DE4017810A1 - Anordnung und verfahren zum messen der radioaktivitaet eines eluats - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Messen der Radioaktivität eines Eluats gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 11.

In der Radiochromatography ist es bekannt, die Radioak­ tivität des flüssigen, die Radioaktivitätsfraktionen tragenden Eluats (Eluierungsmittel) mit Hilfe eines Durchflußdetektors zu messen, der vom Eluat durchströmt wird.

Die Messung der radioaktiven Strahlung unterliegt hier­ bei der statistischen Schwankung der Emission der Strahlungsteilchen. Der hierdurch bedingte statistische Fehler entspricht der Quadratwurzel aus der Anzahl der gemessenen Ereignisse (Sigma = √, wobei Sigma den sta­ tistischen Fehler und n die Gesamtzahl der gemessenen Ereignisse bezeichnen).

Innerhalb der Grenzen von ±2 Sigma liegen 95,5% aller Meßwerte, die mit einem Mittelwert von n erfaßt werden können.

Bei der Radioaktivitätsmessung in dem Durchflußdetektor werden n Ereignisse pro Sekunde registriert. Multipli­ ziert man diese Zahl mit der Verweilzeit der radioaktiv markierten Fraktion in der durchströmten Meßzelle, er­ gibt sich die Gesamtzahl der bei der Durchströmung er­ faßten Ereignisse. Die Verweilzeit der durch die Meß­ zelle strömenden, radioaktiv markierten Fraktion in der Meßzelle errechnet sich aus dem Quotienten Meßzellenvo­ lumen:Stömungsgeschwindigkeit.

Um den statistischen Meßfehler zu verringern, könnte überlegt werden, die Meßzelle zu verlängern, so daß sich die Transitzeit entsprechend erhöht und die Anzahl der gemessenen Ereignisse gesteigert wird. Beispiels­ weise wäre bei doppelt so großer Meßzelle die Transit­ zeit verdoppelt und damit auch der die Anzahl der ge­ messenen Ereignisse doppelt so groß, so daß der stati­ stische Fehler Sigma (√) dementsprechend verringert ist. Eine solche Meßzellenvergrößerung führt aber zu entsprechendem herstellungstechnischem Aufwand und Ver­ schlechtert auch das Auflösungsvermögen der Meßzelle, da rasch aufeinander folgende Radioaktivitätsfraktionen nicht mehr selektiv gemessen werden können, da sich die vorhergehende Radioaktivitätsfraktion noch in der Meß­ zelle befinden kann, während die nachfolgende Radio­ aktivitätsfraktion bereits in die Meßzelle einströmt. Das Meßergebnis setzt sich dann aus den Strahlungser­ eignissen beider Radioaktivitätsfraktionen zusammen, so daß zwischen den Radioaktivitätsfraktionen und ihren zugehörigen Radioaktivitätsspitzen (Peaks) nicht mehr klar oder überhaupt nicht mehr unterschieden werden kann.

Andererseits ist bei Meßzellen mit üblicher Volumen­ größe die Nachweisempfindlichkeit nicht sehr hoch, da aufgrund der relativ hohen Fehler-Schwankungsbreite sehr schwache Radioaktivitätsraten nicht zuverlässig von der Nulleffektrate und ihrer statistischen Schwan­ kung unterschieden werden können. Dies hat zur Folge, daß die Nachweisempfindlichkeitsgrenze, oberhalb der erst zuverlässig das Vorhandensein einer Radioakti­ vitätsfraktion erfaßt werden kann, verhältnismäßig hoch liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anord­ nung und ein Verfahren zum kontinuierlichen Messen der Radioaktivität eines Eluats zu schaffen, die bzw. das eine verhältnismäßig genaue Messung der Radioaktivität bei hoher Nachweisempfindlichkeit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 bzw. 11 genannten Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß kann somit das zu messende Eluat über mindestens zwei unterschiedliche Strömungspfade geführt werden, wobei in mindestens einem der Strömungspfade ein Radioaktivitätsdetektor vorhanden ist, in dem das Eluat für ein gewisses Zeitintervall stationär meßbar ist. Diese stationäre Messung der Radioaktivität führt dazu, daß die Verweildauer des Eluats im Radioaktivi­ tätsdetektor und folglich die Meßzeit wesentlich ver­ längert werden können. Hierdurch ergibt sich eine deut­ liche Verringerung des statistischen Fehlers, d. h. der relativen Schwankungsbreite. Liegt beispielsweise die Zählrate bei 1 je Sekunde und die Verweildauer im Ra­ dioaktivitätsdetektor bei 20 Sekunden, beträgt die sta­ tistische Schwankungsbreite Sigma 22,3%. Demgegenüber würde die statistische Schwankungsbreite Sigma bei gleicher Zählrate, aber nur halb so großer Verweildauer von 10 Sekunden 31,6%, d. h. noch erheblich mehr betra­ gen. Durch die erfindungsgemäße Erhöhung der Meßdauer sinkt somit die Fehlerbreite deutlich ab. Zugleich steigt aber auch die Nachweisempflindlichkeit stark an, da aufgrund der insgesamt höheren Zählergebnisse auch schwache Radioaktivitätsfraktionen noch klar von Stö­ rungen, d. h. Nulleffekten unterschieden werden können.

Sind die Zeitpunkte, zu denen die erwarteten Radioakti­ vitätsfraktionen den normalen Strömungspfad durchströ­ men, bekannt, so genügt im einfachsten Fall ein einzi­ ger Radioaktivitätsdetektor, wobei die Ventilanordnung dann gezielt zeitlich so gesteuert wird, daß die erwar­ teten Radioaktivitätsfraktionen nacheinander selektiv vom normalen Strömungspfad auf den Radioaktivitätsde­ tektor umgelenkt und dort stationär gemessen werden. Die Meßdauer ist dann durch das Zeitintervall bestimmt, bis eine nachfolgende erwartete Radioaktivitätsfraktion auftritt. Der normale Strömungspfad kann in diesem Fall beispielsweise in einen Abfallbehälter münden.

Die Meßanordnung und das Meßverfahren können aber noch weitergehend automatisiert werden, wenn gemäß Patent­ anspruch 2 vor der Ventilanordnung ein Monitordetektor vorgesehen ist, der Aktivitätsspitzen, d. h. Peaks, er­ faßt und bei deren Auftreten ein Steuersignal zur Um­ schaltung der Ventilanordnung erzeugt. Das Steuersignal kann vom Monitordetektor direkt an die Ventilanordnung angelegt werden. Vorzugsweise wird das Steuersignal je­ doch einer Steuereinrichtung oder zumindest einer Ver­ zögerungseinrichtung zugeführt, die derart ausgelegt ist, daß die Ventilanordnung gezielt zu dem Zeitpunkt auf den mindestens einen Radioaktivitätsdetektor umge­ schaltet wird, wenn die Radioaktivitätsfraktion die Ventilanordnung erreicht.

Der Monitordetektor kann in Weiterbildung der Erfindung nicht nur zur Aktivitätsspitzenerfassung eingesetzt werden, sondern zugleich auch eine quantitative Auswer­ tung der Radioaktivitäten der einzelnen Radioaktivi­ tätsfraktionen vornehmen. In diesem Fall ist es mög­ lich, der Ventilanordnung lediglich dann ein Umschalt­ signal zur Umleitung des Eluats auf den mindestens einen Radioaktivitätsdetektor zuzuführen, wenn bei­ spielsweise bei sehr schwachen Zählergebnissen im Be­ reich der Nachweisgrenze des Monitordetektors unklar ist, ob es sich tatsächlich um eine schwache Radioakti­ vitätsfraktion oder um Störungen handelt. In diesem Fall kann durch die stationäre Auswertung dieses schwach aktiven Eluat-Anteils im mindestens einen Ra­ dioaktivitätsdetektor zuverlässig erkannt werden, ob es sich um eine effektive Radioaktivitätsfraktion handelt und wie stark diese ist, oder ob lediglich Störeffekte vorliegen. Der Radioaktivitätsdetektor dient in diesem Fall somit als zusätzliche Zählstrecke, die lediglich dann aktiviert wird, wenn selektiv erhöhte Meßgenauig­ keit gefordert ist. Der mindestens eine Radioaktivi­ tätsdetektor muß in diesem Fall somit nicht sämtliche Radioaktivitätsfraktionen stationär ausmessen, sondern lediglich einzelne, selektiv zugeführte Fraktionen aus­ werten.

Gemäß Patentanspruch 3 wird die Ventilanordnung am Ende der erfaßten Aktivitätsspitze (Peak) wieder auf den normalen Strömungspfad zurückgeschaltet, so daß im Ra­ dioaktivitätsdetektor ausschließlich die detektierte Radioaktivitätsfraktion gespeichert und gemessen wird, ohne daß die Gefahr von deren Verdünnung oder teilweise Ausspülung durch nachströmendes radioaktivitätsfreies Eluat besteht. Aufgrund dieser konzentrierten Messung läßt sich sehr hohe Meßgenauigkeit auch bei nur schwach radioaktiven Fraktionen erzielen.

Die Ventilanordnung kann beispielsweise so ausgebildet sein, daß sich der normale Strömungspfad (hinter dem Monitordetektor, falls ein solcher vorhanden ist) auf mindestens zwei Zweige aufteilt, von denen einer als normaler Strömungspfad und der oder die anderen zu einem oder mehreren Radioaktivitätsdetektoren führen, und in allen diesen aufgeteilten Zweigen einzeln steu­ erbare Ventile sitzen, die entsprechend der gewünschten Eluatsströmung geöffnet oder geschlossen werden.

Vorzugsweise ist die Ventilanordnung gemäß Anspruch 4 als Umschaltventil mit mindestens zwei Ausgängen ausge­ bildet, über das die Eluatströmung entweder weiter auf dem normalen Strömungspfad oder zu dem einen oder, falls vorhanden, zu den mehreren Radioaktivitätsdetek­ toren selektiv umgelenkt werden kann. Diese Konstruk­ tion besitzt einfachen und robusten Aufbau und ist auch einfach und zuverlässig steuerbar.

Zudem ist diese Ausgestaltung mit zentralem Umschalt­ ventil auch störunanfälliger und im Bedarfsfall repara­ turfreundlicher als ein System mit mehreren dezentral verteilten Ventilen.

Gemäß Patentanspruch 5 mündet der normale Strömungspfad in einen Abfallbehälter. Dies hat den Vorteil, daß das Eluat kontinuierlich in diesen Abfallbehälter fließen kann, so lange keine Radioaktivitätsfraktion festge­ stellt wird. Die radioaktivitätsfreien Eluatanteile werden somit gezielt gesammelt und können dann ohne weiteres entsorgt werden. Durch die Umschaltung der Ra­ dioaktivitätsfraktionen auf den mindestens einen Radio­ aktivitätsdetektor wird zugleich erreicht, daß diese radioaktiv belasteten Eluatanteile aus dem normalen Strömungspfad ausgeblendet werden und folglich nicht in den Abfallbehälter gelangen, so daß das dort gesammelte Eluat ohne Radioaktivitätsanteile ist. Dies ist für die einfache Entsorgung von Vorteil.

Wie im Patentanspruch 6 angegeben, kann der Ausgang des mindestens einen Radioaktivitätsdetektors mit einem Fraktionssammler verbunden sein, so daß die gemessenen Radioaktivitätsfraktionen dann gezielt, vorzugsweise getrennt, gesammelt werden können.

Der im Patentanspruch 7 angegebene Aufbau ermöglicht eine Radiochromatogramm-Auswertung mit sehr hoher Meß­ genauigkeit und hoher Empfindlichkeit, wobei der kon­ struktive Aufwand dennoch verhältnismäßig gering ist.

Insbesondere wenn bei jeder auftretenden Aktivitäts­ spitze (Peak) zyklisch zwischen den beiden Radioaktivi­ tätsdetektoren umgeschaltet wird, kann jede Radioakti­ vitätsfraktion in den Radioaktivitätsdetektoren bis zum Auftreten der jeweils übernächsten Aktivitätsspitze stationär gemessen werden, so daß in aller Regel ein sehr langes Meßintervall mit entsprechend hoher Meß­ genauigkeit und Nachweisempfindlichkeit erreicht wird.

Mit der gemäß Anspruch 9 vorhandenen Spülvorrichtung läßt sich ein sehr gutes und rasches Durchspülen des oder der Radioaktivitätsdetektoren nach Beendigung ei­ nes Meßvorgangs und vor Neu-Befüllung des jeweiligen Radioaktivitätsdetektors mit einer neuen Radioaktivi­ tätsfraktion erzielen, so daß der Radioaktivitätsde­ tektor vorzugsweise vollständig oder zumindest weitge­ hend von restlicher Radioaktivität befreit wird und der nachfolgende Meßvorgang demzufolge nicht durch Radioak­ tivitätsreste des vorhergehenden Meßzyklus verfälscht wird.

Durch die gemäß Anspruch 10 vorgesehene ventilgesteu­ erte Spülmöglichkeit ist nur eine einzige Spülvorrich­ tung für alle Radioaktivitätsdetektoren, die über die entsprechende Ventilstellung selektiv gespült werden können, erforderlich, was den Aufbau einfach und den konstruktiven Aufwand gering hält.

Mit den Verfahrens-Unteransprüchen lassen sich im we­ sentlichen dieselben, vorstehend beschriebenen Vorteile erzielen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Ausfüh­ rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nä­ her beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Meßanordnung und Fig. 2 die Zusammenhänge zwischen dem Auftreten von Aktivitätsspitzen und der Eluat-Strömungs­ steuerung sowie der Detektor-Meßvorgänge.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Meßanordnung wird das das Radiochromatogramm tragende Eluat über eine Eingangsleitung 1 zu einem Monitorde­ tektor 2 geleitet, der das Auftreten von Radioaktivi­ tätsspitzen (Peaks) überwacht und gegebenenfalls noch zusätzlich eine quantitative Messung der Radioaktivität durchführt. Der Monitordetektor 2 ist als Durchflußde­ tektor ausgebildet. Über eine Leitung 3 wird das Eluat vom Monitordetektor 2 zu einem Ventil 4 weitergeleitet, das einen mit der Leitung 3 verbundenen Fluideingang sowie drei Fluid-Ausgänge aufweist, die mit Leitun­ gen 5, 6 und 7 verbunden sind. Das Ventil 4 bildet eine Ventilanordnung und ist als Umschaltventil ausgebildet, das den Eingang mit nur jeweils einem der drei Ausgänge verbindet, wobei zwischen den Ausgängen umgeschaltet werden kann, und zwar in Abhängigkeit von einem über eine Signalleitung 16 von einer Steuereinrichtung 15 zugeführten Steuersignal.

Die Leitung 5 führt vom Ventil 4 zu einem Radioaktivi­ tätsdetektor 8, der wie der Monitordetektor 2 als Durchflußdetektor ausgebildet sein kann und über eine ausgangsseitige Leitung 10 mit einem Fraktionssamm­ ler 13 verbunden ist. Die Leitung 6 führt ohne Zwi­ schenschaltung eines Detektors vom Ventil 4 zu einem Abfallbehälter 12. Die Leitung 7 führt vom Ventil 4 zu einem zweiten Radioaktivitätsdetektor 9, der gleich­ falls als Durchflußdetektor ausgelegt sein kann und über eine ausgangsseitige Leitung 11 mit dem Fraktions­ sammler 13 verbunden ist.

Der Monitordetektor 2 erzeugt bei Erfassung einer Akti­ vitätsspitze (Peak) im Eluat ein Steuersignal, das über eine Signalleitung 14 der Steuereinrichtung 15 zuge­ führt wird. In Abhängigkeit von einem solchen Detek­ tionssignal auf der Signalleitung 14 erzeugt die Steu­ ereinrichtung 15 ein Umschaltsignal, das über die Signalleitung 16 an das Ventil 4 angelegt wird. Im Nor­ malfall, d. h., wenn der Monitordetektor 2 keine Radio­ aktivität erfaßt, ist das Ventil 4 mit seinem Ausgang auf die Leitung 6 geschaltet, so daß das radioaktivi­ tätsfreie Eluat kontinuierlich in den Abfallbehälter 12 abfließt. Bei Auftreten eines Umschaltsignals auf der Signalleitung wird das Ventil 4 mit seinem Ausgang ent­ weder auf die Leitung 5 oder auf die Leitung 7 umge­ schaltet. Dieses Umschalten geschieht vorzugsweise al­ ternierend, so daß das Ventil dann, wenn es beim letz­ ten Steuersignal auf die Leitung 5 geschaltet worden war, beim Auftreten des nachfolgenden Steuersignals auf die Leitung 7 und beim darauffolgenden Steuersignal wieder auf die Leitung 5 usw. umgestellt wird. Diese Umschaltsteuerung kann entweder dadurch realisiert wer­ den, daß das Umschaltsignal auf der Signalleitung 16 zwei unterschiedliche Signalzustände, zusätzlich zum Ruhezustand, annehmen kann, wobei jeder Signalzustand jeweils einer Umschaltstellung des Ventils zugeordnet ist, oder aber dadurch, daß das Steuersignal nur einen Signalzustand besitzt, das Ventil 4 aber automatisch bei jedem Auftreten eines Steuersignals abwechselnd auf die Leitung 5 oder 7 umschaltet.

Die Umschaltung des Ventils 4 auf eine der beiden Lei­ tungen 5 oder 7 kann unmittelbar bei Erfassung einer Aktivitätsspitze (Peak) durch den Monitordetektor 2 stattfinden. In diesem Fall beginnt die Durchströmung des angesteuerten Radioaktivitätsdetektors umgehend. Dies hat allerdings den Nachteil, daß eine eventuell gerade gemessene, im angesteuerten Radioaktivitätsde­ tektor befindliche Radioaktivitätsfraktion sofort aus­ gespült wird, so daß die Meßzeit verringert ist. Zudem wird der Radioaktivitätsdetektor dann anfänglich noch mit radioaktivitätsfreiem Eluat durchspült, das dann ausgangsseitig des Radioaktivitätsdetektors in einem eigenen Abfallbehälter, z. B. des Fraktionssammlers 13, gesammelt werden müßte.

Vorzugsweise wird daher das Ventil 4 bei Erfassung ei­ ner Aktivitätsspitze erst mit einer derartigen Zeit­ steuerung bzw. Zeitverzögerung angesteuert, daß die Ventilumschaltung erst dann stattfindet, wenn die die erfaßte Aktivitätsspitze auslösende Radioaktivitäts­ fraktion gerade am Ventil 4 angelangt ist.

Die Rückumschaltung des Ventils 4 auf die Leitung 6 kann nach einem festen, vorgegebenen Zeitintervall er­ folgen, das der durchschnittlichen oder maximalen Breite einer Aktivitätsspitze entspricht. Vorzugsweise wird jedoch auch das Ende der gerade erfaßten Aktivi­ tätsspitze ermittelt und das Ventil 4 nach einem der gemessenen Breite der Aktivitätsspitze entsprechenden Zeitintervall auf die den normalen Strömungspfad defi­ nierende Leitung 6 (oder bei unmittelbar nachfolgender zweiter Aktivitätsspitze auf den anderen Radioaktivi­ tätsdetektor) umgeschaltet. Das Ventil 4 wird folglich bei Auftreten einer Radioaktivitätsfraktion kurzzeitig auf die Befüllung eines der beiden Radioaktivitätsde­ tektoren 8, 9 zur Einleitung der Radioaktivitätsfrak­ tion in diesen umgestellt und dann wieder auf den nor­ malen Strömungspfad, d. h. die Leitung 6 rückumgeschal­ tet. Im angesteuerten Radioaktivitätsdetektor wird die Radioaktivitätsfraktion dann stationär so lange gemes­ sen, bis die übernächste Aktivitätsspitze (Peak) auf­ tritt. Das Meßintervall ist demzufolge sehr lang, so daß das Meßergebnis dementsprechend genau und die Nach­ weisempfindlichkeit hoch ist.

Zur weiteren Erhöhung der Meßgenauigkeit und Meßemp­ findlichkeit ist eine Spülvorrichtung vorgesehen, die eine Spülpumpe 19, einen Vorratsbehälter 20 für Spül­ flüssigkeit und ein Spülventil 21 umfaßt. Über die Spülvorrichtung können die Radioaktivitätsdetektoren 8 und 9 kurzfristig intensiv selektiv nach einem Radioak­ tivitäts-Meßvorgang durchgespült werden, bevor eine neue Radioaktivitätsfraktion in den betreffenden Radio­ aktivitätsdetektor zur Durchführung eines neuen Meßvor­ gangs eingeleitet wird. Durch die Ausspülung des be­ treffenden Radioaktivitätsdetektors können alle von der vorhergehenden Meßprobe stammenden Radioaktivitätsan­ teile vorzugsweise vollständig oder zumindest weitge­ hend entfernt werden, so daß der nachfolgende Meßvor­ gang der neuen Radioaktivitätsfraktion nicht durch die vorhergehende Radioaktivitätsfraktion beeinflußt und beeinträchtigt wird. Durch diese selektive Messung je­ des radioaktiven Eluat-Anteils ohne irgendwelche Beein­ flussung durch von früheren Meßvorgängen herrührenden radioaktiven Verschmutzungen lassen sich somit zuver­ lässige, aussagestarke Meßergebnisse bei sehr hoher Nachweisempfindlichkeit erzielen.

Die Steuerung der Spülvorrichtung kann über eine spa­ rate Steuereinheit erfolgen. Vorzugsweise wird die Spülvorrichtungssteuerung jedoch auch von der Steuer­ einrichtung 15 übernommen, und zwar dergestalt, daß bei Erfassung einer neuen Aktivitätsspitze (Peak) mittels des Monitordetektors 2 vor der Umschaltung des Ven­ tils 4 zunächst über Signalleitungen 17 und 18 elektri­ sche Signale an das Spülventil 21 und die Spülpumpe 19 angelegt werden, die bewirken, daß das zwischen mehre­ ren Durchgangsmöglichkeiten umschaltbare Spülventil 21 auf Durchgang von der Spülpumpe 19 zum neu zu befüllen­ den Radioaktivitätsdetektor 8 oder 9 durchschaltet und die Spülpumpe 19 eingeschaltet wird. Die im neu zu be­ füllenden Radioaktivitätsdetektor 8 oder 9 noch vorhan­ dene Radioaktivitätsfraktion wird dann zunächst in den Fraktionssammler 13 oder einen anderen Auffangbehälter ausgespült, wobei dieser Ausspülvorgang durch das Spül­ mittel oder das Eluierungsmittel bewirkt werden kann. Danach kann eine kurze intensive Durchspülung des neu zu befüllenden Radioaktivitätsdetektors stattfinden, wobei das Spülmittel nach dem Spülvorgang in einen Ab­ fallbehälter gespült oder auch, vorzugsweise nach einer Reinigung, in den Spülmittel-Vorratsbehälter 20 zurück­ geführt werden kann.

Nach dem Spülvorgang wird das Spülventil 21 so umge­ schaltet, daß das Spülmittel nicht länger in den neu zu befüllenden Radioaktivitätsdetektor fließt, der nach­ folgend durch entsprechende Einstellung des Ventils 4 mit der zu messenden Radioaktivitätsfraktion gefüllt werden kann. Das Spülventil 21 kann bei Beendigung des Spülvorgangs entweder in eine völlige Sperrstellung ge­ bracht oder so geschaltet werden, daß das von der Spül­ pumpe 19 umgewälzte Spülmittel wieder in den Vorratsbe­ hälter 20 zurückgeleitet werden kann. Dies hat den Vor­ teil, daß die Spülpumpe 19 auch kontinuierlich während des gesamten Meßzyklus in Betrieb gehalten bleiben kann, so daß kein (beim Einschalten der Spülpumpe er­ forderliches) Hochlaufintervall bis zum Erreichen aus­ reichender Spülwirkung auftritt. In diesem Fall, d. h. bei kontinuierlich angetriebener Spülpumpe 19, kann die Signalleitung 18 entfallen.

Das Spülventil 21 hat in diesem Fall drei Ausgänge, von denen einer mit dem Radioaktivitätsdetektor 8, der zweite mit dem Radioaktivitätsdetektor 9 und der dritte mit dem Vorratsbehälter 20 verbunden ist, während der Eingang des Spülventils 21 mit der Spülpumpe 19 gekop­ pelt ist.

In Fig. 2 ist der zeitliche Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Aktivitätsspitzen und den Befüllungs-, Spül- und Meßvorgängen der Radioaktivitätsdetektoren 8 und 9 näher dargestellt.

In Fig. 2(A) sind auf der Zeitachse (Abszisse) als Beispiel fünf Aktivitätsspitzen gezeigt, die mit unre­ gelmäßigen zeitlichen Abständen auftreten. Die Ampli­ tude der Aktivitätsspitzen veranschaulicht das Ausmaß der zugehörigen Radioaktivität.

Die Fig. 2(B) und 2(C) veranschaulichen mit den breiten, flachen, unschraffierten Rechtecken den Be­ füllungsvorgang, mit den schraffierten Bereichen das Meßintervall und mit den schmalen hohen Rechtecken das Spülintervall, und zwar jeweils für den Radioaktivi­ tätsdetektor 8 (Fig. 2(B)) und für den Radioaktivi­ tätsdetektor 9 (Fig. 2(C)).

In Fig. 2(D) ist der Strömungsverlauf auf dem norma­ len, zum Abfallbehälter 12 führenden Strömungspfad, d. h. auf der Leitung 6, dargestellt.

Zu Beginn der Radioaktivitätsmessung des Eluats ist das Ventil 4 so geschaltet, daß das Eluat über die Lei­ tung 6 in den Abfallbehälter 12 fließt. Diese Ventil­ stellung bleibt beibehalten, bis die erste Aktivitäts­ spitze (Peak) in dem Chromatogramm erscheint. Wenn die erste Abtastspitze (Peak) 1, die vom Zeitpunkt a) bis zum Zeitpunkt b) dauert, erkannt wird, wird das Ven­ til 4 so umgeschaltet, daß der Eluatstrom in den Ra­ dioaktivitätsdetektor 8 fließt, so daß die Radioaktivi­ tätsfraktion in diesem gespeichert wird. Kurze Zeit nach Ermittlung des Endes der Abtastspitze 1 (Zeitpunkt b) schaltet das Ventil 4 den Eluatstrom wieder in Rich­ tung Abfallbehälter 12. Im Radioaktivitätsdetektor 8 wird nun die Radioaktivität der Aktivitätsspitze 1 sta­ tionär gemessen, und zwar bis zum Auftreten der über­ nächsten Aktivitätsspitze 3, die zum Zeitpunkt e) be­ ginnt. Dieser Meßvorgang ist schraffiert veranschau­ licht.

Sobald die zweite Aktivitätsspitze (Peak) 2 auftritt - Zeitpunkt c) -, schaltet das Ventil 4 auf den zweiten Radioaktivitätsdetektor 9 um, so daß dieser mit der die Aktivitätsspitze 2 verursachenden Radioaktivitätsfrak­ tion gefüllt wird. Kurz nach dem Ende (Zeitpunkt d) der Aktivitätsspitze 2 schaltet das Ventil 4 wieder auf die Leitung 6 und damit den Abfallbehälter 12 um, so daß die Radioaktivität der Aktivitätsspitze 2 stationär im Radioaktivitätsdetektor 9 gemessen wird, und zwar bis zum Zeitpunkt g), zu dem die übernächste Aktivitäts­ spitze 4 beginnt.

Wenn die dritte Aktivitätsspitze (Peak) 3 zum Zeit­ punkt e) auftritt, wird das Spülventil 21 der Spülvor­ richtung auf den Radioaktivitätsdetektor 8 geschaltet und dieser kurzzeitig mit hoher Flußrate gespült. Die Spülzeit ist so lang, wie der Fußpunkt der ankommenden Aktivitätsspitze braucht, um in den Radioaktivitätsde­ tektor 8 oder 9 zu gelangen. Nach der kurzen, heftigen Spülung fließt das Eluat mit der vorgegebenen Flußrate in den Radioaktivitätsdetektor 8. Sobald der Radioakti­ vitätsdetektor 8 mit der bis zum Zeitpunkt f) dauernden Aktivitätsspitze 3 gefüllt ist, schaltet das Ventil 4 auf die Leitung 6 und damit den Abfallbehälter 12 zu­ rück. Die Radioaktivität der Aktivitätsspitze 3 wird nun im Radioaktivitätsdetektor 8 stationär gemessen.

Bei Beginn der Aktivitätsspitze 4 zum Zeitpunkt g) wird der Radioaktivitätsdetektor 9 in gleicher Weise, wie zuvor an Hand des Radioaktivitätsdetektors 8 beschrie­ ben, einem kurzzeitigen intensiven Spülgang unterzogen und das Eluat der Aktivitätsspitze 4 dann in den Radio­ aktivitätsdetektor 9 eingefüllt. Kurz nach dem Ende, Zeitpunkt h), der Aktivitätsspitze 4 wird der Füllvor­ gang des Radioaktivitätsdetektors 9 abgebrochen, so daß die Aktivitätsspitze 4 nun stationär im Radioaktivi­ tätsdetektor 9 gemessen werden kann.

Gleichzeitig stellt der Monitordetektor 2 fest, daß schon die Aktivitätsspitze 5 nachfolgt. Es wird daher der Radioaktivitätsdetektor 8 nun einem intensiven Spülvorgang unterzogen, um die Radioaktivitätsfraktion der Aktivitätsspitze 3 aus dem Radioaktivitätsdetek­ tor 8 herauszuspülen. Unmittelbar danach erfolgt die Füllung des Radioaktivitätsdetektors 8 mit dem der Ak­ tivitätsspitze 5 entsprechenden Eluat. Am Ende bzw. kurz nach dem Ende (Zeitpunkt e)) der Aktivitäts­ spitze 5 wird das Ventil 4 wieder in Richtung der Lei­ tung 6, d. h. zum Abfallbehälter 13 geschaltet. Es be­ finden sich somit nun das Eluat der Aktivitätsspitze 4 zur stationären Messung im Radioaktivitätsdetektor 9 und das Eluat der Aktivitätsspitze 5 zur stationären Messung im Radioaktivitätsdetektor 8.

Bei Auftreten weiterer Aktivitätsspitzen wiederholen sich die vorgenannten Vorgänge.

Wird lediglich einer der Radioaktivitätsdetektoren 8 oder 9 eingesetzt, d. h. ist der andere Radioaktivitäts­ detektor entweder von vornherein nicht vorhanden oder wird nicht angesteuert, so kann die Radioaktivitäts­ fraktion so lange in dem Radioaktivitätsdetektor sta­ tionär gemessen werden, bis eine neue Aktivitätsspitze kommt. Bei zwei stationären Radioaktivitätsdetektoren, wie im beschriebenen Auführungsbeispiel, kann die Ra­ dioaktivitätsfraktion so lange in einem der Radioakti­ vitätsdetektoren stationär gemessen werden, bis die übernächste Aktivitätsspitze auftritt. Werden n statio­ näre Radioaktivitätsdetektoren verwendet, kann die er­ ste Aktivitätsspitze im ersten Radioaktivitätsdetektor so lange stationär gemessen werden, bis die Aktivitäts­ spitze (n+1) erscheint.

Die mit der erfindungsgemäßen Anordnung und dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren erzielbare Empfindlichkeitsver­ besserung entspricht der Quadratwurzel aus dem Quotien­ ten (Verweilzeit im stationären Radioaktivitätsdetek­ tor/normale Transitzeit durch den Monitordetektor). Hat die Verweilzeit beispielsweise die Größe von 100 s und entspricht die normale Transitzeit 10 s, so ergibt sich eine Empfindlichkeitsverbesserung um den Faktor 3, 16.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Ra­ dioaktivitätsdetektoren 8 und 9 vorhanden. Es ist je­ doch auch möglich, nur einen einzigen Radioaktivitäts­ detektor für die stationäre Messung einzusetzen. Damit verringert sich dann auch die Zahl der notwendigen Aus­ gänge der Ventile 4 und 21. Eine solche Anordnung ist für viele Anwendungsfälle ausreichend. In der Radio­ chromatography kommt es nämlich nicht selten vor, daß in einem gesamten Chromatogramm nur eine einzige Akti­ vitätsspitze auftritt. Diese Aktivitätsspitze kann dann von ihrem Erscheinungszeitpunkt bis zum Ende des Chromatogramms stationär in dem Radioaktivitätsdetektor gemessen werden.

Alternativ ist es auch möglich, daß nicht jede Aktivi­ tätsspitze in den stationären Radioaktivitätsdetektor geleitet wird, sondern nur ausgewählte Radioaktivitäts­ fraktionen, beispielsweise solche, bei denen die Ampli­ tude des vom Monitordetektor 2 erzeugten Ausgangssi­ gnals so gering ist, daß stationär noch näher unter­ sucht werden soll, ob es sich hierbei um tatsächliche Radioaktivitätsfraktionen oder nur um Störungen han­ delt.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel mit zwei parallel liegenden Radioaktivitätsdetektoren 8, 9 ist für den nicht seltenen Fall optimal, daß im Chromatogramm zwei Aktivitätsspitzen auftreten, die dann jeweils vom Er­ scheinungszeitpunkt bis zum Schluß des Chromatogramms stationär gemessen werden können. Aber auch bei mehre­ ren Aktivitätsspitzen ergibt sich bei dem beschriebenen Ausführungsbeipiel eine erhebliche Verlängerung der Meßzeit, so daß eine wesentlich größere Impulszahl ge­ sammelt wird. Dies führt zu wesentlich kleinerer rela­ tiver statistischer Schwankung, so daß sich die Radio­ aktivitätszählrate mit wesentlich besserer Genauigkeit bestimmen läßt.

Selbstverständlich kann das Ausführungsbeispiel auch so abgewandelt werden, daß drei oder mehr Radioaktivitäts­ detektoren an entsprechende Ausgänge des Ventils 4 an­ geschlossen werden und zyklisch zwischen diesen Radio­ aktivitätsdetektoren bei Auftreten einer jeweiligen Ak­ tivitätsspitze umgeschaltet wird. Hierdurch läßt sich die Verweilzeit des den Aktivitätsspitzen entsprechen­ den Eluatanteils in den jeweiligen Radioaktivitätsde­ tektoren dementsprechend verlängern, so daß sich die Genauigkeit und die Nachweisempfindlichkeit demgemäß erhöhen.

In Abwandlung des Ausführungsbeispiels ist es weiterhin möglich, den Fraktionssammler 13 entfallen zu lassen, wobei die Ausgänge der Radioaktivitätsdetektoren 8 und 9 dann entweder mit dem Abfallbehälter 12 oder einem eigenen Abfallbehälter verbunden sind.

Desgleichen ist es auch möglich, den Monitordetektor 2 entfallen zu lassen, wenn das Zeitraster des Auftretens der Aktivitätsspitzen bereits bekannt ist oder durch andere Komponenten erfaßt wird. Das Ventil 4 wird dann entsprechend diesem Zeitraster gesteuert.

Ferner kann das vom Monitordetektor 2 erzeugte Steuer­ signal auch direkt zum Ventil 4 und zum Spülventil 21 geführt werden, wobei dann vorzugsweise entsprechende Zeitverzögerungsglieder in den Steuerleitungen zwischen dem Monitordetektor 2 und den Ventilen 4 und 21 vorhan­ den sind. In diesem Fall kann dann auch die Steuerein­ richtung 15 entfallen.

Die Leitungen zur Führung des Eluats und des Spülmit­ tels können durch Röhren oder durch Schläuche oder in sonstiger Weise gebildet sein.

Ferner ist es möglich, die Spülvorrichtung 19, 20, 21 entfallen zu lassen. In diesem Fall wird das Ventil 4 dann vorzugsweise zeitlich so frühzeitig bei Auftreten einer neuen Aktivitätsspitze geschaltet, daß der ausge­ wählte Radioaktivitätsdetektor noch ausreichend durch das Eluat ausgespült werden kann, bis die der Aktivi­ tätsspitze entsprechende neue Radioaktivitätsfraktion in den betreffenden Radioaktivitätsdetektor eingeleitet wird.

Wenn die Spülvorrichtung, wie im Ausführungsbeispiel, vorhanden ist, muß zumindest vor dem ersten Befüllen des oder der stationären Radioaktivitätsdetektoren kein Spülvorgang durchgeführt werden. Dies ist auch aus Fig. 2 ersichtlich.

Die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen es somit, einen kontinuierlichen, vorzugsweise auch mit konstanter Rate fließenden Eluat­ strom aufrechtzuerhalten und dennoch ausgewählte Eluat- Anteile stationär zu messen, wodurch bei verhältnismä­ ßig einfachem Aufbau hohe Meßgenauigkeit und hohe Nach­ weisempfindlichkeit erreicht werden.

Claims (14)

1. Anordnung zum Messen der Radioaktivität eines Eluats mittels einer Durchflußdetektoranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ventilanordnung (4) vorgesehen ist, durch die das strömende Eluat von seinem normalen Strömungspfad (6) auf minde­ stens einen Radioaktivitätsdetektor (8, 9) umleitbar ist, in dem die Radioaktivität des Eluats stationär meßbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Ventilanordnung (4) ein Monitordetektor (2) angeordnet ist, der Aktivitätsspitzen erfaßt und bei deren Auftreten ein Steuersignal erzeugt, in Abhängigkeit von dem die Ventilanordnung (4) auf die Einleitung des Eluats in den mindestens einen Radioaktivitätsdetektor (8, 9) umgeschaltet wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (4) bei oder nach dem Ende der erfaßten Aktivitätsspitze wieder auf den norma­ len Strömungspfad (6) zurückgeschaltet wird.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung (4) als Umschaltventil mit mindestens zwei Ausgängen ausgebildet ist.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der normale Strömungs­ pfad (6) in einen Abfallbehälter (12) mündet.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des minde­ stens einen Radioaktivitätsdetektors (8, 9) mit ei­ nem Fraktionssammler (13) verbunden ist, in dem die gemessenen Radioaktivitätsfraktionen gemeinsam oder vorzugsweise selektiv gesammelt werden.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallel liegende Radioaktivitätsdetektoren (8, 9) vorgesehen sind, die eingangsseitig mit getrennten Ausgängen der Ventilanordnung (4) und ausgangsseitig mit einem Fraktionssammler (13) gekoppelt sind.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einleitung aufeinander folgender Radioakti­ vitätsfraktionen in die beiden Radioaktivitätsde­ tektoren (8, 9) alternierend erfolgt.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Spülvorrichtung (19, 20, 21), über die der mindestens eine Radioakti­ vitätsdetektor (8, 9) zum Abschluß einer Radioakti­ vitätsmessung und vor Einleitung einer neuen Radio­ aktivitätsfraktion durchspülbar ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spülvorrichtung (19, 20, 21) eine nur zeit­ weilig oder kontinuierlich angetriebene Spülpumpe (19), einen Vorratsbehälter (20) für Spülmittel und ein Spülventil (21) aufweist, das ausgangsseitig über eine Leitung mit dem mindestens einen Radioak­ tivitätsdetektor (8, 9) verbunden ist.

11. Verfahren zum Messen der Radioaktivität eines Eluats mittels einer Durchflußdetektoranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß radioaktive Eluat-An­ teile in einen Radioaktivitätsdetektor geleitet und dann der Eluat-Fluß durch diesen Radioaktivitätsde­ tektor abgeschaltet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der im Radioaktivitätsdetektor befindliche Eluat-Anteil bei Auftreten der nächsten oder zu ei­ nem späteren Zeitpunkt nachfolgenden Radioaktivi­ tätsfraktion im Eluat aus dem Radioaktivitätsdetek­ tor entfernt und die neue Radioaktivitätsfraktion in den Radioaktivitätsdekektor eingeleitet und dann der Eluat-Fluß durch den Radioaktivitätsdetektor wieder abgeschaltet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Radioaktivitätsdetektor vor Ein­ leitung einer nachfolgenden Radioaktivitätsfraktion gespült wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß radioaktivitätsfreie Eluat-Anteile in einen Abfallbehälter unter Umge­ hung des Radioaktivitätsdetektors in einen Abfall­ behälter eingeleitet werden.