DE2357890B2 - Optischer Schnellanalysator vom Drehkürettentyp - Google Patents
Optischer Schnellanalysator vom DrehkürettentypInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Schnellanalysator vom Drehküvettentyp mit einem
motorangetriebenen Rotor, der an der Peripherie eine Anzahl von optischen Küvetten aufweist, denen radial
nach innen Hohlräume zugeordnet sind, die von oben mit Proben und Reagenzien heschickbar sind, und mit
einem Photometer zur Messung der Fluoreszenz, j durch dessen Lichtweg zwischen Lichtquelle und
Lichtdetektor sich die Küvetten hindurchbewegen. Ii» der DE-OS 2 340354 wurde bereits ein optischer
Schnellanalysator der eingangs genannten Art vorgeschlagen, wobei dort jede der Küvetten einen flachen
in Teil mit einem transparenten Fenster auf einer Seite
zur Durchführung von Fluoreszenzmessungen aufweist,
und wobei ein weiterer Teil mit einer größeren Tiefe sowie transparenten Fenstern auf oeiden Seiten
zur Durchführung photoi ι ie Irischer Messungen dient.
ι > Die Durchführung photometrischer Messungen allein
ist aus zahlreichen Veröffentlichungen (DE-OS 2049522,CH-PS 5IV 170sowie US-PS 3 555 284 und
3547547) bekannt. In allen Fällen, und zwar insbesondere auch bei dem Schnellanalysator gemäß DE-
-'« OS 2340354, werden die Küvetten abschließende transparente Fenster verwendet. Gerade bei Fluoreszenzmessungen
können durch diese transparenten Fenster Probleme dadurch entstehen, daß nicht sicher
zwischen der Fluoreszenzstrahlung und dem insofern
V) stöienden Anregungslicht unterschieden werden
kann. Wenn darüber hinaus die Probe eine relativ hohe Absorptionsfähigkeit besitzt, so wird die emittierte
Fluoreszenzstrahlung durch die Dämpfung des Anregungsstrahls vermindert.
jo Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen
Schnellanalysator der eingangs genannten Art auszubilden, daß in einfacher Weise Fluoreszenzmessungen
störungsfrei ausgeführt werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die
H im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen
vor. Der erfindungsgemäß vorgesehene einfache Aufbau ermöglicht den problemlosen Einsatz
des Rotors auch bei bereits vorhandenen Schnellanalysatoren.
hi Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben: in der
Zeichnupg zeigt
■ti Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
des Rotors des Schnellanalysator,
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rotor der Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch einen Hohlraum einer Küvette, wobei die Winkel zwischen
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Rotor der Fig. 1, Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt durch einen Hohlraum einer Küvette, wobei die Winkel zwischen
κι der zu analysierenden Probe, der Lichtquelle und dem
Lichtdetektor dargestellt sind,
Fig. 4 einen Vertikalschnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel des Rotors,
Fig. 5 eine Draufsicht - teilweise im Schnitt - auf
Yt den Rotor der Fig. 4.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Rotor 1 zur Durchführung von Fluoreszenzmessungen in einem optischen
Schnellanalysator vom Drehküvettentyp in einem
Vertikalschnitt bzw. einer Draufsicht dargestellt. Der
w) Rotor 1 kann aus Polytetrafluoräthylen oder Acrylkunststoff
hergestellt sein und ist innerhalb eines Drehtisches ungeordnet, welcher einen nach oben ragenden
Rand 3 und einen Ilaitcstift 4 zur Halterung des Rotors während der Drehu:'.« aufweist. Eine Viel-
b'·, zahl von Küvetten 5 ist kreisförmig innerhalb des
Rotors 1 mit gleichem Abstand von der Rotormitte angeordnet. Die Drehung des Drehtisches 2 führt die
Küvetten 5 der Reihe nach an einer geeignet geneig-
ten stationären Lichtquelle 6 und einem Lichtdetektor 7 vorbei.
Jede Küvette 5 weist - wie in Fig. 1 gezeigt - einen geneigten, offenen, im allgemeinen zylindrischen
Hohlraum auf, der in seinem halbkugeiförmigen Radialende während der Drehung eine Flüssigkeitsprobe
8 enthalten kann. Die offene Probenoberfläche 9 der Probe 8 nimmt während der Drehung
infolge der durch die Drehung bewirkten großen radial nach innen gerichteten Beschleunigungskrülte
eine vertikale Neigung an. Fig. 3 zeigt eine typische eine Probe H enthaltende Küvette 5 und veranschaulicht
die bevorzugte Orientierung der Lichtquelle 6 und des I.ichtdetektors 7 zur Minimierung der Feststellung
des reflektierten Lichtes durch den Lichtdetektor. Die Lichtquelle 6 sollte derart angeordnet
sein, daß ein Anregungslichtstrahl 10 unter einem Neigungswinkel α von weniger als 9i)u gegenüber Jer
Vertikalen einfällt. Der Lichtdetektor 7 sollte derart geneigt iein, daß er die unter einem Winkel β emittierte
Fluoreszenz feststellt, wobei β kleiner ist als '90° + α 'jnd vorzugsweise so nahe als möglich an η
■■ liegt. Winkel α und β von 45° und 60° wurden vom
- Erfinder erfolgreich benutzt, obwohl im Rahmen der Erfindung auch ein großer Bereich anderer Winkel
benutzt werden kann. Für einen erfolgreichen Betrieb muß die Küvette derart ausgebildet sein, daß sie den
Durchgang des Anregungslichtstrahls und der emittierten Fluoreszenz durch das offene Ende der Küvette
gestattet oder aber - anders ausgedrückt - die Probe 8 muß durch das offene Ende der Küvette
sichtbar sein. Um die besten Ergebnisse zu erzielen, sollte das Gesamtvolumen der Probe 8 klein und innerhalb
enger Grenzen gehalten weiden, und zwar durch Beladung mit genauen Volumen der Proben
und Reagenzien.
Jeder Küvette 5 ist ein Paar von Proben- und Reagenzien-Ladehohlräumen
12 sowie ein die Verbindung zwischen der Küvette und den Ladehohlräumen
herstellender Flüssigkeitsgemisch- und Transportkanal 13 zugeordnet. Die Hohlräume 12 sind so bemessen,
daß sie infolge von Oberflächenspannungskraften
wäßrige Proben und Reagenzien unter statischen bedingungen
festhalten. Bei Drehung werden die Proben- und Reagenzien-Flüssigkeiten von den I lohlruumen
12 in die Kanäle 13 und von dort in die Küvette 5 abgegeben. Wie man in der Zeichnung erkennt, sind
die Hohlräume 12 nach unten und radial nach außen von der Oberseite des Rotors 1 her zum sich radial
nach außen hin /ur Küvette 5 erstreckenden Kanal 13 geneigt. Hine leichte radiale Neigung der Hohlräume-12
ist erforderlich, um den durch die Beschleunigung eingeleiteten Fluß dei Proben- und Reagenzien-Flüssigkeiten
von den Hohlräumen 12 /ur Küvette 1 bei Drehung des Rotors 1 zu gestatten.
Die Fig. 4 und 5 /eigen ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Rotors, wobei die Küvelten S' eine
Gestalt aufweisen, welche eine gleichförmige Dicke
oder Tiefe der Probe 8' wahrend der Drehung fordert. Das radiaJe oder geschlossene Hnde 15 jeder Küvette
5' ist - wie gezeigt - vertikal verlaufend im Vertikalschnitt der Fi g. 4 und ein Kreissegment im Horizontalschnitt
der Fig. 5. Das Radialende 15 jeder Küvette 5'besitzt somit eine vertikal orientierte zylindrische
Oberfläche mit einem Radius gleich dem Abstand dieser Oberfläche vom Drehmittelpunkt des
Rotors !'. Die Ladehohlräume 12' und der Misch- und Transport-Kanal 13' sind im alternativen Ausführungsbeispiel
ebenfalls vorgesehen, wobei sie in der gleichen Weise arbeiten wie die entsprechenden
Hohlräume 12 und der Kanal 13, die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1,2 und 3 beschrieben wurden.
Es können auch Küvettenrotoren mit mehr oder weniger als acht Küvetten vorgesehen sein. Zudem
können auch andere Proben- und Reagenzien-Ladeanordnungen benutzt werden. Eine derartige Anordnung
ist in der Übertragungsscheibe zu sehen, welche im US-Patent 3555284 beschrieben ist.
Eine andere Ladeanordnung ist im US-Patent 3547547 beschrieben.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Optischer Schnellanalysator vom Drehküvettentyp mit einem motorangetriebenen Rotor,
der an der Peripherie eine Anzahl von optischen Küvetten aufweist, denen radial nach innen Hohlräume
zugeordnet sind, die von oben mit Proben und Reagenzien beschickbar sind, und mit einem
Photometer zur Messung der Fluoreszenz, durch dessen Lichtweg zwischen Lichtquelle und Lichtdetektor
sich die Küvetten hindurchbewegen, dadurch gekennzeichnet,
a) daß die Küvetten (5; 51) als gegen die Peripherie geschlossene, gegen die Rotorachse
offene Hohlräume ausgebildet sind,
b) daß die Lichtquelle (6) die bei Rotation des Rotors (1; Γ) entstehende offene Probenoberiläche
(9), deren Normale eine wesentliche radiale Komponente hat, aus einer im wesentlichen radialen Richtung bestrahlt,
c) und daß der Detektor (7) die von den Proben (8; 8') ausgehende Fluoreszenzstrahlung in
einer von der Einstrahlungsrichtung um einen spitzen Winkel abweichenden Richtung
empfängt.
2. Optischer Schnellanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ei' ζ
Küvette bildende, sich radial erstreckende Hohlraum ein geneigter zylindrischer, in einem halbkuge'förmigen
geschlossenen Erdteil endender Hohlraum ist.
3. Optischer Schnellanalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene
Ende (15) des Hohlraums eine vertikal orientierte zylindrische Oberfläche bildet, welche
einen Radius gleich dem Abstand dieser Oberfläche vom Drehmittelpunkt des Rotors (1') besitzt
(Fig. 4, 5).
4. Optischer Schnellanalysator nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß jeweils ein Paar von Hohlräumen (12; VX) jeder der Küvetten (5; 5')
zugeordnet ist und Kanäle (13; 13') zwischen jedem der Paare von Hohlräumen (12; 12') und den
entsprechenden Küvetten (5; 5') angeordnet sind.
5. Optischer Schnellanalysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume
(12; 12') zylindrisch ausgebildet sind und nach unten und außen geneigt verlaufen.
6. Optischer Schnellanalysator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume
(12; 12') derart bemessen sind, daß sie unterstatischen
Bedingungen auf Wasser basierende Proben-und Reagenzien-Flüssigkeiten festhalten.
7. Optischer Schnellanalysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle
(13; 13') die Hohlräume an ihren unteren radial außenliegenden Enden schneiden.
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