Potential of modified reverse flow injection analysis for continuous monitoring and process control

Summary Modified reverse flow injection analysis is introduced as a novel means for monitoring purposes and online process control. The technique is based on the injection of standard solutions into the continuously flowing sample stream. The transient detector response occurring shortly after the injection reflects the deviation between the analyte concentration of the sample stream and the standard injected. Interpolative calibration and the check of nominal values are two interesting execution modes presented. The beneficial features of the novel approach are discussed and exemplarily demonstrated for practical problems. Experimental conditions are given for the photometric determination of chloride in tap water, phosphate in surface water and the potentiometric determination of fluoride. The respective advantages over common monitoring systems are outlined.

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Einsatzmöglichkeiten der modifizierten Umkehrfließinjektions-Analyse zur kontinuierlichen überwachung und Prozeßsteuerung

     

Exploitation of gradient techniques in flow injection analysis

Summary Founded on the key role of dispersion, controlled in space and time, the FIA gradient techniques are based on the feasibility of identifying and selecting reproducibly suitable sections of the time/concentration matrix represented by the dispersed sample zone and exploiting the specific concentrations at these points for analytical purposes. The characteristics and common theme of these gradient procedures — comprising gradient dilution and calibration, stopped flow reaction rate measurement, titrations, gradient scanning, and systems associated with simultaneous injection of two zones which completely or partially overlap thereby permitting the execution of selectivity studies and standard addition procedures — are briefly reviewed.

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Ausnutzung von Gradientenverfahren bei der Fließinjektionsanalyse

     

Methoden zur Eichung und Eichkontrolle physikalischer Analysenmethoden

Zusammenfassung Ein kurzer Überblick wird gegeben über Methoden zur Eichung und Eichkontrolle, wie sie für den Betrieb eines Eisenhüttenlaboratoriums entwikkelt wurden. Praktische Erfahrungen werden diskutiert.

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Methods for calibration and calibration control of physical analysis methods

Summary A brief survey is given on calibration and calibration control as developed for an ironworks laboratory. Practical experiences are discussed.

     

Rationelle Bestimmung von Hydrolasen mit kontinuierlichen Systemen

Zusammenfassung Die Bestimmung einiger besonders wichtiger Hydrolasen erfolgt mit hochmolekularen Substraten. Für die Lösung der mit der Mechanisierung verbundenen Filtrations- und Erhitzungsprobleme eignen sich die kontinuierlichen Durchflußverfahren. Am Beispiel der Bestimmung von Proteinasen, Amylase und Cellulase wird die Anwendbarkeit dieser Systeme gezeigt und es werden die Möglichkeiten zur völligen Automatisierung erörtert.Für die Bestimmung von Peptidasen mit chromogenen Substraten werden drei Beispiele gegeben.

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Rational determination of hydrolases by continuous systems

The determination of some especially important hydrolases is performed with high molecular substrates. For the solution of the problems concerning the mechanization of filtration and heating continuous flow procedures are suitable. The application of these systems is demonstrated by the examples of the determination of proteinases, amylase and cellulase, and the possibilities of complete automation are discussed. For the determination of peptidases by chromogen substrates three examples are given.

     

Optimale Strategie zur Ermittlung von Eichkurven, dargestellt am Beispiel der AAS

Summary Accuracy of the determination of concentrations depends under calibration conditions on experimental factors as well as the mathematical treatment of the calibration data matrix. An advantageous strategy for computation of calibration curves which considers all relevant information including standard measuring error as well as standard errors of concentrations in the estimation procedure is presented here.The example of atomic absorption spectrometry (AAS) given shows that the connection of the developed strategy with application of non-linear regression functions yields remarkable improvements of the detection power.     

Remarks on the calibration of differential scanning calorimeters

The development of methods for temperature and heat calibration of DSC and DTA supported by the German Society of Thermal Analysis (GEFTA) are presented. Reasons are given for the recommendation of the temperature calibration method, which refers to the valid international temperature scale (ITS 90) and takes into account the fact that the fixpoints of this scale are defined in two phase equilibrium.Furthermore the hard problems with the heat flow and peak area calibration of DSC are described and the methods are presented to come to realistic and sufficient results. Thus both traditional (with the aid ofC _p — and enthalpy — reference materials) and electrical calibration are critically discussed. Today's best values of suitable materials for heat calibration are reported.

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Zusammenfassung Methoden zur Temperatur- und Enthalpiekalibrierung von DSC und DTA Instrumenten werden dargestellt. Dieses Forschungsvorhaben wurde von der Gesellschaft für Thermische Analyse (GEFTA) unterstützt. Gründe werden dargelegt, weshalb die Temperaturkalibrierung auf Referenzsubstanzen abgestützt werden soll, die in der Internationalen Temperaturskala (ITS90) aufgeführt sind.Ebenso wird das schwierige Unterfangen der kalorischen Kalibrierung mit mehreren unterschiedlichen Methoden erlÄutert, und geeignete Referenzsubstanzen werden vorgestellt.

     

Direct determination of calcium, magnesium, sodium and potassium in water by flow injection flame atomic spectroscopy, using a dilution chamber

Summary A simple procedure to carry out the direct analysis of calcium, magnesium, sodium and potassium in water by flow injection analysis (FIA) using flame atomic absorption spectroscopy (AAS) or flame photometry (FP) has been developed, using a well stirred dilution chamber to extend the calibration range, and both a double injector and the merging zone technique to add a lanthanum solution to samples and standards. The results obtained in the analysis of real samples agree with those found by a batch flame atomic procedure. The use of the dilution chamber makes it possible to carry out the calibration using the dilution profile of a single concentrate standard for each element, and an empirical dilution equation, which could be employed for all the elements is determined in each work session.

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Direkte Bestimmung von Calcium, Magnesium, Natrium und Kalium in Wasser durch Fließinjektions-Flammen-Atomspektroskopie unter Verwendung einer Verdünnungskammer

     

Eich- und Standardisierungsprobleme in der HPLC

Zusammenfassung In der Praxis der Hochdruck-Flüssigkeits-Chromatographie muß der Analytiker möglichst genaue Resultate erhalten unter der Bedingung, daß der Zeit- und Arbeitsaufwand für die Eichung möglichst gering ist. Häufig sind die Komponenten einer Analyse nicht in einer Form erhältlich, die für Eichzwecke rein genug ist. Hier wird gezeigt, wie man unter gewissen Voraussetzungen dennoch die Eichfaktoren der reinen Komponenten bestimmen kann. Durch Sammeln und Auswerten von Faktorverhältnissen über einen längeren Zeitraum läßt sich der für die Eichung erforderliche Zeitaufwand wesentlich herabsetzen, wobei die Genauigkeit erhalten bleibt oder sogar verbessert wird. Dadurch, daß durchflußbereinigte Faktoren benutzt werden, kann dies noch weiter verbessert werden.

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On the problem of calibration and standardization in HPLC

Summary In practical high-pressure liquid chromatography the analyst must get results as accurate as possible under the condition that the amount of time and labour spent for calibration should be as low as possible. Often the components of the analysis are not available sufficiently pure for calibration purposes. It is shown here as under certain conditions the calibration factors of the pure components could be determined even with impure standard substances. By collecting and evaluating calibration factor ratios for a longer time, the time necessary for calibration could be reduced remarkably while maintaining or even improving the accuracy. This could be improved further by using factors which are flow-corrected.

     

The plasma emission GC-detector for selective determination of hydrogen containing organic compounds

Summary The plasma emission detector (PED) uses a microwave-induced plasma (MIP) with oscillating interference filters as detector for capillary gas chromatography (GC) and accordingly ranges among the methods of optical emission spectroscopy (OES). The selective determination of hydrogen simultaneously with carbon is described. Furthermore hydrogen/carbon element ratios of different organic solvents will be determined by selected examples in order to demonstrate the absolute independence of a given matrix for each element. The experimental set-up used in this work resulted in a limit of detection for hydrogen of 5 ng absolute (0.5 ng/s) and a linearity of the calibration curve between 15–800 ng.

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Der Plasmaemissions-GC-Detektor für die selektive Bestimmung von wasserstoffhaltigen organischen Verbindungen

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Dedicated to Prof. Dr. G. Tölg on the occasion of his 60th birthday     

A simple lecture demonstration of flow injection analysis

Summary The difficulties of explaining the basic concepts of dispersion in flow injection analysis are discussed with particular reference to comparisons with segmented flow analysis and high performance liquid chromatography. The problems with diagrammatic illustration of the laminar flow processes and subsequent dispersion of an injected sample zone are explained. A simple demonstration based on a flow cell for a slide projector consisting of a peristaltic pump tube sandwiched between two slightly modified slide mounts is described.

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Einfache Vorlesungsdemonstration der Fließinjektionsanalyse

     

Contribution to the statistical definition of the limits of reliable assay measurement

Summary Different analytical limits for a calibration experiment can be calculated by the use of external standards. Various definitions for the limits of qualitative and quantitative analysis are compared, and an illustrative example is given.

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Beitrag zur statistischen Definition der Grenzen analytischer Bestimmungen

Zusammenfassung Mit Hilfe externer Standards können verschiedene Grenzen für die analytische Bestimmung mittels Kalibrierung berechnet werden. Unterschiedliche Definitionen für die Grenzen qualitativer und quantitativer Analysen werden verglichen und durch ein experimentelles Beispiel illustriert.

     

Radiometrische Methoden der Kaliumbestimmung in Lösungen und festen Substanzen

The possibilities for the radiochemical assay of potassium in soiid and liquid samples using a plastic well scintillation crystal or a flow counter are described. Amounts of potassium as small as 1 mg (0.02% of the sample) can be measured. For the assay the following possibilities are mentioned: using the known value of the total measuring efficiency, using the calibration curvem _k=f(N), and the mutual comparison of the sample and the standard. Different factors influencing the measurement must be considered. The optimal conditions for radiometric analysis are suggested.      

Eine kleine Elektrolysezelle für organische Synthesen Versuch einer Standardisierung

A versatile electrolysis cell is presented, stable to common organic solvents and easy to handle, which allows organic electrosyntheses to be performed in rather short time under conditions of low voltage, exact separation of anode and cathode compartment and good potential control. Test examples of performance are given.

     

Fehler und Fehlerfortpflanzung bei der Bestimmung von pH-Werten

Zusammenfassung Zur Bestimmung von absoluten pH-Werten mit einer kombinierten Glaselektrode ermittelt man die Elektrodenparameter aus einer Eichgeraden nach Vermessen einer Anzahl Eichpuffer. Die numerische Berechnung der Elektrodenparameter erlaubt auch die Ermittlung der Fehler in diesen Parametern. Es werden Formeln angegeben, die die Fehlerfortpflanzung der Fehler der Elektrodeneichungen in die zu ermittelnden pH-Werte zeigen. Das Verfahren wird an praktischen Beispielen erläutert.

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Error and error propagation in the determination of pH-values

Summary For the determination of absolute pH-values by combined glass electrodes the parameters of the electrode are determined by a straight-line calibration curve after measurement of some NBS-buffers. The numerical evaluation of the electrode parameters yields furthermore the statistical errors of these parameters. Using error propagation, it is possible to calculate the error in the pH-values caused by errors in calibration of the electrode. Experimental details and results are given.

Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für die großzügige Unterstützung dieser Arbeiten durch Sach- und Personalmittel, dem Fonds der Chemischen Industrie für eine Sachspende.     

Numerische Auswertung chronometrischer Gerinnungsanalysen von Humanplasma

Zusammenfassung Aus kinetischen Überlegungen zum Ablauf der Blutgerinnung wird eine einfache Eichfunktion abgeleitet. Die Funktion dient zur Bestimmung der wirksamen Konzentration von Gerinnungsfaktoren aus der gemessenen Gerinnungszeit durch lineare Regressionsanalyse. Sie ist der empirischen Näherung durch doppeltlogarithmische Auftragung der Konzentration des Gerinnungsfaktors gegen die Gerinnungszeit in der Korrelation zwischen gemessenem und berechnetem Kurvenverlauf überlegen. Am Beispiel einer Fibrinogenbestimmung wird die Auswertung der gemessenen Gerinnungszeiten mit Hilfe dieser Funktion gezeigt.

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Numerical evaluation of chronometric human plasma coagulation tests

Summary From kinetic considerations on blood coagulation a simple calibration function is derived. The function can be used for the determination of effective concentrations of coagulation factors from measured coagulation time by linear regression analysis. Concerning the correlation between measured and calculated calibration plots the function shows more conformity than the empirical approach by bilogarithmic plotting of concentration vs. coagulation time. The numerical evaluation of measured coagulation time in a fibrinogen determination is presented as an example.

     

Flie?injektionsanalyse in der Bodenuntersuchung und Pflanzenanalyse

Summary It could be shown that the flow injection technique can be well introduced in labs which need a high sample throughput without any loss of precision. For normal labs with agrochemical tasks it is possible to adapt the proposed flow injection methods for nitrogen and phosphorus. For the determination of ammonia in juices and musts flow injection is better in precision and faster than the conventional methods. The determination of nitrate in plant extracts can be performed without any clean-up of the crude extract by introducing a dialysis cell in the normal flow injection system. For the determination of proline and arginine methods were developed for flow injection. Both are selective with a high precision and crude plant extracts can be injected for determination. Flow diagrams and equipment parameters are described.     

Anwendung eines hochaufl?senden Massenspektrometers in der organischen Analyse

Zusammenfassung Es wird über die Anwendung eines hochauflösenden Massenspektrometers zur Ermittlung der Bruttoformel und der Struktur von organischen Verbindungen berichtet. Drei verschiedene Beispiele werden beschrieben.

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Summary A report is given on the application of a mass spectrometer with high resolving power for the determination of the molecular formula and structure of organic compounds. Three different examples are described.

     

Bio-sensors based on ion-selective electrodes

Summary A review is given on bio-sensors based on ion-selective electrodes. By means of several examples of enzyme electrodes the salient features and the operating principles of the new sensors are illustrated. 72 literature references.

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Biosensoren auf der Grundlage von ionenselektiven Elektroden

Zusammenfassung Ein Überblick über Biosensoren wird gegeben. An Hand mehrerer Beispiele von Enzymelektroden werden die entscheidenden Eigenschaften und die prinzipielle Arbeitsweise dieser neuen Sensoren dargestellt. 72 Literaturzitate.

     

Flow injection potentiometry for low level measurements in the presence of sensed ion in the carrier

Summary A theoretical treatment of the response of ion sensitive electrodes in flow-injection analysis is presented with emphasis on the influence of sample dispersion and the addition of sensed ion to the carrier solution. Guidelines are given for optimal conditions with respect to desired working range and sensitivity, i.e., the slope of the calibration plot. The comparison of predicted data and experimental results obtained with the fluoride and iodide sensitive electrodes showed significant deviations due to slow response. For low dispersion systems (D _max 1) a method for linearization of the calibration plot is proposed.

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Fließinjektions-Potentiometrie für Messungen niedriger Konzentrationen in Gegenwart des zu messenden Ions in der Trägerlösung

     

Brauchbarkeit von Mehrelementstandards zur Kalibrierung bei der atomabsorptionsspektroskopischen Wasseranalyse

Zusammenfassung Die Untersuchungen zeigen, daß bei der Bestimmung von Ionen der Elemente Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb und Zn mit Hilfe der flammenlosen AAS gegenseitige Störungen auftreten, die durch Zusatz von Salpetersäure verringert, bzw. in einigen Fällen beseitigt werden können. Unter der Bedingung der geringsten gegenseitigen Beeinflussung wurden diese Ionen zu einem Mehrelementstandard kombiniert. Am Beispiel von Wasseranalysen wurde nachgewiesen, daß ein derartiger Mehrelementstandard zur Kalibrierung des Gerätes geeignet ist. Damit können die Bestimmungen mit Hilfe einer Eichkurve bzw. eines Umrechnungsfaktors vorgenommen werden. Die Anwendung des aufwendigen Verfahrens der Standard-Additions-Methode entfällt.

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Use of multielement standards for calibration in water analysis by AAS

Summary Studies have shown that the determination of metal ions like Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, and Zn by means of flameless AAS is a major problem, because of interference of these metal ions with each other. We found that addition of nitric acid helps in eliminating such interferences partially or in some cases completely. By maintaining proper conditions where such influences are minimum, one can combine these metal ions to a multielement standard. By the example of water analysis by flameless AAS, it is shown that such a multielement standard is suitable for the calibration of the instrument. The determination of metal ions can thus be carried out using either calibration curves or conversion factors and avoiding the tedious standard addition method.