16.10.2025
Mikrowellenaufschluss MARSXpress 2.0 mit eingebauter Intelligenz
40 auf einen Streich? Das ist keine Mischung der Märchen vom tapferen Schneiderlein sowie Ali Baba und die 40 Räuber! Es ist vielmehr die realistische Antwort auf den Engpass bei der Elementbestimmung im analytischen Labor. Die spektrometrischen Verfahren wie ICP-OES und ICP-MS sind immer schneller, nachweisstärker und komfortabler geworden. Einzig der Probenaufschluss war zeitaufwendig und im Probendurchsatz limitiert.
Es war einmal...
Seit Ende der achtziger Jahre wird diesem Engpass beim Aufschluss mit dem Einsatz von Mikrowellensystemen begegnet. CEM als Pionier in der Mikrowellen-Labortechnik entwickelte seinerzeit ein Mikrowellen-Druckaufschlussgerät, in dem Proben unter erhöhten Temperaturen und Drücken mit Mineralsäuren aufgeschlossen werden.
In vergangenen Jahrzehnten wurden die Mikrowellengeräte wesentlich weiterentwickelt. So wurden verbesserte Sensorsysteme, bessere Druckbehälter, einfachere Software, erhöhte Sicherheitsstandards und ein verbesserter Eintrag der Mikrowellenenergie entwickelt. Durch dieses hohe technische Niveau konnte sich die Mikrowellen-Aufschlusstechnik in den analytischen Labors etablieren, so dass sie im täglichen Routinebetrieb eingesetzt wird und Eingang in eine Vielzahl von DIN, EN, ISO und VDI-Normen gefunden hat.
Wünsch Dir was...
Doch der Wunsch nach Weiterentwicklungen stand für viele Laborleiter über die Jahre ganz oben auf der Wunschliste: Die Steigerung des Probendurchsatzes! Typischerweise können die kommerziellen Mikrowellen-Druckaufschlussgeräte rund ein oder zwei Dutzend Proben gleichzeitig unter Hochdruck- und Hochtemperaturbedingungen aufschließen. Für klinische Proben (Urin, Blut, Haare... etc.), für biologische Proben, Agrarproben, Gebrauchsgegenstände und Lebensmittel (Fisch, Gewebe, Fleisch- sowie Wurstwaren... etc.), sowie für Umweltproben (Boden, Schlamm, Abwasser, Abfälle... etc.) ist dieser Probendurchsatz laut der Aussage zahlreicher Laborleiter noch zu niedrig.
Die Lösung...
Ein wünschenswerter Probendurchsatz wäre für die Laborleiter der meisten Analytik-Labors, den momentanen Status Quo zu verdoppeln oder zu verdreifachen. Hier gibt es nun eine Lösung: Das Mikrowellen-Aufschlussgerät MARSXpress 2.0 (Abbildung 1) schafft einen Durchsatz von 40 Proben gleichzeitig. Es stehen Behältersysteme mit unterschiedlichen Volumina von 10 ml, 30 ml, 55 ml, 75 ml, 110 ml etc. für vielfältige Anwendungen zur Verfügung (Abbildung 2).
Abb.1: MARSXpress 2.0 - Abb.2: Verschiedene Behältergrößem
- Intelligente Temperaturmessung
- Intelligente Behältertechnologie
- Intelligente Gefäßmontage
- Intelligente Programmierung
- Intelligente Flexibilität
- Intelligente Informationen
- Abb.3: MiniClave Aufschlussgefäße
Abb.4: MiniClave Glaseinsätze für
Königswasseraufschlüsse
Abb.5: Einfache Montage der Xpress Gefäße
Was ist darunter zu verstehen?
Intelligente Temperaturmessung
Wesentliche Punkte dieser Konzeption sind die berührungslosen Sensortechnologie zur Temperaturmessung in allen Aufschlussbehältern und zur daraus resultierenden Regelung des Reaktionsverlaufes. Gerade beim Aufschluss von sehr vielen Proben gleichzeitig ist es wichtig, die Reaktionskinetik aller Proben zu kontrollieren. Zudem wird den Anforderungen der Analytischen Qualitätssicherung (AQS) und Guten Laborpraxis (GLP) Rechnung getragen, indem die Aufschlusstemperaturen der einzelnen Behälter dokumentiert werden.
Intelligente Behältertechnologie
Nach ihrem Einsatz können die MiniClave Reagenzgläser einfach mit bidestilliertem Wasser ausgespült werden. Da sie kostengünstig sind, können sie alternativ auch entsorgt werden. Der eigentliche Aufschlussbehälter bleibt dabei sauber und muss nicht mehr, wie bei klassischen Mikrowellen-Aufschlussbehältern, aufwändig gesäubert werden.
Gerade bei Königswasseraufschlüssen (Abbildung 3 und 4) von Sekundärbrennstoff (SBS), also gemahlenen, voluminösen Kunststoffmüll (Fluff) oder Boden mit Asphaltresten, welche einen klebrigen, zähen Rest nach dem Königswasseraufschluss hinterlässt, haben sich die MiniClave / XpressPlus Behälter mit den Glaseinsätzen nach kurzer Zeit amortisiert.
Intelligente Gefäßmontage
Für eine einfache Routineanwendung bei einem hohen täglichen Durchsatz an Aufschluss-Proben ist eine unkomplizierte Handhabung der Behälter wichtig. Das Handling wurde daher durch den Einsatz weniger Bauteile und die Möglichkeit, die Behälter werkzeugfrei zu schließen und zu öffnen, deutlich vereinfacht. (Abbildung 5).
Für den hohen Probendurchsatz ist nach dem erfolgten Aufschluss außerdem der rasche Zugang zur Probe wichtig. In der Praxis bedeutet das kurze Abkühlzeiten von wenigen Minuten, damit die Behälter schnell geöffnet und am Spektrometer vermessen werden können.
Intelligente Programmierung
Die integrierten XpressStart-Methoden sind die innovativste Möglichkeit, einen Aufschluss zu starten. Der Benutzer wählt die XpressStart-Temperatur (z. B. 200 °C) und drückt das "200 °C Icon. Den Rest ermittelt das MARSXpress 2.0 System automatisch.
Vom schnellen Screening einzelner Proben bis hin zum schnellen Aufschluss von 40 Proben gleichzeitig - das System liefert die optimale Mikrowellenleistung, die optimale Aufheizzeit und Haltezeit, um jede Probe sicher aufzuschließen.
Intelligente Flexibilität
Nicht nur der Probendurchsatz kann flexibel von einer bis zu 40 Proben gewählt werden, auch die Aufschlussgefäße bieten variable Größen von 10 ml bis 110 ml und Platz für eine Vielzahl von Probengrößen.
Intelligente Informationen
Die Überprüfung des Aufschlussstatus erfolgt mit dem Visual Light Indicator (VLI) oder alternativ durch Beobachtung mittels des großen Sicherheitsglas-Fensters. Die Dokumentation der Laufdaten, die Temperaturentwicklung, das Erreichen der Sollwerttemperatur erfolgt mithilfe einer grafischen Oberfläche. Das Exportieren eines umfangreichen Berichtes mit allen Methodeninformationen, einschließlich Temperatur- und Leistungsdiagrammen sowie Probendaten und Firmenlogo ist integriert.
Fazit
Mit dem neuen MARSXpress 2.0 wird der Mikrowellen-Aufschluss für die nachfolgende Elementbestimmung mittel ICP-OES oder ICP-MS noch einfacher, komfortabler und schneller.