CH464569A - Halbautomatisches Verfahren zur Bestimmung von unbekannten Mengen bekannter Bestandteile in einer Probe und Gerät zur Ausführung des Verfahrens - Google Patents

Halbautomatisches Verfahren zur Bestimmung von unbekannten Mengen bekannter Bestandteile in einer Probe und Gerät zur Ausführung des Verfahrens

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CH464569A
CH464569A CH3866A CH3866A CH464569A CH 464569 A CH464569 A CH 464569A CH 3866 A CH3866 A CH 3866A CH 3866 A CH3866 A CH 3866A CH 464569 A CH464569 A CH 464569A
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Description


  
 



     Mal ! iautomatiisches    Verfahren zur Bestimmung von unbekannten Mengen bekannter Bestandteile in einer Probe und Gerät zur Ausführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein halbautomatisches Verfahren zur Bestimmung von unbekannten Mengen bekannter Bestandteile in einer Probe, bei dem eine Eichmischung aus bekannten Mengen der bekannten Bestandteile und aus einer bekannten Menge einer zusätzlichen bekannten Substanz, im folgenden Standard genannt, sowie eine Probenmischung aus unbekannten Mengen der bekannten Bestandteile und aus der bekannten Menge des Standards durch eine chromatografische Analysiereinrichtung geleitet werden, so dass auf einem Registrierstreifen von der Eichmischung eine Eichkurve und von der Probenmischung eine Probenkurve aufgezeichnet wird, wobei die Eichkurve und die Probenkurve eine Anzahl von Kurvenstücken aufweisen,

   welche vom Wert Null auf ein Maximum ansteigen und danach wieder auf den Wert Null abfallen und wobei die von den Kurvenstücken der Eichkurve eingehüllten Flächen von der bekannten Menge eines der bekannten Bestandteile oder des Standards abhängen, während die von den Kurvenstücken der Probenkurve eingehüllten Flächen von der unbekannten Menge eines der bekannten Bestandteile oder von der bekannten Menge des Standards abhängen.



   Die Erfindung betrifft ausserdem ein Gerät zur Ausführung dieses Verfahrens.



   Bei der chromatografischen Analyse ist es üblich, zunächst die unbekannte Probenflüssigkeit durch eine chromatografische Säule zu leiten und anschliessend eine Puffer- oder Auffanglösung durch die Säule zu schicken, um die einzelnen Bestandteile nacheinander herauszulösen.



  Die nacheinander im Flüssigkeitsstrom aus der Säule aus tretenden Bestandteile werden z.B. auf chemisch fotometrischem Wege quantitativ analysiert. Bei dem fotometrischen Verfahren wird ein Spannungssignal erzeugt, das von der Lichtdurchlässigkeit des Flüssigkeitsstromes abhängt. Bei derartigen Analysen enthält   z.B.    der vordere Teil des Flüssigkeitsstroms einen Anteil einer Aminosäure und der anschliessende Teil des Flüssigkeitsstromes einen Anteil einer weiteren Aminosäure. Der Flüssigkeitsstrom wird mit einem Reaktionsmittel behandelt, z.B. mit Ninhydrin, um jede einzelne Aminosäure einer Farbreaktion zu unterziehen. Nach der Reaktion wird der Strom dann durch eine Durchflusszelle geleitet, in welcher die Lichtdurchlässigkeit kontinuierlich gemessen wird. Die Lichtdurchlässigkeit wird auf einem Schreiber aufgezeichnet.

   Im allgemeinen schreibt der Schreiber eine kontinuierliche Kurve mit einer Anzahl von Maxima auf, die die Konzentration und daher, über ein Zeitelement gemittelt, auch die Menge des entsprechenden Bestandteils angeben. Derartige Geräte sind aus den US-Patentanschriften 3 010 798 und 3 074 784 bekannt.



   Bisher ist es jedoch notwendig, die von jedem Maximum eingehüllte Fläche manuell auszuwerten und mit einem oder mehreren Vergleichsnormalen zu vergleichen, um die genaue Menge des entsprechenden Bestandteils im Flüssigkeitsstrom auszurechnen.



   Bei der chromatografischen Analyse ist es weiterhin bekannt, den Flüssigkeitsstrom durch eine Zelle zu leiten, in der ein Spannungssignal hergestellt wird, das von der Konzentration eines bestimmten Bestandteils abhängt.



  Das Signal kann gleichzeitig integriert werden, damit ein Signal entsteht, das die vorhandene Menge dieses Bestandteils angibt. Der integrierte Wert muss wiederum mit einem oder mehreren Vergleichsnormalen verglichen werden, um die Gesamtmenge des Bestandteils zu ermitteln. Weiterhin ist erforderlich, dass der Integrator stetig mit einer ausgewählten chromatografischen Säule verbunden ist.



   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein halbautomatisches Verfahren und ein Gerät zu schaffen, mit denen auf mechanischem Wege das durch einen Schreiber aufgezeichnete und von der Konzentration abhängige Signal in eine direkt ablesbare Grösse umgewandelt werden kann, die die Gesamtmenge der Substanz im Flüssigkeitsstrom angibt. Das Gerät zum direkten Ablesen soll nicht direkt an eine ausgewählte chromatografische Säule angeschlossen sein müssen, sondern nacheinander für eine Anzahl von gleichzeitig betriebenen chromatografischen Säulen verwendet werden können.



   Ausgehend von dem eingangs beschriebenen Verfahren besteht die Erfindung darin, dass durch Nachzeichnen  der Eichkurve und der Probenkurve mit einem Schreibstift ein Standard verhältnis gebildet wird, indem durch die Bewegung des Schreibstiftes Spannungen erzeugt werden, die kontinuierlich von den Funktionswerten f(t) der dem Standard zugeordneten Kurvenstücke   a,      r    y in der Eichkurve und in der Probenkurve abhängen, und indem durch Integration dieser Spannungen über eine der Breite   SC-^f    dieser Kurvenstücke entsprechende Zeitspanne Signale erzeugt werden, die für die Flächen unter diesen Kurvenstücken charakteristisch sind und nach ihrer Division das Standardverhältnis ergeben, dass ferner Farb äquivalente gebildet werden,

   indem die von jedem Kurvenstück der Eichkurve ermittelten Flächen durch die Fläche des dem Standard zugeordneten Kurvenstücke der Eichkurve dividiert werden, und dass schliesslich weitere, vom Funktionswert der den Probenbestandteilen in der Probenkurve zugeordneten Kurvenstücken kontinuierlich abhängende Spannungen während einer der Breite dieser Kurvenstücke entsprechenden Zeitspanne erzeugt und über diese Zeitspanne integriert werden, wobei die Funktionswerte dieser Kurvenstücke jeweils mit dem Standardverhältnis und dem zugehörigen Farbäquivalent multipliziert werden, so dass sich Signale ergeben, die ein Mass für die Produkte aus den Flächen dieser Kurvenstücke, dem Standardverhältnis und dem zugehörigen Farbäquivalent und damit ein Mass für die unbekannten Mengen der bekannten Bestandteile der Probenmischung sind.



   Bei dem Gerät zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäss ein Schreibstift mechanisch mit dem bewegbaren Abgriff eines Schleifdrahtes gekoppelt, der längs der Ordinate eines Koordinatensystems geführt werden kann, während die auszuwertenden Kurven bezüglich des Schreibstiftes längs der Abszisse bewegbar sind.



   Die Erfindung wird nun auch in Verbindung mit den beiliegenden Abbildungen anhand eines Ausführungsbeispiels ausführlich beschrieben.



   Die Fig. 1 zeigt das Maximum einer vom Schreiber bei der chromatografischen Analyse aufgezeichneten Kurve.



   Die Fig. 2 zeigt die Integration der Kurve aus der Fig. 1.



   Die Fig. 3 zeigt ein Schaltbild zur Erzeugung eines SDannungssignals, das die Amplitude der aufgezeichneten Kurve angibt.



   Die Fig. 4 zeigt ein Schaltbild zur Division des nach der Fig. 3 entstandenen Signales.



   Die Fig. 5 zeigt ein Schaltbild zur Multiplikation des nach der Fig. 4 erhaltenen Signals mit einem Faktor.



   Die Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Gerätes der Erfindung.



   Die Fig. 7 zeigt das Gerät nach der Fig. 6 perspektivisch und die
Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Fig. 7 entlang der Linie 2-2.



   Wenn ein Bestandteil, z.B. eine Aminosäure, in einem Flüssigkeitsstrom aus der chromatografischen Säule austritt und in ein automatisches Analysiergerät geleitet wird, wie es in den genannten   US -Patentschriften    beschrieben ist, dann wird von einem Schreiber ein Kurvenmaximum entsprechend der Fig. 1 aufgezeichnet. Der Maximalwert dieser Kurve ist proportional der Konzentration des entsprechenden Bestandteils im Flüssigkeitsstrom, während die Fläche unterhalb der Kurve   a    p   r    proportional der Gesamtmenge des Bestandteils im Flüssigkeitsstrom ist.



  Wenn G die Gesamtmenge der Aminosäure, die durch das Kurvenmaximum gekennzeichnet ist, k ein für die betrachtete Aminosäure charakteristischer Faktor, A die Fläche unter dem Kurvenmaximum und der Index   S    eine die betrachtete Aminosäure kennzeichnende Zahl ist, dann gilt:
G = k A (1)    @ @ @   
Die Konstante k wird durch Ausmkessung der Fläche    @    As einer bekannten Eichmenge der betrachteten Aminosäure gefunden.



   Daher ergibt sich die unbekannte Menge der betrachteten Aminosäure zu
EMI2.1     

Die bekannte Eichmenge der Aminosäure lässt man von Zeit zu Zeit mit den Eichmengen für die anderen betrachteten Aminosäuren durchlaufen. Dieser Vorgang wird mit Eichung bezeichnet.



   Wenn der Funktionswert der Kurve   cc,      8    y an irgendeiner Stelle mit f(t)   tp    bezeichnet und das Maximum gemäss der Fig. 2 in gleiche Zeitintervalle   zXt    unterteilt wird, dann ist die zu jedem   At    gehörende Fläche annähernd gleich dem Wert   f (t) jAt,    solange   At    klein genug ist. Die Gesamtfläche ist die Summe aller Werte von   f (t) +At    zwischen a   und y.    Wenn ein Schreibstift am Kurvenmaximum entlanggeführt wird, dann wird dadurch eine Spannung E erzeugt, die direkt proportional dem Wert von   f (t)       ist, d. h. f (t) + = aEs    worin a eine Konstante ist.



   Die von der Kurve eingehüllte Fläche ist dann die Summe A der zu allen   A    t zwischen   u    und y gehörenden Teilflächen, d.h.
EMI2.2     




   Die Fig. 3 zeigt eine Batterie oder eine Spannungsquelle 10 mit niedrigem Innenwiderstand, die an einem Widerstand 12 liegt und längs eines Schleifdrahtes 14 einen Spannungsabfall erzeugt. Der Schleifdraht hat einen linearisierten Widerstand, so dass er eine lineare Grösse herstellt, die durch    f aE    gegeben ist.



   Durch Kombination der Gleichungen (2) und (3) erhält man
EMI2.3     
  
Die Berechnung der Gesamtfläche der Kurve erfordert eine   Aufsummierung    der Teilflächen für alle   At.    Wenn die Kurve bezüglich der Zeitachse mit konstanter Geschwindigkeit an dem Schreibstift vorbeibewegt wird, dann ist die Zeit zur Überquerung der Gesamtbreite der Kurve proportional der Kurvenbreite, oder    ##t = αt,    worin   α    eine Konstante ist.



   Wenn der Schreibstift mit dem Schleifabgriff 16 des Schleifdrahtes 14 verbunden ist, dann ergibt das Nachzeichen der bewegten Kurve mit dem Stift eine veränderliche Spannung für eine Gesamtzeit t. Wenn diese ver änderliche Spannung an einen Motor gelegt wird, dessen Umdrehungen pro Minute genau proportional der angelegten Spannung E zu jedem Zeitpunkt A t ist, und wenn die Gesamtzahl der Umdrehungen von einem Zähler angezeigt wird, dann gibt der Zähler die Summe aller Produkte
EMI3.1     
 oder die Fläche unter der Kurve an. Eine solche Kombination aus Motor und Zähler nennt man einen integrierenden Motor.



   Bei der Analyse von Aminosäuren ist nur das Verhältnis der Flächen zueinander von Interesse, so dass sich die Proportionalitätskonstanten wegkürzen und die vom Zähler des integrierenden Motors angegebene Zahl genügt.



   Der Wert für k in den Gleichungen (1) und (2) kann von Zeit zu Zeit schwanken, d.h. die Empfindlichkeit des Gerätes kann sich ändern. In diesem Fall müssen die Gleichungen umgewandelt werden in
EMI3.2     

Das Verhältnis von   k 1 ks    ist unbekannt und muss gemessen werden, was mittels eines Standards erreicht wird. Als Standard dient eine Aminosäure oder eine der Aminosäure ähnliche Substanz, z.B. Norleucin, die normalerweise nicht in der auf Aminosäuren untersuchten Mischung auftritt. Allen zu analysierenden Mischungen wird sowohl während der Eichperioden als auch während der Messperioden die gleiche Menge des Standards zugegeben. Bei jeder Periode wird die Fläche unter der vom Standard erzeugten Kurve gemessen.

   Als Ergebnis einer Messung mit dem Standard während der Eichperiode und einer Messung während der Messperiode (Durchlauf der unbekannten Proben), erhält man nach der Gleichung (2a):
EMI3.3     
 und daraus k'/k's =   A's/A'.    (4)
Es wird angenommen, dass das Verhältnis immer gleich ist, auch wenn k' für jede Aminosäure verschieden sein kann, d.h. die prozentuale Änderung zwischen einer Messung mit den Eichmengen und einer Messung mit den unbekannten Proben ist für alle Aminosäuren die gleiche. Durch Einsetzen von (4) in (2a) erhält man
EMI3.4     

Diejenigen Flächen, die mit einem Index s versehen sind, entstehen während der Eichperioden und die Flächen ohne Index s während der Messperioden. Da eine Eichperiode nur gelegentlich auftritt, ist es zweckmässig, die Gleichung (5) in
EMI3.5     
 umzuformen.



   Wenn das Verhältnis A's/As für jede Aminosäure l während einer Eichperiode errechnet wird, dann kann es für alle folgenden Messperioden verwendet werden. Diese Verhältnisse für jede Aminosäure werden    Farbäquiva-      lente     genannt.



   Die Gesamtmenge einer ausgewählten Aminosäure bei einer Messperiode ist also gleich dem Verhältnis von der Fläche dieser Aminosäure zur Fläche des Standards während dieser Messperiode, multipliziert mit dem Farb äquivalent der ausgewählten unbekannten Aminosäure.



   Wie die Fig. 4 zeigt, ist das Potential am Schleifdraht 14 proportional dem Strom durch den Widerstand 12.



  Wenn die Spannungsquelle 10 einen sehr geringen inneren Widerstand aufweist und mit dem Widerstand 12 ein ziemlich hoher Widerstand 18 verbunden ist, dann sind der Strom durch den Widerstand 12 und auch das Potential am Schleifdraht 14 ziemlich genau von dem Widerstandswert des Widerstandes 18 abhängig. Wenn der Widerstandswert vom Widerstand 18 verdoppelt wird, dann wird das Potential am Schleifdraht und auch die Gesamtzahl, die vom integrierenden Motor angegeben wird, halbiert. Daher dient der Widerstand 18 dazu, die Ausgangsspannung am Abgriff 16 durch einen gewünschten Faktor zu dividieren.



   Beispielsweise wird die Fläche des Standards während einer Eichperiode nachgezeichnet, wobei der Widerstand 18 auf ein Zehntel seines Wertes eingestellt ist und die Zahl 387 angegeben wird. Der Widerstand 12 und die Zahl sind in 1000 gleiche Teile geteilt. Der Widerstandswert des Widerstandes 18 wird auf 387/1000 eingestellt, so dass der Strom durch den Widerstand 12 bei einem 3,87 tel (1/3,87) des Stroms liegt, der beim Nachzeichnen des Standards erhalten wurde, und es wird die Zahl 100 angezeigt werden.



   Es ist üblich, für Gs immer   1,0,    0,1 oder 0,01 Mikromole zu verwenden, so dass keine weitere Multiplikation notwendig ist. Wenn jedoch 2 Mikromole verwendet werden, dann würde der Widerstand 18 auf zwei Zehntel seines Maximalwertes eingestellt.



   Wenn eine Aminosäure ein sehr geringes Farbäquivalent besitzt, dann ist es gelegentlich notwendig, die Spannungen zu verstärken. Das kann dadurch erreicht werden, dass man das Potential am Schleifdraht 14 verdoppelt oder verdreifacht, indem man den Widerstandswert des Widerstandes 12 verdoppelt oder verdreifacht.



   Das Farbäquivalent schwankt für die meisten Aminosäuren zwischen 0,80 und 1,20. Nach der Fig. 5 ist dem Widerstand 12 ein variabler Widerstand 20 parallel ge  schaltet. Er ist derart einstellbar, dass, wenn die mittlere Einstellung einer Spannung von 1,0 am Schleifdraht entspricht, durch die Minimaleinstellung des Widerstandes die Spannung am Schleifdraht linear auf 0,8 herabgesetzt bzw. durch die Maximaleinstellung auf 1,2 heraufgesetzt wird. Durch Verwendung eines Widerstandes mit 1000 Einstellungen zur Ablesung zwischen 400 und 1400 erhält man eine direkte Anzeige dieses Faktors.



   Im vollständigen Schaltbild eines halbautomatischen Integrators nach der Fig. 6 ist die eine Klemme der Batterie 10 abwechselnd durch einen zweipoligen Umschalter 30 auf das eine Ende des Widerstandes 18   (z.B.    5   kQ-    Helipot mit 10 Umdrehungen) oder auf das eine Ende des Widerstandes 32 umschaltbar, der einen Widerstandswert aufweist, der gleich einem Zehntel des maximalen Widerstandswertes des Widerstandes 18 ist (zum Beispiel 500 Q   +      0,1).    Das andere Ende des Widerstandes 18, das andere Ende des Widerstandes 32 und der Schleifabgriff 34 des Widerstandes 18 sind mit einer Verzweigungsstelle 36 verbunden. Die Verzweigungsstelle 36 ist einerseits mit einem Widerstand 12 (z.

   B. 10   Q      +      0,101,)    verbunden, dessen andere Seite über einen zweipoligen Umschalter entweder zur anderen Klemme der Batterie 10 oder zu einem Widerstand 40 führt, dessen anderes Ende ebenfalls mit der anderen Klemme der Batterie verbunden ist.



   Die Verbindungsstelle 36 ist andererseits mit dem einen Ende eines variablen Widerstandes 20   (z.B.    ein   5 kQ-Helipot    mit 10 Umdrehungen) verbunden, dessen anderes Ende mit dem einen Ende eines Widerstandes 42 (5,7   kE2)    verbunden ist, der auf der anderen Seite zu der anderen Klemme der Batterie führt.



   Die Verbindungsstelle 36 bildet schliesslich auch das eine Ende eines invers linearen Schleifdrahtes 14, dessen anderes Ende mit einer Verbindungsstelle 44 in Verbindung steht, die zu dem Schleifabgriff 46 des Widerstandes 20 führt.



   Der Schleifabgriff 16 des Widerstandes 14 ist mit dem Eingang eines Verstärkers 48 mit hoher Verstärkung, guter Stabilität, guter Linearität und geringem Rauschen verbunden. Der Verstärker ist geerdet und enthält die erste Stufe eines Integrators, der auch eine auf Null abgleichende Schaltung 50, eine Kombination 52 aus einem integrierenden Motor und einem Generator und einem Zähler 54 enthält, wie er aus der deutschen Patentschrift Nr. 1 051 386 bekannt ist. Andere bekannte Integratoren, die eine variable Spannung bezüglich eines festen Zeitintervalls integrieren, können ebenfalls verwendet werden.



   Durch eine Batterie 56 (z. B. 1,5 Volt), einen Rheostaten 58   (z.B.      1U0      kQ),    der zwischen der einen Klemme der Batterie und Erde liegt, ein Potentiometer 60 (zum Beispiel 5   kQ)    und einen Widerstand 62   (z.B.    11 der parallel zwischen der anderen Klemme der   Battene    und Erde liegt, wird eine Kurven-Nullsteuerung hergestellt. Der bewegbare Abgriff 64 des Potentiometers 60 ist mit der Verbindungsstelle 44 verbunden.



   Der Umschalter 30 dient dazu, den Widerstand 32 abwechselnd in den Kreis zur Messung der Eichkurve oder das Potentiometer 18 in den Kreis zur Aufnahme der Messkurve einzuschalten. Der Schalter 38 schaltet abwechselnd den Widerstand 12 oder den Widerstand 12 zusammen mit dem Widerstand 40 an den Schleifdraht 14, um eine Schaltung mit einfacher oder doppelter Empfindlichkeit zu erhalten. Das beschriebene Potentiometer 18 dient dazu, die Ausgangsspannung bei 46 durch einen einstellbaren Faktor zu dividieren und wird als Kontrolle für das Verhältnis der Flächen verwendet. Das Potentiometer 20 dient, wie oben beschrieben, zur Multiplikation des Potentials bei 46 mit einem einstellbaren Faktor und wird zur Kontrolle der Farbäquivalente verwendet.

   Mit dem Potentiometer 60 kann man schliesslich ein einstellbares Potential von dem Potential bei 46 subtrahieren und die Kurve auf dem Registrierstreifen auf Null herabsetzen, wenn sie sich über die Grundlinie erhebt.



   Die Schaltung nach der Fig. 6 ist, wie die Figuren 7 und 8 zeigen, mit einer mechanischen Vorrichtung gekoppelt. Die Vorrichtung enthält ein Gehäuse 70 mit zwei Rollen 72 und 74, die parallel gelagert sind. Die Rolle 72 läuft frei unter Reibung, während die Rolle 74 mittels eines Motors 78, der mittels eines Treibriemens 80 und Riemenscheiben angeschlossen ist, mit konstanter Drehzahl gedreht wird. Von dem Gehäuse wird eine Platte 82 getragen. Auf der Rolle 72 ist eine Rolle mit dem Registrierstreifen befestigt, der über die Platte 82 läuft und durch den Motor 78 von der Rolle 74 mit konstanter Geschwindigkeit um die Längsachse aufgewickelt wird.



   Auf einem Tragarm 86 ist ein Schreibstift 84 befestigt, der in Längsrichtung auf einem Führungsstift 88, der im Gehäuse parallel zu den Rollen 72 und 74 auf Lagern liegt, bewegbar ist. Innerhalb des Gehäuses ist ein Potentiometer   14'befestigt,    dessen bewegbarer Abgriff mit einer Welle 16' verbunden ist, die durch ein Lager 90 in das Gehäuse hineinragt. Das äussere Ende der Welle ist mit einer Handkurbel versehen. An der Welle   16' ist    innerhalb des Gehäuses eine Rolle   9    befestigt, die mittels eines Bandes 96, das um die Rolle gelegt und am Tragarm befestigt ist, mit dem Tragarm 86 gekoppelt ist.



  Daher bewirkt eine seitliche Bewegung des Tragarmes eine Drehung der Welle 16' und umgekehrt. Der Schreibstift 84 kann entweder durch Bedienung der Handkurbei 92 oder durch manuelle Betätigung des Tragarmes 86 in   seitlicher    Richtung bewegt werden. Wenn der Registrierstreifen mit konstanter Geschwindigkeit über die Platte 82 abgewickelt wird, dann folgt die Bedienungsperson mit dem Schreibstift jeder Kurve, wodurch eine Drehung der Welle 16'hervorgerufen wird und an dem bewegbaren Abgriff des Potentiometers   14' eine    Spannung eingestellt wird, die dem jeweiligen Funktionswert der Kurve entspricht.



   Wenn man eine Eichmischung mit bekannten Mengen bekannter Bestandteile, die voraussichtlich in der Probenmischung enthalten sind, und einer bekannten Menge einer zusätzlichen bekannten Substanz (dem Standard), die voraussichtlich nicht in der Probenmischung auftritt, durch eine chromatografische Analysiereinrichtung schickt, um eine Eichkurve mit einer Anzahl von Kurvenmaxima   a      B      r    zu erhalten, dann sind die von jedem Kurvenmaximum eingehüllten Flächen kennzeichnend für die Menge des entsprechenden Bestandteils in der Eichmischung. Die Eichkurve kann sofort oder später zu  sammen mit den I Kurven der Proben ausgewertet werden,    die von diesem chromatografischen System aufgenommen werden.

   Für jedes verwendete chromatografische System kann eine entsprechende Eichkurve aufgenommen und ausgewertet werden.



   Jede Probenmischung mit unbekannten Mengen bekannter Bestandteile wird zusammen mit einer bekannten Menge der zusätzlichen bekannten Substanz durch eine chromatografische Einrichtung geschickt und man erhält eine Kurve mit einer Anzahl von   Kurvenmaxima    a   n,    wobei die von jedem Kurvenmaximum eingehüllte Fläche von der Menge des entsprechenden Bestandteils in der Probenmischung abhängt. Der Registrierstreifen  mit der Eichkurve wird dann abgerollt und auf die Rolle 72, die Platte 82 und die Rolle 74 gelegt. Das Potentiometer 20 wird auf 1,0 eingestellt. Der Schalter 38 wird so eingestellt, dass nur der Widerstand 12 mit der Batterie verbunden ist, während der Schalter 30 nur den Widerstand 32 mit der Batterie verbindet. Der Schreibstift 84 wird dann auf die Grundlinie der Kurve gelegt.

   Wenn die Grundlinie der Kurve nicht bei Null liegt, dann werden der Rheostat   58    und das- Potentiometer 60 derart eingestellt, dass der Zähler 54 auf Null zurückgeht. Jedes    Kurvenmaximum cc pX der Eichkurve wird schrittweise    und nacheinander nachgezeichnet, indem der Motor 78 erregt und der Registrierstreifen mit konstanter Geschwindigkeit in Längsrichtung über die Rollen vorgeschoben wird, während gleichzeitig mit dem Schreibstift die Kurve manuell nachgezeichnet wird. Nach der Abzeichnung jeder Kurve wird der Motor 78 angehalten, die Zahl aufgezeichnet und der Zähler neu eingestellt.



  Wenn alle Mengen identisch wären, dann könnten die direkten Verhältnisse der Flächen der bekannten Bestandteile zu dem zusätzlichen bekannten Bestandteil, meistens Norleucin, gefunden werden.



   Der Registrierstreifen mit der von den Proben stammenden Kurve wird in ähnlicher Weise abgerollt und auf die Rollen gelegt. Die Grundlinie wird auf Null eingestellt und das Kurvenmaximum, das der zusätzlichen bekannten Substanz (dem Standard) entspricht, nachgezeichnet. Wenn die Empfindlichkeiten der chromatografischen Einrichtung für die Eich- und die Messperiode und die Mengen des zusätzlichen bekannten Bestandteils während der beiden Perioden identisch sind, dann sind auch die beiden Flächen während der beiden Perioden gleich. Wenn die Empfindlichkeit sich ändert, dann ändern sich die Flächen. Das Verhältnis dieser Flächen, das sogenannte    Standardverhältnis ,    wird nun mit dem Potentiometer 18 einmalig für den Rest dieser Messperiode eingestellt, und der Schalter 30 wird bewegt, um das Potentiometer 18 in den Kreis einzuschalten.

   Anschliessend wird das Farbäquivalent für den nächsten nachzuzeichnenden bekannten Bestandteil auf dem Potentiometer 46 eingestellt und das Kurvenmaximum cc   p      r    wird nachgezeichnet. Nachdem die direkt angezeigte Fläche aufgezeichnet ist, wird der Zähler zurückgestellt. Jedes Farbäquivalent wird nacheinander eingestellt und das entsprechende Kurvenmaximum nachgezeichnet.



   Wenn für jedes chromatografische System, das benutzt werden soll, eine Eichperiode aufgenommen worden ist, dann können die Messperioden jedes Systems von der Bedienungsperson halbautomatisch ausgewertet werden.



  Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung kann dazu verwendet werden, die Ergebnisse von einer beliebigen Anzahl von Systemen auszurechnen.



   Während die Erfindung bisher anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, das sich mit der Chromatografie von Aminosäuren beschäftigt, können das beschriebene Gerät und Verfahren auch in allen Einrichtungen verwendet werden, mit denen Flüssigkeiten oder Gase chromatografisch analysiert werden. In diesem Zusammenhang seien nur beispielsweise die Flüssigkeitsanalysen der Peptide und Zuckerlösungen oder die Gasanalysen der Insekticide, der Kohlenwasserstoffe oder der Acetate genannt.   

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I Halbautomatisches Verfahren zur Bestimmung von unbekannten Mengen bekannter Bestandteile in einer Probe, bei dem eine Eichmischung aus bekannten Mengen der bekannten Bestandteile und aus einer bekannten Menge einer zusätzlichen bekannten Substanz, im folgenden Standard genannt, sowie eine Probenmischung aus unbekannten Mengen der bekannten Bestandteile und aus der bekannten Menge des Standards durch eine chromatografische Analysiereinrichtung geleitet werden, so dass auf einem Registrierstreifen von der Eichmischung eine Eichkurve und von der Probenmischung eine Probenkurve aufgezeichnet wird, wobei die Eichkurve und die Probenkurve eine Anzahl von Kurvenstücken aufweisen,
    welche vom Wert Null auf ein Maximum ansteigen und danach wieder auf den Wert Null abfallen und wobei die von den Kurvenstücken der Eichkurve eingehüllten Flächen von der bekannten Menge eines der bekannten Bestandteile oder des Standards abhängen, während die von den Kurvenstücken der Probenkurve eingehüllten Flächen von der unbekannten Menge eines der bekannten Bestandteile oder von der bekannten Menge des Standards abhängen, dadurch gekennzeichnet, dass durch Nachzeichnen der Eichkurve und der Probenkurve mit einem Schreibstift ein Standardverhältnis gebildet wird, indem durch die Bewegung des Schreibstiftes Spannungen erzeugt werden, die kontinuierlich von den Funktionswerten f(t) der dem Standard zugeordneten Kurvenstücke (sc p y) in der Eichkurve und in der Probenkurve abhängen,
    und indem durch Integration dieser Spannungen über eine der Breite (ol-y) dieser Kurvenstücke entsprechende Zeitspanne Signale erzeugt werden, die für die Flächen unter diesen Kurvenstücken charakteristisch sind und nach ihrer Division das Standardverhältnis ergeben, dass ferner Farbäquivalente gebildet werden, indem die von jedem Kurvenstück der Eichkurve ermittelten Flächen durch die Fläche des dem Standard zugeordneten Kurvenstücks der Eichkurve dividiert werden, und dass schliesslich weitere, vom Funktionswert der den Probenbestandteilen in der Probenkurve zugeordneten Kurvenstücken kontinuierlich abhängende Spannungen während einer der Breite dieser Kurvenstücke entsprechenden Zeitspanne erzeugt und über diese Zeitspanne integriert werden,
    wobei die Funktionswerte dieser Kurvenstücke jeweils mit dem Standardverhältnis und dem zugehörigen Farbäquivalent multipliziert werden, so dass sich Signale ergeben, die ein Mass für die Produkte aus den Flächen dieser Kurvenstücke, dem Standardverhältnis und dem zugehörigen Farbäquivalent und damit ein Mass für die unbekannten Mengen der bekannten Bestandteile der Probenmischung sind.
    UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die von jedem Kurvenstück der Eichkurve eingehüllte Fläche dadurch bestimmt wird, dass man jeweils eine Spannung erzeugt, die kontinuierlich von der Amplitude des zugehörigen Kurvenstücks abhängt, und diese weitere Spannung über eine der Breite des zugehörigen Kurvenstücks entsprechende Zeitspanne integriert.
    2. Verfahren nach Patentanspruch I oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Kurvenstück in Richtung der Abszisse mit konstanter Geschwindigkeit aufgezeichnet und die Integration jedes Kurvenstücks mit konstanter Geschwindigkeit durchgeführt wird.
    PATENTANSPRUCH II Gerät zur Ausführung des Verfahrens nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schreibstift (84) mechanisch mit dem bewegbaren Abgriff (16) eines Schleifdrahtes (14) gekoppelt ist und längs der Ordinate eines Koordinatensystems geführt werden kann, während die auszuwertenden Kurven bezüglich des Schreibstiftes längs der Abszisse bewegbar sind (78).
    UNTERANSPRÜCHE 3. Gerät nach Patentanspruch II, bei dem die Kurven auf einem mit konstanter Geschwindigkeit bewegten Registrierstreifen aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, dass am Schleifdraht (16) eine elektrische Spannungsquelle (10) liegt, mittels der der bewegbare Abgriff (6), der mit einem Spannungsintegrator (52) verbunden ist, ein der Auslenkung des Schreibstiftes entsprechendes Spannungssignal herstellt.
    4. Gerät nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung der Spannung am Schleifdraht in Abhängigkeit vom Farbäquivalent ein variabler Widerstand (20) und zur Veränderung der Spannung am Schleifdraht in Abhängigkeit vom Standardverhältnis ein weiterer variabler Widerstand (18) zwischen der Spannungsquelle und dem Schleifdraht liegen.
    5. Gerät nach Unteranspruch 4, bei dem die Spannungsquelle ungeerdet und der Spannungsintegrator geerdet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung des Potentials des Schleifdrahtes bezüglich der Erde eine weitere, geerdete, verstellbare Spannungsquelle (56, 64) mit dem Schleifdraht verbunden ist.
CH3866A 1965-01-05 1966-01-03 Halbautomatisches Verfahren zur Bestimmung von unbekannten Mengen bekannter Bestandteile in einer Probe und Gerät zur Ausführung des Verfahrens CH464569A (de)

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