專利名稱：用移動(dòng)式水分析系統(tǒng)測(cè)定水樣中的被分析物的方法
用移動(dòng)式水分析系統(tǒng)測(cè)定水樣中的被分析物的方法本發(fā)明涉及一種用移動(dòng)式水分析系統(tǒng)測(cè)定水樣中被分析物的方法。本發(fā)明還涉及一種用于上述測(cè)定方法的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)以及相應(yīng)的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)的基礎(chǔ)單元和測(cè)試元件?！耙苿?dòng)式”是指本發(fā)明的水分析系統(tǒng)例如作為似連續(xù)測(cè)量工作過程分析設(shè)備不是固定不動(dòng)的。當(dāng)今，移動(dòng)式水分析領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)以如DE 41 09 118 Al中所披露的所謂光度試管測(cè)試設(shè)施(Photometric cuvette tests)為代表。這些測(cè)試設(shè)施的使用由手動(dòng)操作完成。首先，用吸管取水樣并將水樣送入試管中。為了測(cè)定水樣的自吸收性，即，所謂的試樣空白值，將試管插入光度計(jì)中并進(jìn)行光度測(cè)量。然后，將試劑加入試管內(nèi)的水樣中。封閉試管并對(duì)其搖動(dòng)，以使水樣與主試劑混合，隨后將試管插入光度計(jì)內(nèi)并進(jìn)行光度測(cè)量。這種手動(dòng)的試管測(cè)試的操作很不方便且極易出現(xiàn)誤差。用過的試劑對(duì)健康和環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生危害，因此必要時(shí)必須在實(shí)施分析之后相應(yīng)地清理試管。這種不方便的操作使得試管測(cè)試實(shí)際上只能用于實(shí)驗(yàn)室。包括測(cè)定水樣的自吸收性的這種水樣分析可在非移動(dòng)式水樣分析系統(tǒng)中自動(dòng)完成。本發(fā)明的目的是提供一種用于測(cè)定水樣中被分析物的方法或設(shè)備，其包括用改進(jìn)了操作的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)來測(cè)定水樣的自吸收性。按照本發(fā)明，此目的通過一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法以及一種根據(jù)權(quán)利要求 5或6所述的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。按照本發(fā)明的用于測(cè)定水樣中被分析物的方法與一種移動(dòng)式水分析系統(tǒng)有關(guān)，該系統(tǒng)具有移動(dòng)式基礎(chǔ)單元和可更換的一次性使用的測(cè)試元件，測(cè)試元件被插入或可被插入基礎(chǔ)單元內(nèi)以便測(cè)定被分析物。測(cè)試元件是復(fù)雜的部件，其中測(cè)試元件設(shè)有帶入口孔的試樣管線，入口孔被定位在測(cè)試元件的遠(yuǎn)端。測(cè)量段被設(shè)置在試樣管線的管線中，并形成設(shè)置在基礎(chǔ)單元內(nèi)的分析器的測(cè)量路徑。分析器的所有其他部件都被設(shè)置在基礎(chǔ)單元內(nèi)而不是在測(cè)試元件內(nèi)。基礎(chǔ)單元還設(shè)有用于保持被插入的測(cè)試元件的測(cè)試元件容納部。在試樣管線的另外線路中，S卩，從入口孔向外看在測(cè)量段之后的線路中設(shè)有第一反應(yīng)劑段。在第一反應(yīng)劑段內(nèi)設(shè)有反應(yīng)劑，反應(yīng)劑例如可以是主試劑、輔助反應(yīng)劑或輔助物質(zhì)。主試劑變色地與水樣中的被分析物發(fā)生反應(yīng)，或者主試劑能供電化學(xué)分析使用。輔助反應(yīng)劑也與水樣發(fā)生反應(yīng)，但不是針對(duì)定量測(cè)定水樣中的被分析物的目的直接與被分析物發(fā)生反應(yīng)，而是針對(duì)其他目的。輔助物質(zhì)不與水樣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但對(duì)水樣有其它影響。根據(jù)本發(fā)明，首先將測(cè)試元件插入基礎(chǔ)單元的測(cè)試元件容納部?jī)?nèi)。測(cè)試元件的插入可手動(dòng)或自動(dòng)完成。然后手動(dòng)或自動(dòng)地將測(cè)試元件的入口孔浸入待檢測(cè)的水中，并通過將水樣向前輸送相應(yīng)地獲得規(guī)定量或規(guī)定體積的水樣，所述規(guī)定量或規(guī)定體積的水樣被從入口孔輸送到測(cè)量段?？勺詣?dòng)或半自動(dòng)地獲得規(guī)定量的水樣在基礎(chǔ)單元的測(cè)試元件容納部?jī)?nèi)插入測(cè)試元件能啟動(dòng)基礎(chǔ)單元以便測(cè)定被分析物。在下一步中，可手動(dòng)或自動(dòng)地將測(cè)試元件的入口孔浸入待檢測(cè)的水中。將入口孔浸入水池之后，啟動(dòng)泵作動(dòng)器，例如可通過檢測(cè)水樣中的小壓力沖量確定所述浸入?；蛘?，可手動(dòng)觸發(fā)泵作動(dòng)器的啟動(dòng)。通過啟動(dòng)泵作動(dòng)器，可有效地使水樣通過試樣管線的入口孔朝測(cè)量段泵送。吸入規(guī)定體積的水樣并將其分隔成試樣柱，此處試樣柱在兩個(gè)縱向端以空氣為界。通過將試樣柱限制到規(guī)定體積，可確保水樣和主試劑之間的規(guī)定比率。通過吸入規(guī)定量的水樣后使泵作動(dòng)器停止工作并發(fā)出要求操作人員將入口孔再從待檢測(cè)的水中取出的試樣提取結(jié)束信號(hào)，將水樣量限定在規(guī)定的量。可供選擇的是，規(guī)定的水樣量的分隔也可通過使用相應(yīng)的閥來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，該閥在吸入規(guī)定量的水樣后將空氣導(dǎo)入試樣管線內(nèi)?！跋蚯氨盟汀痹诒景l(fā)明中是指在試樣管線中從入口孔離開的輸送。能以任何公知方式實(shí)施向前泵送，例如，通過基礎(chǔ)單元內(nèi)的泵實(shí)現(xiàn)，此時(shí)泵與試樣管線連接，或者通過在一次性使用的測(cè)試元件處的包括較大的泵容積的泵隔膜實(shí)現(xiàn)，其中泵隔膜由基礎(chǔ)單元的相應(yīng)的泵作動(dòng)器控制，例如，由已經(jīng)驅(qū)動(dòng)的泵推桿控制。在測(cè)量段，由分析器完成水樣的第一次分析，例如，測(cè)定試樣空白值。然而將主試劑安放在入口孔和測(cè)量段之間的試樣管線內(nèi)時(shí)，第一次分析也可以是定量測(cè)定水樣中的被分析物。分析器可以是測(cè)定水樣的電學(xué)參數(shù)的電化學(xué)分析器。可選地或附加地，分析器可以是具有光源和光接收器的光度計(jì)。一旦第一次分析結(jié)束，就將水樣從測(cè)量段向前輸送到第一反應(yīng)劑段。在第一反應(yīng)劑段水樣與第一反應(yīng)劑相遇并混合。第一反應(yīng)劑可以是主試劑，例如，可以是使水樣中被分析物著色的反應(yīng)劑?？晒┻x擇的是，若將主試劑安放在入口孔和測(cè)量段之間，第一反應(yīng)劑例如輔助反應(yīng)劑或其它類型的輔助物質(zhì)。第一反應(yīng)劑優(yōu)選是主試劑，并優(yōu)選與水樣中待證實(shí)的被分析物發(fā)生反應(yīng)，其中所述反應(yīng)可改變水樣的光學(xué)或電化學(xué)性質(zhì)。參考設(shè)計(jì)成光度計(jì)的分析器的實(shí)例，水樣的吸收光譜分別在特定的規(guī)定光譜線或規(guī)定的光譜區(qū)改變。第一反應(yīng)劑也可以是不是指示反應(yīng)劑的輔助反應(yīng)劑或其他輔助物質(zhì)。通過例如反復(fù)向后和向前泵送實(shí)現(xiàn)水樣混合而準(zhǔn)備好且均勻化的水樣最終從第一反應(yīng)劑段被反向輸送回到測(cè)量段，在該測(cè)量段中通過基礎(chǔ)單元的分析器采用電學(xué)和/或光學(xué)手段對(duì)水樣進(jìn)行二次分析。二次分析的結(jié)果例如是毛測(cè)量值。例如，從第二次分析的毛測(cè)量值中減去第一次分析的試樣空白值，由此得出水樣中被分析物的凈測(cè)量值。必要時(shí)顯示和/或保存該凈值。一旦存在所述凈測(cè)量值，可手動(dòng)或自動(dòng)地移除該一次性使用的測(cè)試元件。與測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量相關(guān)的所有水分析的工作步驟，尤其是分析，例如測(cè)定試樣的空白值、計(jì)量第一反應(yīng)劑，將第一反應(yīng)劑與水樣混合、等待所需反應(yīng)時(shí)間等等，可半自動(dòng)或全自動(dòng)地進(jìn)行，并在氣密封的條件下進(jìn)行。因此，幾乎能夠完全排除因不正確操作導(dǎo)致的誤
差和危害。整體而言，權(quán)利要求1要求保護(hù)的主題是一種用于一次性使用的測(cè)試元件的方法，其中測(cè)試元件設(shè)有試樣管線和測(cè)量段，在該方法中，水樣在測(cè)量段經(jīng)第一次分析后被向前泵送到第一反應(yīng)劑段以便與所述反應(yīng)劑混合并被向后泵送到測(cè)量段從而再次進(jìn)行分析。 可使水樣在第一次分析前就與主試劑混合，或者可在沒有反應(yīng)劑的情況下將水樣輸送到測(cè)量段以進(jìn)行第一次分析，例如為了測(cè)定試樣的空白值。將反應(yīng)劑安放在測(cè)量段后的第一反應(yīng)劑段內(nèi)，為執(zhí)行一種或幾種分析以及進(jìn)一步改善一次性使用的測(cè)試元件的其它特性提供了多種可能性。根據(jù)按本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選實(shí)施例，試樣管線中在第一反應(yīng)劑段后設(shè)有優(yōu)選裝有輔助物質(zhì)的第二反應(yīng)劑段物質(zhì)。緊接所述水樣分析執(zhí)行以下方法步驟將被分析的水樣從測(cè)量部段向前輸送到第二反應(yīng)劑段。水樣在第二反應(yīng)劑段與第二反應(yīng)劑，亦即優(yōu)選與輔助物質(zhì)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。從測(cè)量段向外看去，由于第二反應(yīng)劑處于第一反應(yīng)劑或第一反應(yīng)劑段之后和之外，可以實(shí)現(xiàn)多種不同的附加功能。例如，第二反應(yīng)劑可以是形式為膠凝劑和/或著色劑的輔助物質(zhì)，膠凝劑和/或著色劑使水樣在分析后成膠狀和/或被著色。膠凝導(dǎo)致水樣固著于試樣管線中從而避免從試樣管線流出。水樣顏色的改變通知用戶和/或能夠確定光學(xué)性質(zhì)變化的基礎(chǔ)設(shè)備該一次性使用的測(cè)試元件已被用過。優(yōu)選將水樣從第二反應(yīng)劑段反向輸送到測(cè)量段，在那用分析器對(duì)水樣進(jìn)行第三次分析?？蓪⒗缬械诙o助物質(zhì)的第三反應(yīng)劑段定位在物質(zhì)第二反應(yīng)劑段之后，由此緊接水樣的第三次分析執(zhí)行以下方法步驟將水樣向前輸送到第三反應(yīng)劑段；將水樣從第三反應(yīng)劑段反向輸送到測(cè)量段；以及用分析器對(duì)水樣進(jìn)行第四次分析。兩個(gè)輔助物質(zhì)段，亦即第二和第三反應(yīng)劑段中的兩種輔助物質(zhì)優(yōu)選是不同量或濃度的分析標(biāo)準(zhǔn)物(analyte-standard)。所描述的方法允許實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)添加(standard addition)，致使可對(duì)每一測(cè)量順序進(jìn)行校準(zhǔn)。通過對(duì)水樣的第一主分析物的分析結(jié)果進(jìn)行回歸計(jì)算可測(cè)定水樣中被分析物的實(shí)際而精確的濃度。也可設(shè)置多于兩個(gè)、分別裝有相應(yīng)輔助物質(zhì)或分析標(biāo)準(zhǔn)物的被分析物段，以提高尤其是非線性特征線方面的校準(zhǔn)準(zhǔn)確性。測(cè)試元件可具有扁平火柴梗大小，因此試樣管線可具有相應(yīng)小的橫截面，該橫截面的范圍可在0.01mm2到幾平方毫米之間。測(cè)光段(photometricalsection)或由測(cè)光段構(gòu)成的測(cè)量路徑應(yīng)盡可能長(zhǎng)，例如，在幾毫米到幾厘米的范圍內(nèi)。因此，測(cè)光段內(nèi)的水樣的體積在一到約一百立方毫米的范圍。為此所需的反應(yīng)劑的量相應(yīng)地很小，因而由反應(yīng)劑帶來的對(duì)健康和環(huán)境的潛在危害也相應(yīng)很小。因此，可免去適當(dāng)處理的需求，進(jìn)而可免除分銷商或生產(chǎn)商分別在適當(dāng)處理或回收測(cè)試元件方面所付出的相當(dāng)大的耗費(fèi)。與水分析測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量相關(guān)的所有步驟，例如，被分析物的計(jì)量、被分析物與水樣的混合以及等待反應(yīng)時(shí)間等等，分別可以半自動(dòng)或全自動(dòng)地完成，并在氣密封的條件下進(jìn)行。因此，幾乎能夠完全排除因不正確操作導(dǎo)致的誤差和危害。優(yōu)選分析器是光度計(jì)，其帶有產(chǎn)生測(cè)量光束的光源和用來在測(cè)量光束通過測(cè)試元件的構(gòu)成測(cè)光段的測(cè)量段后接收測(cè)量光束的光接收器。優(yōu)選將光度計(jì)設(shè)置為透射光度計(jì)。 與反射光度計(jì)相比，透射光度計(jì)具有較大的有效信號(hào)。這使得即使測(cè)量路徑相對(duì)較短時(shí)也能精確地定量測(cè)定水樣中的被分析物。測(cè)量段設(shè)有至少一個(gè)測(cè)光窗口，用于測(cè)量光束的出入。借助光度測(cè)定法可測(cè)定如氯、磷酸鹽和銨。也可選擇分析器為可測(cè)定測(cè)量段中的電學(xué)參數(shù)的電化學(xué)分析器。測(cè)量段設(shè)置至少一個(gè)電極或傳感器區(qū)域，該至少一個(gè)電極或傳感器區(qū)域通過導(dǎo)線與測(cè)試元件的觸點(diǎn)或接觸區(qū)域連接。測(cè)試元件的觸點(diǎn)或接觸區(qū)域又相應(yīng)地與基礎(chǔ)單元的觸點(diǎn)或接觸區(qū)域以及以此方式與基礎(chǔ)單元的分析器連接。電極或傳感器區(qū)域可以具有幾平方微米至幾平方毫米的面積?？衫秒娀瘜W(xué)方法測(cè)定不同的參數(shù)，例如，電導(dǎo)率、氧化還原電勢(shì)、PH值以及氧含量?？蛇x擇的是，基礎(chǔ)單元既設(shè)有光度分析器或光學(xué)分析器，又設(shè)有電化學(xué)分析器，因此可選擇地使用基礎(chǔ)單元中的光度測(cè)定測(cè)試元件或光學(xué)測(cè)試元件以及電化學(xué)測(cè)試元件。測(cè)試元件可以設(shè)有至少一個(gè)定位元件，該至少一個(gè)定位元件保證測(cè)試元件準(zhǔn)確定位在基礎(chǔ)單元內(nèi)。測(cè)試元件的測(cè)量段必須精確地與基礎(chǔ)單元的光度計(jì)成一直線以確保無誤差地進(jìn)行光度測(cè)量。因此，測(cè)試元件設(shè)有至少一個(gè)單獨(dú)的定位元件，該定位元件在測(cè)試元件的側(cè)向表面旁確?；A(chǔ)單元內(nèi)的測(cè)試元件的精確定位。例如，測(cè)試元件包括槽、空腔或開口，基礎(chǔ)單元的相應(yīng)預(yù)緊的卡扣元件卡入所述槽、空腔或開口，以將測(cè)試元件精確地定位并固定在基礎(chǔ)單元內(nèi)。可將例如處于干燥狀態(tài)的一種反應(yīng)劑或多種反應(yīng)劑分別安置在試樣管線內(nèi)。在試樣管線內(nèi)測(cè)量段之后還可相繼安放多種不同的主試劑，亦即指示反應(yīng)劑。一旦水樣到達(dá)相關(guān)的主試劑處，該主試劑溶于水樣中并與待檢測(cè)的被分析物反應(yīng)，例如變色。優(yōu)選一次性使用的測(cè)試元件設(shè)有由基礎(chǔ)單元的泵作動(dòng)器控制的泵隔膜，其中泵作動(dòng)器例如可設(shè)有電動(dòng)泵桿。柔性泵隔膜被定位在試樣管線上的與試樣入口孔相對(duì)的一端并氣密封試樣管線的泵開口，從而通過泵隔膜的變形推動(dòng)空氣并使試樣管線內(nèi)的水樣運(yùn)動(dòng)。 泵隔膜的擠壓或變形導(dǎo)致流體試樣管線內(nèi)向后運(yùn)動(dòng)，而泵隔膜的松弛則導(dǎo)致流體在試樣管線內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。通過隔膜的彈性反變形或通過借助泵作動(dòng)器回拉隔膜來實(shí)現(xiàn)隔膜的松弛。 泵隔膜和泵作動(dòng)器兩者形成隔膜泵，其中測(cè)試元件僅設(shè)有泵隔膜。可將電動(dòng)泵作動(dòng)器或泵桿分別定位在基礎(chǔ)單元內(nèi)。作為備選方案，測(cè)試元件設(shè)有試樣管線的泵開口。泵開口被定位在試樣管線的與入口孔對(duì)置的一端?；A(chǔ)單元設(shè)有試樣泵，只要將測(cè)試元件插入基礎(chǔ)單元，該試樣泵就與被插入的測(cè)試元件的泵開口連接。優(yōu)選測(cè)量段和泵開口之間安置有吸收體。吸收體用于在水樣于測(cè)試段中作最后一次分析并被向前輸送到吸收體后吸收水樣。因此，水樣不可移動(dòng)且可避免水樣流出測(cè)試元件。例如，吸收體可以是毛狀體、例如由膨潤(rùn)土構(gòu)成的黏土體，或者可以是所謂的超吸收體。 另外，吸收體可附加地包括中和反應(yīng)劑。優(yōu)選的是，試樣管線設(shè)有試樣過濾器，在水樣被送到測(cè)量段并在那進(jìn)行光度分析之前，該試樣過濾器過濾通過測(cè)試元件的入口孔被吸入的水樣。試樣過濾器可例如由玻璃棉構(gòu)成。試樣管線內(nèi)優(yōu)選設(shè)有疏水的塞棒毛細(xì)管。該塞棒毛細(xì)管可以布置在泵開口附近， 從而防止水樣離開試樣管線以及通過泵開口進(jìn)入基礎(chǔ)單元。取代塞棒毛細(xì)管的是也可以使用疏水的塞棒過濾器。根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，試樣管線設(shè)有計(jì)量毛細(xì)管，該毛細(xì)管被安置在入口孔和測(cè)量段之間。優(yōu)選將計(jì)量毛細(xì)管直接安置在入口孔處。在吸收水樣時(shí)，通過使用計(jì)量毛細(xì)管，主要借助毛細(xì)管力輸送水樣，致使分隔出規(guī)定的水樣量。此后，通過使用泵作動(dòng)器在試樣通道內(nèi)向前或必要時(shí)向后泵送水樣。
測(cè)試元件可設(shè)有干燥劑，以保護(hù)主試劑免于受潮。例如，可通過使用疏水的塞棒毛細(xì)管將試樣管線與干燥劑隔離，其中來自試樣管線的濕氣可通過塞棒毛細(xì)管流向干燥劑?？捎梅莱眰魉兔芊饧?duì)入口孔和/或泵開口進(jìn)行密封，該密封件在測(cè)試元件被插入基礎(chǔ)單元時(shí)被自動(dòng)或手動(dòng)打開，例如被刺穿?？蛇x地或附加地，可將單個(gè)測(cè)試元件密封在防潮包裝材料內(nèi)。下文將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的一些實(shí)施例。附圖中

圖1為用于實(shí)施本發(fā)明的測(cè)定方法的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)包括基礎(chǔ)單元和測(cè)試元件；圖2示出了圖1所示水分析系統(tǒng)的測(cè)試元件；圖3示出了用于實(shí)施本發(fā)明的測(cè)定方法的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)的第二實(shí)施例，該系統(tǒng)包括裝有幾個(gè)測(cè)試元件的可更換盒；圖4示出了圖3所示的可更換的盒；圖5以前視圖的形式示出了電化學(xué)-光學(xué)測(cè)試元件的第二實(shí)施例；圖6為圖5所示測(cè)試元件的后視圖；圖7為具有泵隔膜的測(cè)試元件的第三實(shí)施例的側(cè)視圖，泵隔膜由基礎(chǔ)單元的泵作動(dòng)器控制。圖1和3示意地示出了用于定量測(cè)定水樣中被分析物的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)10、 10’。當(dāng)前示出和描述了一種光度分析系統(tǒng)10、10’，用它可測(cè)定氯、磷酸鹽或銨。但作為備選，本分析系統(tǒng)原則上也可以設(shè)計(jì)為帶有電分析器的電化學(xué)分析系統(tǒng)。圖1所示的分析系統(tǒng)被分成基礎(chǔ)單元14和可更換的一次性使用的測(cè)試元件16，圖中該測(cè)試元件被插入基礎(chǔ)單元14內(nèi)。測(cè)試元件16由用塑料制成的測(cè)試元件本體18構(gòu)成。測(cè)試元件本體18具有成型為槽狀的試樣管線20。測(cè)試元件本體18的帶有槽式開口的那側(cè)可用塑料膜或鋁膜(未示出)封閉。試樣管線20設(shè)有入口孔22，該入口孔被定位在試樣管線的相對(duì)于基礎(chǔ)單元14為遠(yuǎn)端之處，來自水池12的水樣可以通過該入口孔吸入。沿流動(dòng)方向與處于入口孔22之后的是試樣管線20的呈彎彎曲曲形狀的混合段沈，在該混合段中主試劑、輔助反應(yīng)劑或輔助物質(zhì)與被吸入的水樣均勻混合。測(cè)量段觀被安置在混合段沈之后，在該測(cè)量段中可進(jìn)行定量測(cè)定。圖示的測(cè)量段觀是測(cè)光段，其中測(cè)量段觀形成用于基礎(chǔ)單元14的相應(yīng)的光度分析器30的測(cè)量路徑。 如圖2所示，測(cè)光段觀的兩側(cè)包括允許測(cè)量光束穿過的測(cè)光窗口 44，46。測(cè)試元件本體18 可全部由允許測(cè)量光束35穿過的塑料制成。接近測(cè)量段觀，亦即從入口孔22看去在測(cè)量段觀之后的是反應(yīng)劑段23，該反應(yīng)劑段裝有是主試劑的干燥的反應(yīng)劑對(duì)。在與入口孔22相對(duì)的試樣管線端，即，在第一反應(yīng)劑段23之后，設(shè)置有作為泵元件的泵開口 40，該泵開口在測(cè)試元件被插入基礎(chǔ)單元14內(nèi)時(shí)與基礎(chǔ)單元的構(gòu)成泵作動(dòng)器的試樣泵42的連接?；A(chǔ)單元14設(shè)有分析器30，該分析器為具有兩個(gè)光源32、33和一個(gè)光接收器34 的透射光度計(jì)(transmission photometer)。光源32、33發(fā)射不同波長(zhǎng)的光，光接收器接收兩種波長(zhǎng)的光。
測(cè)試元件16設(shè)有實(shí)施為開口形式的定位元件48。定位元件48與基礎(chǔ)單元16的相應(yīng)的預(yù)緊的卡扣元件協(xié)同作用，因此可重復(fù)且準(zhǔn)確地將測(cè)試元件16定位在基礎(chǔ)單元16 內(nèi)。這可確保由光源32、33產(chǎn)生的測(cè)量光束35精確地與光度測(cè)量段觀成一直線。基礎(chǔ)單元14的測(cè)試元件容納部由容納部豎井15構(gòu)成，測(cè)試元件16盡量無任何余隙地移入該容納部豎井。圖3示出了移動(dòng)式水分析系統(tǒng)10’的第二實(shí)施例，其包括可更換的盒60，該盒被成形為具有十五個(gè)鼓室62的鼓，其中每個(gè)鼓室62裝載有測(cè)試元件16。塑料鼓體64被圓形密封箔66軸向密封，從而將鼓室62密封成氣密封和流體密封。如圖3所示，可更換的盒60被插入基礎(chǔ)單元14’的相應(yīng)的盒容納部?jī)?nèi)?；A(chǔ)單元 14’設(shè)有盒旋轉(zhuǎn)作動(dòng)器67和帶測(cè)試元件移動(dòng)器70的測(cè)試元件移動(dòng)作動(dòng)器68。如圖3所示， 移動(dòng)器70可自動(dòng)地使測(cè)試元件16從鼓室62移動(dòng)到測(cè)量位置。一旦測(cè)量結(jié)束，移動(dòng)器70使測(cè)試元件16運(yùn)動(dòng)離開測(cè)量位置并將其推出基礎(chǔ)單元 14’。在下一步中，從盒60內(nèi)完全移除移動(dòng)器70 ；隨后旋轉(zhuǎn)作動(dòng)器67使盒60轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)鼓室的角度，致使裝有測(cè)試元件16的下一個(gè)鼓室62與移動(dòng)器70成一直線。一旦用戶給出需要測(cè)量的信號(hào)，移動(dòng)器70使測(cè)試元件16從鼓室62移動(dòng)到測(cè)量位置，從而開始測(cè)量。圖5和圖6為測(cè)試元件80的第二實(shí)施例的前視圖和后視圖。測(cè)試元件80是電化學(xué)-光學(xué)測(cè)試元件，其設(shè)有處于試樣管線84內(nèi)的電化學(xué)-光學(xué)測(cè)量段82。測(cè)量段82設(shè)有兩個(gè)被定位成彼此相對(duì)的電極86、88，這些電極通過導(dǎo)線90、92與觸點(diǎn)94、96相連。觸點(diǎn) 94、96被設(shè)置成與對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)單元的觸點(diǎn)對(duì)置，其中所述觸點(diǎn)與基礎(chǔ)單元的電化學(xué)分析器相連。此外，測(cè)量段82設(shè)有用于光度計(jì)的光學(xué)測(cè)量路徑。從入口孔22看去，在測(cè)量段82之后是裝有第一反應(yīng)劑M的第一反應(yīng)劑段23，第一反應(yīng)劑是主試劑對(duì)。在第一反應(yīng)劑段23之后是裝有第二反應(yīng)劑27的第二反應(yīng)劑段25， 該第二反應(yīng)劑是第一輔助物質(zhì)27。與第二反應(yīng)劑段25相鄰的是裝有第三反應(yīng)劑31的第三反應(yīng)劑段四，該第三反應(yīng)劑是第二輔助物質(zhì)31。輔助物質(zhì)27、31兩者是分別具有不同數(shù)量或濃度的分析標(biāo)準(zhǔn)物。圖6的測(cè)試元件的后側(cè)設(shè)有作為測(cè)試元件80的泵元件的泵開口 40。圍繞泵開口 40設(shè)有圓形密封元件41，以確保試樣管線84和實(shí)施為泵作動(dòng)器42的試樣泵之間的盡可能氣密封的連接。圖7為移動(dòng)式水分析系統(tǒng)10”的另一實(shí)施例的一部分的示意性側(cè)視圖。水分析系統(tǒng)10”設(shè)有一次性使用的測(cè)試元件116，該測(cè)試元件具有處于泵開口 40上方的凸泡狀泵隔膜118。形成泵元件的泵隔膜118的容積大于試樣管線84的總?cè)莘e?；A(chǔ)單元114設(shè)有馬達(dá)122和被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的泵桿IM作為泵作動(dòng)器120，其中泵桿 124精確計(jì)量地操作被插入的一次性使用的測(cè)試元件116的泵隔膜118。借助桿IM使泵隔膜118相應(yīng)變形，可以讓水樣在試樣管線的整個(gè)長(zhǎng)度上任意地前后運(yùn)動(dòng)。為了測(cè)定水樣中的被分析物，首先將測(cè)試元件16插入基礎(chǔ)單元14的測(cè)試元件容納部?jī)?nèi)。由此在必要時(shí)啟動(dòng)基礎(chǔ)單元14。在下一步中，用手將測(cè)試元件16的入口孔22浸入待檢測(cè)的水池12中，并且通過泵42將水樣通過在試樣管線20內(nèi)的向前輸送輸送至測(cè)量段觀。借助分析器30在測(cè)量段觀中于第一次分析中測(cè)定測(cè)量段內(nèi)水樣的試樣空白值。—旦完成試樣空白值的測(cè)定，水樣從測(cè)量段28被向前泵送到第一反應(yīng)劑段23。水樣與第一反應(yīng)劑段23內(nèi)作為主試劑的第一反應(yīng)劑M相遇，并在那與主試劑混合。主試劑與水樣中的待證實(shí)的被分析物反應(yīng)致使水樣的光學(xué)吸收性質(zhì)發(fā)生改變。通過反向泵送，水樣從第一反應(yīng)劑段23回流到測(cè)量段觀。借助分析器30在那對(duì)水樣進(jìn)行第二次光度分析。第二次分析結(jié)果是毛值。最后從毛值中減去空白值得到水樣中凈分析物測(cè)量值以及因而得到被分析物的濃度。利用圖5和圖6所示的測(cè)試元件80，通過采用標(biāo)準(zhǔn)添加法(analyte-standard)可以更精確地測(cè)定水樣中的被分析物。在對(duì)測(cè)量段82內(nèi)的被分析物進(jìn)行測(cè)定之后，再次將水樣向前泵送到裝有第二反應(yīng)劑27的第二反應(yīng)劑段25。第二反應(yīng)劑27是第一輔助物質(zhì)，其為分析標(biāo)準(zhǔn)物。水樣在第二反應(yīng)劑段25內(nèi)與第二反應(yīng)劑27混合。隨后，水樣從第二反應(yīng)劑段25被反向泵送到測(cè)量段82，借此對(duì)水樣進(jìn)行第三次光度分析。最后，水樣再次被向前輸送到第三反應(yīng)劑段四，水樣在此與第三反應(yīng)劑31混合，該第三反應(yīng)劑定義為形式為第二分析標(biāo)準(zhǔn)物的第二輔助反應(yīng)劑。水樣從第三反應(yīng)劑段四再次被反向輸送到測(cè)量段82，在此通過光度計(jì)對(duì)水樣進(jìn)行第四次測(cè)量。從兩次光度分析標(biāo)準(zhǔn)物測(cè)量得出濃度-吸收特征線，該特征線能通過使用凈分析物測(cè)量值精確測(cè)定水樣的被分析物濃度?？晒┻x擇的是，反應(yīng)劑M、27、31可為其他類型的輔助反應(yīng)劑輔助反應(yīng)劑也可以是中和反應(yīng)劑。在測(cè)量段觀中對(duì)被分析物進(jìn)行進(jìn)行測(cè)定之后， 水樣被泵送到輔助反應(yīng)劑，該輔助反應(yīng)劑以中和主試劑的方式與主試劑發(fā)生反應(yīng)，因此例如能按家庭垃圾處理。輔助反應(yīng)劑也使水樣成膠狀和/或使水樣著色，并且在實(shí)施被分析物的定量測(cè)定之后與水樣結(jié)合。水樣顏色的改變向用戶顯示該測(cè)試元件已用過。這一點(diǎn)在必要時(shí)也可以通過基礎(chǔ)設(shè)備確定。膠凝作用可使水樣固著于試樣管線中，從而避免水樣外流。輔助反應(yīng)劑也可以是使主試劑活化的活化劑。為此將輔助反應(yīng)劑和主試劑相繼安放。一旦主試劑與水樣中的輔助反應(yīng)劑混合，輔助反應(yīng)劑就使主試劑活化?？蓪⒅髟噭┮约拜o助反應(yīng)劑安放在測(cè)量段觀和泵開口 40之間或可選地安放在入口孔22和測(cè)量段觀之間。
10
權(quán)利要求
1.一種利用移動(dòng)式水分析系統(tǒng)(10)測(cè)定水樣中被分析物的方法，該系統(tǒng)包括移動(dòng)式基礎(chǔ)單元(14)和插入該基礎(chǔ)單元(14)內(nèi)的、可更換的一次性使用的測(cè)試元件(16)，其中， 該一次性使用的測(cè)試元件(16)包括試樣管線(20)，其具有用于接納水樣的入口孔(22)，用于測(cè)定水樣中被分析物的、構(gòu)成測(cè)量路徑的測(cè)量段08)和位于所述測(cè)量段08)之后的第一反應(yīng)劑段(23)，及安放在所述試樣管線OO)中的第一反應(yīng)劑段03)內(nèi)的反應(yīng)劑(M)，所述基礎(chǔ)單元 (14)包括用于保持被插入的測(cè)試元件(16)的測(cè)試元件容納部，及分析器(30)，其具有由所述測(cè)試元件的測(cè)量段08)形成的測(cè)量路徑，所述方法包括以下方法步驟將所述測(cè)試元件(16)插入所述基礎(chǔ)單元(14)的測(cè)試元件容納部， 將水樣從所述入口孔0 向前輸送到所述測(cè)量段08)， 在所述測(cè)量段08)中用所述分析器(30)對(duì)水樣進(jìn)行第一次分析， 將所述水樣從所述測(cè)量段08)向前輸送到所述第一反應(yīng)劑段03)， 將所述水樣從所述第一反應(yīng)劑段反向輸送到所述測(cè)量段( )，及用所述分析器(30)對(duì)所述測(cè)量段08)內(nèi)的水樣進(jìn)行第二次分析。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在試樣管線(84)內(nèi)設(shè)有裝有第二反應(yīng)劑的第二反應(yīng)劑段(25)，該第二反應(yīng)劑優(yōu)選為輔助物質(zhì)(27)，其中所述第二反應(yīng)劑段0 被定位在所述第一反應(yīng)劑段之后，所述方法包括繼所述水樣分析之后執(zhí)行的以下方法步驟將被分析過的水樣向前輸送到所述第二反應(yīng)劑段05)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，包括繼所述將被分析過的水樣向前輸送到所述第二反應(yīng)劑段0 的之后執(zhí)行的以下方法步驟將所述水樣從所述第二反應(yīng)劑段0 反向輸送到所述測(cè)量段(82)，及用所述分析器(30)對(duì)所述水樣進(jìn)行第三次分析。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，具有裝有第三反應(yīng)劑(31)的第三反應(yīng)劑段(四)，其中所述第三反應(yīng)劑段09)被定位在所述第二反應(yīng)劑段0 之后，其中所述第三反應(yīng)劑優(yōu)選是輔助物質(zhì)(31)，其中繼所述對(duì)水樣進(jìn)行第三次分析之后執(zhí)行以下方法步驟將所述水樣向前輸送到所述第三反應(yīng)劑段09)，將所述水樣從所述第三反應(yīng)劑段0 反向輸送到所述測(cè)量段(82)，及用所述分析器(30)在所述測(cè)量段(8 內(nèi)對(duì)所述水樣進(jìn)行第四次分析。
5.一種用于執(zhí)行上面任一項(xiàng)權(quán)利要求所述方法的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)，其中，所述分析器是測(cè)定測(cè)量段(8 內(nèi)的電學(xué)參數(shù)的電化學(xué)分析器，所述測(cè)量段(8 設(shè)有至少一個(gè)電極 (86、88)，該至少一個(gè)電極通過所述測(cè)試元件(80)和所述基礎(chǔ)單元的觸點(diǎn)(94、96)與所述分析器連接。
6.一種用于執(zhí)行權(quán)利要求1至4之一所述的方法的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)(10)，其中，所述分析器(30)是光度計(jì)(30)，該光度計(jì)具有用于產(chǎn)生測(cè)量光束(3 的光源(32、3；3)和用于接收測(cè)量光束(3 的光接收器(34)，其中被所述測(cè)量光束(3 穿過的所述測(cè)量段08) 由測(cè)光段形成。
7.如權(quán)利要求6所述的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)(10)，其中，所述光度計(jì)(30)被設(shè)置為透射光度計(jì)。
8.如權(quán)利要求5到7中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)，其中，所述一次性使用的測(cè)試元件(116)設(shè)有泵隔膜(118)，該泵隔膜由所述基礎(chǔ)單元(114)的泵作動(dòng)器(120)機(jī)械地控制。
9.一種用于權(quán)利要求5到8中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)(10)的基礎(chǔ)單元(14)， 其具有權(quán)利要求5到8中任一項(xiàng)所述的特征。
10.一種用于權(quán)利要求5到8中任一項(xiàng)所述的移動(dòng)式水分析系統(tǒng)(10)的測(cè)試元件 (16)，其具有權(quán)利要求5到8中任一項(xiàng)所述的特征。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用移動(dòng)式水分析系統(tǒng)(10)測(cè)定水樣中被分析物的方法，該系統(tǒng)包括移動(dòng)式基礎(chǔ)單元(14)和被插入基礎(chǔ)單元(14)內(nèi)的可更換的一次性使用的測(cè)試元件(16)。一次性使用的測(cè)試元件(16)包括試樣管線(20)，其具有用于接納水樣的入口孔(22)；形成用于測(cè)量水樣中被分析物的測(cè)量路徑的測(cè)量段(28)；處于測(cè)量段(28)之后的第一反應(yīng)劑段(23)；及安置在試樣管線(20)的所述反應(yīng)劑段(23)內(nèi)的反應(yīng)劑(24)?；A(chǔ)單元(14)包括用于容納被插入的測(cè)試元件(16)的測(cè)試元件容納部和測(cè)量設(shè)備(30)，測(cè)量路徑由測(cè)試元件測(cè)量段(28)形成。所述方法包括以下方法步驟將測(cè)試元件(16)插入基礎(chǔ)單元(14)的測(cè)試元件容納部，將水樣從入口孔(22)向前輸送到測(cè)量段(28)，借助測(cè)量設(shè)備(30)對(duì)測(cè)量段(28)中的水樣進(jìn)行第一次分析，然后將水樣從測(cè)量段(28)泵送到第一反應(yīng)劑段(23)，再將水樣從第一反應(yīng)劑段(23)向后泵送到測(cè)量段(28)，同時(shí)借助測(cè)量設(shè)備(30)對(duì)測(cè)量段(28)中的水樣進(jìn)行第二次分析。本方法借助自動(dòng)移動(dòng)式水分析裝置能在測(cè)定水樣的被分析物之前測(cè)定所謂的試樣本底信號(hào)或?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)添加。
文檔編號(hào)G01N27/403GK102239405SQ200980148857
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月6日
發(fā)明者烏爾里克.倫德格林, 伊莎貝爾.休尼格, 安德烈亞斯.米特賴特, 漢斯-喬基姆.孔普赫, 羅爾夫.尤思曼, 阿里亞.法賈姆, 雷納.弗羅梅爾, 馬庫斯.倫哈德 申請(qǐng)人:哈克蘭格有限責(zé)任公司