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Ein mechanischer Träger für Chromatographie oder andere chemische Analyseverfahren und deren Auswertung mittels CD- und/oder DVD-Lesegeräte - Dokument DE10355989A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10355989A1 30.06.2005
Titel Ein mechanischer Träger für Chromatographie oder andere chemische Analyseverfahren und deren Auswertung mittels CD- und/oder DVD-Lesegeräte
Anmelder Smolik, Ludek, Dr. rer. nat., 57555 Mudersbach, DE
Erfinder Smolik, Ludek, Dr. rer. nat., 57555 Mudersbach, DE
DE-Anmeldedatum 27.11.2003
DE-Aktenzeichen 10355989
Offenlegungstag 30.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.06.2005
IPC-Hauptklasse G01N 30/90
Zusammenfassung Chromatographie und viele chemische Testverfahren finden wegen der Komplexität und der Notwendigkeit geeigneter technischer Mittel kaum eine wirklich breite Verwendung im täglichen Leben eines durchschnittlichen Konsumenten. Diese Verfahren sind eher für die Labors bestimmt. Das Verfahren hier ermöglicht eine einfache Durchführung von standardisierten Analyseverfahren mit den dem Laien zugänglichen Mitteln.
Der Träger für die chemische Analyse oder für die Chromatographie ist eine Scheibe aus geeignetem Material, die sonst auch der CD und/oder DVD-Norm genügt. Die entsprechenden Teststrecken für die Reaktionen werden auf die Oberfläche der Scheibe in die dafür vorgesehenen Abschnitte (Mulden etc.) aufgetragen (Abbildung Zusammenfassung (1)). Die innere Fläche (Abbildung Zusammenfassung (2)) der Scheibe dient als ein normaler Datenträger nach CD- und/oder DVD-Norm. Beim Lesen der Scheibe im herkömmlichen CD- und/oder DVD-Laufwerk werden zum Beispiel die Linien des Chromatogramms in ihrer Lage und Intensität registriert.
Die Scheibe ermöglicht die Durchführung von vorfabrizierten Analysen und deren Auswertung mit den herkömmlichen EDV-Geräten.

Beschreibung[de]

Ein mechanischer Träger für Chromatographie oder andere chemische Analyseverfahren und deren Auswertung mittels CD- und/oder DVD-Lesegeräte.

Chemische Analyse mittels des chromatographischen Trennprinzips ist seit Jahrzehnten eine bewährte Untersuchungsmethode. Sie ist einfach, schnell, zuverlässig, und preiswert, verbindet also die Voraussetzungen für eine breite Verwendung auch für Testverfahren im täglichen Leben.

Nachteilig für eine breite Anwendung dieses Verfahrens und auch anderer verwandter Analyseverfahren sind die relativ kostspieligen und technisch aufwendigen optischen Detektorsysteme zur Auswertung des Chromatogramms und ebenfalls deren oft sehr spezifische EDV-Schnittstelle bzw. die interne Auswertesoftware.

Die vorliegende Erfindung wirkt den oben genannten Nachteilen entgegen. Verwendung findet dabei eine, der gängigen CD bzw. DVD in ihren geometrischen und physikalischen Eigenschaften ähnliche Scheibe aus einem optisch und mechanisch geeigneten Material als Träger für die chromatographischen oder allgemein chemischen Messstrecken. Es kann sich zum Beispiel um eine im Standardverfahren hergestellte CD oder DVD handeln, die zusätzlich mit einer speziell gestalteten Oberfläche versehen ist. Die Messstrecken werden in die dafür vorbereiteten Mulden (1) in der Scheibenoberfläche implantiert (siehe 1).

Als chemische Testverfahren eignen sich die gängigen chromatographischen Methoden (Gel-Chromatographie, Dünnschichtchromatographie etc.) oder ähnliche Analysenmethoden. Die Größe der chromatographischen oder allgemein der Reaktionstrecke und derer Platzierung und Form auf der Oberfläche der Scheibe richten sich nach dem chromatographischen oder dem analytischen Verfahren und zugleich nach den Einschränkungen der CD und DVD Standards. Die typischen Dimensionen der Messstrecke betragen einige Millimeter bis ca. 1cm in der Breite und einige Zentimeter in der Länge, entsprechend der gewählten Selektivität des Verfahrens. Die 2 zeigt einige der möglichen Formen (1) der Messstrecke.

Die zu untersuchende Substanz wird auf die hierzu vorgesehene Stelle am Startpunkt des präparierten Messstreifens aufgebracht. Aufgrund der unterschiedlichen Beweglichkeit der Komponenten der Probe zum Beispiel trennen sich die Komponenten räumlich nach einer bestimmten Laufzeit und es entsteht ein Chromatogramm. Die Verwendung anderer, geeigneter Analysemethoden ist ebenfalls denkbar.

Die Auswertung der chromatographischen Linien zum Beispiel geschieht in dem gängigen CD, CD-R, DVD, bzw. DVD-R-Laufwerk einer EDV-Anlage (PC etc.). Der monochromatische Laserstrahl tastet hierfür die Unterseite der durchsichtigen Scheibe ab und das reflektierte Licht bzw. die Lumineszenzausbeute wird im Photodetektor des Laufwerks gemessen. Auf einem Chromatogramm zum Beispiel wird die Lage und die Intensität der chromatographischen Linien mit einer sehr hohen Orts- und Intensitätsauflösung vermessen und dient einer präzisen sowohl qualitativen als auch quantitativen Analyse. Zum Zwecke der Kalibrierung können auf der Scheibe dem Test entsprechenden Etalon-Messstreifen angebracht und präpariert werden.

Für spezifische chromatographische und chemische Tests wird Licht unterschiedlicher Wellenlänge vorwiegend im ultravioletten Spektralbereich benötigt. Hierzu kann entweder ein Laufwerk mit mehreren unterschiedlichen Laserdioden verwendet werden oder die Frequenzumwandlung des monochromatischen Laserlichtes (Vervielfachung der Frequenz mittels der nichtlinearen Effekten der Wechselwirkung des Laserlichtes mit Materie) findet in dem entsprechend präparierten Material der Messstrecke. Die spektrale Empfindlichkeit der Photodiode im Laufwerk überdeckt in der Regel einen genügend großen Wellenlängenbereich und muss nicht speziell angepasst werden.

Die Auswertung der im Photodetektor aufgenommen Information (siehe 3) geschieht in der CPU des angeschlossenen Rechners. Die entsprechende Steuerungssoftware für das Laufwerk, die Auswertesoftware wird oder kann direkt auf der chromatographischen Scheibe auf dem dafür vorgesehenen Datenbereich (2) (siehe 2) in dem CD oder DVD-Standard mit ausgeliefert werden.

Es zeigen:

1: Querschnitt durch eine CD- (5) bzw. DVD-ähnliche (6) Struktur, nicht maßstabstreu. Die mit (3) und (4) gekennzeichneten Bereiche sind Aussparungen in dem Material der Scheibe und für die Aufnahme der chemischen Messstrecke vorgesehen. (1) markiert den Datenträgerbereich der, (2) markiert den äußeren Analysebereich.

2: Äußerer Analysebereich mit unterschiedlichen Messstreifenformen (1), diese können die Laufstrecke durch schräge oder spiralenförmige Anordnung verlängern. Der innere Bereich (2) ist für die Datenspeicherung (Programm- und Datenbereich) vorgesehen.

3: Das Einlesen des Chromatogramms (1) mit dem CD oder DVD-Laufwerk und die gemessene Intensitätsverteilung (4) des Chromatogramms als Funktion des Radius (5). Das monochromatische Laserlicht (2) wird mittels der Quelle (3) erzeugt und gleichzeitig auch in dem Detektorsystem (4) gemessen.


Anspruch[de]
  1. Verwendung eines gearteten, scheibeförmigen Trägers im standardisierten Format einer gängigen CD (Compact Disc)- und/oder DVD (Digital Versatile Disc), dadurch gekennzeichnet, dass der Träger für chromatographische Messstrecken oder sonstige chemische Analysen mittels unterschiedlicher Beweglichkeit und/oder Reaktionsgeschwindigkeit der zu untersuchenden Substanzen dient.
  2. Träger nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er auf den dafür vorgesehenen, für chemische Analyse unbenutzten Flächen einen digitalen Informationsträger nach dem CD und/oder CD-R und/oder CD-RW und/oder DVD und/oder DVD-R und/oder DVD-WR Standard zur Distribution der Steuerung- , Analysesoftware und Speicherung von Daten enthält.
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