DE2047952B2 - Verfahren zur photometrischen auswertung der sich bei der auftrennung von substanzgemischen in duennen schichten aus lichtstreuendem material ergebenden zonen - Google Patents

Description

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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

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)

zeichnet wird Das zu trennende und in Lösung bePatentansprüche: findliche Substanzgemisch wird an einer bestimmten Stelle punkt- oder bandförmig auf die Treniischicht

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.

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