Neuartige analytische Mikrotechniken für die Biochemie und die Umweltüberwachung

Abstract

Die Entwicklung eines „echten“ on-line Mikro-Titrationssystems mit neuartigem Titrationsprinzip sowie eines Nano-Injektions- und Flusssteuerungssystems auf Basis ultrahochauflösender Linearaktoren für die Kapillarelektrophorese werden beschrieben. Bei dem auf einem Fließinjektionsanalyse-System basierenden on-line-Autotitrator werden alle herkömmlichen, teuren Dosierelemente durch ein simples computergesteuertes Mikrodreiwegeventil und eine Mikrodosierpumpe ersetzt, wodurch sich die Kosten auf ca. 10 der heute verfügbaren Autotitratoren senken lassen. Das traditionelle Prinzip der schrittweisen Zugabe von Titrant zu einer vorgelegten Menge an Probe wird in ein einfaches alternatives Ansteuern von Proben- und Reagenzstrom abgeändert. Die vollständige Übertragbarkeit von DIN-Methoden auf das neuartige Mikro-Titrationssystem wird aufgezeigt. Die Flusssteuerung für die Kapillarelektrophorese ermöglicht es, Probenvolumina im (Sub-)Nanoliterbereich reproduzierbar zu injizieren und an jede beliebige Stelle der Kapillare mit Picoliterauflösung zu positionieren. Mit diesem Prinzip wird die Simultanbestimmung auch der „schnellsten“ Kationen und Anionen in nur einem Lauf innerhalb weniger Minuten realisierbar. Die Flexibilität ist im Vergleich zu herkömmlichen Systemen deutlich größer und dürfte neue Aspekte in der Ionenanalytik eröffnen.

A ”real” on line micro titration system based on a new titration principle as well as a nano injection and flow control system for capillary electrophoresis based on ultra-high resolution linear actuators are developed. The new on line auto titrator is realized with a modified flow injection analysis system. All conventional and expensive techniques for dosing are substituted by a simple computer controlled micro three way valve and a micro pump. The costs compared to commercially available auto titrators are decreased by approximately 90 The classic titration principle of step by step addition of titrant to an exactly known amount of sample is replaced by a simple switching frequency in between sample and reagent stream. Methods according to DIN can be easily transferred to the new micro titration system. The new flow control system for capillary electrophoresis allows to inject sample amounts of nano and pico liters only with high accuracy. Furthermore it is possible to correctly position the sample plug within the capillary with a resolution in the range of few pico liters. With this technique the simultaneous determination of even the ”fastest” cations and anions within one run and only a few minutes can be realized. The flexibility in comparison to conventional systems is much higher. This nano flow control system might open new aspects in ion analysis.