Automated energy-dispersive X-ray fluorescence analysis of environmental samples

Summary A procedure is described for the routine automatic analysis of 20 elements in small environmental samples. Up to 50 samples a day can be processed. The instrument uses an energy dispersive X-ray spectrometer for the simultaneous detection of all elements during a 5–20 min measurement. Computer techniques are used for the subsequent data reduction of the X-ray spectra. The technique is applicable to air particulate matter filtered from the air, to suspended material in water which is filtered on a filter paper and to dissolved trace elements which are evaporated on filter paper or are collected on a thin ion-exchange loaded paper.

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Automatisierte energie-dispersive Röntgenfluorescenzanalyse von Umweltmaterial

Zusammenfassung Ein Verfahren zur automatischen Routinebestimmung von 20 Elementen in Umweltmaterial wird beschrieben. Bis zu 50 Proben je Tag können verarbeitet werden. Ein energie-dispersives Röntgenspektrometer wird zur simultanen Erfassung aller Elemente bei einer Messung von 5–20 min benutzt. Die nachfolgende Auswertung der Spektren wird mittels Computer durchgeführt. Das Verfahren findet Anwendung auf Schwebestaub oder in Wasser suspendierte Substanzen, die auf Filterpapier gesammelt wurden sowie auf gelöste Elementspuren, die auf Filterpapier getrocknet oder durch Ionenaustauschpapier angereichert wurden.

     

Tischrechnergesteuerte vollautomatische Analysensysteme

Zusammenfassung Rechnergesteuerte Analysensysteme bieten den Vorteil eines vollautomatischen Ablaufs des betrachteten Analysenverfahrens. In vielen Fällen setzen sie jedoch eine genaue Kenntnis der möglichen Fehlerquellen voraus, die sich im rechnergesteuerten Betrieb oftmals stärker bemerkbar machen als bei der normalen manuellen Durchführung. Darüberhinaus sind fast stets neue Auswerteverfahren wegen der digitalen Datenverarbeitung notwendig. Am Beispiel von Titrationsverfahren mit potentiometrischer Indikation, coulometrischen Titrationen, quantitativen spektralphotometrischen Analysenverfahren im UV und IR-Bereich sowie bei der Remission oder Fluorescenzmessung von Dünnschicht-Chromatogrammen wird die Möglichkeit des Einsatzes von Tischrechnern zur vollautomatischen Steuerung aufgezeigt.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danken wir für die großzügige Unterstützung der in dieser Veröffentlichung erwähnten eigenen Arbeiten durch Sach- und Personalmittel und vor allem für die zur Verfügung gestellten Rechner (HP 9810 und HP 9830 einschließlich optimaler Peripherie), dem Fonds der Chemischen Industrie für Sachmittel, den Geräteherstellern (Hewlett & Packard, Metrohm, Mettler, Perkin-Elmer und Schoeffel) für Leihgaben und Spenden sowie besonders allen Mitarbeitern — U. Bethge, Dr. A. binder, Dr. C. P. Christiansen, E. Geitz, Dr. E. Glaser, Dr. G. Herold, M. Kaal, Dr. S. Kalb, E. Koch, Dr. R. Krömmelbein, Dr. H. Kußmaul, H. Mohr, Dr. W. Parzefall, P. Post, B. Reyer, A. Seuring, Dr. U. Steffens, Dr. P. Surmann, V. Walter und E. Weidemann — für die fruchtbare Zusammenarbeit auf dem Gebiete der Auswertung und Automatisierung der angeführten Analysenverfahren.     

An automatic monitor for the analysis of organochlorine compounds in milk

Summary In the described monitor for organochlorine compounds the milk is deproteinised and extracted with hexane in a novel continuous extractor. After on-line filtering and drying, a sample of the extract is injected into a high performance liquid chromatograph consisting of a pre-column and an analytical column linked by switching valves. Both columns are packed with microparticulate silica gel. The pre-column provides sample clean-up, retention of fat and the preliminary separation of the organochlorine compounds into two groups. A flow switching program holds the first group on the analytical column whilst the late eluting group, which already has adequate resolution, is directly led to an electron capture detector. The early eluting group is then detected after further separation on the analytical column. Fat is backflushed from the pre-column by a more polar solvent and measured by a refractive index detector. Finally the pre-column is regenerated. All the steps of sampling, pretreatment, clean-up, chromatographic separation and detection are performed automatically under the control of a microcomputer.

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Automatische Überwachung von Organochlorverbindungen in Milch

Zusammenfassung In dem beschriebenen System wird die Milch enteiweißt und mit Hexan in einem kontinuierlich arbeitenden Extraktor extrahiert. Nach Filtrieren und Trocknen (on-line) wird ein Teil des Extrakts in einen HPL-Chromatographen injiziert, der eine Vorsäule und eine Analysensäule enthält, die durch Schaltventile verbunden sind. Beide sind mit Kieselgel gefüllt. Die Vorsäule reinigt die Probe, hält Fett zurück und trennt die Organochlorverbindungen in zwei Gruppen. Die erste Gruppe wird durch ein Schaltprogramm in die Analysensäule geleitet und dort zurückgehalten, während die zweite danach eluierte und schon ausreichend getrennte Gruppe direkt zum Detektor (EC) geleitet und dort erfaßt wird. Die zweite Gruppe wird vor Eingabe in den Detektor noch auf der Analysensäule weiter aufgetrennt. Das Fett wird mit Hilfe eines polareren Lösungsmittels von der Vorsäule gelöst und refraktometrisch erfaßt. Schließlich wird die Vorsäule regeneriert. Alle Stufen des Verfahrens werden automatisch unter Kontrolle eines Mikrocomputers ausgeführt.

Presented at the 6th Annual Symposium on Recent Advances in the Analytical Chemistry of Pollutants, April 21–23, 1976; Vienna, Austria.     

Studies on automated flameless atomic absorption spectrometry

Summary A new device for automated sample injection in flameless AAS with graphite tubes had been investigated. Using solutions of Cd, Pb, Cu, and Ni the attainable precision, the carry-over factor by additional experiments with ⁸⁹Sr, the lifetime of commercially available graphite tubes as well as the influence of some selected matrix types and a pyrolytic coating on the surface of the graphite tubes upon measured values had been studied. The results of these studies together with the hereby resulting advantages of the system and possible future applications are discussed.

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Untersuchungen zur automatisierten flammenlosen Atomabsorptionsspektrometrie

Zusammenfassung Ein neuartiges Gerät zur automatischen Probendosierung bei der flammenlosen AAS mit Graphitrohren wurde untersucht. Mit Lösungen von Cd, Pb, Cu und Ni wurde die erreichbare Reproduzierbarkeit, der Verschleppungsfaktor durch zusätzliche Experimente mit ⁸⁹Sr, die Lebensdauer kommerziell erhältlicher Graphitrohre, der Einfluß einiger ausgewählter Matrices sowie einer pyrolytischen Beschichtung der Oberfläche der Graphitrohre auf die Meßwerte ermittelt. Die Ergebnisse der Studien, die hieraus ersichtlichen Vorteile des Systems sowie zukünftige Einsatzmöglichkeiten werden diskutiert.

Presented at the 6th Annual Symposium on Recent Advances in the Analytical Chemistry of Pollutants, April 21–23, 1976; Vienna, Austria.     

Problems in automation of serum cortisol radioimmunoassay

Conclusions A fully automatable method for the cortisol RIA has been developed which requires no prior extraction using an antibody in an assay-system at pH 4.0. The use of ¹²⁵I-labelled tracer has abolished the need for scintillation fluid and its attendant quench and radioactive waste problems. The capacity of this method is very high because of the automation. The first clinlinal results have shown that this method is reliable, reproducible and gives comparable values with those from the ³H-assay. The fact that no centrifugation is needed, that 3 samples are counted simultaneously and that the capacity is over 1000 tubes per working day makes this method attractive to a routine laboratory with high through put of serum cortisol samples. From the theoretical stand point, this method is adaptable to almost any commercially available automatlin or semi-automatlin assay system.Supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 51) and Bundesministerium für Forschung und Technologie.     

Automatic amperometric microtitration of barbiturates with mercury(II) at the glassy carbon electrode

Summary The amperometric, mercurimetric microtitration of barbiturates at the glassy carbon electrode with an improved model of an automatic recording titrator is described. The reduction of mercury at the glassy carbon electrode has been studied by automatic steady-state voltammetry. A new, two-phase titration (Na acetate/organic solvent) and two methods of which the medium (KNO₃ resp. Na acetate) of the titration has been described in literature, are compared with a macro reference titration. Phenobarbital, sodium phenobarbital, barbital, sodium barbital, sodium amobarbital and pentobarbital have been titrated. The two-phase titration is better than the other two methods for samples in the range of 10^–4–10^–5 M. The titration of 50 g of barbiturate is possible with a precision and accuracy of about 2%.

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Automatische amperometrische Mikrotitration von Barbituraten mit Quecksilber(II) an der glasartigen KohlenstoffelektrodeVergleich von Ein- und Zweiphasentitrationen

Zusammenfassung Für die Titrationen wurde ein verbesserter automatisch registrierender Titrator benutzt. Die Reduktion des Quecksilbers an der Kohlenstoffelektrode wurde mit Hilfe der automatischen steady-state Voltammetrie untersucht. Eine neuartige Zweiphasentitration (Naacetat/organ. Lösungsmittel) sowie zwei Verfahren in bekannten Medien (KNO₃ bzw. Na-acetat) wurden mit einer Makrotitration verglichen. Phenobarbital, Phenobarbitalnatrium, Barbital, Barbitalnatrium, Amobarbitalnatrium und Pentobarbital wurden titriert. Für den Konzentrationsbereich 10^–4 bis 10^–5 M ist das Zweiphasenverfahren am besten geeignet. Eine Titration von 50 g eines Barbiturats ist auf etwa 2% genau durchzuführen.

     

Potentiometrische Endpunktbestimmung bei Kupplungstitrationen

Zusammenfassung Es wird eine Analysenmethode beschrieben, bei welcher die Diazoniumlösung mit einem Titrierautomaten in gleichmäßigen Schritten zudosiert wird. Es werden Resultatstreifen mit den Volumen und den zugehörigen Redox-Potential-Differenzen ausgedruckt. Die Auswertung erfolgt nach Hahn u. Weiler [2] oder nach Fortuin [1]. Die Standardabweichung liegt im Bereich von 0,1–0,2%.

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Potentiometrical determination of the end point of coupling titrationsDetermination of phenols and aromatic amines

An analysis method is described by which the diazonium solution is added in equal volume-steps with an automatic titrator. Printed result strips show the volume and the corresponding differences of the redox potentials. The evaluation is carried out according to Hahn and Weiler [2] or Fortuin [1]. Standard deviation is within the range of 0.1–0.2%.

     

Automatische Analyse der fluorimetrisch bestimmbaren Verbindungen aus dem Katecholamin-Stoffwechsel mit einem Reaktionssystem

Zusammenfassung Es werden die optimalen Bedingungen für die automatisch-fluorimetrische Bestimmung folgender Verbindungen aus dem Katecholamin-Stoff-wechsel mitgeteilt: Dopa, Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin, 3-Methoxytyramin, Normetanephrin, Metanephrin und Homovanillinsäure. Die Bestimmungen können mit einem einfachen Reaktionssystem durch Veränderung der chemischen und physikalischen Bedingungen im Analysenautomaten durchgeführt werden. Die sehr empfindliche fluorimetrische Analyse im Nanogrammbereich beruht auf der Oxidation der einzelnen Verbindungen und anschließenden Umwandlung der Zwischenprodukte in Fluorophore.

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Automatic analysis of the fluorimetrically determinable compounds from the catecholamine metabolism with one reaction system

Summary Optimal conditions are reported for the following compounds: dopa, dopamine, noradrenaline, adrenaline, 3-methoxytyramine, normetanephrine, metanephrine, homovanillic acid. The determinations are realized in one simple reaction system with the variation of chemical and physical system. The very sensitive fluorimetric analysis in the nanogram range is based on the oxidation of the single compounds and the following change of the intermediate products into fluorophores.

     

Some new aspects in air pollutants analysis of hydrocarbons by automatic gas-chromatography

Summary Ambient measurement of hydrocarbons is gaining in importance. The value of a total measurement of hydrocarbons, as it is usually performed, is slight since the characteristics of organic compounds are different. Total measurement of hydrocarbons can only be of interest in less polluted regions, provided that the harmless methane which occurs in relatively high concentrations in nature is not to be included in the measurement. In toxicological evaluation of air the concentrations of particular components (e.g. ethylene, toluene, acetylene, propylene, butadiene, vinylchloride, benzene or xylene) are of interest and the concentrations of these components can lie at a few g/m³, i.e. in the ppb-range. These values can only be measured with a selective equipment. An automatic analyzer combined with a concentrating unit, which fully satisfies the requirements of selective measurement of hydrocarbons in air in the ppb-range, and as an example of the application of this equipment, the measurement of C₁-C₆ hydrocarbons (paraffins, olefins) and aromatics (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) are described. Complete measuring setups within automatic measuring stations are projected.

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Einige neue Aspekte bei der Analyse von Kohlenwasserstoffverunreinigungen in Luft mit Hilfe automatischer Gas-Chromatographie

Zusammenfassung Immissionsmessungen von Kohlenwasserstoffspuren gewinnen immer mehr an Bedeutung. Die Messung der Kohlenwasserstoffe als Summe, wie gewöhnlich durchgeführt, ist ungenügend, da organische Verbindungen unterschiedliche Wirkungscharakteristik aufweisen. Sie kann daher nur in Gebieten mit kleinen Kohlenwasserstoffverunreinigungen sinnvoll sein, vorausgesetzt, daß das ungefährliche Methan, welches überall in der Natur vorkommt, von der Messung ausgeschlossen wird. Bei der toxikologischen Bewertung der Luft interessieren die Konzentrationen bestimmter Komponenten wie Äthylen, Acetylen, Propylen, Butadien, Vinylchlorid, Benzol, Toluol oder Xylole. Die Konzentrationen dieser Komponenten können bei wenigen g/m³, d. h. im ppb-Bereich, liegen. Diese Werte können nur mit einer selektiven Meßeinrichtung erfaßt werden. Ein automatischer Gas-Chromatograph mit Speichersäule, der die Forderung der selektiven Messung von Kohlenwasserstoffen in Luft im ppb-Bereich erfüllt, wird beschrieben. Als Applikationsbeispiel dieser Meßeinrichtung wird die Messung von C₂-C₆-Kohlenwasserstoffen (Paraffine, Olefine) und Aromaten (Benzol, Toluol, Äthylbenzol, Xylol) erwähnt. Der Einsatz dieses Gerätes in automatischen Luftmeßstationen wird derzeit projektiert.

Presented at the 6th Chemical Symposium on Recent Advances in the Analytical Chemistry of Pollutants, April 21–23, 1976; Vienna, Austria.