Störsubstanzen ausgeschaltet werden, die gemeinsam mit der gelöschten Fluoreszenzintensität des zu untersuchenden Stoffes in n+1 Gleichungen eingesetzt werden. Bedingung für die Lösung der Gleichungen ist der Umstand, daß für alle Indikator-Löscher-Kombinationen die Löschkonstanten k unterschiedlich sind. Unter der Anzahl der zu bestimmenden Konzentrationen wird somit die Anzahl der zur Lösung der Gleichungen erforderlichen gelöschten Intensitäten der Stoffe und der Störsubstanzen verstanden.
Gleichungen (6) und (7) werden stark vereinfacht, wenn zumindest ein für einen Stoff spezifischer Indikator eingesetzt wird. Eine der Löschkonstanten wird dann gleich Null, und der Bruch besteht dann nur mehr aus drei Gliedern.
Will man hingegen nur das Verhältnis von zwei Löschkonzentrationen ermitteln, so gilt dafür durch Kombination der Gleichungen (6) und (7) Gleichung (H):
[Q1] * · \ - fl- \ (11)
Es ist möglich, daß Fluoreszenzindikatoren eingesetzt werden, die von derselben Fluoreszenzindikatorsubstanz gebildet sind, die jedoch in verschiedener Indikatorumgebung, z.B. in verschiedenen Lösungen oder Bindungen, vorliegt, und daß diese Fluoreszenzindikatoren in den verschiedenen Indikatorumgebungen für den jeweils zu bestimmenden Stoff bzw. Löscher unterschiedliche Löschkonstanten besitzen. In verschiedener Umgebung vorliegende und dadurch für jeweils verschiedene Stoffe unterschiedliche Löschkonstanten aufweisende FluoreszenzindikatDren bzw. Indikatorsubstanzen sind für das erfindungsgemäße Verfahren als voneinander unabhängig einsetzbare, unterschiedliche Fluoreszenzindikatoren zu betrachten.
Je nach der Verfahrensdurchführung können Fluoreszenzindikatoren eingesetzt werden, die sich in derselben Phase bzw. Substanz wie die zu bestimmenden Stoffe befinden. Zweckmäßig kann es auch sein, wenn bei sich in einer anderen Phase bzw. von den zu bestimmenden Stoffen getrennt befindlichen Fluoreszenzindikatoren die zu bestimmenden Stoffe in die Indikatorphase diffundieren gelassen werden und/oder, wenn die Fluoreszenzindikatoren gleichzeitig den zu bestimmenden Stoffen bzw. der diese enthaltenen Substanz zugegeben werden oder auf mehrere Stofflösungen oder Indikatormembranen verteilt eingesetzt werden. Möglich ist es auch, daß Fluoreszenzindikatoren vorgesehen sind, die in derselben Phase bzw. Substanz wie die zu bestimmenden Stoffe vorliegen.
Die Wahl, ob sich der Fluoreszenzindikator in derselben oder in einer anderen Phase befindet, richtet sich nach den gestellten Erfordernissen. Wenn sich der Indikator in derselben Phase befindet, so kann man sehr empfindlich messen, da die Löscher praktisch ungehindert zum Indikator vordringen können werden. Andererseits wird aber die Spezifität
gering sein, da praktisch alle in der Lösung befindlichen Löscher wirksam werden. Befindet sich der Indikator in einer anderen Phase, so wird die Empfindlichkeit der Messung dadurch meist erniedrigt, da der Löscher erst in die zweite Phase eindiffundieren muß und dort, zumindest in den Fällen der Praxis (z.B. in einem Polymer ) eine geringere Löscheffizienz besitzt, was in einer geringeren Signaländerung und damit einer geringeren Empfindlichkeit bzw. Genauigkeit resultiert. Andererseits wird die Spezifität der Löschung deutlich verbessert, da nur mehr diejenigen Stoffe löschen können, welche in die zweite Phase einzudringen vermögen, also meist nur Gase oder kleine Moleküle.
Eine Anordnung der eingangs genannten Art zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß dem Probenraum eine der Anzahl der gleichzeitig zu bestimmenden Konzentrationen der Stoffe entsprechende Anzahl von Fluoreszenzindikatoren zugeordnet ist, daß zumindest einer der Fluoreszenzindikatoren ein in bezug auf zumindest einen der zu bestimmenden Stoffe nicht spezifisch ansprechender bzw. von mehr als einem Stoff löschbarer Fluoreszenzindikator ist, daß die Löschkonstanten dieses Fluoreszenzindikators für die ihn löschenden Stoffe jeweils unterschiedlich sind und daß die den verringerten bzw. gelöschten Fluoreszenzintensitäten entsprechenden Signale der einzelnen Fluoreszenzindikatoren, gegebenenfalls über Verstärker, an eine Auswerteeinheit zur Ermittlung der Konzentrationen und/oder des Verhältnisses der Stoffkonzentrationen der einzelnen zu bestimmenden Stoffe geführt sind. Diese Anordnung ermöglicht bei Einsatz von nicht spezifischen Fluoreszenzindikatoren eine Bestimmung der Konzentration von Stoffen bzw. der Verhältnisse von Konzentrationen,
— i b~
auch wenn sich unter diesen Stoffen nicht interessierende Störsubstanzen befinden.
Bevorzugt ist es, wenn die Auswerteeinheit eine Divisionseinheit aufweist, der die Meßwerte der ungelöschten Fluoreszenzintensität der einzelnen Fluoreszenzindikatoren eingegeben und die Meßwerte der einzelnen gemessenen Fluoreszenzintensitäten aus den Fluoreszenzindikatoren, gegebenenfalls nach Subtraktion eines konstanten, einem Streulichtanteil entsprechenden Wertes zugeführt sind, daß der errechnete Quotient einer in der Auswerteeinheit enthaltenen Subtrahiereinheit zugeführt ist, in der vom errechneten Quotienten der Wert 1 abziehbar ist, und daß in der Auswerteeinheit eine Recheneinheit zur Berechnung der Stoffkonzentrationen und/oder der Konzentrationsverhältnisse der Stoffe vorgesehen ist.
Einfach ist es, wenn zumindest ein Teil der Fluoreszenzindikatoren eine Indikatorsubstanz enthält, die bei den einzelnen Indikatoren in jeweils verschiedener Umgebung bzw. Lösung oder Bindung vorliegt und in verschiedener Lösung bzw. Bindung gegenüber den sie löschenden Stoffen unterschiedliche Löschkonstanten besitzt.
Je nach Bedarf ist es vorteilhaft, wenn die Fluoreszenzindikatoren bzw. -substanzen auf mehrere Stofflösungen oder auf mehrere Indikatormembranen verteilt sind und/oder zwischen dem Probenraum und den Fluoreszenzindikatoren Reaktionsräume vorgesehen sind, in welchen durch chemische Reaktion löschende Stoffe in nichtlöschende oder in denen nichtlöschende Stoffe in löschende umwandelbar sind und/oder die Indikatorelemente bzw. Fluoreszenzindikatoren in der Spitze einer Meßsonde angeordnet sind, die in die die Stoffe enthaltende Substanz eintauchbar sind. Neben der Möglichkeit, daß der Probenraum gleichzeitig Reaktionsraum ist, kann auch hinter dem Probenraum noch ein eigener Reaktionsraum vorgesehen sein.
Zweckmäßig ist es zur Auswertung, wenn den Fluoreszenzindikatoren zur Ausschaltung von Lichtquellenintensitätsschwankungen eine Referenzlichtmeßzelle bzw. ein Referenzindikator zugeordnet ist, die bzw. der gegebenenfalls über einen Verstärker an die Recheneinheit angeschlossen ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert:
Fig. 1 bis 3 zeigen verschiedene Meßanordnungen und
Fig. 4 ein Diagramm zur Löschkonstantenermittlung.
Die Fig. und 2 zeigen einfache Anordnungen, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren für den gängigen Fall von zwei diffusionsfähigen Stoffen in flüssigen oder gasförmigen Proben ausgeführt werden kann. An einem Probenraum 20 sind außen Fluoreszenzindikatoren bzw. Sensoren 21 A und 21 B angebracht. Lichtquellen 22 A bzw. 22 B erzeugen mit den Fluoreszenzindikatoren 21 A, 21 B Fluoreszenzen, deren Intensitäten mit Hilfe der Lichtdetektoren 23 A, 23 B gemessen werden. In Abwesenheit von Löschern bzw. der zu untersuchenden Stoffe wird die Fluoreszenzintensität F° besonders hoch sein; die gemessenen Werte entsprechen
dann den Größen F°, F° in Gleichung (2).Zur Messung wird dann die die zu bestimmenden Stoffe enthaltende Substanz in den Probenraum 20 eingeleitet bzw. durch diesen geleitet. Aus dem Probenraum 20 können nun Löschersubstanzen zu den Fluoreszenzindikatoren 21 A, 21 B diffundieren (z.B. Sauerstoff, Schwefeldioxid, Halothan usw.). Diese Löscherstoffe bewirken bei diesen Indikatoren eine reversible Verminderung der Fluoreszenzintensität auf F (Gleichung (2) bzw. (4) und (5)). Miß man nun die Fluoreszenzintensität F , Fß beider Indikatoren 21 A, 21 B,so kann man in
Kenntnis von F° und F° sowie der Löschkonstanten k
• V · *
— lö ~
die Konzentrationen der Löscher berechnen. Zur besseren Diskriminierung des Anregungslichtes 24 und des Fluoreszenzlichtes 25 können auch optische Filter oder Interferenzfilter 26, 27 in den Strahlengang eingebracht werden.
Die Probenräume 20 können als Einmal-Meßkammer oder auch als Durchflußmeßzellen ausgeführt sein. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anordnung besteht auch darin, daß sowohl einzelne Proben wie auch kontinuierlich vorbeiströmende Proben vermessen werden können.
Als Lichtquellen können thermoelektrische, elektronische, Laser- oder LED-artige Anordnungen dienen, die kontinuierlich oder gepulst Licht liefern.
Die eingesetzten Fluoreszenzindikatoren bestehen üblicherweise aus Lösungen löschersensitiver Materialien bzw. Indikatorsubstanzen in dünnen Membranen aus polymeren Materialien, die gegebenenfalls mit Weichmacherzusätzen versehen sind. Alternativ können Fluoreszenzindikatormaterialien bzw. -substanzen auch in kovalenter Weise an Trägermaterial gebunden vorliegen.
Als Indikatoren kommen alle Fluoreszenzindikatoren bzw. Indikatorsubstanzen gegebenenfalls in unterschiedlichen Umgebungen in Frage, welche durch Fremdsubstanzen eine Fluoreszenzlöschung erleiden. Zweckmäßigerweise sollen diese Indikatoren stark fluoreszieren und stabil sein. Als Beispiel seien folgende Indikator-Löscher-Kombinationen genannt: Pyrenbuttersäure - Sauerstoff
Chlorophyll - Schwefeldioxid
Chininsulfat - Chloridion
Acridinsulfat - Bromidion
Indol - H3O2
Benzo(ghi)pery1en-Halothan
Die Lichtdetektoren 23 A, 23 B dienen zur Messung der Fluoreszenzlichtintensität, die von der Löscherkonzentration abhängt. Als Lichtmeßeinrichtungen bzw. -detektoren können lichtelektrische Photozellen, Photoverstärker oder Photodioden eingesetzt werden. Das erhaltene Meßsignal wird üblicherweise noch in einer Verstärkereinheit 28 verstärkt, ehe es einer analogen oder digitalen Rechen- bzw. Auswerteeinheit 29 oder Anzeigevorrichtung 30 zugeführt wird. In der Recheneinheit 29 werden die Konzentrationen der zu bestimmenden Stoffe gemäß den angeführten Gleichungen ermittelt.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung zur kontinuierlichen Messung von drei Stoffen in optisch transparenten strömenden Materialien, wie z.B. Gasen oder Flüssigkeiten. Die zu untersuchenden Stoffe strömen in Richtung der Pfeile 34 durch einen von einem ü-förmigen Rohr gebildeten Probenraum 20 an drei Fluoreszenzindikatoren 21 A, 21 B, 21 C vorbei, die durch das Licht 31 einer Lichtquelle 22 gegebenenfalls durch Filter 26 zur Fluoreszenz erregt werden. Das von den Indikatoren 21 A, 21 B, 21 C ausgestrahlte Fluoreszenzlicht 32 wird, gegebenenfalls nach Passieren von Lichtfiltereinrichtungen 27, mit Hilfe von Lichtdetektoren 23 A, 23 B, 23 C gemessen. Die erhaltenen Signale werden in Verstärkern 28 verstärkt und mit einer Rechnereinheit 29 gemäß Gleichungen (8), (9) und (10), ausgewertet. Sie können dann analog oder digital in der Anzeigeeinrichtung 30 angezeigt oder ausgedruckt werden. Zur Bestimmung des Verhältnisses der Löscherkonzentrationen zieht man Gleichung (10) heran.
Es wird bemerkt, daß es in der Praxis oft zweckmäßig ist, vom anliegenden Meßsignal bzw. der gemessenen Fluoreszenzintensität F eine konstante Größe F abzuziehen, um auf das eigentliche Meßsignal zu kommen. Die Größe F berücksichtigt das störende Fluores-
zenzlicht bzw. Falschlicht, welches durch Lichtstreuung in das Fluoreszenzdetektionssystem gelangt. Bei der Ermittlung des Falschlichtanteils F geht man so vor, daß man zuerst die Ster-Volmer-Gleichung so modifiziert, d,
sichtigt wird:
modifiziert, daß der Falschlichtanteil F berück-
Stern-Volmer:
F_ F
- 1 = k .o
= ι
- F
es ergibt sich: I
= I
1° , I : detektierte Licht Intensitäten (Fluoreszenzlicht + Falschlicht)
- F
- F
Nach einer Dreipunktseichung ergeben sich drei Eichwerte:
L] 1O
und es verbleiben zwei Gleichungen mit zwei Unbe
kannten (k, F):
10 - Fs
11 - Fs
- F
- F
Wl
W:
Auf diese Weise können Falschlichtanteile F und Löschkonstanten für jeden Sensor (jeden Löscher) bei der Eichung ermittelt werden.
Die Beschreibung dieser Meßanordnung dient zur Verständlichmachung des Meßprinzips. Im Bedarfsfall kann es nach Maßgabe der Erfordernisse zu verschiedenartigen Anordnungen und zur Verwendung anderer Bauteile kommen. So kann es z.B. notwendig werden, die Lichtzufuhr von der Lichtquelle zu den Fluoreszenzindikatoren sowie die Lichtableitung von den Indikatoren zu den Lichtdetektoren mit Hilfe von Lichtleitern vorzunehmen. Es ist möglich, den Indikatormembranen sogenannte Ionencarrier zuzusetzen, um die Diffusion der Löscher durch die Membranen bzw. in die Indikatoren zu erleichtern, bzw. selektiver zu gestalten.
Es stehen mehrere Möglichkeiten zur Erfassung der Meßwerte bzw. Ermittlung der Konzentrationen zur Verfügung. Für den häufigen Fall, daß man zwei Meßwerte benötigt, kann man
(a) die Fluoreszenzintensitäten F, und Fß von zwei Fluoreszenzindikatoren, die verschiedene Indikator-Substanzen enthalten, in Gegenwart der Löscher bzw. zu bestimmenden Stoffe messen und dann die Konzentrationen der Löscher Q, und Q2 nach Gleichungen (6) und (7) oder graphisch ermitteln;
(b) die Fluoreszenzintensitäten FA und F' von zwei Fluoreszenzindikatoren messen, die dieselbe Indikatorsubstanz allerdings in jeweils verschiedener Indikatorumgebung, z.B. in verschiedenen Lösungsmitteln oder in verschiedenen Polymermembranen enthalten. Da sich die Löschkonstanten k einer Indikatorsubstanz mit der Art der Umgebung bzw. des Lösungsmittels ändern, kann man wiederum mit Gleichungen (6) und (7) bzw. graphisch die Konzentration von zwei Löschern ermitteln. F' ist dann gleichzusetzen mit F'.
Für den Fall von mehr als zwei Stoffen bzw. von in mehr als zwei verschiedenen Umgebungen bzw. Lösungen vorliegenden Indikatorsubstanzen gilt natürlich entsprechendes.
Die erfindungsgemäßen Meßmethoden können in Art, Aufbau und geometrischer Anordnung verschieden ausgestaltet sein.
Die Wechselwirkung zwischen Fluoreszenzindikator bzw. Indikatorsubstanz und dem Löscher kann in homogener Lösung erfolgen, indem Lösungen von dem zu untersuchenden Stoff und dem Indikator zusammengegeben werden, (z.B. Messungen in Küvetten, wie in den folgenden Beispielen 1 und 2 angegeben ist). Die Wechselwirkung zwischen Fluoreszenzindikator und dem zu bestimmenden Stoff kann auch erfolgen, indem die Indikatoren sich nicht in derselben Phase wie der Stoff befinden, indem die Löschsubstanzen aus der die Stoffe enthaltenden Substanz zum Indikator bzw. zur Indikatorsubstanz diffundieren (z.B. bei der Bestimmung von Gaskonzentrationen mit membranförmigen Sensoren, wie z.B. in Fig. 1 bis 3).
Die Fluoreszenzindikatoren können, wenn sie spektral unterscheidbare Strahlung abgeben, in einer Lösung oder einer Membran vorliegen, sie können aber auch auf mehrere Lösungen oder Membranen verteilt sein.
Es ist dabei möglich, mehrere Membranen übereinander oder nebeneinander anzuordnen. Zur Verbesserung der Selektivität können die Indikatoren bzw. Indikatorelemente durch zusätzliche permeationsselektive Membranen abgedeckt sein.
In einer Ausgestaltung der Erfindung können an den Indikatorelementen Reaktionsräume vorgesehen sein, in welchen durch chemische Reaktion aus löschenden Stoffen nichtlöschende entstehen oder umgekehrt nichtlöschende Stoffe in löschende umgewandelt werden, sodaß auch nichtlöschende Stoffe indirekt untersucht bzw. bestimmt werden können.
Unter Fluoreszenzindikatoren werden im Sinne
der Erfindung Indikatorsubstanzen für sich und auch auf Trägermedien befindliche Indikatorsubstanzen verstanden:
Um Intensitätsschwankungen der Lichtquelle 22 zu eliminieren, kann vorgesehen werden, eine Referenzlichtmeßzelle 33 einzubauen (Fig. 3), die die Intensität der Lichtquelle 22 mißt und die mit den Verstärkern 28 verbunden ist, um Schwankungen der Lichtquelle 22 zu kompensieren bzw. nicht als Änderungen in der Fluoreszenzintensität erscheinen zu lassen. Die Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung sind mannigfaltig: lediglich als Beispiele, aber ohne weitere Anwendungsmöglichkeiten damit einzuschränken, seien genannt:
a) die gleichzeitige Messung von Sauerstoff und Schwefeldioxid in Industrieabgasen oder in Umweltmeßanlagen.
b) Die Messung von Sauerstoffkonzentrationen z.B.in Straßentunnels in Gegenwart störender Autoabgase, wie z.B. SO0 oder NO .
c) Die gleichzeitige Messung der Löscher Sauerstoff und Halothan im Anästhesiegas während der Anästhesie.
d) Die kontinuierliche Messung von Chlorid und Sulfit in Abwässern.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert, denen auch die Exaktheit des erfindungsgemäßen Meßverfahrens zu entnehmen ist:
1. Beispiel: Quantitative fluorimetrische Simultanbestimmung zweier Löscher (Chlorid und Bromid) in homogener Lösung
Prinzip; Die Fluoreszenzintensität der Indikatoren Chinin und Acridin wird durch Bromid und Chlorid unterschiedlich gelöscht.
5.123 mg l-Chlor-2,4dinitrobenzol (MG: 202.56)
und 4,602 mg Benzalacetophenondibromid (MG: 368.08) wurden zusammen eingewogen und in einer Sauerstoffatmosphäre verbrannt. Die Verbrennungsgase werden in 5 ml einer l%igen Hydrazinsulfatlösung absorbiert. Nach der Absorption der Reaktionsgase wurde der Inhalt des Kolbens in einen 20 ml Maßkolben und dieser ohne Indikatorzugabe aufgefüllt. Man pipettierte nun je 8 ml dieser Stammlösung in zwei 10 ml Maßkolben. In den einen kamen 1 ml einer 2.0 . 10 molaren Chininsulfatlösung in 1 N Schwefelsäure
(1. Indikator), in den anderen 1 ml einer 1.0 . 10 molaren Acridinlösung in 1 N Schwefelsäure (2. Indikator). Danach wurden beiden Kolben mit Wasser auf 10 ml aufgefüllt. Nach der Bereitung zweier halogenidfreier Standardlösungen wurden deren Standard-Fluoreszenzintensitäten (F° und Fp auf 100 eingestellt. Der relative F -Wert der Probe (Chininsulfat als Indikator) betrug 76.1, der Fo-Wert der Probe (Acridin als Indikator) zufällig ebenfalls 76.1. Die für die Auswertung der Meßergebnisse erforderlichen Löschkonstanten k wurden vorher bestimmt und sind in der Tabelle 1 aufgeführt:
Tab. 1: Löschkonstanten k für die im folgenden Beispiel verwendeten Indikatoren Chininsulfat und Acridin in Schwefelsäure
Indikator in
(A)		 Cl Br .5
Chininsulfat
0.1 N H3SO4 		(B) X-
133.0.		 177 .2
Acridin in
0.1 N H3SO4 		X=
9.5		 X
304
Auswertung:
Folgende Meßergebnisse wurden erhalten:
F° = F° = 100
FA = FB = 76.1
°C = (F°/PA) - 1 = 0.31506
b = (F°/Pu) - 1 = 0.31506
Setzt man diese Größen und die Stern-Volmer-Konstanten k in die Gleichungen (6) und (7) ein, so ergeben sich die molaren Konzentrationen der Löscher Chlorid und Bromid zu:
Cl" = 1.0296 mM = 0.9126 mg/25 ml Gesamt-
probenvo1umen Br" = 1.0036 mM = 2.0048 mg/25 ml Gesamt-
probenvo1umen Um den mg-Gehalt Halogenid zu erhalten, muß die molare Löscherkonzentration der Proben mit dem Molekulargewicht und dem Gesamtprobenvolumen in ml multipliziert und durch 1000 dividiert werden.
Dividiert man den in mg/Gesamtprobenvolumen erhaltenen Analysenwert durch die Einwaage (in mg) und multipliziert man das Ergebnis mit 100, so erhält man den Relativprozentgehalt der Halogenide. Für das angeführte Beispiel erhält man folgendes Ergebnis :
Einwaage: 9.9725 mg
gefunden Chlorid : 9.38 %, berechnet 9.22 % Bromid : 20.61 %, berechnet 20.55 %
2. Beispiel: Quantitative fluorimetrische Simultanbestimmung dreier Löscher (Chlorid, Bromid und Jodid) in homogener Lösung.
Prinzip: Die Fluoreszenz der Indikatoren Chinin, Acridin und Harman wird in schwefelsaurer Lösung durch die Stoffe Chlorid, Bromid und Jodid in unterschied-
1 icher Weise gelöscht.
Die fluorimetrische Simultanbestimmung von drei Löschern wurde anhand von drei Kaliumhalogenidlösungen überprüft. Dazu ermittelte man zuerst die Löschkonstanten und überprüfte deren additive Zusammensetzung zu einer Gesamtlöschkonstante. Tab. 2 gibt die Ergebnisse dieser Untersuchung wieder.
Tab. 2: Ionenspezifische Löschkonstanten und Gesamtlöschkonstanten für in der Lösung gleichzeitig vorliegende Halogenide.
Indikator: Chininsulfat in 0.1 N H0SO..
2 4
Gesamtkonz. d. Halogenide
mM
15 1
2 20 2
a) Die Gesamtlöschkonstanten beziehen sich auf gleiche Konzentrationen der vorliegenden Löscher.
Wie aus Tab. 2 ersichtlich, ist eine additive Zusammensetzung der Gesamtlöschkonstanten aus den isoliert gemessenen ionenspezifischen Konstanten gegeben. Damit konnte bewiesen werden, daß die Löschbeiträge der einzelnen Ionen bzw. Stoffe unabhängig von der Anwesenheit anderer Löscher erfolgen bzw. sind.
Zur Simultanbestimmung der drei Halogenide wurden in drei 10 ml Maßkolben jedesmal je 1 ml einer 1.00 . 10~2 molaren KCl-, KBr- und KJ-Lösung pipettiert. Von den Indikatoren Chinisulfat, Acridin und Harman wurden in 1 N Schwefelsäure Lösungen bereitet
Halogenid 133
KCl 178
KBr 243
KJ 310
KC1+KBr 377
KC1+KJ 421
KBr+KJ 557
KCl+KBr+KJ
-27-
und in jeden Kolben 1 ml von einer der drei Indikatorlösungen gegeben. Nach dem Auffüllen der Maßkolben wurde die (relative) Fluoreszenzintensität F der Proben gegen die Fluoreszenzintensität F° der entsprechenden Standardlösungen ( 1 ml Indikatorlösung/ 10 ml Wasser) gemessen. Ihre Standardfluoreszenzintensität F° wurde dabei auf 100 eingestellt und nach jeder Messung überprüft. Die für die einzelnen Indikatoren bestimmten Löschkonstanten sind in Tab. 3 angeführt.
Tab. 3 : Löschkonstanten für die Simultanbestimmung von Chlorid, Bromid, und Jodid in homogener wäßriger Lösung.
Indikator Cl" Br J
Chinisulfat in 0.1 N H0SO.
(A) 2 4 		133 (1^) 178 (2kA) 243 (3kA)
Acridin in 0.1 N HnSO-
(B) Z 4 		9.5 i\) 304.1(2J^) 396.7(3Jc0)
Harman in 0.1 N H0SO.
(C) 2 4 		0.2 (1Ic0) 9.4 (2kc) 212.4(3kc)
Die drei Meßwerte der relativen Fluoreszenzinten^
ltat« 2n FA' FB' Fc waren •
•		 58.4 F- = 81.8
A 64.3, FB = 100 (Standardfluoreszenzinten
sitäten)
ο _ PB - F? = = 0.55521
OC = (F°/FA) - 1 0.71233
Q - 1 = 0.22249
<F°/FC> - 1
Die Berechnung nach den Gleichungen (8) bis (10) ergibt:
Systemdeterminante = 7759322.2 Determinante bzw. Ko-Determinante 1 = 7762.839 Determinante bzw. Ko-Determinante 2 = 7786.451 Determinante bzw. Ko-Determinante 3 = 7776.161
Zur Berechnung der i-ten Unbekannten wurde die i-te Spalte der Systemdeterminante durch die linke Seite der Gleichung (10) ersetzt.
Daraus ergeben sich die Konzentrationen der Halogenidlösungen zu:
[er]
1.000 mM
1.003 mM
1.002 mM
Die ermittelten Konzentrationen stimmen mit den tatsächlichen einpipettierten (1.000 mM) sehr gut überein.
3. Beispiel: Gleichzeitigekontinuierliche Bestimmung von Sauerstoff und Halothan in einem Anästhesiegas
Prinzip : Die Fluoreszenz gewisser aromatischer Kohlenwasserstoffe wird durch Sauerstoff und Halothan (ein Anästhesiegas) gelöscht.
In einer Meßanordnung, wie sie in vereinfachter Form in der Fig. 2 schematisch dargestellt ist, wurde die Fluoreszenzl.öschung durch ein Gas gemessen, welches 20 % Sauerstoff und 4.4 % Halothan enthielt. Die Fluoreszenzindikatoren 21 A und 21 B enthielten Lösungen von Decacyclen bzw. Benzo-(ghi)-perylen oder heterocyclischen Verbindungen in quervernetzten Silikonen bzw. Polyvinylchlorid mit hohem Weichmacheranteil. In Vorversuchen wurden, wie Fig.4 zeigt, die Löschkonstanten k (Löschung des Fluoreszenzindikators 21 A durch den ersten Löscher O9),
2
k, (Löschung des Indikators 21 A durch den zweiten
1
Löscher Halothan), kD (Löschung des Indikators 21 B
durch 0o) und kD (Löschung des Indikators 21 B durch Halothan) experimentell bestimmt, und zwar nach Gleichung (1). In Fig. 4 sind auf der Abzisse die O2- bzw. Halothankonzentrationen Γ Q/J , [q2] und auf der Ordinate der um 1 verminderte Quotient
der Standard- und relativen Fluoreszenzintensität aufgetragen. Die Anstiege der gezeichneten Geraden entsprechen den Löschkonstanten des ersten Indikators für O„ bzw. Halothan.
Die Löschkonstanten des ersten und zweiten Indikators sind in Tab. 4 zusammengestellt.
Tab. 4 : Löschkonstanten von Fluoreszenzindikatoren mit aromatischen Kohlenwasserstoffen durch Sauerstoff und Halothan
Sensor 1 \ = 0. 202 0 .811
Sensor 2 X = 0. 771 0 f
.643
Folgende Meßwerte wurden erhalten: F°/FA = 1.073; daher istt* gleich 0.073.
F°/FB = 1.180; daher istf> gleich 0.180.
Setzt man et, (b und die Löschkonstanten der Tab. 4 in die Gleichungen (6) und (7) ein, so resultieren für die Konzentrationen von O2 Γ Q.] und Halothan [q^\ die Werte 0.1999 bzw. 0.043, entsprechend einem Prozentsatz von 19.99 und 4.3 %. Dies steht in hervorragender Übereinstimmung mit dem tatsächlichen Sauerstoff- bzw. Halothangehalt.
1984 05 18
Kr/Pi/Pt

Claims (1)

  1. -i-
    Patentansprüche
    \ Ij. Verfahren zur fluorimetrisehen Bestimmung der Kon- ^*-' zentration von in einer Substanz enthaltenen Stoffen, z.B. Gasen, Flüssigkeiten, mit Fluoreszenzindikatoren, deren Fluoreszenzintensität von den zu bestimmenden Stoffen gemindert bzw. gelöscht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur insbesondere gleichzeitigen Bestimmung der Konzentrationen von zumindest zwei Stoffen an der die Stoffe enthaltenden Substanz eine der Anzahl der zu bestimmenden Stoffkonzentrationen entsprechende Anzahl von Messungen der Fluoreszenzintensität vorgenommen wird, wobei zumindest ein in bezug auf zumindest einen der zu bestimmenden Stoffe nicht spezifischer bzw. ein von mehr als einem der Stoffe löschbarer Fluoreszenzindikator eingesetzt wird, der in bezug auf die ihn jeweils in seinen Intensitäten löschenden Stoffe (Löscher) verschiedene Löschkonstanten aufweist und daß aus den bekannten, ungelöschten Fluoreszenzintensitäten der eingesetzten Fluoreszenzindikatoren, den gemessenen gelöschten bzw. geminderten Fluoreszenzintensitäten und den bekannten bzw. vorab, z.B. graphisch oder rechnerisch, ermittelten Löschkonstanten die Konzentrationen der einzelnen Stoffe und/ oder das Verhältnis von Stoffkonzentrationen, bestimmt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    -2-
    daß zur Bestimmung der Konzentration von zumindest einem Stoff in Gegenwart von zumindest einem weiteren nicht interessierenden bzw. störenden Stoff, welcher die Fluoreszenzintensität(en) des bzw. der auf den bzw. die zu bestimmenden Stoff(e) ansprechenden Fluoreszenzindikators(en) löscht, auch die Konzentration(en) des bzw. der weiteren störenden Stoffe(s) wie die Konzentration des bzw. der zu bestimmenden Stoffe(s) bestimmt wird (werden) und diese Konzentration(en) zur Ermittlung der Konzentrationen des zu bestimmenden Stoffes herangezogen wird (werden).
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Berechnung der Stoffkonzentrationen vom jeweiligen Meßwert der Fluoreszenzintensität ein Falschlichtanteil abgezogen wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei sich in einer anderen Phase bzw. von den zu bestimmenden Stoffen getrennt befindlichen Fluoreszenzindikatoren die zu bestimmenden Stoffe in die Indikatorphase diffundieren gelassen werden.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzindikatoren gleichzeitig den zu bestimmenden Stoffen bzw. der diese enthaltenen Substanz zugegeben werden oder auf mehrere Stofflösungen oder Indikatormembranen verteilt eingesetzt werden.
    6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die die zu bestimmenden Stoffe enthaltende Substanz in einem Probenraum angeordnet ist, dem Fluoreszenzindikatoren zugeordnet sind, wobei die Fluoreszenzintensität der von einer Lichtquelle in den Fluoreszenzindikatoren angeregten Fluoreszenzstrahlung durch die zu bestimmenden Stoffe verringer- bzw. löschbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Proben-
    3Λ209Α7
    raum (20) eine der Anzahl der gleichzeitig zu bestimmenden Konzentrationen der Stoffe entsprechende Anzahl von Fluoreszenzindikatoren (21 A, 21 B, 21 C ...) zugeordnet ist, daß zumindest einer der Fluoreszenzindikatoren ein in bezug auf zumindest einen der zu bestimmenden Stoffe nicht spezifisch ansprechender bzw. von mehr als einem Stoff löschbarer Fluoreszenzindikator ist, daß die Löschkonstanten dieses Fluoreszenzindikators für die ihn löschenden Stoffe jeweils unterschiedlich sind und daß die den verringerten bzw. gelöschten Fluoreszenzintensitäten entsprechenden Signale der einzelnen Fluoreszenzindikatoren, gegebenenfalls über Verstärker (28), an eine Auswerteeinheit (29) zur Ermittlung der Konzentrationen und/ oder des Verhältnisses der Stoffkonzentrationen der einzelnen zu bestimmenden Stoffe geführt sind. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (29) eine Divisionseinheit aufweist, der die Meßwerte der ungelöschten Fluoreszenzintensität (F°) der einzelnen Fluoreszenzindikatoren eingegeben und die Meßwerte der einzelnen gemessenen Fluoreszenzintensitäten (F) aus den Fluoreszenzindikatoren (21 A, 21 B, 21 C ...)/ gegebenenfalls nach Subtraktion eines konstanten, einem Streulichtanteil entsprechenden Wertes zugeführt sind, daß der errechnete Quotient einer in der Auswerteeinheit (29) enthaltenen Subtrahiereinheit zugeführt ist, in der vom errechneten Quotienten ,F0L der Wert 1 ab-
    ziehbar ist, und daß in der Auswerteeinheit (29) eine Recheneinheit zur Berechnung der Stoffkon-' zentrationen und/oder der Konzentrationsverhältnisse der Stoffe vorgesehen ist.
    8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Fluoreszenz-
    -A-
    indikatoren (21 A, 21 B, 21 C ...) eine Indikatorsubstanz enthält, die bei den einzelnen Indikatoren in jeweils verschiedener Umgebung bzw. Lösung oder Bindung vorliegt und in verschiedener Lösung bzw. Bindung gegenüber den sie löschenden Stoffen unterschiedliche Löschkonstanten besitzt.
    9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluoreszenzindikatoren bzw. -substanzen auf mehrere Stofflösungen oder auf mehrere Indikatormembranen verteilt sind.
    10. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Probenraum (20) und den Fluoreszenzindikatoren (21 A, 21 B, 21 C...) Reaktionsräume vorgesehen sind, in welchen durch chemische Reaktion löschende Stoffe in nichtlöschende oder in denen nichtlöschende Stoffe in löschende umwandelbar sind.
    11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikatorelemente bzw. Fluoreszenzindikatoren in der Spitze einer Meßsonde angeordnet sind, die in die die Stoffe enthaltende Substanz eintauchbar sind.
    12. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Indikatorelemente bzw. Fluoreszenzindikatoren und/oder die Reaktionsräume und/oder permeationsseöekt'ive Membranen für die Fluoreszenzindikatoren in Reihe nebeneinander oder schachtförmig übereinander angeordnet sind.
    13. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steigerung der optischen Selektivität und zur Rauschunterdrückung Lichtfilter (26, 27) in dem Strahlengang zwischen der Lichtquelle (22) und dem Probenraum und/oder zwischen dem Probenraum (20) und den Fluoreszenz-Indikatoren (21 A, 21 B, 21 C...) vorgesehen sind.
    14. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, da-
    3Λ20947
    durch gekennzeichnet, daß den Fluoreszenzindikatoren (21 A, 21 B, 21 C...) zur Ausschaltung von Lichtquellenintensitätsschwankungen eine Referenzlichtmeßzelle (33) bzw. ein Referenzindikator zugeordnet ist, die bzw. der gegebenenfalls über einen Verstärker (28) an die Recheneinheit (29) angeschlossen ist.
    15. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Fluoreszenzindikatoren vorgesehen sind, die in derselben Phase bzw. Substanz wie die zu bestimmenden Stoffe vorliegen.
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