Ob in der Industrie, der Forschung oder in akademischen Einrichtungen: Die richtige Wahl eines Elementaranalysators ist von essenzieller Bedeutung, um präzise und zuverlässige Ergebnisse zu erzielen. Ich habe unseren langjährigen Innovationsmanager Dr. Lutz Lange gefragt, was man vor der Anschaffung eines Elementaranalysators berücksichtigen sollte, welche Weiterentwicklungen es in den letzten Jahren gegeben hat und welche Fehlerquellen es beim Betrieb von Elementaranalysatoren zu vermeiden gilt.

Lutz, was zeichnet für Dich gute Elementaranalysatoren aus? Worauf sollten Anwender beim Kauf besonders achten?

Dr. Lutz Lange:

Kontrollierte Verbrennung, robuste Gastrennung sowie ein langzeitstabiler Detektor mit möglichst großem dynamischem Messbereich sind die grundlegenden Zutaten für einen guten CHNS-Analysator. Leichte Wartung und vollständige Digitalisierung unterstützen eine perfekte Funktion des Systems im 24 Stunden Betrieb an 365 Tagen im Jahr.

Die erste Frage ist immer, welche Probenart ich analysieren möchte. Interessieren mich die Elemente CNS in Bodenproben oder CHNS in Chemikalien? Habe ich nur Feststoffe oder auch flüssige und pastöse Proben für die N-Proteinbestimmung in Lebensmitteln? Hier sind Geräte mit Tiegeltechnik angebracht.

Universelle Systeme wie der UNICUBE® oder vario EL cube ermöglichen die Messung von CHNS in fast allen Probenarten mit einem äußerst großen Messbereich. Bei sehr großen Proben stoßen optimierte Mikro-Analysatoren allerdings an ihre Grenzen und Makro-Systeme für Proben bis in den Grammbereich spielen ihre Stärken aus.
 

Welche Weiterentwicklungen hat es in den vergangenen Jahren bei Elementaranalysatoren gegeben?

Elementar hat die Nutzung von Argon als Trägergas marktführend vorangetrieben. Auch im CHNS-Modus macht das die Elementaranalyse nachhaltiger. Lieferschwierigkeiten bei der endlichen Ressource Helium können mit Argon umgangen werden. Die Routineanalytik läuft weiter und Helium kann für besondere Anwendungen genutzt werden.

Elementar ist dem Wunsch unserer Kunden nach niedrigsten Bestimmungsgrenzen gefolgt. Messungen im unteren ppm-Bereich sind mit speziell angepassten Geräten heute auch an organischen Stoffen möglich, hier ist Helium als Trägergas noch unabdingbar. Optimierte IR-Detektoren können auch im simultanen CHNS-Betrieb Schwefel in unerreichter Präzision auch in Bodenproben bestimmen.
 

Was sind mögliche Entwicklungen und Trends in der Zukunft?

Neben den universellen CHNS-Geräten werden für besondere Anwendungen spezialisierte Systeme im industriellen Umfeld relevant. Hier wird auch die Einbindung in größere Labornetzwerke mit einer Software-Schnittstelle wie LADS alltäglich sein.
 

Wo liegen aktuell die analytischen Grenzen der Elementaranalyse? 

Die von Elementar genutzte temperaturgesteuerte Trenntechnik führt zu äußerst scharfen und wohldefinierten Peaks, die in Kombination mit optimierter Detektorelektronik ein unerreichtes Signal/Rauschverhältnis bieten. Messungen im unteren ppm-Bereich sind bei Bodenproben durch die hohe Einwaage leicht zu erreichen - heute sind sie auch an organischen Proben möglich und oft nur durch die Grenzen der Wägetechnik beschränkt. 

Im Gegensatz zu anderen Analysetechniken ist bei der Elementaranalyse auch die Frage nach der größtmöglichen organischen Probe relevant. Viele Systeme am Markt stoßen hier aufgrund der Verbrennungs- und Trennsysteme vor allem im CHNS-Modus schnell an ihre Grenzen. Geräte von Elementar zeichnen sich durch hohe Empfindlichkeit für kleinste Proben sowie gleichzeitig durch die Möglichkeit aus, auch große organische Proben zuverlässig zu analysieren.
 

Inwieweit lassen sich Elementaranalysatoren samt Probenvorbereitung vollständig automatisieren bzw. inwieweit sind sie es schon?

Der Messablauf der meisten am Markt erhältlichen Systeme ist seit vielen Jahren vollautomatisiert. Die Einwaage ist hier der kritische Faktor. Einwaageautomaten sind für Standardproben sinnvoll, für die tägliche Analytik ist die manuelle Einwaage noch deutlich im Vorteil. Dabei ist die Möglichkeit, größere Proben einzuwiegen vorteilhaft. 100 mg lassen sich leichter exakt einwiegen als 1 mg.
 

Was müssen Anwender bei der Arbeit mit Elementaranalysatoren beachten? Was sind typische Fehler? 

Moderne, voll digitalisierte Geräte sind in der Lage, Fehlbedienungen deutlich zu verringern und über einen weiten Messbereich Fehler auszubügeln. In den Grenzbereichen - besonders niedrige oder besonders hohe Probeneinwaagen - wird die Qualität der eingesetzten Verbrauchsmaterialien deutlich.

Häufig wird die Bedeutung der Einwaage unterschätzt. Eine gute Waage und sauberes Einwiegen sind grundlegend wichtig für ein gutes Messergebnis. 

Was möchtest Du Anwendern vor dem Kauf eines Elementaranalysators mit auf den Weg geben?

Geräte für kleine Proben im unteren Milligrammbereich, sogenannte Mikro-Elementaranalysatoren, unterscheiden sich technisch stark von Geräten für Einwaagen organischer Proben bis in den Grammbereich. Elementar bietet als einziger Hersteller eine breite Produktpalette von Mikro- bis Makrogeräten an. Eine vertrauensvolle und kompetente Beratung im Vorfeld der Geräteanschaffung sorgt dafür, dass in jedem Labor das optimale Gerät steht.