Fischer ANalysen Instrumente GmbH

Das ¹⁵N-Emissionsspektrometer NOI 7

Der Analysator NOI 7 ist der jüngste Vertreter unserer erfolgreichen Familie von ^15/14N-Emissionsspektrometern.
Zu den Einsatzgebieten des NOI 7 zählen alle biologischen und medizinischen Probleme mit stickstoff-relevanten Fragestellungen. Das sind insbesondere Düngemittelverwertungs-Studien, Fragestellungen aus dem Bereich der biologischen Stickstoffixierung, sowie Untersuchungen zum Proteinmetabolismus, aber auch gastroenterologische Untersuchungen.

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Anwendungsgebiete

Medizinische Diagnostik

• Diagnose der Helicobacter-Gastritis
• spezifische Leberfunktionstests
• Rolle der Aminosäuren in der parenteralen Ernährung
• Resorptionsverlauf von Aminosäuren
• Lokalisierung metabolischer Prozesse
• Untersuchung und Modellierung des menschlichen Proteinstoffwechsels
• Gesamtproteinumsatz
• Studien:
  • zur Nierenfunktion
  • zum allgemeinen N-Stoffwechsel
  • der Stickstoffretention

Umweltforschung

• Bodenuntersuchung
  • Desorptions-Studien
  • Emission von Stickoxiden
  • Auswaschung von N-Verbindungen
• Pflanzenforschung
  • Aufnahme von Stickoxiden
  • Stickstofffreisetzung durch Pflanzen
  • Stickstoffixierung in Öko-Systemen
• Untersuchung von Umwelteinflüssen
  • Einfluss der Luftverschmutzung auf Kinder
  • Wechselwirkung Umwelt/Gesundheit
• Binnengewässer- und Meeresforschung
  • Nitratverunreinigung des Grundwassers
  • Quellenidentifizierung
  • Nitrifikation und Denitrifikation

Bodenforschung und Pflanzenernährung

• Düngemitteleffizienz
• Biochemie des N-Stoffwechsels in Pflanzen (z.B. Biosynthese, Eiweißqualität, Aminosäureumsatz)
• N-Dynamik in Böden

Tierernährung und Biochemie

• Protein- und Stickstoffwechsel
• Gülle-Minimierung / Futterverwertung
• Dynamik der Körperproteinsynthese

Besondere Merkmale

Mit der übersichtlichen Gestaltung des zum NOI 7 gehörenden Programmsystems ist es gelungen, die intuitive Bedienbarkeit des Gerätes zusammen mit der sicheren Benutzerführung in allen Phasen der Messung in ein MS-Windows^® Programm zu integrieren.
Durch die Verkleinerung und Zusammenfassung aller funktionswichtigen Komponenten und die Integration des Steuerrechners in das Anaylsengerät wird in der Laborumgebung Platz gespart, ohne auf den von modernen Geräten erwarteten Bedienkomfort zu verzichten.

Funktionsweise

Das Emissionsspektrum des Stickstoffs weist in der 2-0 Bande gut auflösbare und vergleichsweise große Isotopenverschiebungen auf. Zur Messung wird der Stickstoff über ein Trägergas (Helium) dem Grundgerät zugeführt und bei vermindertem Druck in einem hochfrequenten elektrischen Feld zur Emission angeregt. Das abgestrahlte Licht, welches die Information über die drei möglichen Kombinationen der beiden stabilen Stickstoffisotope ¹⁴N und ¹⁵N im Stickstoffmolekül enthält, wird im Polychromator in seine Spektralanteile zerlegt.
Über einen hochempfindlichen optischen Zeilensensor, gefolgt von einer präzisen A/D-Wandlung und ausgeklügelter digitalen Bearbeitung wird erreicht, dass die Genauigkeit der Messwerte mit der von Massenspektrometern vergleichbar ist, ohne deren Nachteile bezüglich Kosten, Störanfälligkeit und Handhabung in Kauf nehmen zu müssen.

Systemkonfiguration

Der NOI 7 besteht aus dem Grundgerät mit den Komponenten Hochfrequenzanregung, Detektor und dem Rechner zur Messwertaufnahme und -aufbereitung sowie einer Einheit zur Erzeugung des Analyten. Für letzere stehen das Chemische Probenumarbeitungssystem NOI 7C sowie verschiedene Typen von Elementaranalysatoren zur Verfügung.

Messung abgeschmolzener Entladungsrohre

Die Entladungsrohre werden mittels einer externen Aufschlussapparatur präpariert. Die Messung im NOI 7 ist extrem einfach und dauert nur wenige Sekunden. Es wird nur das Grundgerät benötigt.

Messung von flüssigen Proben

In der - meist vom Kjeldahlaufschluss - herrührenden wässrigen Lösung mit der Schlüsselsubstanz NH₄Cl kann mit dem Chemischen Umarbeitungssystem NOI 7C die relative ¹⁵N-Häufigkeit direkt in Atomprozent bestimmt werden.
Innerhalb des NOI 7C wird der molekulare Stickstoff dabei mit wässriger Natriumhypobromitlösung (NaOBr) aus der ammoniumhaltigen Probenlösung freigesetzt:

2NH₄ + 3BrO + 2OH → N₂ + 5H₂O + 3Br

und mittels eines kontinuierlichen Heliumstroms in das Grundgerät gepumpt. Um die für diesen Prozess nötigen konstanten Heliumflüsse und -drücke zu garantieren, wurden hochpräzise Komponenten verwendet. Optional kann ein zum NOI 7C passender automatischer Probegeber installiert werden. Dieser gestattet, Messungen automatisch durchzuführen.

Messung fester Proben

Durch Vorschalten einer DUMAS-Verbrennung (realisiert in einem Elementaranalysator) ergibt sich neben dem Vorteil der unmittelbaren Umsetzung flüssiger oder fester Proben die Möglichkeit der Gesamtstickstoffbestimmung.