DE4443755A1 - Adsorbermaterial, Vorrichtung und Verfahren zur Anreicherung und Gewinnung von Spurenstoffen aus der Gasphase - Google Patents
Adsorbermaterial, Vorrichtung und Verfahren zur Anreicherung und Gewinnung von Spurenstoffen aus der GasphaseInfo
- Publication number
- DE4443755A1 DE4443755A1 DE19944443755 DE4443755A DE4443755A1 DE 4443755 A1 DE4443755 A1 DE 4443755A1 DE 19944443755 DE19944443755 DE 19944443755 DE 4443755 A DE4443755 A DE 4443755A DE 4443755 A1 DE4443755 A1 DE 4443755A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fibers
- adsorber
- gas
- parts
- cocaine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/40—Concentrating samples
- G01N1/405—Concentrating samples by adsorption or absorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28023—Fibres or filaments
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/2803—Sorbents comprising a binder, e.g. for forming aggregated, agglomerated or granulated products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28033—Membrane, sheet, cloth, pad, lamellar or mat
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2202—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling
- G01N1/2214—Devices for withdrawing samples in the gaseous state involving separation of sample components during sampling by sorption
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
Die Anreicherung und Gewinnung von Spurenstoffen aus der Gasphase ist eine
Aufgabenstellung, die in vielen Anwendungsgebieten von Bedeutung ist. So ist es
z. B. bei der Bekämpfung der Drogenkriminalität notwendig, in der
Gasphase frei vorhandene Drogenmoleküle bzw. partikelförmige oder an Partikel
gebundene Drogen anzureichern, um diese mittels geeigneter Verfahren
nachweisen zu können (BKA (ed.): Internationales Symposium Detektion von
Rauschgift, Wiesbaden 1991). Auch z. B. bei der Arbeitsplatzüberwachung und in
der Umweltanalytik treten entsprechende Problemstellungen auf.
Entsprechend dem Stand der Technik gibt es derzeit eine Reihe von
Adsorbermaterialien, -vorrichtungen und -verfahren für diesen Zweck, die jedoch
spezifische Nachteile aufweisen.
Allgemein bekannt sind röhrchenförmige Adsorptionsvorrichtungen, die mit
Adsorbermaterialien wie z. B. Aktivkohle oder Silicagel befüllt sind (Fa. Dräger:
Probenahme-Handbuch, 1. Ausgabe 1991). Nachteile hierbei sind die begrenzte
Gasdurchlässigkeit (typischerweise im Bereich 200 bis 400 ml/min), das relativ
große Volumen des Adsorberbettes, das große Elutionsvolumina erfordert, und die
Tatsache, daß einige Stoffe (insbesondere schwer flüchtige Spurenstoffe, z. B.
Cocain) sehr fest an diese Materialien binden und nur schwer wieder desorbierbar
sind.
Zur Anreicherung mit nachfolgender thermischer Desorption werden ebenfalls
röhrchenförmige Adsorbermodule eingesetzt, die z. B. mit Quarzglas befüllt sind (c. f.
VDI-Richtlinie 3482). Auch hier sind nur vergleichsweise geringe Flußraten
erreichbar und das Adsorberbett weist ein relativ großes Volumen auf. Die
Thermodesorption weist generell den weiteren Nachteil auf, daß der angereicherte
Spurenstoff nach thermischer Desorption wiederum in der Gasphase vorliegt, was
für nachfolgende Schritte, z. B. den Nachweis mittels immunologischer Verfahren,
von Nachteil ist.
Ein weiteres bekanntes Verfahren ist die Anreicherung von Spurenstoffen aus der
Gasphase in Glasgefäßen, die mit der für das Lösen des anzureichenden Spurenstoffes
geeigneten Flüssigkeiten gefüllt sind, wobei das Probengas durch die Flüssigkeit
hindurchgeleitet wird (z. B. Impinger; cf. VDI-Richtlinie 3482). Hier ist es von
Nachteil, daß relativ große Volumina an Lösungsmittel vorgelegt werden müssen,
so daß vergleichsweise große Gasvolumina gesammelt werden müssen, um zu
nennenswerten Anreicherungsfaktoren in der Flüssigfalle zu kommen (im Normalfall
<100 l). Die Verdunstung des Lösungsmittels während des Probenahmevorganges
stellt ein weiteres Problem bei dieser Art der Anreicherung dar.
Bekannt sind auch Kombinationsverfahren mit verschiedenen festen
Adsorbermaterialien oder mit festen Adsorbermaterialien und Lösungsmittelfallen
(Bundesanstalt für Arbeitsschutz (ed.): Empfohlene Analysenverfahren zur
Arbeitsplatzmessung, 1991). Neben den oben bereits genannten Nachteilen ist hier
insbesondere der hohe apparative Aufwand problematisch.
Ein weiteres bekanntes Verfahren ist der Einsatz von Metallnetzen (z. B. Nickel,
Gold), die ggf. zusätzlich mit organischen Phasen beschichtet sein können (Matz,
G.: Rauschgift-Detektion mit dem mobilen Massenspektrometer. BKA-Symposium
"Detektion von Rauschgift", Wiesbaden, 1991; Fine, D. H., et al.: Detection of
Cocaine, Heroin and Methamphetamine by means of very high speed
chromatography coupled to a chemiluminescence detector; ebenda). Derartige
Adsorbermaterialien und -verfahren werden primär dann eingesetzt, wenn
nachfolgend eine Analytik mittels Gaschromatographie und/oder
Massenspektrometrie durchgeführt wird. Diese Materialien und Verfahren sind
primär zur Anreicherung von partikelförmigen oder partikelgebundenen
Spurenstoffen geeignet; über deren Eignung zur Adsorption gasförmig vorliegender
Spurenstoffe ist nichts bekannt. Da diese Materialien vergleichsweise teuer sind, ist
ihre Anwendung nur bei mehrmaligem Gebrauch sinnvoll; dies hat zur Folge, daß,
bei analytischen Anwendungen, die Gefahr einer Überladung und damit der
Verschleppung von Analyt besteht.
In der DE 41 21 493 A1 ist eine Vorrichtung zum Nachweis von Schadstoffen aus
der Gasphase beschrieben, wobei der Nachweis mittels immunologischer
Reaktionen durchgeführt wird und die zu untersuchende Gasphase durch einen
membranartigen Träger diffundiert bzw. aktiv durchgesaugt wird. Ein Nachteil
derartiger Adsorptionsmaterialien bzw. Verfahren ist die geringe Gasdurchlässigkeit
solcher Membranen, wodurch hoher Zeitbedarf für die Probenahme und hoher
apparativer Aufwand für die Erzielung eines nennenswerten Gasstromes notwendig
werden.
Auch in der JP 3-27 4460 wird ein membranförmiges Material zur Anreicherung von
Spurenstoffen (in diesem Fall Methamphetamin) verwendet, das bei
Porendurchmessern von 0,45 µm und einer Membrandicke von 100 µm über eine
Fläche von ca. 7 cm² einen Gasstrom von 1 l/min ermöglicht. Auch hier ist ein
Nachteil, daß die Gasflußraten vergleichsweise gering sind und somit ein großer
Zeitbedarf für die Probenahme praxisrelevanter Gasvolumina erforderlich ist.
Zaromb et al. (Journal of Chromatography 643, 107-115 (1993)) beschreiben eine
Anreicherungsvorrichtung, die für große Gasvolumina tauglich ist (550-700 l/min).
Hierbei wird die anzureichernde Gasphase in einem Rohr, dem ständig ein
wäßriges, mit Zusätzen versehenes Adsorptionsmittel zugeführt wird, mit dem
wäßrigen Adsorptionsmittel in Kontakt gebracht und so eine Anreicherung von in
der Gasphase vorhandenen Spurenstoffen in dem wäßrigen Adsorptionsmittel
erzielt. Die Autoren beschreiben Probenahmezeiten zwischen 10 und 60 Minuten,
was Gesamtvolumina des beprobten Gases zwischen ca. 5000 und 42 000 l
entspricht. Derart große Probengasvolumina weisen den Nachteil auf, für viele
analytische Problemstellungen nicht mehr signifikant zu sein; so wird zum Beispiel
bei der Untersuchung verdächtiger Gepäckstücke auf illegale Drogen bei derartig
großen Probevolumina überwiegend Umgebungsluft angesaugt, die für die
Problemstellung keine Signifikanz mehr aufweist. Ein weiterer Nachteil des
beschriebenen Verfahrens ist der hohe apparative Aufwand.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß alle nach dem Stand der Technik
bekannten Adsorbermaterialien oder -verfahren zur Gewinnung und Anreicherung
von in der Gasphase vorhandenen Spurenstoffen einen oder mehrere der folgenden
Nachteile aufweisen:
- - hoher Zeitbedarf,
- - hoher apparativer Aufwand,
- - geringe Gasdurchlässigkeit,
- - sehr große Gasvolumina erforderlich,
- - unsichere Eignung für gasförmige Spurenstoffe,
- - Gefahr der Überladung und damit Stoffverschleppung,
- - schlechte Eluierbarkeit der adsorbierten Spurenstoffe,
- - relativ große Elutionsvolumina erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die
beschriebenen Nachteile zu beseitigen. Dies gelingt durch ein nach
Patentanspruch 1 ausgebildetes Adsorbermaterial. Die Fasern sind auf der
Basis von Cellulose (Linters/Zellwolle/Viskose) und/oder aus
Polymerisatfasern auf Basis von Polyester hergestellt, wobei für das
Vlies ein organisches Bindemittel, das Hydroxyl- und/oder Estergruppen
(Polyvinylkalkohol, Epichlorhydrinharz) enthält, verwendet werden kann.
Bevorzugt werden als Cellulosefasern Zellwolle, Zellstoff und Linters eingesetzt.
Als Zellwolle wird ein Material bezeichnet, das durch Alkalisieren von Cellulose zu
Alkalicellulose, anschließende Behandlung mit Schwefelkohlenstoff unter Bildung
von Cellulose-Xanthogenaten, Auflösung der Cellulose-Xanthogenate in Lauge und
Verspinnen zu Viskosefilamentgarn erhalten wurde.
Zellstoff kann durch einen vollständigen chemischen Aufschluß cellulosehaltiger
Materialien und anschließende Bleiche gewonnen werden.
Als Linters werden kurze, nicht spinnbare Baumwollfasern bezeichnet, die aus
Baumwollsamen erhalten werden.
Die Cellulosefasern weisen bevorzugt eine Faserfeinheit von 1,7 bis 4,5 dtex auf
und besitzen Längen von 3-12 mm.
Besonders bevorzugte Polyesterfasern sind Fasern mit einem spezifischen Gewicht
von ca. 1,17 g/cm³, einer Schnittlänge von 3-6 mm und einer Faserfeinheit von 1,7
bis 3,3 dtex.
Als weiteren Bestandteil können die Vliese ein organisches Bindemittel, das OH-
und/oder Estergruppen aufweist, enthalten. Bevorzugt werden hierzu
Polyvinylalkohol und Epichlorhydrinharze eingesetzt. Der Polyvinylalkohol wird
vorzugsweise als Fasermaterial mit einer Schnittlänge von 4 mm und einem
spezifischen Gewicht von 1,26-1,30 g/cm³ eingesetzt.
Aus diesen Komponenten und vollentsalztem Wasser wird ein Vlies auf einer
Schrägsiebmaschine nach dem üblichen Verfahren der Papierherstellung erzeugt.
Es sind keine weiteren Zusätze und Hilfsstoffe erforderlich.
Bevorzugte Ausführungsformen sind:
- a) ein Vlies aus einer Mischung aus Zellwolle und Linters im Verhältnis 1 : 1 (im folgenden als VLS 352 bezeichnet) und
- b) ein Vlies bestehend aus 80 Teilen Polyesterfasern und 20 Teilen Zellwolle (im folgenden als VLS 317 bezeichnet).
Die Vliese zeichnen sich bei einer Dicke zwischen 100 µ und 2 mn sowie
einem Flächengewicht zwischen 20 und 200 g/m² dadurch aus, daß
gegenüber herkömmlichen Filterpapieren deutlich höhere
Gasdurchlässigkeitswerte bei gleichzeitig gutem Adsorptionsverhalten
erzielt werden. Bei der Prüfung der Gasdurchlässigkeit werden 400 cm³
Luft pro Sekunde durch eine Prüffläche von 10 cm² geblasen und der
Luftwiderstand in mbar gemessen. Bei VLS 352 resultieren hierbei 4,5 mbar,
bei VLS 317 1,0 mbar. Herkömmliche Filterpapiere ergeben deutlich
höhere Werte von etwa 16,0 mbar.
Mit Hilfe einer anderen Untersuchungsmethode wurden auch Vergleichsmessungen
mit membranartigen Adsorbermaterialien, wie sie in der JP 3-27 4460 beschrieben
sind, durchgeführt. Hierbei werden mittels einer Vakuumpumpe Volumenströme im
Bereich 1 bis 10 l pro Minute und cm² Adsorbermaterial erzeugt und der hierbei
entstehende Druckabfall über dem Adsorbermaterial in mbar bestimmt. Die
Ergebnisse dieser Versuchsreihe sind in der folgenden Tabelle dargestellt:
Man erkennt, daß bei den erfindungsgemäßen Adsorbervliesen bei vergleichsweise
hohen Volumenströmen noch relativ geringe Druckabfälle auftreten. Bei
membranartigen Vergleichsproben sind bereits bei
sehr geringen Volumenströmen deutlich höhere Druckabfälle zu verzeichnen.
Die erfindungsgemäßen vliesförmigen Adsorbermaterialien werden in einer
geeigneten Halterung derart befestigt, daß freier Zutritt des die zu adsorbierenden
Spurenstoffe enthaltenden Probengases zu dem Adsorbervlies ermöglicht wird. Die
Oberflächen der Halterung des Adsorbermateriales, die vor dem eigentlichen
Adsorbermaterial mit dem Probengas in Berührung kommen, sind hierbei möglichst
klein auszulegen, um unerwünschte Adsorptionen an diesen Oberflächen zu
verhindern. Normalerweise werden Flächen des vliesförmigen Adsorbermateriales
zwischen 0,1 und 100 cm², bevorzugt zwischen 0,5 und 20 cm² und besonders
bevorzugt zwischen 1 und 5 cm² gewählt. Das Probengas, das den zu
adsorbierenden Spurenstoff oder die zu adsorbierenden Spurenstoffen enthält, wird
nun durch das vliesförmige Adsorbermaterial befördert, wobei der/die
anzureichernden Spurenstoff(e) auf dem vliesförmigen Adsorbermaterial adsorbiert
werden. Die Einstellung des Gasstromes erfolgt hierbei vorzugsweise mittels einer
regelbaren Vakuumpumpe, die hinter der Halterung mit dem Adsorbermaterial
angeordnet ist. Zweckmäßig werden Flußraten zwischen 1 ml/min und 100 l/min,
bevorzugt zwischen 100 ml/min und 20 l/min und besonders bevorzugt zwischen
500 ml/min und 10 l/min eingestellt. Zur nachfolgenden Gewinnung und
Weiterverwendung des/der aus der Gasphase angereicherten Spurenstoffe(s), z. B.
für analytische Zwecke, werden diese aus dem Adsorbermaterial mittels geeigneter
Lösungsmittel eluiert bzw. ggf. auch thermisch desorbiert. Als Elutionsmittel kommen
sowohl wäßrige Lösungen, wie z. B. in Wasser gelöste Puffersubstanzen, denen
auch weitere Zusätze wie z. B. Detergenzien zugesetzt sein können, als auch
organische Lösungsmittel in Frage. Die Elution des/der angereicherten
Spurenstoffe(s) kann sowohl in Form einer Chromatographie erfolgen, d. h., daß das
verwendete Elutionsmittel aufgrund von Kapillarkräften durch das Adsorbermaterial
hindurchtritt, als auch mittels aktiver Durchspülung des Adsorbermaterials, zum
Beispiel mit Hilfe einer Flüssigkeitspumpe. Zweckmäßig werden hierbei
Elutionsmittelvolumina zwischen 1 µl und 1000 ml, bevorzugt zwischen 10 µl und 10 ml
und besonders bevorzugt zwischen 50 µl und 1 ml eingesetzt.
Zusammenfassend zeichnen sich die erfindungsgemäßen Adsorbermaterialien
dadurch aus, daß mit vergleichsweise geringem apparativen Aufwand und bei
vergleichsweise geringem Druckabfall über dem Adsorbermaterial, der bei den
beschriebenen Flußraten typischerweise zwischen 50 und 500 mbar liegt, und bei
vergleichsweise geringen Abmessungen des Adsorbermaterials, Flußraten des
Probengases erzielt werden können, die einen für viele, insbesondere analytische,
Anwendungen relevanten Bereich abdecken. Des weiteren zeichnen sich die
erfindungsgemäßen Adsorbermaterialien dadurch aus, daß, wiederum bei
vergleichsweise geringen Abmessungen des Adsorbermaterials,
insbesondere bei vergleichsweise geringer Dicke des Vlies,
und gleichzeitig vergleichsweise hohen Durchflußraten des Probengases,
eine quantitative, d. h. nahezu vollständige
Rückhaltung sowohl von gasförmig vorliegenden als auch von partikelförmig
vorliegenden bzw. an Partikel gebundenen Spurenstoffen erfolgt. Ein weiterer Vorteil
der erfindungsgemäßen Adsorbermaterialien ist dadurch gegeben, daß die
angereicherten Spurenstoffe mit vergleichsweise einfachen und auch für z. B.
nachfolgende immunologische Nachweisverfahren gut verträglichen Lösungsmitteln,
wie z. B. Puffern, wieder nahezu quantitativ eluiert werden können. Aufgrund der
geringen Abmessungen der Adsorbermaterialien können für die Elution
vergleichsweise geringe Elutionsmittelvolumina eingesetzt werden, was einen
weiteren Vorteil darstellt, isnbesondere hinsichtlich des erzielbaren
Anreicherungsfaktors. Schließlich können die erfindungsgemäßen
Adsorbermaterialien aufgrund ihres vergleichsweise geringen Preises Anwendung in
Adsorbermodulen für einmaligen Gebrauch finden, wodurch keine
Verschleppungsprobleme zwischen einzelnen Probenahmen auftreten, was
insbesondere bei analytischen Anwendungen von Vorteil ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es wurde ein Vlies hergestellt, das aus 80 Teilen Polyesterfasern einer Fasereinheit
von 3,3 dtex und einer Faserlänge von 4 mm, 20 Teilen Zellwolle mit einer
Fasereinheit von 1,7 dtex und einer Schnittlänge von 3 mm sowie 20 Teilen
Polyvinylalkoholfasern einer Schnittlänge von 4 mm besteht. Die Faserstoffe
Polyester, Zellwolle und Polyvinylalkohol wurden mit vollentsalztem Wasser bei
einer Stoffdichte von 0,3% in Mischbütten aufgeschlagen und vereinzelt. Der
Faserstoff wurde anschließend auf ein umlaufendes Sieb gepumpt. Während das
Fasergemisch entwässert bzw. das Wasser durch Vakuum abgesaugt wird,
orientieren sich die Fasern auf der Siebseite und werden als Vlies mit einem
Trockengehalt von ca. 20% über Trockenzylinder kontaktgetrocknet. Das
Flächengewicht eines derart hergestellten Adsorbervlieses beträgt 80 g/m², die
Dicke liegt bei 320 µm.
Hieraus werden runde Scheiben von 14 mm ⌀ gestanzt, die in eine Halterung gemäß
Fig. 1 eingesetzt werden. Diese besteht im wesentlichen aus einer
zylindrischen Halterung 1, mittels welcher das Vlies 2 gegen die
Stirnfläche eines Kunststoffrohres 3 eingeklemmt ist. Das rückseitige
Ende des Kunststoffrohres ist mit einer Vakuumpumpe verbunden.
Die Bereitstellung der Cocaingasphase erfolgt mittels eines Prüfgasstandes, in dem
Stickstoffgas bei gegebener Temperatur durch einen ebenfalls temperierten
Bodenkörper von festem Cocain (frei Base) hindurchgeleitet wird. Die gesamte
Gasführung des Prüfgasstandes erfolgt unter isothermen Bedingungen, um eine
gleichbleibende Gasqualität sicherzustellen. Das Vorliegen einer gleichbleibenden
Gasqualität am Ausgang des Prüfgasstandes wird mittels apparativer
Referenzanalytik (Einleiten des Prüfgases in mehrere hintereinander geschaltete
Lösungsmittelfallen, Analytik mittels Gaschromatograph bzw. Massenspektrometer,
kurz: GC/MS) ermittelt. Bei einer Temperatur von 20°C
kann mit dem beschriebenen Prüfgasstand eine Cocainkonzentration von ca. 2 ng/l
reproduzierbar hergestellt werden, was der theoretisch zu erwartenden
Sättigungskonzentration von Cocain für diese Temperatur (Lawrence et al., Can. J.
Chem. 62, 1984) entspricht.
Die Halterung mit dem eingesetzten Adsorbermaterial wird mit einer Durchfluß-
geregelten Vakuumpumpe verbunden. Es wird ein Durchfluß von
5 l/min eingestellt, wobei dieser mittels eines in die Gasführung eingesetzten
Durchflußmessers (Rotameter) zusätzlich kontrolliert wird. Hierbei stellt sich ein
Druckabfall über dem Adsorbermaterial von ca. 140 mbar ein. Mit der eingestellten
Flußrate wird das Adsorbermaterial 2 min lang am Ausgang des Prüfgasstandes mit
der gesättigten Cocaingasphase beaufschlagt. Die Gesamtbeaufschlagungsmenge
entspricht somit ca. 20 ng Cocain/Adsorbervlies. Anschließend wird das
Adsorbermaterial mit einer Pinzette aus der Halterung entnommen und in ein
Eppendorf-Reaktionsgefäß überführt. Hierin erfolgt Elution des Vlieses mit 200 µl
eines Gemisches aus Cyclohexan und Ethanol (1 : 1). Im Eluat wird mittels GC/MS
die Cocainmenge quantitativ bestimmt. Es werden jeweils mindestens 5
Parallelproben je Versuchsreihe gezogen.
Bei einer parallel angelegten Versuchsreihe erfolgt die Elution mittels wäßrigem
Puffer (50 mmol/l HEPES, 0,9% NaCl, 0,05% Tween 20, pH 6,8). Die Bestimmung
der Cocainmenge im Eluat wird hier mittels eines Cocain-spezifischen ELISA
durchgeführt.
Die Einzelergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben:
a) Elution mit Cyclohexan/Ethanol, Analytik mit GC/MS | |
Probe | |
ng Cocain gesamt/Adsorbervlies | |
1 | |
18,2 | |
2 | 22,1 |
3 | 20,9 |
4 | 19,0 |
5 | 18,8 |
b) Elution mit Puffer, Analytik mit ELISA | |
Probe | |
ng Cocain gesamt/Adsorbervlies | |
1 | |
19,8 | |
2 | 19,3 |
3 | 20,9 |
4 | 19,4 |
5 | 21,2 |
Die Ergebnisse zeigen, daß bei einer der Sättigung entsprechenden Konzentration
von Cocain in der Gasphase sowohl quantitative Rückhaltung des gasförmig
vorhandenen Cocains auf dem Adsorbervlies als auch quantitative Eluierbarkeit aus
dem Adsorbervlies mittels wäßriger Pufferlösung gegeben sind.
Wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde ein Adsorbervlies hergestellt, daß die
folgende Zusammensetzung hatte:
Zellwolle: Faserfeinheit 1,7 dtex, Schnittlänge 3 mm | |
50 Teile | |
Linters: Typ 3386, Fa. Temming | 50 Teile |
Epichlorhydrinharz (12,5% Feststoff) | 3 Teile |
Ein derart hergestelltes Vlies weist ein Flächengewicht von 100 g/m² bei einer Dicke
von ca. 400 µm auf.
Als Probengas wird hier eine mit Stickstoff in einer zusätzlichen Verdünnungsstrecke
hergestellte Verdünnung des wie im Ausführungsbeispiel 1 beschriebenen
Probengases verwendet. Die Kontrolle der tatsächlich vorliegenden
Cocainkonzentrationen in den jeweiligen verdünnten Gasphasen erfolgt durch
Beaufschlagung von mit Quarzglas befüllten Adsorberröhrchen mit einer definierten
Menge des Probengases, thermischer Desorption des adsorbierten Cocains in einer
Thermodesorptionseinheit und quantitativer Analytik mittels unmittelbar gekoppelter
GC/MS. Es werden Verdünnungen eingestellt, die 10% (entsprechend 200 pg/l) bzw.
1% (entsprechend 20 pg/l) der Sättigungskonzentration von Cocain bei 20°C
entsprechen. Die Elution der beaufschlagten Filter erfolgt ausschließlich mit
Elutionspuffer, der Nachweis der Cocainmenge im Eluat ausschließlich mittels des
Cocain-spezifischen ELISA.
Alle anderen Bedingungen sind wie im Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.
Ergebnis: Die Wiederfindung liegt bei 2 (±0,2) ng absolut pro Adsorbervlies bei
Beaufschlagung mit 10 l einer Cocaingasphase mit einer Cocainkonzentration von
200 pg/l bzw. bei 200 (±35) pg absolut pro Adsorbervlies bei Beaufschlagung mit 10 l
einer Cocaingasphase mit einer Cocainkonzentration von 20 pg/l.
Das Ergebnis zeigt, daß auch sehr niedrige Absolutmengen von Cocain, wie sie bei
Cocainkonzentrationen in der Gasphase weit unterhalb der Sättigungskonzentration
vorliegen, reproduzierbar auf dem vliesförmigen Adsorber zurückgehalten werden
und deren quantitative Elution mittels wäßriger Pufferlösung möglich ist.
Vliesförmiger Adsorber, Halterung, Flußraten, Elution und Analytik entsprechen dem
Ausführungsbeispiel 2. Im Gegensatz zu Beispiel 2 wird der vliesförmige Adsorber
jedoch nicht mit Probengas aus einem Prüfgasstand beaufschlagt, sondern die
Probenahme erfolgt in 1 cm Abstand über einer Polyethylenoberfläche, die zuvor mit
einem pulverförmigen Gemisch aus 1 Teil Cocain auf 1000 Teile Lactose
kontaminiert wird, wobei 5 mg dieses Gemisches auf einem Oberflächenareal von
200 cm² verteilt werden. Während der Probenahme wird die Oberfläche zusätzlich
mit einem Preßluftstrom von 5 l/min aus einer Düse mit ca. 1 mm ⌀ aus einem
Abstand von ca. 1 cm angeblasen, um die Ablösung der partikulären Kontamination
zu unterstützen.
Ergebnis: Auf allen derart beaufschlagten Filtern sind Absolutmengen <20 ng
Cocain nachweisbar.
Das Ergebnis zeigt, das auch partikelförmig in der Gasphase vorhandenes Cocain
von dem erfindungsgemäßen vliesförmigen Adsorber zurückgehalten wird.
Claims (6)
1. Adsorbermaterial zur Gewinnung und Anreicherung von gasförmigen und/oder
partikelförmigen Spurenstoffen aus einem Luft- oder Gasstrom,
dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbermaterial aus faserförmigen
Grundelementen aus natürlichen und/oder synthetischen, organischen, textilen
Fasern besteht, welche zu einem Vlies mit flächiger Geometrie verarbeitet werden,
wobei das Vlies eine Dicke zwischen 100 µm und 2 mm sowie ein Flächengewicht
zwischen 20 und 200 g/m² aufweist.
2. Adsorbermaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern
eine Faserfeinheit zwischen 1 und 10 dtex aufweisen.
3. Adsorbermaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fasern aus Cellulose und/oder Polyester bestehen.
4. Adsorbermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fasern in dem Vlies mit einem Bindemittel und/oder einem Naßverfestiger
versehen sind.
5. Adsorbermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Vlies aus einem Fasergemisch von 80 Teilen
Polyesterfasern, 20 Teilen Zellwolle und 20 Teilen
Polyvinylalkoholfasern besteht.
6. Adsorbermaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Vlies aus einem Fasergemisch von 50 Teilen
Zellwolle und 50 Teilen Linters besteht, welche mit Epichlorhydrinharz
als Bindemittel versehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944443755 DE4443755A1 (de) | 1994-01-27 | 1994-12-08 | Adsorbermaterial, Vorrichtung und Verfahren zur Anreicherung und Gewinnung von Spurenstoffen aus der Gasphase |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4402377 | 1994-01-27 | ||
DE19944443755 DE4443755A1 (de) | 1994-01-27 | 1994-12-08 | Adsorbermaterial, Vorrichtung und Verfahren zur Anreicherung und Gewinnung von Spurenstoffen aus der Gasphase |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4443755A1 true DE4443755A1 (de) | 1995-08-03 |
Family
ID=25933304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944443755 Withdrawn DE4443755A1 (de) | 1994-01-27 | 1994-12-08 | Adsorbermaterial, Vorrichtung und Verfahren zur Anreicherung und Gewinnung von Spurenstoffen aus der Gasphase |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4443755A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19716388A1 (de) * | 1997-04-18 | 1998-02-19 | Thomas Blum | Verfahren zur Prüfung von leichtflüchtigen Stoffen in gering belasteter Luft über Passivsammeln und Nachweis mittels Gas-Chromatographie zur Anwendung in Wohn- und Arbeitsräumen sowie im Außenbereich |
DE19812551A1 (de) * | 1998-03-21 | 1999-10-14 | Jakob Hoiss | Vorrichtung zum Prüfen der mikrobiologischen Qualität eines gasförmigen Mediums |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4541268A (en) * | 1981-09-23 | 1985-09-17 | Bruker-Franzen Analytik Gmbh | Method and device for the sampling of trace elements in gases, liquids, solids or in surface layers |
-
1994
- 1994-12-08 DE DE19944443755 patent/DE4443755A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4541268A (en) * | 1981-09-23 | 1985-09-17 | Bruker-Franzen Analytik Gmbh | Method and device for the sampling of trace elements in gases, liquids, solids or in surface layers |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 32 74 460 A, ref. aus CPJ Derwent Publ. LTD, Ref.-Nr. 92-028122/04 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19716388A1 (de) * | 1997-04-18 | 1998-02-19 | Thomas Blum | Verfahren zur Prüfung von leichtflüchtigen Stoffen in gering belasteter Luft über Passivsammeln und Nachweis mittels Gas-Chromatographie zur Anwendung in Wohn- und Arbeitsräumen sowie im Außenbereich |
DE19812551A1 (de) * | 1998-03-21 | 1999-10-14 | Jakob Hoiss | Vorrichtung zum Prüfen der mikrobiologischen Qualität eines gasförmigen Mediums |
DE19812551C2 (de) * | 1998-03-21 | 2002-01-24 | Jakob Hois | Vorrichtung zum Prüfen der mikrobiologischen Qualität eines gasförmigen Mediums |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0699906B1 (de) | Verfahren zum Nachweis der Kontamination einer Oberfläche mit einem Analyten | |
DE112004000843B4 (de) | Festphasen-Extraktionsvorrichtung | |
DE69634022T2 (de) | Verbessertes Verfahren zur Festphasenmikroextraktion von Spuren organischer Analyten | |
DE3137765C2 (de) | ||
DE69929818T2 (de) | Rückgewinnung von gelösten organischen stoffen aus wässrigen lösungen | |
DE69831812T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur integralen messung der flüchtigen bestandteile | |
EP0811847A2 (de) | Verfahren zum Nachweis von Analyten auf einer Oberfläche | |
DE3009069C2 (de) | Eingangs-Kopf eines Meß/Nachweissystems für chemische Agentien | |
EP0750185A2 (de) | Element und System zum Sammeln, Transportieren und Lagern von zu analysierendem Probenmaterial | |
DE4439429C2 (de) | Verfahren zum Nachweis der Kontamination einer Oberfläche mit einem Analyten | |
EP0586789B1 (de) | Gleichmässig verteilte Anreicherung einer in Lösung vorliegenden Substanz auf der feinporigen Seite einer asymmetrisch porösen Membran | |
DE19538075C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Anreicherung von gasförmig, dampfförmig und/oder als Aerosol aus einem Gegenstand austretenden Stoffemissionen | |
EP0665054A1 (de) | Adsorbermaterial zur Anreicherung und Gewinnung von Spurenstoffen aus der Gasphase | |
DE19808598B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Nachweis von staubassoziierten Substanzen | |
DE4443755A1 (de) | Adsorbermaterial, Vorrichtung und Verfahren zur Anreicherung und Gewinnung von Spurenstoffen aus der Gasphase | |
DE102004039570B4 (de) | Überwachungssystem zum Sammeln und zur transdermalen Weiterdiffusion von Umweltkontaminantien enthaltender Luft und Verfahren hierzu | |
DE69817793T2 (de) | Detektion von hydrophoben analyten mit niedrigem gehalt in umweltproben | |
EP2823309B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum nachweis von analyten | |
DE4439433A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Analyse von Luftinhaltsstoffen | |
DE2000074A1 (de) | Analytisches Verfahren und hierfuer geeignete Vorrichtung | |
DE112013002108T5 (de) | Verfahren und Vorrichtung für die kombinierte Probenvorbereitung und Nanoelektrospray-Ionisierungsmassenspektrometrie | |
EP3524350A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur flüssigkeitsanalyse | |
AT523589A2 (de) | Persönliches Sicherheitsüberwachungssystem und ein darin angewendetes Verfahren | |
DE102013217822A1 (de) | Handmessgerät und Verfahren zum Nachweis von Schimmelpilzbefall in Innenräumen | |
DE10042073C2 (de) | Vorrichtung zur membrankontollierten Extraktion gelöster organischer Verbindungen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BOEHRINGER MANNHEIM GMBH, 68305 MANNHEIM, DE SECUR |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ROCHE DIAGNOSTICS GMBH, 68305 MANNHEIM, DE SECURET |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |