DE2557424A1 - Verfahren und messeinrichtung zur messung des absorptionsvermoegens von fluessigkeiten - Google Patents

Verfahren und messeinrichtung zur messung des absorptionsvermoegens von fluessigkeiten

Info

Publication number
DE2557424A1
DE2557424A1 DE19752557424 DE2557424A DE2557424A1 DE 2557424 A1 DE2557424 A1 DE 2557424A1 DE 19752557424 DE19752557424 DE 19752557424 DE 2557424 A DE2557424 A DE 2557424A DE 2557424 A1 DE2557424 A1 DE 2557424A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
flow channel
cuvette
liquid
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19752557424
Other languages
English (en)
Inventor
Kenneth E Nelson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Waters Associates Inc
Original Assignee
Waters Associates Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waters Associates Inc filed Critical Waters Associates Inc
Priority to DE19752557424 priority Critical patent/DE2557424A1/de
Publication of DE2557424A1 publication Critical patent/DE2557424A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N21/05Flow-through cuvettes
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N2021/0346Capillary cells; Microcells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Description

  • Verfahren und Meßeinrichtung zur Messung
  • des Absorptionsvermögens von Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Meßeinrichtung zur Messung des Absorptionsvermögens von Flüssigkeiten, insbesondere für chromatographische Zwecke.
  • Bei der Analyse von kleinen Flüssigkeitsmengen ist eine besonders sorgfältige Überwachung der Strömungsverhältnisse und der sonstigen physikalischen Bedingungen erforderlich. Beispielsweise bei der Flüssigkeitschromatographie, bei der sehr kleine kontinuierliche Flüssigkeitsströmungen gemessen werden, müssen die mechanischen und thermischen Turbulenzen der Flüssigkeitsströmung zwischen der chromatographischen Säule und dem Analysegerät möglichst gering gehalten werden. Es kommt vor allem darauf an, der transparenten Durchflußküvette eine genaue Folge von Flüssigkeitsströmen mit sich ändernden Eigenschaften zuzuführen, welche die chromatographische Säule verlassen.
  • Zu diesem Zwecke sind bereits Refraktometer bekannt (US-PS 3 674 373), in denen ein möglichst geringer Transportweg für die zu analysierende Flüssigkeit vorgesehen ist, und wobei eine möglichst gute thermische Isolation der zu analysierenden Flüssigkeit erfolgt.
  • Es wurde ferner bereits erkannt, daß dem physikalischen Zustand der Flüssigkeit selbst nach dem Eintritt in die Durchflußküvette besondere Beachtung geschenkt werden muß. Deshalb wurden Durchflußküvetten möglichst klein ausgebildet, um eine Vermischung zu vermeiden und die Schärfe der Peaks zu verbessern.
  • In gewissen Fällen wurde ein positives thermisches Gleichgewicht der Küvette mit der Flüssigkeit angestrebt, um Flimmereffekte entlang den Wänden der Küvette zu vermeiden. Ferner wurden die Küvetten normalerweise so angeordnet, daß im Bereich der Auslässe Gasblasen aus der Küvette herausgelangen können.
  • Es ist ferner eine konische gabelförmige Küvette bekannt (US-PS 3 666 941), deren größere Stirnfläche der Lichtquelle gegenüberliegt, um einen maximalen Betrag von fluoreszenzerregender Strahlung zu sammeln. Demgegenüber soll durch die Erfindung eine Durchflußküvette geschaffen werden, bei der andere nachteilige Effekte vermieden werden und die insbesondere für die Flüssigkeitschromatographie verwendbar ist. Entsprechendes gilt auch für eine andere bekannte konische Küvette (US-PS 3 792 929), die ebenfalls nicht ohne weiteres für eine Flüssigkeitschrömatographie geeignet ist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Messung der Lichtabsorption in Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Brechungsindex anzugeben, ohne daß dabei Änderungen des optischen Verhaltens des Systems auftreten, durch die die Zuverlässigkeit der Meßergebnisse beeinträchtigt wird. Ferner soll eine Meßeinrichtung zur Messung des Absorptionsvermögens von durch eine Durchflußküvette strömenden Flüssigkeiten angegeben werden, bei der vermieden wird, daß Licht auf die Wände der Küvette auftrifft.
  • Durch die Erfindung sollen insbesondere bekannte Systeme für eine Flüssigkeitschromatographie verbessert werden, bei denen eine photometrische Analyse erfolgt. Die Meßeinrichtung für das photometrische Verfahren soll derart verbessert werden, daß ein möglichst geringes Probenvolumen der Durchflußzelle vorgesehen werden kann, ohne daß dadurch die Arbeitsweise der photometrischen Meßeinrichtung beeinträchtigt wird.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntis zugrunde, daß eine nicht vernachlässigbare Störstrahlung durch unterschiedliche Brechungsindices verursacht werden kann, insbesondere durch einen Linseneffekt, der durch Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Brechungsindex besonders bei laminaren Strömungen in den Grenzschichten von Flüssigkeiten mit unterschiedlichem Brechungsindex verursacht wird. Dieser Effekt ist besonders nachteilig in wünschenswert kleinen zylindrischen Durchflußküvetten. Diese laminare Strömungsverteilung kann durch die Bezeichnung "dynamische Flüssigkeitslinsen" gekennzeichnet werden. Die größten Schwierigkeiten treten bei Durchflußküvetten mit einem Volumen von größenordnungsmäßig 1 Microliter auf, welche Durchflußküvetten einen Durchmesser von weniger als etwa 2 mm besitzen. Normalerweise beträgt der Durchflußweg für eine Durchflußküvette bei ultraviolettem Licht etwa 1 cm, so daß eine Durchflußzelle von 2 mm maximalem Durchmesser ein Volumen von weniger als etwa 32 Microliter besitzt. Bei steigendem Durchmesser steigt auch der Linseneffekt bei einer gegebenen Durchflußrate der laminaren Strömung an.
  • Eine Erhöhung des Durchmessers des zylindrischen Strömungskanals ermöglicht jedoch nicht ohne weiteres die Vermeidung des Linseneffekts, weil der erhöhte Durchmesser einerseits zu einer unerwünschten Vergrößerung des Probevolumens führt, oder andererseits zu einer beträchtlichen Verringerung der Länge des Probevolumens. Eine wesentliche Erhöhung des Volumens ist nicht wünschenswert, weil es dann nicht mehr möglich ist, sehr kleine Probenmengen wegen der auftretenden Ubergangseffekte zu messen. Durch Verringerung der Länge der Küvette wird die Größe der Lichtabsorption bei einer Flüssigkeit mit bestimmten Eigenschaften verringert. Andere bekannte Ausführungsformen des Strömungskanals bedingen ebenfalls Schwierigkeiten hinsichtlich der Strömungsverteilung.
  • Weil durch Flüssigkeitslinsen bedingte Effekte hauptsächlich in den Grenzbereichen zwischen unterschiedlichen Zusammensetzungen der Flüssigkeit auftreten, können durch Vermeidung derartiger Effekte sowohl quantitative als auch qualitative analytische Vorteile bei der Flüssigkeitschromatographie oder dergleichen analytischen Systemen erzielt werden, bei denen Änderungen der Zusammensetzungen auftreten. Eine derartige Einrichtung ist auch vorteilhaft verwendbar in anderen Fällen, bei denen derartige Linseneffekte auftreten können, beispielsweise aufgrund von Tempeaturänderungen oder anderen Phänomenen, zur Ausbildung eines Brechungsindex-Gradienten der Durchflußzelle führen.
  • Durch die Erfindung wurde deshalb eine kleine Durchflußküvette geschaffen, mit der Schwierigkeiten der erwähnten Art dadurch vermieden werden können, daß der Linseneffekt schnell beseitigt wird, indem eine fortschreitende Vergrößerung des Querschnitts des Strömungskanals vorgesehen wird. Dabei bildet die Wand des Durchflußkanals in vorteilhafter Weise eine divergierende Rotationsfläche, wobei die Wandung einen Divergenzwinkel von mindestens 1° mit der Achse der Küvette bildet. Bei einem derartigen optischen System kann vermieden werden, daß irgendeine beträchtliche Strahlungsmenge in die Küvette unter einem spitzen Winkel einfällt, die auf die Wandung der Küvette auffällt. Ein Winkel von etwa 1,5° oder etwas mehr ergibt eine ausreichende Verbreiterung zur Vermeidung des nachteiligen Linseneffekts in dem Zwischenbereich zwischen Wasser und den meisten organischen Lösungsmitteln. Die erzielte Verbesserung ist weitgehend auf die Sammlung von gebrochenem Licht zurückzuführen, das sonst in der Wand des Strömungskanals absorbiert würde, andererseits jedoch auch auf die Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Strömungskanal, die normalerweise mehr als 50% beträgt, wodurch ebenfalls eine Verringerung des Linseneffekts selbst bewirkt wird, indem die gebrochene Lichtmenge verringert wird, die gegen die Wandung gerichtet ist. Divergenzwinkel zwischen der Achse des Strömungskanals und der Wandung der Küvette zwischen 10 und 30 werden vorgezogen. Größere Divergenzwinkel sind nicht zweckmäßig, weil diese ein größeres Küvettenvolumen zur Folge haben.
  • Bei der Flüssigkeitschromatographie können die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn die mit der Durchflußküvette zu verwendende Meßeinrichtung so ausgebildet ist, daß sich eine angenähert ideale Strömungsverteilung ergibt. Dies ist der Fall bei allen Strömungen in einem System für die Flüssigkeitschromatographie, insbesondere für die Strömung von der Probeninjektion zu der Kolonne und die Strömung zwischen der Kolonne und der analytischen Komponente des Systems. Vorzugsweise findet ein Injektor Verwendung, der unter der Bezeichnung U6K von der Firma Waters Associates Inc. erhältlich ist. Als Pumpensystem zur FLüssigkeitszufuhr in eine Hochdrucksäule findet vorzugsweise ein ebenfalls von dieser Firma unter der Bezeichnung 6000 erhältliches Pumpensystem Verwendung.
  • Es können jedoch auch andere bekannteGeräte dieser Art Verwendung finden und die Form des Durchflußkanals der Durchflußzelle kann Abwandlungen erfahren. Beispielsweise bewirkt eine weitere Vergrößerung des Durchflußkanals gegenüber der definierten minimalen konischen Form eine Durchflußzelle, die den Linseneffekt vermeidet, aber andererseits größer und deswegen für viele Anwendungszwecke weniger vorteilhaft ist. Außer kegelstumpfförmigen Ausführungsformen können auch solche Ausführungsformen verwandt werden, die trichterförmig sind, hyperbolisch trichterförmig sowie parabolische, hyperbolische oder dergleichen Rotationsoberflächen. Derartige Ausbildungen können in gewissen Fällen Vorteile im Hinblick auf Effekte bringen, die durch spezielle Strömungseigenschaften der Flüssigkeitskomponenten bewirkt werden, die die Flüssigkeitslinse bilden, sowie durch den Temperaturverlauf quer zu der Küvette, Reibungseffekte entlang der Wandoberfläche oder dergleichen. Im allgemeinen konisch bedeutet deshalb irgendeinen Durchflußkanal, dessen Einlaß kleiner als der Auslaß ist, und dessen Querschnitt zu dem Auslaß fortschreitend ansteigt. Das wichtigste Merkmal der Erfindung ist die Beziehung des konischen Durchflußkanals zu der Richtung des Strahlengangs. Der größere Ausgang des Kanals muß gegenüber der Nachweiseinrichtung vorgesehen sein. Es ist jedoch möglich, die Strömungsrichtung der zu analysierenden Flüssigkeiten umzukehren.
  • Die umgekehrte Strömungsrichtung wird jedoch nicht vorgezogen, wenn es jedoch aus gewissen Gründen wünschenswert ist, wird die Durchflußküvette derart ausgebildet, daß auch geringfügige Gasbläschen nach obendirch den Auslaß der Küvette austreten können.
  • Bei chromatographischen Analysen und anderen derartigen Verfahren, bei denen Proben in der Größenordnung von Microlitern überwacht werden, beträgt das Verhältnis von Länge zu Durchmesser des Strömungskanals vorzugsweise mindestens 5 : 1. Divergenzwinkel von mehr als 30 sind hauptsächlich deshalb in vielen Anwendungszwecken nicht wünschenswert, wenn es sich um die Analyse sehr kleiner Probenmengen handelt.
  • Ein weiterer Vorteil einer derartigen Meßeinrichtung besteht in gewissen Anwendungsfällen darin, daß die Lichtquelle körperlich oder mit optischen Mitteln näher zu der Küvette angeordnet werden kann, ohne daß dabei große Lichtverluste durch Brechung und Streuung auftreten, welche Verluste hauptsächlich an den Grenzschichten zwischen Gas und Linse und Flüssigkeit und Linse auftreten.
  • Obwohl die Erfindung in der Hauptsache im Hinblick auf Durchflußzellen beschrieben wurde, ist sie auch in Verbindung mit Fällen anwendbar, durch die kein Durchfluß erfolgt, wobei Flüssigkeiten mit beträchtlichen Unterschieden der Brechungsindices mit demselben optischen System verwandt werden.
  • Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 ein schematisches Diagramm einer analytischen Meßeinrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Durchflußküvette gemäß der Erfindung; Fig. 3 eine graphische Darstellung des Ausgangssignals einer UV-Meßeinrichtung mit einer bekannten zylindrischen Durchflußküvette; Fig. 4 eine graphische Darstellung entsprechend Fig. 3, jedoch bei Verwendung einer Durchflußküvette gemäß der Erfindung; und Fig. 5 ein schematisches Diagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt eine analytische Meßeinrichtung 10 mit einem Abgabebehälter 12 für zu analysierende Flüssigkeit, mit einer chromatographischen Säule 14, sowie mit einem UV-Absorptionsmeßgerät 16, das eine Lichtquelle 18, ein Interferenzfilter 20, ein Linsensystem 22, Fenster 23, eine Durchflußküvette 24, ein hinteres Fenster 26 und eine photoelektrische Nachweiseinrichtung 28 enthält. Signale von der Nachweiseinrichtung 28 und einer Bezugs-Nachweiseinrichtung 28a werden in an sich bekannter Weise dazu verwendet, ein elektrisches Signal abzuleiten, das als Steuersignal oder zur Aufzeichnung der Meßergebnisse mit Hilfe eines Registriergeräts 30 dient.
  • Das wesentliche Merkmal in Fig. 1 ist die Ausbildung der Durchflußküvette 24 mit einem konischen Strömungskanal 32. Durch diese Ausbildung wird die Meßgenauigkeit des gesamten Systems verbessert, weil die von der Säule 14 austretende Flüssigkeit in dem UV-Absorptionsgerät derart gemessen wird, daß das die Nachweiseinrichtung 28 erreichende Licht durch nachteilige Verluste aufgrund des Einflusses von Flüssigkeitslinsen geschwächt wird.
  • Für die Meßeinrichtung in Fig. 1 kann eine Lichtquelle von 2,4 Watt mit einer Wellenlänge von 253,7 Nanometer Verwendung finden. Das Volumen des in Fig. 2 vergrößert dargestellten Durchflußkanals 32 der Durchflußküvette beträgt etwa 12,5 Microliter.
  • Der Einlaß des Strömungskanals besitzt einen Durchmesser von 1,0 mm (0,04 Zoll), der Auslaß einen Durchmesser von 1,5 mm (0,06 Zoll) und eine Länge von etwa 1 cm (0,394 Zoll). Ein Bezugs-Strömungskanal 34 ist in an sich bekannter Weise neben dem Strömungskanal 32 in der Küvettenanordnung 36 vorgesehen. Dieser Kanal wird durch eine Bezugsflüssigkeit durchströmt, kann jedoch mit einer stehenden Flüssigkeit gefüllt oder auch leer sein.
  • Fig. 3 dient zur Erläuterung der Nachweisprobleme, die bei Absorptionsanalysen aufgrund von Störungen der UV-Durchlässigkeit durch Flüssigkeitslinsen auftreten können, wenn ein zylindrischer Strömungskanal bekannter Art Verwendung findet.
  • Fig. 4 betrifft dagegen die Verwendung eines konischen Strömungskanals gemäß der Erfindung.
  • Aus Fig. 3 und 4 ist jeweils ein Anfangs-Peak 60 ersichtlich, der durch eine Eichflüssigkeit (Standard-Dichromatlösung) hervorgerufen wird, welche durch die Strömungskanäle mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1 Milliliter pro Minute fließt. Der nächste Anstieg 61 in beiden Kurven beruht lediglich auf einer Einstellung des Nullpunkts in dem Registriergerät. Zu diesem Zeitpunkt weist jede Kurve ein relativ ebenes Bezugsniveau auf, das die geringe UV-Absorption von Wasser anzeigt.
  • Dieses Bezugsniveau verläuft eben für die kontinuierliche Zufuhr in Fig. 3. Es wird jedoch durch abrupte Abfälle der Lichtdurchlässigkeit unterbrochen, wenn eine wässrige Methanollösung in die Säule injiziert wird. Diese Erhöhungen des Absorptionsvermögens werden durch de Brechung durch die dynamischen Flüssigkeitslinsen bewirkt, die in den Grenzschichten zwischen Methanol und Wasser und den verschiedenen Mischungen davon gebildet werden. Wem eine Brechung erfolgt, wird ein beträchtlicher Teil des Lichts an der zylindrischen Wandung des bekannten Durchflußkanals absorbiert.
  • Die Minima 64 in Fig. 3 zeigen den Einfluß beim Übergang einer Wasserströmung mit 0,3 ml/min zu einer Strömung mit einer l0%igen Lösung von Methanol mit 0,3 ml/min. Diese Lösung wird durch eine Probenschleife während einer Zeitspanne von etwa 3,3 min zugesetzt. Wenn die Schleife durch Wasser ausgespült wird, ergibt sich ein Anstieg 65 der Kurve aufgrund der Flüssigkeitslinse, die in der Grenzschicht zwischen der Wasserströmung hinter der Methanollösung gebildet wird. Nach Beendigung der Wasserspülung endet auch die von der Flüssigkeitslinse induzierte Verschiebung, bis eine weitere Injektion einer wässrigen Lösung von Methanol beginnt.
  • Mit dem gleichen System, bei dem lediglich der in Fig. 2 dargestellte Durchflußkanal gemäß der Erfindung verwandt wurde, wurden entsprechende Injektionen durchgeführt. Bei der Zugabe von Methanol ergab sich jedoch im Gegensatz zu Fig. 9 keine Erhöhung der Lichtabsorption. Ferner ergab sich keine beträchtliche Erhöhung der Lichtdurchlässigkeit bei der Wasserspülung. Entsprechende Stellen sind in Fig. 4 mit 64a und 65a bezeichnet.
  • Fig. 5 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Meßeinrichtung gemäß der Erfindung, mit der erreicht werden kann, daß in die Strömungskanäle eintretendes Licht nicht zu deren Wandungen gebrochen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zwischen der Lichtquelle und der Durchflußküvette eine Blende vorgesehen. Durch diese Blende wird gewährleistet, daß kein in die Strömungskanäle von einer großen Lichtquelle eintretendes Licht unter einem derartigen Winkel gebrochen werden kann, daß Licht auf die divergierenden Wandungen der Durchflußkanäle auffällt. Ein anderer Vorteil dieser Meßeinrichtung in Fig. 5 ist darin zu sehen, daß die Linse als vorderes Fenster für die Strömungskanäle dient. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen der Lichtquelle (Blendenöffnung) und der Durchflußküvette minimal gehalten werden, so daß eine bessere Lichtausnutzung in der Meßeinrichtung möglich ist.
  • Die in Fig. 5 im Schnitt dargestellte Durchflußküvette enthält einen konischen Strömungskanal 74 und einen konischen Bezugs-Strömungskanal 72. Der Strömungskanal 74 ist mit einer Einlaß-und einerAuslaßöffnung versehen, wie in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde. Die vorderen Fenster der Durchflußküvette werden durch eine Linse 76 gebildet. Das hintere Ende der Küvette ist durch ein Fenster 78 abgeschlossen. Vor einer UV-Lampe 80 ist eine Blende 82 angeordnet, durch welche dasjenige Licht ausgeblendet wird, das zu nachteiligen Verlusten führt, wenn es in die Strömungskanäle 72 und 74 gelangt. Das durch die Blendenöffnung 84 hindurchtretende Licht ist derart begrenzt, daß nur durch die dargestellten Begrenzungslinien des Strahlengangs begrenztes Licht indie Strömungskanäle eintritt, so daß keine Brechung unter einem Winkel erfolgen kann, welche ein Auffallen des Lichts auf die divergierenden Wandungen der Strömungskanäle bei irgendeiner gewöhnlich verwandten Flüssigkeit ermöglichen würde.
  • Es ist zweckmäßig, die Linse 22 in Fig. 1 als Fenster zu verwenden. Auf diese Weise können die Blendenöffnung 84 und damit die Lampe 80 näher gegenüber der Durchflußküvette angeordnet werden.
  • Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Achsen der Strömungskanäle einen Abstand von 4,06 mm (0,160 Zoll), und die Linse hat eine Kantendicke von 1,02 mm (0,04 Zoll). Der Krümmungsradius der Linse beträgt 6,60 mm (0,2559 Zoll) . Die Blende ist 14,7 mm (0,58 Zoll) von der Linsenkante entfernt, die am nächsten zu den Eintrittsöffnungen in die Strömungskanäle 72 und 74 liegt. Der Durchmesser der Blendenöffnung beträgt 1,12 mm (0,044 Zoll). Die Länge jedes Strömungskanals beträgt 10,91 mm (0,394 Zoll). Der Durchmesser der Eintrittsöffnung der Strömungskanäle beträgt 1,02 mm (0,040 Zoll) und der Durchmesser der Austrittsöffnungen beträgt 1,52 mm (0,060 Zoll).
  • Die Unterkante der Blendenöffnung 84 deckt Licht unterhalb der Begrenzungslinie 90 ab, so daß kein Licht auf die Linse 76 unter einem solchen Winkel auffallen kann, daß es nach Brechung in der Linse 76 auf die obere Wand des Strömungskanals 72 in Fig. 5 auftrifft. In entsprechender Weise deckt dieobere Kante der Blendenöffnung 84 Licht unterhalb der Begrenzungslinie 93 ab, so daß derartiges Licht nicht auf die Linse 76 unter einem solchen Winkel auffallen kann, daß es derart gebrochen wird, daß es auf die untere Wand des Strömungskanals 74 auftrifft.
  • Praktisch sämtliches, in die Strömungskanäle eintretendes +rif+ tritt Dient wlra entweaer m aer elusslgKelt adsorbiert oaer aurcn ale Strömungskanäle aus und ist deshalb für die Lichtmessung durch die Nachweiseinrichtung 28 verfügbar. Um Wellenlängen auszufiltern, die nicht gemessen werden sollen, kann ein Lichtfilter 20 Verwendung finden. Dieses Lichtfilter dient jedoch lediglich dazu, daß nur Licht vorherbestimmter Wellenlänge die Nachweiseinrichtung erreicht.
  • Deshalb besitzt eine Durchflußzelle gemäß der Erfindung Strömungskanäle, deren Querschnitt sich von dem Lichteintrittsende zu dem Lichtaustrittsende vergrößert. Durch eine derartige konische Ausbildung kann deren Volumen auf das erforderliche minimale Volumen verringert werden, was insbesondere dann besonders vofteilhaft ist, wenn sehr kleine Flüssigkeitsproben analysiert werden sollen, und wenn derartige Zusatzgeräte Verwendung finden, daß eine Verbreiterung der Peaks vermieden wird, bevor die Flüssigkeit in die Megkuvette eintritt. Wenn jedoch die Nachteile einer im Vergleich zu dem notwendigen Volumen etwas größeren Durchflußzelle in Kauf genommen werden können, durch die Verwendung einer derartigen Blende zur Begrenzung des in die Durchflußzelle eintretenden Lichtkegels ein Auffallen von Licht auf irgendeinen Wandungsteil der Durchflußkanäle noch beträchtliche Vorteile erzielt.
  • Leerseite

Claims (25)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Messung des Absorptionsvermögens von Flüssigkeitsproben, die in einer laminaren Strömung aufeinanderfolgend unterschiedliche Flüssigkeiten enthalten, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß zur Vermeidung des Effekts dynamischer Flüssigkeitslinsen bei der Lichtmessung die Flüssigkeit einem im wesentlichen konisch ausgebildeten Strömungskanal am Ende mit dem kleineren Querschnitt zugeführt wird, daß die Flüssigkeit aus dem Strömungskanal in einen Bereich mit größerem Querschnitt abgeleitet wird, und daß das Absorptionsvermögen der Flüssigkeit in dem Strömungskanal durch Nachweis des durch das Ende mit dem größeren Querschnitt austretenden Lichts erfolgt, so daß praktisch die gesamte in den Strömungskanal eintretende Lichtmenge gemessen wird, soweit diese nicht durch die Flüssigkeit absorbiert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Volumen der Flüssigkeitsprobe in dem Durchflußkanal weniger als etwa 32 Microliter beträgt, und daß der maximale Durchmesser des Strömungskanals 2 mm beträgt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Messung mit Hilfe von ultraviolettem Licht erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,daß die Strömungsgeschwindigkeit der Probenflüssigkeit in dem Strömungskanal zwischen dem Eingang und dem Ausgang um mindestens 50% verringert wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da du r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Vermeidung von Lichtverlusten durch Brechung von Licht, das in den Wänden der Durchflußküvette absorbiert wird, eine Blende zwischen der Lichtquelle und der Küvette angeordnet wird, die mit einem derartigen Abstand und mit einer derartigen Größe vorgesehen wird, daß kein Licht unter einem solchen Winkel in die Küvette eintritt, daß die Brechung dieses Lichts durch die Flüssigkeit zu einem Auffallen des Lichts auf die Innenwände der Küvette führen könnte, und daß eine von der Küvette austretende Wellenlänge des Lichts ausgewählt und gemessen wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß auch das Absorptionsvermögen einerBezugsflüssigkeit nach dem Durchleiten von Licht von derselben Strahlungsquelle in einem zweiten Strömungskanal gemessen wird, daß die Blende und eine Linse zwischen der Lichtquelle und jedem Strömungskanal angeordnet werden, und daß Licht in die beiden Strömungskanäle unter einem solchen Winkel eintritt, daß eine Lichtbrechung durch die Flüssigkeit nicht ein Auffallen des Lichts auf die Innenwände der Strömungskanäle zur Folge hat.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Strömungskanal konisch ausgebildet ist.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß jeder Strömungskanal konisch ausgebildet ist.
  9. 9. Meßeinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Lichtquelle, einer Durchflußzelle zur kontinuierlichen Hindurchleitung einer Flüssigkeit, sowie mit einer Meßeinrichtung zur Messung der Lichtabsorption in die Durchflußzelle, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß auf die photometrische Nachweiseinrichtung praktisch sämtliches von der Probenflüssigkeit nicht absorbiertes Licht auffällt, und daß eine Einrichtung zur Beseitigung der durch die Flüssigkeitslinsen bedingten Effekte vorgesehen ist, die durch einen im wesentlichen konischen Durchflußkanal besteht, dessen Eintrittsende mit kleinem Querschnitt näher zu der Lichtquelle angeordnet ist, daß praktisch keine Lichtverluste auftreten, die durch Brechung von Licht durch diese Linsen auf die Innenwand des Strömungskanals bedingt sind.
  10. 10 Meßeinrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Lichtquelle und die Meßeinrichtung derart ausgewählt sind, daß die photometrische Nachweiseinrichtung eine UV-Nachweiseinrichtung ist.
  11. 11. Meßeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Durchflußkanal ein Volumen von weniger als 32 Microliter aufweist und einen maximalen Durchmesser von weniger als 2 mm besitzt.
  12. 12. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 9-11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Divergenzwinkel zwischen der Achse des Strömungskanals und dessen Wandung zwischen 10 und 30 beträgt.
  13. 13. Meßeinrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Strömungskanal kegelstumpfförmig ausgebildet ist, durch transparente Fenster abgeschlossen ist, und daß das Verhältnis von Länge zu durchschnittlichem Durchmesser mindestens 5 : 1 beträgt.
  14. - - - - - die - - - - - -14. Neßelnricntung nacn anspruch 9, um vertlndung mit einer Säule tür Flüssigkeitschromatographie vorgesehen ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Nachweiseinrichtung praktisch alle durch Probenflüssigkeit nicht absorbiertes Licht empfängt und eine Einrichtung enthält, um den Effekt dynamischer Flüssigkeitslinsen zu vermeiden, welche aus einem kegelstumpfförmigen Strömungskanal besteht, dessen kleineres Querschnittsende näher der Lichtquelle angeordnet ist.
  15. 15. Meßeinrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e nn -z e i c h n e t , daß die Nachweiseinrichtung zum Nachweis von UV-Licht dient.
  16. 16. Meßeinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Strömungskanal einen maximalen Durchmesser von 2 mm aufweist.
  17. 17. Nachweiseinrichtung nach einem der Ansprüche 14-16, d a d u r ch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Divergenzwinkel zwischen der konischen Wand und der Achse des Strömungskanals zwischen 10 und 30 beträgt.
  18. 18. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüchel4-17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Verhältnis von Länge zu durchschnittlichem Durchmesser des Durchflußwegs mindestens 5 : 1 beträgt.
  19. 19. Meßeinrichtung nach Anspruch 9, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Probenküvette zur kontinuierlichen Hindurchleitung von zu analysierender Flüssigkeit von einem Einlaß in der Nähe des einen Endes entlang einem Strömungsweg zu einem Auslaß in der Nähe des anderen Endes, durch eine Einrichtung zum Messen der Lichtabsorption in der Probenküvette, durch eine photometrische Nachweiseinrichtung, auf die praktisch alles nicht absorbiertes Licht mit einer vorherbestimmten Wellenlänge auffällt, das durch die Probenküvette hindurchgetreten ist, mit einer Einrichtung zur Vermeidung von Lichtverlusten durch Brechung auf die Wände der Küvette, welche Einrichtung zur Vermeidung von Lichtverlusten eine Lochblende aufweist, die zwischen der Lichtquelle und der Küvette angeordnet ist, und welche Lochblende verhindert, daß Licht in die Küvette eintritt, das zu der Innenwand der Küvette gebrochen werden könnte.
  20. 20. Meßeinrichtung nach Anspruch 19, g e k e n n z e i c h n e t durch einen zweiten Durchflußkanal für eine Bezugsflüssigkeit, wobei die Einrichtung zur Verhinderung von Lichtverlusten durch Lichtbrechung zu den Wänden der Küvette eine Lochblende und eine Linse enthält, wodurch hindurchtretendes Licht daran gehindert wird, zu den Innenwänden der Küvette oder des zusätzlichen Durchflußkanals gebrochen zu werden.
  21. 21. Meßeinrichtung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die photometrische Nachweiseinrichtung zur Messung von ultraviolettem Licht dient, das von der Lichtquelle ausgesandt wird.
  22. 22. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 19-21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Durchflußkanal ein Volumen von weniger als 32 Microliter und einen maximalen Durchmesser von weniger als 2 mm aufweist.
  23. 23. Meßeinrichtung nach Anspruch 22, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Wandung der Durchflußküvette um einen Winkel von mindestens 10 gegenüber deren Achse in Strömungsrichtung divergiert.
  24. 24. Meßeinrichtung nach Anspruch 9, g e k e n n z e i c h n e t durch eine photometrische Nachweiseinrichtung, auf die praktisch alles Licht einer vorherbestimmten Wellenlänge auffällt, das durch die Küvette hindurchgelassen wurde, und durch eine Einrichtung zur Verhinderung von Lichtverlusten durch Brechung des Lichts auf die Wandung der Küvette, welche Einrichtung eine Lochblende enthält, die zwischen der Lichtquelle und der Küvette angeordnet ist, und die verhindert, daß hindurchgelassenes Licht in die Zelle eintritt, das auf die Innenwandung der Küvette gebrochen werden kann.
  25. 25. Meßeinrichtung nach Anspruch 9, die in einem Analysesystem für Flüssigkeitschromatographie vorgesehen ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Strahlungsnachweiseinrichtung praktisch alles Licht einer vorherbestimmten Wellenlänge empfängt, das von der Probenküvette durchgelassen wird, und daß eine Einrichtung zur Vermeidung von Strahlungsverlusten aufgrund einer Brechung auf die Wandung der Durchflußküvette vorgesehen ist, die aus einer Blende zwischen der Strahlungsquelle und der Küvette besteht und derart angeordnet und bemessen ist, daß die Strahlung nicht in die Küvette unter einem solchen Winkel eintreten kann, daß die Strahlung zu der Wandung der Küvette gebrochen wird.
DE19752557424 1975-12-19 1975-12-19 Verfahren und messeinrichtung zur messung des absorptionsvermoegens von fluessigkeiten Ceased DE2557424A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752557424 DE2557424A1 (de) 1975-12-19 1975-12-19 Verfahren und messeinrichtung zur messung des absorptionsvermoegens von fluessigkeiten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752557424 DE2557424A1 (de) 1975-12-19 1975-12-19 Verfahren und messeinrichtung zur messung des absorptionsvermoegens von fluessigkeiten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2557424A1 true DE2557424A1 (de) 1977-06-30

Family

ID=5964942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752557424 Ceased DE2557424A1 (de) 1975-12-19 1975-12-19 Verfahren und messeinrichtung zur messung des absorptionsvermoegens von fluessigkeiten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2557424A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0237245A2 (de) * 1986-03-07 1987-09-16 Westinghouse Electric Corporation Gasprobenkammer für Spectrometer
DE4112528A1 (de) * 1991-04-17 1992-10-22 Kernforschungsz Karlsruhe Spektralfotometer fuer die hochdruckfluessigkeitschromatographie

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
In Betracht gezogene ältere Anmeldung: DE-OS 25 21 453 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0237245A2 (de) * 1986-03-07 1987-09-16 Westinghouse Electric Corporation Gasprobenkammer für Spectrometer
EP0237245A3 (de) * 1986-03-07 1990-02-28 Westinghouse Electric Corporation Gasprobenkammer für Spectrometer
DE4112528A1 (de) * 1991-04-17 1992-10-22 Kernforschungsz Karlsruhe Spektralfotometer fuer die hochdruckfluessigkeitschromatographie

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69524405T2 (de) Photometrische Durchflussvorrichtung für kleine Probenvolumina
EP0488947B1 (de) Detektorzelle
DE69332876T2 (de) Detektion in Kapillarelektroforese
DE2521974A1 (de) Fluessigkeits-chromatograph
DE2260561C3 (de) DurchfluBküvette zur fotometrischen Analyse von Fluidproben
DE3103476A1 (de) "kuevette"
DE2453888A1 (de) Fluessigchromatographisches system
DE4223840C2 (de) Refraktometer
DE69533119T2 (de) Spektroskopische Messvorrichtung zur Analyse von Medien
DE60223183T2 (de) Analyseelement für Fluids und Gerät zur Verwendung desselben
DE69023875T2 (de) Vorrichtung zum Messen der Lichtabsorption oder Fluoreszenz in flüssigen Proben.
DE2105058A1 (de) Durchflußzelle zur kolorimetrischen Analyse
DE2050672C3 (de) Durchflußküvette zur mikroskopfotometrischen Messung von in einer Flüssigkeit suspendierten Teilchen
DE2521453C2 (de)
DE3306763A1 (de) Optisches system zum leiten eines lichtflusses durch eine fluessigkeitsstrom-absorptionskuevette
DE4425462C2 (de) Spektralphotometer-Zelle
DE2532777A1 (de) Durchflusskuevette und damit ausgestatteter fluessigkeitschromatographiedetektor
DE2557424A1 (de) Verfahren und messeinrichtung zur messung des absorptionsvermoegens von fluessigkeiten
DE1598235B1 (de) Fluessigkeitskuevette fuer Durchflussphotometer
DE2409449A1 (de) Durchfluss-kuevette
DE2542799A1 (de) Refraktometrisches densitometer
DE1598831C3 (de) Trubungsmesser mit Kontrollvorrich tung
DE2425877C3 (de) Trübungsmeßvorrichtung
DE1927330A1 (de) Gemischdurchflussanalysator
DE3340505A1 (de) Kuevette zur aufnahme von substanzen bei der spektralphotometrie

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8176 Proceedings suspended because of application no:

Ref document number: 2521453

Country of ref document: DE

Format of ref document f/p: P

8178 Suspension cancelled
8131 Rejection