{"id":21649,"date":"2026-06-14T15:08:24","date_gmt":"2026-06-14T13:08:24","guid":{"rendered":"https:\/\/gasmix.com\/nephos-btex-und-voc-gasstandards-aus-einer-fluessigkeit\/"},"modified":"2026-06-14T15:08:25","modified_gmt":"2026-06-14T13:08:25","slug":"nephos-btex-und-voc-gasstandards-aus-einer-fluessigkeit","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/gasmix.com\/de\/nephos-btex-und-voc-gasstandards-aus-einer-fluessigkeit\/","title":{"rendered":"NEPHOS: BTEX- und VOC-Gasstandards aus einer Fl\u00fcssigkeit"},"content":{"rendered":"\t\t
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NEPHOS: R\u00fcckverfolgbare VOC- und BTEX-Gasstandards aus einer Fl\u00fcssigkeit<\/h1>

Wie ein Fl\u00fcssigkeit-zu-Gas-Mischer die Kalibrierung von Analysatoren f\u00fcr fl\u00fcchtige organische Verbindungen revolutioniert<\/p>

1. Die Herausforderung der VOC- und BTEX-Kalibrierung<\/h2>

Fl\u00fcchtige organische Verbindungen (VOC), und insbesondere die BTEX-Gruppe (Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylole), geh\u00f6ren zu den weltweit am strengsten \u00fcberwachten Luftschadstoffen. BTEX-Verbindungen, die in Industrieemissionen, Kraftstoffd\u00e4mpfen und Innenr\u00e4umen vorkommen, sind mit gut belegten toxikologischen und karzinogenen Risiken verbunden. Benzol wird von der IARC als humanes Karzinogen der Gruppe 1 eingestuft und ist bei chronischer Niedrigdosis-Exposition mit Leuk\u00e4mie assoziiert, w\u00e4hrend Ethylbenzol als m\u00f6gliches Karzinogen (Gruppe 2B) gilt und die Xylol-Isomere neurologische und systemische Wirkungen entfalten. Regulierungsbeh\u00f6rden haben strenge Expositionsgrenzwerte festgelegt: Die US-EPA begrenzt Benzol im Trinkwasser auf 5 ppb, und die OSHA begrenzt die berufliche Benzolexposition am Arbeitsplatz auf 1 ppm in der Raumluft. <\/p>

Accurate measurement of BTEX in ambient, industrial and indoor air is therefore a regulatory and scientific obligation across sectors ranging from oil refining and petrochemicals to environmental monitoring, portable sensor manufacturing and occupational health. The analytical techniques used most frequently include GC-FID (typically low ppb to ppm range), GC-PID and GC-MS coupled with thermal desorption, which can reach sub-ppb sensitivity. However, the quality of any measurement is only as good as the calibration standards used. <\/p>

Certified BTEX gas standards in pressurised cylinders are genuinely difficult to produce, store and use reliably. Research published in Elementa: Science of the Anthropocene has shown that VOC concentrations in gas cylinders drift as cylinder pressure decreases, due to adsorption onto internal walls, reactive loss and fractionation, even in specially treated cylinders. Combined with high purchase costs, long lead times and limited shelf life, this makes traditional cylinder-based calibration a persistent bottleneck in analytical laboratories. The NEPHOS liquid-to-gas standard generator<\/a> from AlyTech was designed specifically to address this problem. <\/p>

2. NEPHOS: Von Fl\u00fcssigkeit zu Gas \u2013 mit metrologischer Pr\u00e4zision<\/h2>

NEPHOS ist AlyTechs neueste Weiterentwicklung der LiqMix-Plattform, ein Tischger\u00e4t, das pr\u00e4zise, r\u00fcckverfolgbare Gaskalibrierl\u00f6sungen auf Abruf, vor Ort und aus einer Fl\u00fcssigkeitsquelle erzeugt. Anstatt eine Bibliothek zertifizierter Gasflaschen bei festen Konzentrationen zu kaufen und zu verwalten, arbeitet der Anwender mit einem einzigen Fl\u00fcssigkeitsstandard (einer reinen Verbindung oder einem kommerziell erh\u00e4ltlichen Fl\u00fcssigkeitsgemisch wie einer BTEX-L\u00f6sung) und \u00fcberl\u00e4sst NEPHOS den Rest. <\/p>

2.1 Funktionsprinzip<\/h3>

Das Funktionsprinzip kombiniert zwei pr\u00e4zise Durchflusstechnologien: ein Coriolis-Fl\u00fcssigkeitsmassendurchflussmesser, der die Fl\u00fcssigkeitszufuhrrate mit hoher Genauigkeit unabh\u00e4ngig von Temperatur und Druck misst und regelt, sowie ein oder mehrere thermische Massendurchflussregler (MFCs) f\u00fcr das Tr\u00e4gergas. Die Fl\u00fcssigkeit wird in einem Coriolis-Sensor erhitzt, mit dem Tr\u00e4gergas vermischt und im Verdampfer bei einer programmierbaren Temperatur (bis zu 200 \u00b0C) vollst\u00e4ndig verdampft. Der resultierende Gasstrom wird anschlie\u00dfend mit einem oder mehreren MFCs auf die gew\u00fcnschte Konzentration verd\u00fcnnt.<\/p>

Die Fl\u00fcssigkeit wird in einem druckbeaufschlagten Inertbeh\u00e4lter gelagert. Helium wird als Druckbeaufschlagungsgas empfohlen, um Blasenbildung in der Zuleitung zu verhindern. Es wird mit pr\u00e4zise gesteuerter Durchflussmenge in eine beheizte Verdampfungskammer eingespritzt, wo es im Tr\u00e4gergasstrom zerst\u00e4ubt und verdampft. Beheizte interne und externe Transferleitungen verhindern jede K\u00e4ltebr\u00fccke unterhalb des Verdampfers und gew\u00e4hrleisten einen sauberen, stabilen, einphasigen Gasaustritt am Auslass. Die resultierende Konzentration kann durch eine optionale zweistufige Kaskadenverd\u00fcnnung weiter reduziert werden, wodurch der Arbeitsbereich von Prozents\u00e4tzen bis in den ppb-Bereich erweitert wird, mit einem Verd\u00fcnnungsfaktor von bis zu 10\u2078 in einem einzigen Ger\u00e4t. <\/p>

2.2 Technische Spezifikationen<\/h3>
Parameter<\/th>Wert<\/th><\/tr><\/thead>
Fl\u00fcssigkeitskan\u00e4le<\/td>1 oder 2 gleichzeitig<\/td><\/tr>
Fl\u00fcssigkeitsdurchflussbereich (Coriolis)<\/td>0,5\u20135 g\/h oder 0,5\u2013200 g\/h<\/td><\/tr>
Gaskan\u00e4le<\/td>1 bis 4<\/td><\/tr>
Gasversorgungsdruck<\/td>3\u20138 bar(\u00fc)<\/td><\/tr>
Maximaler Verd\u00fcnnungsfaktor<\/td>10\u2074 im Standard und bis zu 10\u2078 mit Kaskaden-Modul<\/td><\/tr>
Genauigkeit der Ausgangskonzentration<\/td>< 2 % des Sollwerts<\/td><\/tr>
Genauigkeit des Ausgangsdurchflusses<\/td>< 2 % des gemessenen Durchflusses<\/td><\/tr>
Max. Verdampfertemperatur<\/td>200 \u00b0C<\/td><\/tr>
Max. Au\u00dfenleitungstemperatur<\/td>200 \u00b0C<\/td><\/tr>
R\u00fcckverfolgbarkeit<\/td>NIST-r\u00fcckverfolgbar, automatische Unsicherheitsberechnung, Audit-Trail<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>

2.3 LiqMix-Software und Automatisierung<\/h3>

NEPHOS wird durch die LiqMix \/ AlySoft software<\/a> gesteuert, die Sequenzprogrammierung (benutzerdefinierte Konzentrationsstufen, Haltezeiten und \u00dcberg\u00e4nge), Echtzeit-\u00dcberwachung von Durchfl\u00fcssen und Temperaturen, automatische Unsicherheitsberechnung f\u00fcr jedes erzeugte Gemisch sowie die Synchronisierung mit Analysatoren Dritter \u00fcber digitale I\/O, analoge Signale oder Modbus umfasst. Die Software generiert einen Pr\u00fcfbericht f\u00fcr jede Sequenz, einschlie\u00dflich Unsicherheitsbudget und Audit-Trail, und unterst\u00fctzt so die Konformit\u00e4t mit ISO 6145-7. <\/p>

3. Anwendung bei der VOC- und BTEX-Analysatorkalibrierung<\/h2>

3.1 Mehrpunkt-GC-FID-Kalibrierung f\u00fcr Kohlenwasserstoffe<\/h3>

Die nachstehend pr\u00e4sentierten Daten wurden mit dem LiqMix Cascade gewonnen, dem Vorg\u00e4ngerinstrument von NEPHOS, das auf demselben Prinzip der Fl\u00fcssigkeitsverdampfung und dynamischen Verd\u00fcnnung basiert. Die Studie wurde in Zusammenarbeit mit Axel’One durchgef\u00fchrt, einer industriellen Chemie- und Umwelt-F&E-Plattform mit Sitz in Lyon, Frankreich. <\/p>

Das Ziel war die Kalibrierung eines GC-FID-Analysators mit einem fl\u00fcssigen Kohlenwasserstoffgemisch aus gleichen Volumenanteilen Hexan, Oktan und Dekan<\/a>. Diese drei Verbindungen umfassen einen Siedepunktbereich von 69 bis 174 \u00b0C, der ein breites Fl\u00fcchtigkeitsfenster repr\u00e4sentiert, was sie zu n\u00fctzlichen Modellverbindungen f\u00fcr die Demonstration der Mehrpunkterzeugungsleistung macht. <\/p>

Temperatureinstellungen f\u00fcr die Verdampfung:<\/p>Mischkammer60 \u00b0C<\/tr>Beheizte Transferleitungen60 \u00b0C<\/tr><\/tbody><\/table>

Sechs Konzentrationsstufen werden automatisch in einer Sequenz erzeugt:<\/p>

Komponente<\/th>Sollwert<\/th><\/tr><\/thead>
Verdampfer<\/td>60 \u00b0C<\/td><\/tr>
Verbindung<\/th>Konzentrationsstufen (ppm mol)<\/th><\/tr><\/thead>
Hexan<\/td>10 \u2013 20 \u2013 40 \u2013 60 \u2013 80 \u2013 100<\/td><\/tr>
Oktan<\/td>8 \u2013 16 \u2013 32 \u2013 48 \u2013 64 \u2013 79<\/td><\/tr>
Dekan<\/td>7 \u2013 14 \u2013 27 \u2013 41 \u2013 55 \u2013 68<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>

Das verwendete GC-FID war ein Agilent 7890B mit einer DB-1-S\u00e4ule (530 \u00b5m \u00d7 10 m, 2,65 \u00b5m Film), betrieben im Splitless-Modus. Jede Konzentrationsstufe wurde etwa eine Stunde lang gehalten, wobei die \u00dcberg\u00e4nge automatisch durch die Software gesteuert wurden. <\/p>

Ergebnisse der GC-FID-Kalibrierung:<\/p>
Verbindung<\/th>R\u00b2<\/th>Max. RSD (%)<\/th>Validierter Bereich<\/th><\/tr><\/thead>
Hexan<\/td>1,000<\/td>2,2 %<\/td>10\u2013100 ppm mol<\/td><\/tr>
Oktan<\/td>0,9997<\/td>2,1 %<\/td>8\u201379 ppm mol<\/td><\/tr>
Dekan<\/td>0,9995<\/td>2,1 %<\/td>7\u201368 ppm mol<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>

Die Linearit\u00e4t war f\u00fcr alle drei Verbindungen \u00fcber den gesamten Bereich ausgezeichnet, mit RSDs unter 2,5 % bei jeder Konzentrationsstufe einschlie\u00dflich der niedrigsten Punkte. Die relative Erzeugungsunsicherheit, automatisch durch die Software berechnet, betrug \u00b13,5 % f\u00fcr alle Gemische unter diesen Bedingungen. Dieser Wert ist konsistent mit den Anforderungen standardisierter VOC-Analysenmethoden und best\u00e4tigt die Eignung von NEPHOS f\u00fcr die Mehrpunkt-GC-FID-Kalibrierung von BTEX-Verbindungen und verwandten Kohlenwasserstoffen. <\/p>

3.2 BTEX-Anwendungen in der Praxis<\/h3>

Die LiqMix \/ NEPHOS-Plattform wird in einer Reihe von industriellen BTEX- und VOC-Anwendungen eingesetzt. Ein Forschungszentrum f\u00fcr Erd\u00f6l verwendet NEPHOS, um BTEX-Gasstandards aus Fl\u00fcssigkeit f\u00fcr die Kalibrierung eines GC-FID herzustellen und so den Bedarf an mehreren zertifizierten BTEX-Flaschen mit unterschiedlichen Konzentrationen zu eliminieren. Ein Erd\u00f6l-F&E-Zentrum erzeugt BTX-Gasstandards bei mehreren Konzentrationen f\u00fcr die GC-Kalibrierung f\u00fcr sorbens-r\u00f6hrenbasierte Probenahme; NEPHOS erm\u00f6glicht hier auch die Kontrolle der Feuchtigkeit des erzeugten Gases<\/a>, um reale atmosph\u00e4rische Bedingungen zu simulieren. <\/p>

4. Wissenschaftliche Validierung: MethodsX-Ver\u00f6ffentlichung (2025)<\/h2>

Eine unabh\u00e4ngige wissenschaftliche Validierung des Fl\u00fcssigkeit-zu-Gas-Erzeugungsansatzes f\u00fcr die BTEX-Kalibrierung wurde in MethodsX (Elsevier, 2025) ver\u00f6ffentlicht: Herstellung von in-situ gemischten Gasphasen-VOC-Standards f\u00fcr Sorptionsr\u00f6hrenanwendungen<\/a> von Leakwe N.M. et al. Die Studie verwendete den LiqMix Cascade, den Vorg\u00e4nger von NEPHOS, der dasselbe Prinzip der Fl\u00fcssigkeitsverdampfung und dynamischen Verd\u00fcnnung teilt. <\/p>

4.1 Kontext und Zielsetzungen<\/h3>

Die Quantifizierung von VOCs, die auf Sorptionsr\u00f6hren gesammelt werden, erfordert Gasphasenstandards bei pr\u00e4zise kontrollierten Konzentrationen. Im f\u00fcr Sorptionsr\u00f6hrenbeladungen typischen ng-bis-\u00b5g-Bereich pflanzt sich jeder Fehler bei der Standardherstellung direkt ins analytische Ergebnis fort. Die Studie validierte eine Methode zur Vor-Ort-Herstellung von BTEX-Gasstandards mittels Fl\u00fcssigphasenverdampfung und dynamischer Verd\u00fcnnung mit Stickstoff, \u00fcber ein AlyTech LiqMix Cascade-Instrument. <\/p>

4.2 Versuchsaufbau<\/h3>

BTEX-Gasstandards wurden durch Verdampfung einer fl\u00fcssigen BTEX-Referenzl\u00f6sung und dynamische Verd\u00fcnnung mit Stickstoff erzeugt. Der Gasstrom wurde auf 60 mL\/min eingestellt, um die Bedingungen der passiven VOC-Diffusionsprobenahme anzupassen. Das erzeugte Gas wurde in zwei Konfigurationen verwendet: aktive Probenahme, bei der BTEX-D\u00e4mpfe auf Carbograph 4-Sorptionsr\u00f6hren mit Beladungen in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von Mikrogramm pro R\u00f6hre aufgefangen wurden; und Messungen mit zertifiziertem Referenzmaterial (CRM) zur \u00dcberpr\u00fcfung der absoluten Konzentrationsgenauigkeit. <\/p>

4.3 Ergebnisse<\/h3>

Kernergebnis: Eine 99%ige Wiederfindungsrate gegen\u00fcber einem zertifizierten BTEX-Referenzmaterial best\u00e4tigt, dass die Konzentration der mit der Fl\u00fcssigkeit-zu-Gas-Methode erzeugten Standards innerhalb der Messunsicherheit nicht vom Nennwert des CRM zu unterscheiden ist. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass die Methode eine zuverl\u00e4ssige, praktische und kosteng\u00fcnstige Alternative zur konventionellen zylinderbasierenden Kalibrierung f\u00fcr die VOC-Analytik mit Sorptionsr\u00f6hren darstellt. Die Kalibrierkurven zeigten eine ausgezeichnete Linearit\u00e4t (R\u00b2 bis zu 0,9998) \u00fcber den gesamten getesteten Konzentrationsbereich. <\/p>

5. NEPHOS vs. zertifizierte Gasflaschen<\/h2>Konzentrationsgenauigkeit | Beim Hersteller zertifiziert | < 1 %, mit automatischer Unsicherheitsberechnung<\/tr>
Kriterium<\/th>Zertifizierte Gasflaschen<\/th>NEPHOS (LiqMix)<\/th><\/tr><\/thead>
Kosten<\/td>Hoch (Anschaffung, Logistik, Entsorgung)<\/td>Niedrig (ein Fl\u00fcssigkeitsstandard, mehrere Konzentrationen)<\/td><\/tr>
Lieferzeit<\/td>Mehrere Wochen<\/td>Sofortige Erzeugung vor Ort<\/td><\/tr>
Haltbarkeit<\/td>Begrenzt: BTEX degradiert in Flaschen<\/td>Unbegrenzt (stabile Fl\u00fcssigkeitsquelle)<\/td><\/tr>
Anzahl der Konzentrationen<\/td>Bei Bestellung festgelegt<\/td>Unbegrenzt, jederzeit anpassbar<\/td><\/tr>
Reaktive oder instabile Verbindungen<\/td>Schwierig zu zertifizieren und zu lagern<\/td>Frisch auf Abruf erzeugt<\/td><\/tr>
R\u00fcckverfolgbarkeit<\/td>Lieferantenzertifikat<\/td>NIST-r\u00fcckverfolgbar, Audit-Trail, Berichte<\/td><\/tr>
Feuchtigkeitskontrolle<\/td>Nicht m\u00f6glich<\/td>Ja, \u00fcber zweiten Fl\u00fcssigkeitskanal (Wasser)<\/td><\/tr>
Analysatorsynchronisierung<\/td>Manuell<\/td>Automatisiert \u00fcber digitale I\/O<\/td><\/tr>
Platzbedarf<\/td>Flaschenlagerfl\u00e4che erforderlich<\/td>Einzelnes Tischger\u00e4t<\/td><\/tr><\/tbody><\/table>

6. Branchenkontext und regulatorische Treiber<\/h2>

Umwelt\u00fcberwachung<\/h3>

Netze zur \u00dcberwachung der Umgebungsluftqualit\u00e4t<\/a>, Zaununs\u00fcberwachung und Emissionsmessungen an Quellen erfordern regelm\u00e4\u00dfige Kalibrierungen von VOC-Analysatoren mit r\u00fcckverfolgbaren Standards. Normen wie EN 14181 definieren Qualit\u00e4tssicherungsverfahren f\u00fcr automatische Messsysteme, wobei die Mehrpunkt-Linearit\u00e4tsverifizierung eine Kernanforderung darstellt. <\/p>

Arbeitsschutz<\/h3>

Messungen zur pers\u00f6nlichen Exposition mit Sorptionsr\u00f6hren und GC-MS erfordern Kalibrierungsstandards, die dem erwarteten Expositionskonzentrationsbereich entsprechen, und keine feste Reihe von Konzentrationen aus dem Standardkatalog eines Gaslieferanten.<\/p>

Sensor- und Analysevalidierung<\/h3>

Hersteller von tragbaren BTEX-Sensoren und Photoionisationsdetektoren ben\u00f6tigen flexible, programmierbare Kalibriergasquellen, um Ger\u00e4te \u00fcber einen weiten dynamischen Bereich w\u00e4hrend F&E, Fertigungs-QC und Feldvalidierung zu charakterisieren.<\/p>

Forschung und Methodenentwicklung<\/h3>

Forschungsgruppen, die neue Analysemethoden f\u00fcr BTEX entwickeln<\/a> ben\u00f6tigen die M\u00f6glichkeit, Standards bei beliebigen Konzentrationen, in verschiedenen Matrices und mit kontrollierter Feuchtigkeit zu erzeugen \u2013 Anforderungen, die NEPHOS nativ abdeckt.<\/p>

Schlussfolgerung<\/h2>

Der NEPHOS-Fl\u00fcssigkeit-zu-Gas-Standardgenerator liefert eine technisch rigorose und praktisch wirksame Antwort auf ein bekanntes Problem in der Analytischen Chemie: die zuverl\u00e4ssige, r\u00fcckverfolgbare und kosteng\u00fcnstige Kalibrierung von VOC- und BTEX-Analysatoren \u00fcber einen weiten Konzentrationsbereich.<\/p>

Durch Verdampfung einer einzigen fl\u00fcssigen BTEX-Referenzl\u00f6sung erzeugt NEPHOS eine unbegrenzte Anzahl von Gasstandards bei benutzerdefinierten Konzentrationen \u2013 von Prozent bis hin zu ppb \u2013 mit metrologischer R\u00fcckverfolgbarkeit, automatischer Unsicherheitsberechnung und vollst\u00e4ndiger Konformit\u00e4t mit ISO 6145-7. Der Ansatz beseitigt die Instabilit\u00e4t, den logistischen Aufwand und die Konzentrationsbeschr\u00e4nkungen zertifizierter Gasflaschen. <\/p>

Die von Fachleuten begutachtete Studie von Leakwe et al. in MethodsX (2025) liefert unabh\u00e4ngige Belege daf\u00fcr, dass BTEX-Gasstandards, die mit diesem Fl\u00fcssigkeit-zu-Gas-Ansatz erzeugt werden, eine 99%ige Wiederfindungsrate gegen\u00fcber zertifizierten Referenzmaterialien erreichen und dabei die gesamte analytische Kette von der Standarderzeugung bis zur Sorptionsr\u00f6hrenbeladung und thermischen Desorptions-GC-MS-Analyse abdecken. F\u00fcr Labore, die BTEX-Analytik mit Sorptionsr\u00f6hren durchf\u00fchren, bietet NEPHOS eine direkt einsetzbare, ISO-konforme Kalibrierungsl\u00f6sung ohne die Einschr\u00e4nkungen des Zylinderbestands. <\/p>

Weitere Informationen: gasmix.com\/products\/nephos<\/a> | gasmix@alytech.fr<\/a><\/p>

Quellen<\/h2>

[1] Leakwe N.M. et al., Herstellung von in situ gemischten Gasphasen-VOC-Standards f\u00fcr Sorptionsr\u00f6hrenanwendungen, MethodsX 15 (2025) 103705. https:\/\/www.sciencedirect.com\/science\/article\/pii\/S2215016125005497<\/a><\/p>

[2] ISO 6145-7:2018, Gas analysis \u2014 Preparation of calibration gas mixtures using dynamic methods. https:\/\/www.iso.org\/standard\/73212.html<\/a><\/p>

[3] Stabilit\u00e4t von VOCs in Gasflaschen mit verschiedenen internen Wandbehandlungen, Elementa (\u00fcber PMC). https:\/\/pmc.ncbi.nlm.nih.gov\/articles\/PMC7047742\/<\/a><\/p>

[4] Gesundheitsrisikobewertung von BTEX-Verbindungen in Innenraumluft (PMC\/NIH). https:\/\/pmc.ncbi.nlm.nih.gov\/articles\/PMC10560053\/<\/a><\/p>

[5] NEPHOS-Produktseite (GasMix). https:\/\/gasmix.com\/products\/nephos\/<\/a><\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t

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