DE2047952B2 - Verfahren zur photometrischen auswertung der sich bei der auftrennung von substanzgemischen in duennen schichten aus lichtstreuendem material ergebenden zonen - Google Patents
Verfahren zur photometrischen auswertung der sich bei der auftrennung von substanzgemischen in duennen schichten aus lichtstreuendem material ergebenden zonenInfo
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Description
3 4
auszuwertenden Kurve ergeben, welche es in man- reflektierte Meßlicht nur in einem begrenzten Raumchen
Fällen schwierig oder sogar unmöglich macht, winkel erfaßt
eindeutig zu entscheiden, ob es sich um einen zu Durch diese Maßnahmen erreicht man, daß sich
messenden oder einen Stör-Effekt handelt die von der Trennschicht herrührenden Schwankun-
Es ist schon vorgeschlagen worden, zur Erhöhung 5 gen der Basislinie nur noch in Größenordnungen
der Meßempfindlichkeit vor dem Aufbringen der zu der eigenen elektronischen Instabilität des gesamten
untersuchenden Substanz die Basislinie der Absorp- Systems bewegen.
tions-Orts-Kurve aufzunehmen und bei der eigentli- Die Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verchen
Auswertung die so ermittelten Werte von der fahrens ist vorteilhaft so ausgebildet, daß die Meß-Meßkurve
abzuziehen. Dies ist möglich, da die io strahlung senkrecht auf die Oberfläche des auszuwer-Struktur
der Trennschicht bei vorsichtigem Arbeiten tenden Objekts auftrifft, daß oberhalb dieser Obererhalten
bleibt. fläche ein erster und unterhalb des Objekts ein zwei-
Die Ausführung dieses Vorschlages ist jedoch um- ter photoelektrischer Empfänger angeordnet ist und
ständlich und erfordert ein sehr genaues Arbeiten. daß beide Empfänger mit einer Anordnung zur Ad-
Es ist nun die Aufgabe der vorliegenden Erfin- 15 dition der Signale verbunden sind. Diese Anordnung
dung, ein Verfahren zur photometrischen Auswer- steht ihrerseits zweckmäßig mit einem Schreiber in
rung der sich bei der Auftrennung von Substanzgemi- Verbindung, welcher die resultierende Absorptions-
schen in dünnen Schichten aus lichtstreuendem Ma- Orts-Kurve aufzeichnet.
terial ergebenden Zonen zu schaffen, das gegenüber Es ist vorteilhaft, die photoelektrischen Empfänger
den üblichen Verfahren die Meßgenauigkeit und die 20 über unabhängig voneinander regelbare Verstärker
Nachweisgrenze wesentlich verbessert und das trotz- mit der Additions-Anordnung zu verbinden,
dem eine schnelle Auswertung ermöglicht. Zweckmäßig ist es zur Erfassung des remittierten
Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich und des transmittierten Lichtes, Photometerkugeln
dadurch aus, daß an der gleichen Stelle des aus- oder faseroptische Einrichtungen vorzusehen,
zuwertenden Objektes simultan die diffus reflektierte 25 Die Erfindung wird im folgenden an Hand der
und die durchgelassene Strahlung gemessen werden F i g. 1 bis 6 der Zeichnung näher erläutert. Im ein-
und daß zur Auswertung die so erhaltenen beiden Si- zelnen zeigt
gnale addiert werden. Das Summensignal wird dann F i g. 1 eine durch Messung der remittierten Strah-
zwsckmäßig mittels eines Schreibers registriert. lung aufgenommene Absorptions-Orts-Kurve eines
Wie im Zusammenhang mit der Erfindung durch- 30 Dünnschicht-Chromatogramms sowie die zugehörige
geführte Untersuchungen zeigen, besteht zwischen Basislinie,
der Transmissions- und der Remissions-Basislinie auf F i g. 2 die durch Messung der transmittierten
substanzfreiem lichtstreuendem Untergrund ein enger Strahlung aufgenommene Absorptions-Orts-Kurve
Zusammenhang. Eine streuungsbedingte Änderung desselben Dünnschicht-Chromatogramms sowie die
des Remissionsgrades hat eine ebenfalls streuungsbe- 35 zugehörige Basislinie,
dingte Änderung des Transmissionsgrades zur Folge, F i g. 3 eine mit Hilfe des neuen Verfahrens aufge-
und beide Effekte sind in guter Näherung spiegel- nommene Absorptions-Orts-Kurve sowie die zugehö-
bildlich zueinander. Bei der erfindungsgemäßen Ad- rige Basislinie,
dition des Remissions- und des Transmissionssignals F i g. 4 den schematischen Aufbau einer Vorrich-
kompensieren sich daher die streuungsbedingten Si- 40 tung zur Durchführung des neuen Verfahrens,
gnalkomponenten, d. h. die Basislinie der Meßkurve F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung,
wird begradigt. bei welchem zur integralen Erfassung der Strahlung
Ist auf der lichtstreuenden Unterlage eine absor- Photometerkugeln vorgesehen sind,
bierende Substanz aufgetragen, so wird dadurch so- F i g. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorwohl der Remissions- als auch der Transmissions- 45 richtung, bei welchem faseroptische Einrichtungen grad vermindert. Die substanzspezifische Absorption zur Zuführung des Meßlichtes sowie zur Erfassung beeinflußt also Remissions- und Transmissionssignal der remittierten und der transmittierten Strahlung im gleichen Sinne, so daß durch Addition dieser Si- vorgesehen sind,
gnale der zu messende Effekt verstärkt wird. In F i g. 1 ist mit 1 eine Absorptions-Orts-Kurve
bierende Substanz aufgetragen, so wird dadurch so- F i g. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorwohl der Remissions- als auch der Transmissions- 45 richtung, bei welchem faseroptische Einrichtungen grad vermindert. Die substanzspezifische Absorption zur Zuführung des Meßlichtes sowie zur Erfassung beeinflußt also Remissions- und Transmissionssignal der remittierten und der transmittierten Strahlung im gleichen Sinne, so daß durch Addition dieser Si- vorgesehen sind,
gnale der zu messende Effekt verstärkt wird. In F i g. 1 ist mit 1 eine Absorptions-Orts-Kurve
Wie ohne weiteres zu sehen ist, bringt das neue 50 bezeichnet, die durch Registrierung der remittierten
Verfahren bei der Auswertung von Dünnschicht- Strahlung bei der Auswertung eines Dünnschicht-Chromatogrammen
den Vorteil mit sich, daß die Chromatogramms erhalten wurde. Wie man erkennt,
streuungsbedingte, d.h. substanzunspezifische Ab- ist dem zu messenden Effekt eine in Abhängigkeit
hängigkeit der Lichtstreuung vom Ort der Trenn- vom Ort an der Trennschicht unterschiedliche Lichtschicht
automatisch während der Messung beseitigt 55 streuung überlagert.
wird, während das eigentliche substanzspezifische Die zur Kurve 1 gehörende Basislinie ist mit 2 be-
Meßsignal gleichzeitig verstärkt wird. zeichnet. Diese Basislinie ist sehr ungleichmäßig, und
Um zu erreichen, daß die streuungsbedingten Re- es macht bei der Auswertung große Schwierigkeiten,
missions- und Transmissionssignale sich bei der Ad- die schraffierte eingezeichnete Fläche mit genügender
dition möglichst vollständig kompensieren, ist es not- 60 Genauigkeit zu bestimmten.
wendig, die Amplituden beider Signale vor der Addi- Wertet man dasselbe Dünnschicht-Chromato-
tion auf gleiche Höhe zu bringen. Dies geschieht vor- gramm dessen durch Remissionsmessung gewon-
teilhaft dadurch, daß man die Empfindlichkeit eines nene Absorptions-Orts-Kurve in F i g. 1 darge-
Empfängers gegenüber dem anderen herabsetzt. Im stellt ist in Transmission aus, so erhält man die in
allgemeinen wird die Empfindlichkeit des Transmis- 65 F i g. 2 mit Γ bezeichnete Absorptions-Orts-Kurve.
sionsempfängers herabgesetzt, da dieser die vom Ob- Die zugehörige Basislinie ist mit 2' bezeichnet,
jekt durchgelassene Meßstrahlung nahezu vollständig Wie eine vergleichende Betrachung der F i g. 1 und
erfaßt, während der Remissionsempfänger das diffus 2 zeigt, sind die auf nichtsubstanzbedingte Effekte
zurückgehenden Basislinien 2 und 2' in etwa spiegelbildlich zueinander. Die substanzspezifische Absorption
dagegen beeinflußt die Kurven 1 und 1' im gleichen Sinne.
Gemäß der Erfindung wird nun zur Bestimmung der Absorptions-Orts-Kurve eine Vorrichtung verwendet,
wie sie schematisch in F i g. 4 dargestellt ist. Das von einer Lichtquelle 3 ausgehende Licht wird
im Monochromator 4 monochromatisiert und fällt über den Umlenkspiegel 5 auf das mit 6 bezeichnete
Dünnschicht-Chromatogramm. Das Meßlicht trifft unter einem Winkel von 0 ° zur Flächennormale auf
die Trennschicht des Chromatogramms 6 auf. Mittels des photoelektrischen Empfängers 7 wird die diffus
remittierte Strahlung gemessen, während gleichzeitig der Empfängers die transmittierte Strahlung mißt.
Das vom Empfänger? erzeugte Signal wird im Verstärker 9 verstärkt und einer Addierstufe 11 zugeführt.
Dieser wird auch das Signal des Empfängers 8
nach Verstärkung im Verstärker 10 zugeführt. Die beiden Verstärker 9 und 10 sind vorzugsweise unabhängig
voneinander regelbar, so daß die Amplituden der substanzunspezifischen Signale auf gleiche Höhe
gebracht werden können. Das in der Anordnung 11 erzeugte Additionssignal gelangt zum Schreiber 12.
Die vom Schreiber 12 registrierte Absorptions-Orts-Kurve 13 ist in Fig.3 dargestellt. Die zu dieser
Kurve gehörende Basislinie ist ebenfalls in F i g. 3 dargestellt und ist dort mit 14 bezeichnet. Wie man
erkennt, ist jetzt die Basislinie so weit eingeebnet, daß die von Ungleichmäßigkeiten der Trennschicht
herrührenden Schwankungen nur noch in der Größenordnung der eigenen elektronischen Instabilität
des gesamten Systems liegen. Die Auswertung der Kurve 13 ist jetzt verhältnismäßig einfach und kann
vor allem mit großer Genauigkeit vorgenommen werden.
Wie ohne weiteres einzusehen ist, läßt sich mit J neuen venalsrcn audi die riäCuVtcisgreiizc vci-
bessern, da die Ausschläge der Meßkurve, soweit sie für eine Auswertung in Betracht kommen, nur noch
auf substanzspezifische Effekte zurückzuführen sind. Bei dem in F i g. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist oberhalb der Chromatogrammplatte 6 eine Photometerkugel 15 angeordnet, welche eine öffnung
16 zum Durchtritt der Meßstrahlung 17 enthält. Die von der Trennschicht der Platte 6 diffus reflektierte
Strahlung gelangt gegebenenfalls nach mehrfacher Reflexion an der Photometerkugel 15 zum photoelektrischen
Empfänger 18. Unterhalb der Platte 6 ist eine weitere Photometerkugel 19 angeordnet,
welche den photoelektrischen Empfänger 20 enthält. Die durch die Trennschicht der Chromatogrammplatte
6 tretende Strahlung gelangt gegebenenfalls
ίο nach mehrfacher Reflexion an der Photometerkugel
19 zum Empfänger 20.
Bei dem in F i g. 5 gezeigten Ausführungsbeispiel gelingt es sowohl die remittierte als auch die transmittierte
Strahlung weitgehend integral zu erfassen.
Dadurch wird die Meßgenauigkeit gegenüber einer einfachen Vorrichtung noch erhöht.
In Fig. 6 ist mit 6 wiederum eine Chromatogrammplatte
bezeichnet. Die Meßstrahlung 17 wird über ein Glasfaserbündel 21 zu der auszuwertenden
Stelle der Platte 6 geleitet. Das Bündel 21 ist an dieser Stelle geteilt, und das Teilbündel 21' leitet das diffus
remittierte Licht zu der mit 22 bezeichneten photoelektrischen Zelle. Unterhalb der Auftreffstelle des
Meßlichtes 17 ist ein weiteres Glasfaserbündel 23 anas geordnet, welches die transmittierte Strahlung erfaßi
und zum photoelektrischen Empfänger 24 leitet. Es ist auch möglich, die hier dargestellte Vorrichtung so
abzuwandeln, daß nur meßseitig Glasfaserbündel zur Lichtleitung vorgesehen sind.
Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist es auch möglich, auf die beiden Verstärker 9 und 10 zu verzichten. In diesem Fall wird die Empfindlichkeit
des Transmissionsempfängers 8 so weit herabgesetzt, daß die von den beiden Empfängern 7
und 8 gelieferten substanzunspezifischen Signale gleiche Amplituden aufweisen. Die Verstärkung der
Signale kann in diesem Fall nach erfolgter Addition vorgenommen werden.
Bei dciVi neuen Verfahren ergeben sich Eichkurven,
die zumindest im Bereich geringer Substanzmengen nahezu linear sind. Das neue Verfahren findet
deshalb besonders zweckmäßig Anwendung zur Auswertung von Dünnschicht-Chromatogrammen, bei
denen nur sehr geringe Substanzmengen zur Verfiigung stehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur photometrischen Auswertung aufgetragen. Danach wird die Platte in eine Kammer
der sich bei der Auftrennung von Substanzgemi- 5 gestellt, die ein geeignetes Fließmittel enthält Bei der
sehen in dünnen Schichten aus lichtstreuendem jetzt einsetzenden Entwicklung wandert das Fließ-Material
ergebenden Zonen, dadurch ge- mittel durch Kapillarkräfte über die Trennschicht,
kennzeichnet, daß an der gleichen Stelle wobei das Substanzgemisch aufgetrennt wird. Nach
des auszuwertenden Objektes simultan die diffus beendeter Entwicklung befinden sich die verschiedereflektierte
und die durchgelassene Strahlung ge- ίο nen Substanzen des Gemisches an verschiedenen
messen und die so erhaltenen beiden Signale ad- Stellen der Trennschicht, d. h. es haben sich Subdiert
werden. stanzzonen gebildet
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch ge- Die eigentliche Aufgabe besteht nun darin, das
kennzeichnet, daß die Amplituden beide/" Signale entwickelte Dünnschicht-Chromatogramm qualitativ
vor der Addition auf gleiche Höhe gebracht wer- i5 und quantitativ auszuwerten. Zur Auswertung von
den. Dünnschicht-Chromatogrammen ist es bekannt, die
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- Substanzflecken zunächst nachzuweisen, danach die
kennzeichnet, daß die Empfindlichkeit eines Si- Trennschicht im Bereich der einzelnen Substanzflekgnalempfängers
gegenüber der des anderen her- ken abzukratzen, die Substanzen aus dem Sorptionsabgesetzt
wird. ao mittel zu eluieren und dann qualitativ oder quantita-
4. Vorrichtung zur Durchführung des Ve/fah- tiv zu bestimmen. Dieses Auswerteverfahren ist recht
rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, umständlich und nicht immer zu verwenden, da ein
daß die Meßstrahlung senkrecht auf die Ober- Rückgewinnungsverlust nicht zu vermeiden ist.
fläche des auszuwertenden Objektes (6) auftrifft, Es üt auch bekannt, Dünnschicht-Chromatodaß oberhalb dieser Oberfläche ein erster (7) und 25 gramme direkt auszuwerten. Dazu mißt man die bei unterhalb des Objektes ein zweiter photoelektri- Abtastung des Chromatogramms mit einem Lichtscher Empfänger (8) angeordnet ist und daß bündel konstanter Intensität auftretende unterschiedbeide Empfänger mit einer Anordnung (11) zur liehe Absorption des Lichtes oder bei fluoreszieren-Addition der Signale verbunden sind. den Substanzen die Emission der Substanzzone.
fläche des auszuwertenden Objektes (6) auftrifft, Es üt auch bekannt, Dünnschicht-Chromatodaß oberhalb dieser Oberfläche ein erster (7) und 25 gramme direkt auszuwerten. Dazu mißt man die bei unterhalb des Objektes ein zweiter photoelektri- Abtastung des Chromatogramms mit einem Lichtscher Empfänger (8) angeordnet ist und daß bündel konstanter Intensität auftretende unterschiedbeide Empfänger mit einer Anordnung (11) zur liehe Absorption des Lichtes oder bei fluoreszieren-Addition der Signale verbunden sind. den Substanzen die Emission der Substanzzone.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- 30 Die Messung der Absorption geschieht bei Objekkennzeichnet,
daß die photoelektrischen Empfän- ten, die keine oder nur eine geringe Lichtstreuung
ger (7, 8) über unabhängig voneinander regelbare hervorrufen, durch Messung der Transmission. Bei
Verstärker (9, 10) mit der Additions-Anordnung lichtstreuenden Objekten, z. B. bei Dünnschicht-(11)
verbunden sind. Chromatogrammen, ist es vor einer Transmissions-
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- 35 messung erforderlich, das Objekt mit Hilfe einer
kennzeichnet, daß beide Oberflächen des aus- Flüssigkeit mit geeignetem Berechnungsindex transzuwertenden
Objektes (6) mit Photometerkugeln parent zu machen. Wegen dabei auftretender EIu
(15,19) in Kontakt stehen, welche die photoelek- tionsefiekte ist ein solches Verfahren zur Auswertung
trischen Empfänger (18, 20) enthalten. von Dünnschicht-Chromatogrammen kaum zu emp-
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge- 40 fehlen.
kennzeichnet, daß faseroptische Einrichtungen in den letzten Jahren ist man dazu übergegangen,
(21, 21', 23) zur Zufuhr des Meßlichtes (17) und/ die Auswertung von Dünnschicht-Chromatogram-
oder zur Erfassung der transmittierten und/oder men in Remission vorzunehmen. Dazu wird das
der remittierten Strahlung vorgesehen sind. Chromatogramm von einem monochromatischen
45 Lichtbündel in Trennrichtung abgetastet, und die Intensität der diffus reflektierten Meßstrahlung wird
mit einem photoelektrischen Empfänger gemessen
und beispeiisweise in Abhängigkeit vom Ort mit einem Schreiber aufgezeichnet. Befinden sich auf der
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren 50 Trennschicht lichtabsorbierende Substanz-Flecke, se
zur photometrischen Auswertung der sich bei der wird die Remissionsstrahlung in den Wellenlängen-Auftrennung
von Substanzgemischen in dünnen bereichen geschwächt, wo auch bei Transmissions-Schichten
aus lichtstreuendem Material ergebenden messungen entsprechender Lösungen Absorptions-Zonen.
Diese Aufgabe ctellt sich beispielsweise bei banden auftreten würden. Die Intensität der diffus
der Auswertung von Pherogrammen oder Chromato- 55 reflektierten Meßstrahlung ist deshalb ein Maß für
grammen. die durch die Substanzverursachte Absorption. Die Das Verfahren nach der Erfindung und seine Wir- bei der Abtastung erhaltene Absorptions-Orts-Kurve
kungsweise wird im folgenden am Beispiel der Aus- kann mit Hilfe der Kubelka-Munk-Funktion quantiwertung
von Dünnschicht-Chromatogrammen be- tativ ausgewertet weiden.
schrieben, ohne daß dadurch der Anwendungsbe- 60 Bei der geschilderten Auswertung durch Messung
reich dieses Verfahrens eingeschränkt werden soll. der diffus reflektierten Meßstrahlung ist dem zu mes-
Die Dünnschicht-Chromatographie ist ein moder- senden Effekt stets eine in Abhängigkeit vom Ort auf
nes analytisches Trennverfahren für organische und der Trennschicht unterschiedliche Lichtstreuung
anorganische Substanzgemische. überlagert, welche sich vor allem bei geringen Sub-
Auf einer meist aus Glas bestehenden Trägerplatte 65 stanzmengen sehr nachteilig bemerkbar macht und
ist eine dünne, aus feinkörnigem lichtstreuendem die Nachweisgrenze verschlechtert. Diese substanz-
Material bestehende Schicht des Sorptionsmittels, unspezifische Abhängigkeit der Lichtstreuung vom
z. B. Kieselgel, aufgetragen, die als Trennschicht be- Ort kann eine sehr ungleichmäßige Basislinie der
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