Bei vielen Analysenverfahren bereitet die Analyse von gashaltigen, fetthaltigen oder fettartigen Proben grole Schwierigkeiten. Gashaltige Perfluorcarbone oder Fettemulsionen sind mit gewöhnlichen Analysemethoden nicht exakt analysierbar. Der Gasgehalt solcher Proben kann bisher nicht genau quantifiziert werden. Bei den meisten Analysemethoden stören die fettartigen Bestandteile der Proben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Probenaufgabe von gashaltigen lipophilen Flüssigkeiten für Analysengeräte bereitzustellen, um die oben genannten Nachteile zu vermeiden.

Gelöst wurde die Aufgabe durch ein Verfahren zur Probenvorbereitung von gashaltigen Flüssigkeiten, wobei die flüssigen Bestandteile von dem Gas bei der Probenaufgabe getrennt werden.

Durch den Einsatz von Plasma-Spektrometrie (z. B. ICP-MS oder ICP-OES) und der Probenzuführung mittels der Vorrichtung gemäß der Erfindung können die Gasgehalte der Proben genau bestimmt werden.

Gase sind Gase mit einer oder mehreren Gaskomponenten. Zu analysierende Gase in den Flüssigkeiten sind beispielsweise Sauerstoff, Stickstoff, Edelgase wie Helium, Neon, Xenon oder Krypton. Bei Verwendung eines anderen Trägergases bzw. Plasmagases kann auch Argon verwendet werden. Das Verfahren dient vorzugsweise zur Bestimmung des Gehaltes von lipophilen Gasen, besonders bevorzugt lipophilen Edelgasen,

insbesondere Xenon. Die Gase sind in der Probe bereits vor der Probenaufgabe enthalten. Die Gase sind also echte Probenbestandteile und werden nicht zu Analysezwecken durch chemische Reaktionen in der Flüssigkeit bzw. der Probe erst erzeugt.

Die Flüssigkeiten enthalten in der Regel lipophile Bestandteile wie Fette, Ole oder halogenierte flüssige Kohlenwasserstoffe. Die Flüssigkeiten sind z. B.

Blutersatzmittel wie Fluorkohlenstoffe oder Perfluorpolyether, fetthaltige oder ölhaltige Emulsionen (z. B. Infusionslösungen mit Sojaöl wie IntralipidX der Fa. Upjohn). Die zu analysierende gashaltige Flüssigkeit wird im folgenden als Probe, die Flüssigkeit als Matrix und das Gas als Analyt bezeichnet.

Analysengeräte sind beispielsweise Massenspektrometer (MS), insbesondere Geräte für die Plasmaspektrometrie wie ICP-MS (inductive coupled plasma mass spectrometer) oder ICP-OES (OES : optical emission spectrometer), oder Gaschromatographen.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Probe mittels einer Spritze oder einer Dosiereinheit, vorzugsweise einer Spritzenpumpe, einer Kammer zugeführt, die von einem Trägergas (z. B. Argon) durchströmt wird. Die Kammer wird als Abscheidungsgefäß bezeichnet. Die Kammer ist vorzugsweise thermostatisiert, z. B. mittels eines Heizbades. Die Kammertemperatur liegt in der Regel im Bereich von 20 bis 60 °C, vorzugsweise 20 bis 40 °C, insbesondere 20 bis 30 °C. Die Kammer ist beispielsweise aus Metall oder Glas, vorteilhaft aus Glas. Diese Kammer hat vorzugsweise ein Volumen von ca. 80 bis 100 cm3 und ist vorteilhaft so geformt, daß die durch ein Septum mit einer Spritze zugeführte Flüssigkeit sich im Boden der Kammer sammeln kann, ohne den durch die Kammer geleiteten Trägergasstrom (z. B. Argon) zu behindern. Als sehr vorteilhaft erwies sich eine Kammer mit zylindrischem Körper von 4 cm Durchmesser, der auf der Gaseinlaßseite eine Verlängerung besitzt, die bis 1 cm oberhalb

des Bodens reicht. An der Oberseite des Zylinders ist ein Septum mit seitlichem Ansatz für die Spritze angeordnet.

Eine Spritzenpumpe besteht z. B. aus einer Probenspritze, deren Kolben mittels eines Schrittmotors verstellt wird. Eine geeignete Spritzenpumpe ist z.

B. von der Fa. Harvard Apparatus Ltd., Fircroft Way, Edenbridge, Kent, TN8 6HE, England, unter der Bezeichnung"Harvard, 11'Syringe Pump"im Handel erhältlich.

In der Kammer wird Gas und Flüssigkeit (Matrix) getrennt. Der Trägergasstrom mit dem Gas der Probe und der verdampften Flüssigkeitsbestandteile (Matrix) wird durch eine Kühifalle von mindestens minus 20 °C oder kälter geleitet. Matrixbestandteile wie Wasser und lipophile Bestandteile werden dabei vollständig abgetrennt. Der Trägergasstrom mit dem Gas der Probe wird dem eigentlichen Analysegerät, vorzugsweise ICP- MS, zugeführt.

Das Verfahren ist besonders vorteilhaft bei der Analyse von gashaltigen Emulsionen oder Lösungen von Gas, insbesondere Xenon in Perfluorcarbon oder ÖlNVasser-Emulsionen. Eine Beeinträchtigung der Messung durch die Matrix wird durch das Verfahren ausgeschlossen.

Das Verfahren wird anhand der Probenzuführung bei ICP-MS am Beispiel einer Probe mit Xenon in einer Emulsion erläutert, ohne darauf beschränkt zu sein. Zur Probenzuführung wird eine definierte Menge (in der Größenordnung von 50-100 pI) der mit Xenon beladenen Emulsion das Abscheidungsgefäß (eine Art Glasfalle), durch die der Gasstrom (Trägergas, genannt Zerstäubergas bei der Plasmaspektrometrie) des ICP's geführt wird, eindosiert. Im Abscheidungsgefäß wird das Xenon der Probe von der Flüssigkeit getrennt. Der Gasstrom wird durch eine Kühifalle mit mindestens minus 20 °C geführt, wobei die Flüssigkeitsbestandteile von dem Gasstrom entfernt werden. Das Xenon wird mit dem Zerstäubergas dem Plasma des

ICP-MS zugeführt. Im Plasma wird das Xenon ionisiert und gleichzeitig werden letzte Reste flüchtiger organische Bestandteile der Probe, die unter Umständen in der Kühifalle nicht restlos dem Gasstrom entfernt wurden, zerstört. Interferenzen bei der Xenon-Analyse durch flüchtige Bestandteile sind somit ausgeschlossen. Die Xenon-lonen werden im Massenspektrometer detektiert, wobei das Signal zeitlich so lange verfolgt wird bis es unter die Meßgrenze fällt. Die Kalibrierung erfolgt mit einer definierten Menge gasförmigen Xenons, das dem Zerstäubergas mit einer gasdichten Spritze zugeführt wird, auch hier wird der zeitliche Verlauf des Xenon-Signals so lange verfolgt, bis es unter die Meßgrenze fällt (Standardvergleich). Eine definierte Menge gasförmigen Xenons kann auch während der Analyse der Probe zudosiert werden (Standartaddition). Die Auswertung erfolgt durch die Integration des zeitlich aufgelösten Signals und Vergleich mit dem Signal der Kalibrierung.

Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung sind besonders geeignet für die"on-line"-Detektion und Quantifizierung von Xenon in Flüssigkeiten mit lipophilen Bestandteilen wie Blutersatzstoffen, insbesondere mit ICP-MS als Anaiysemethode (siehe Fig. 1). Die Kalibration erfoigt über eine definierte Gasmenge die dem System zugeführt wird. Je nach Gas bzw. Fiüssigkeitsmenge kann ein Standardvergleich oder eine Standardaddition durchgeführt werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Probenzuführungskammer mit Dosiereinrichtung wie Spritzenpumpe und einer nachgeschalteten Kühlfalle, die in einem Trägergasstrom angeordnet sind.

Die Vorrichtung zur Gas-Flüssigkeits-Trennung (Analyt-Matrix-Trennung) wird anhand der Zeichnung eriäutert.

Fig. 1 zeigt ein Schema einer Vorrichtung zur Gas-Flüssigkeits-Trennung.

Die Vorrichtung 1 in Fig. 1 enthält ein Abscheidungsgefäß 2 zur Probenzufuhr. Das Abscheidungsgefäß 2 ist in einem Heizbad 3 angeordnet.

Die Probe wird mittels einer Spritzenpumpe 10 in das Abscheidungsgefäß 2 dosiert. Das Heizbad 3 dient zur Verdampfung der flüssigen Bestandteile der Probe. In der Gaseleitung ist eine Injektionsstelle 5 für die Zuführung von Kalibrierstandards angeordnet. Der Gasweg führt durch eine Kühlfalle 6. Die Kühlfalle 6 dient zur Entfernung von Matrix-Bestandteilen aus dem Gasstrom, dadurch gelangt nur das Gas der Probe in das Analysegerät 9 (z. B. ICP- MS). Das Trägergas, z. B. Argon, gelangt von der Trägergasquelle 7 über die Gasversorgungseinheit 8 in die Gasleitung 4, die zum Abscheidungsgefäß 2 führt.

Die Kalibration erfolgt über eine definierte Gasmenge die dem System zugeführt wird. Je nach Gas bzw. Flüssigkeitsmenge kann ein Standardvergleich oder eine Standardaddition durchgeführt werden.

Beispiel Im folgenden Teil wird anhand einer Messung von Xe in einer lipophilen Flüssigkeit die Vorgehensweise beschrieben. Lipophile Fiüssigkeiten sind z. B. wäßrige Emulsionen mit Fett oder 01 (z. B. Emulsionen auf Basis Sojabohnenöl/ (3n-sn- Phosphatidyl) cholin/GlyceroI/Wasser ; z. B. die Infusionslösung Intralipid der Fa.

Pharmacia & Upjohn GmbH, Erlangen). Bei der Plasmaspektrometrie wird das Trägergas als Zerstäubergas bezeichnet.

Für die Messung ist ein kommerzielles ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometer) verwendet worden. Eine ICP-MS-Software wurde verwendet, die in der Lage ist, ein zeitabhängiges Signal aufzunehmen und zu verarbeiten. In einem ICP-Plasma wird die Probe über einen separaten Gasstrom, das sogenannte Zerstäubergas (ca. 1 I/min Argon) zugeführt. Für diese Messung wird dieser Gasstrom zuvor durch ein Abscheidungsgefäß außerhalb des ICP-MS geleitet, in das das zu analysierende Flüssigkeit/Gas-Gemisch mit einer Spritze langsam (ca

10 bis 100 ul/min) mit einer Spritzenpumpe zudosiert wird. Die Geschwindigkeit hängt dabei von der Gasmenge in der Flüssigkeit, der Empfindlichkeit des ICP-MS und der Abtastfrequenz der Software ab. Nachdem die Flüssigkeit in das Gefäß getropft ist, wird durch äußere Wärmezufuhr das gelöste Gas ausgetrieben und mit dem Zerstäubergasstrom dem ICP-MS zugeführt. Um eine Beeinflussung des Plasmas aufgrund von Wasserdampf auszuschließen, wird das Zerstäubergas über eine Kühlfalle mit geeigneter Temperatur (mindestens-20°C ; z. B. im Bereich minus 40 bis minus 20 °C) geleitet. Durch den Argon-Gasstrom des Zerstäubergases gelangt das Analytgas in das Plasma und wird detektiert (vgl. Fig. 1).

Die Kalibration erfolgt analog zur Messung von Flüssigkeiten nur mit dem Unterschied, dass keine Flüssigkeit sondern eine definierte Gasmenge dem System zugeführt wird. Alternativ kann die Kalibration mit Hilfe der Standardaddition durchgeführt werden. Dabei wird während der Zugabe des Ftüssigkeit/Gas- Gemisches zusätzlich über eine Spritze ein definiertes Gasvolumen pro Zeiteinheit zudosiert.

Mit dieser Art der Probenzuführung ist man in der Lage Gase, gelöst in Flüssigkeiten, zu detektieren und zu quantifizieren. Die Art der Flüssigkeit spielt insofern keine Rolle, da on-line diese Matrix von der Gasphase abgetrennt wird (Analyt-Matrix-Trennung).

Bezugszeichenliste 1 Vorrichtung zur Analyt-Matrix-Trennung 2 Abscheidungsgefäß 3 Heizbad (Wasserbad) 4 Gasleitung (Kapillarleitung) 5 Injektionsstelle zur Standardaddition von zusätzlichem Kalibriergas 6 Kühtfahe 7 Trägergasquelle 8 Gasversorgungseinheit 9 Analysegerät 10 Spritzenpumpe