Aufgabe und Funktion

Am Ende der Trennsäule misst ein Detektor eine physikalische Eigenschaft der mobilen Phase wie deren Extinktion oder elektrische Leitfähigkeit. Die Messgröße wird nicht direkt angezeigt, sondern in eine normierte elektrische Spannung umgewandelt (mit einem Voltmeter könnte sie dann doch angezeigt werden). 

Der Integrator speichert in regelmäßigen Abständen das Detektorsignal, kann es ggf. durch die Bildung eines gleitenden Mittelwertes glätten (Filter) und druckt es gleichzeitig als Chromatogramm aus. Nach Anschluss der Aufzeichnung werden die gespeicherten Daten ausgewertet: Der Integrator versucht Peaks zu erkennen, sie gegeneinander abzugrenzen, die Grundlinie zu bestimmen und ermittelt dann ihre jeweilige absolute Fläche, auch weitere Berechnungen sind möglich. Neben speziellen Geräten kann auch eine Labor-EDV diese Aufgabe übernehmen.

mögliche Einstellungen

Die hier gemachten Angaben beziehen sich auf den HP 3390A Integrator, können aber sinngemäß auch auf andere Geräte übertragen werden.

Datum (DATE) und Uhrzeit (TIME)

Eine interne Uhr kann beim Einschalten eingestellt werden. In den Ausdrucken erscheinen dann jeweils die aktuellen Angaben, das ist eine wichtige Hilfe bei der Zuordnung von Versuch und zugehöriger Aufzeichnung.

Nullpunkt der Basislinie (ZERO)

wird in Prozent der Aufzeichnungsbreite angegeben. Bei 5% oder 10% können Schwankungen der Basislinien erkannt werden. Wenn negative Peaks zu erwarten sind, ist ein Nullpunkt bei 50% oder 90% sinnvoll.

Abschwächung (ATT = attenuation)

Das Messsignal wird vor seiner Verarbeitung abgeschwächt, indem es durch 2^ATT dividiert wird. Ein um 1 größerer ATT-Wert halbiert also die Peakhöhe.

Papiergeschwindigkeit (CHTSPD = chartspeed)

die Geschwindigkeit der Aufzeichnung des Chromatogramms. Bei einfachen Trennungen sollte sie so gewählt werden, dass das gesamte Chromatogramm etwa 10 cm lang ist, bei Proben mit vielen Komponenten entsprechend länger.

Messrate (PK WD)

Abstand der einzelnen Messungen in Minuten, gleichzeitig werden die Glättungsfilter entsprechend eingestellt. Sollte deutlich kürzer als die Breite des schmalsten zu erwartenden Peaks sein - zu kurze Messzeiten führen aber zu unhandlichen Datenmengen (Rechenzeit). Übliche Zeiten liegen zwischen 0,01 min (Kapillar-GC) und 2,5 min (LC mit geringer Trennleistung).

Rauschunterdrückung (THRSH = threshold)

Signalanteile unter dieser Schwelle werden zur Basislinie gerechnet. 

Peakunterdrückung (AR REJ = area reject)

Peaks, deren Fläche kleiner ist als dieser Wert, werden bei der Auswertung nicht berücksichtigt.

Steuerung der Basislinienkonstruktion

Es können verschiedene Methoden zur Festlegung der Basislinie gewählt werden. Normalerweise wird die Basislinie als gerade Strecke (u.U. steigend oder fallend) vom Peakanfang zum Peakende gezogen.

INTG() 0	Basislinien auf den aktuellen Wert setzen
INTG() 1	Basislinien beim nächsten Minimum setzen
INTG() 2	Basislinie bei allen Minima setzen
INTG() 3	Tangentenmethode bei nächsten Peak aktivieren (für aufgesetzte Peaks)
INTG() 4	Tangentenmethode deaktivieren
INTG() 5	Basislinien horizontal extrapolieren

Einige mögliche Konstruktionen der Basislinie werden unten gezeigt.

Steuerung des Chromatogrammausdrucks

mit/ ohne Retentionszeiten (INTG() 7), mit/ ohne Integrationsmarkierungen (INTG() 8), mit/ ohne Basislinien oder mit/ohne Zeitskala. Die letzten beiden Möglichkeiten bietet der HP 3390A nicht.

Die Integratonsparameter können auch in einer Zeittabelle programmiert werden, können also während einer Trennung geändert werden.

Für Reihenuntersuchungen können ferner die Responsefaktoren und weitere Umrechnungsfaktoren eingegeben werden, so dass im Analysenbericht direkt die gesuchten Konzentrationen erscheinen.

Mögliche Ausgaben

In der Ausgabe können verschiedene Angaben erfolgen, hier wieder in Anlehnung an das o.a. Gerät: Nach Kopfdaten zur Identifizierung des Ausdrucks und dem Chromatogramm folgt ein tabellarischer Analysenbericht.

Peak-Nummer

laufende Nummerierung der Peaks, durch AR REJ unterdrückte Peaks werden mitgezählt, aber nicht mit ausgedruckt.

Retentionszeit

meistens in Minuten, sowohl im Chromatogramm als auch im anschließenden tabellarischen Analysenbericht.

absolute Peakfläche

für die quantitative Auswertung, der Zahlenwert kann auch von den o.a. Einstellungen abhängen.

relative Peakfläche

in Prozent der nicht unterdrückten Peakflächen.

Art der Peakabgrenzung

im Chromatogramm als kleine Striche (können auch abgeschaltet sein) und in der Tabelle mit Codes:

.	Mess-Signal zu gross
I	unvollständiger Peak (incomplete)
,	Mess-Signal zu klein
D	verzerrter Peak (PK WD zu gross) (distorted)
S	Lösungsmittelpeak (solvent)
T	Peakanfang oder -ende mit der Tangentenmethode ermittelt (tangent)
B	Peakanfang oder -ende auf der Grundlinie (baseline)
V	Peakanfang oder -ende im Tal zwischen zwei Peaks (valley)
P	Basislinienunterschreitung (penetration)
H	horizontale Grundlinie extrapoliert
++	Summenpeak

Verhältnis von Peakfläche zu Peakhöhe

Sollte mit der Retentionszeit zunehmen. Ein Peak, der bei diesem Verhältnis eine zu großen Wert hat, kann aus einer früheren Analyse stammen. Auch zur Kontrolle des PK WD-Wertes.

Beispiele zur Basislinienkonstruktion

Im Idealfall ist die Basislinie vor und nach dem Peak auf gleicher Höhe zu erkennen:

Wenn zwei Peaks so nahe beieinander liegen, dass sie sich überlappen, zieht der Integrator häufig eine gerade Linien am tiefsten Punkt des Tales zwischen den Peaks (links). Das ist aber nicht ganz korrekt, wie das rechte Bild zeigt. Eine gute Chromatographiesoftware kann auch solche Peaks durch eine passende Regressionsrechnung noch gut trennen.

Andere Probleme bereitet eine Basislinie, die nicht auf gleicher Höhe bleibt - z.B. durch einen  Temperaturanstieg der Trennsäule während einer gaschromatographischen Trennung. Welche der beiden dargestellten Methoden die besseren Ergebnisse liefert, muss im Einzelfall geklärt werden.

Das rechts dargestellte Verfahren kann bei kleinen Peaks, die auf der Schulter eines großen sitzen, oft besser - aber nicht optimal! - erfassen als die obige Methode mit dem Tal:

Diese Beispiele sollen das Problembewußtsein im Umgang mit Integratoren schärfen. Sie sind bequem zu nutzen - können aber bei unkritischer Anwendung auch drastische Fehler verursachen. Wichtig ist, alle Hinweise des Integrators auf die verwendete Methode im Auge zu behalten, insbesondere müssen Probe und Standard in gleicher Weise integriert werden:

• Die Integrationsmarken im Kurvenverlauf und

• die Angabe der Integrationsmethode in der Tabelle.

• Bei manchen Integratoren kann auch die verwendete Basislinie mit ausgedruckt werden!

Berechnungen