DE2738575C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei einer solchen aus der DE-OS 25 37 343 bekannten
Vorrichtung werden Flecken von Probenkomponenten, die auf
einem bei der Dünnschichtchromatographie, der Papierchromatographie
usw. verwendeten Träger entwickelt sind,
mittels eines Lichtstrahls mit sehr kleinem Querschnitt auf
einer zickzackförmigen Bahn abgetastet und die optischen
Signale zur Analyse der Probenkomponenten gemessen. Bekanntermaßen
wird bei der Dünnschichtchromatographie eine
zu analysierende Probe auf ein Trägermaterial wie
beispielsweise eine dünne Kieselgelschicht auf einer
Glasplatte aufgebracht und ein Lösungsmittel über die
Schicht geleitet, um die Komponenten der Probe in unterschiedliche
Flecken auf der Dünnschichtchromatographie-
Platte abzusondern. Die auf diese Weise abgesonderten
Flecken auf der Dünnschichtchromatographie-Platte sind ein
sogenanntes Dünnschicht-Chromatogramm.
Bei der zickzackförmigen Abtastung wird jeder Fleck des
Chromatogramms durch den Lichtstrahl bestrahlt und von
jedem Fleck ein optisches Signal erhalten, das zur
quantitativen Bestimmung des Flecks in eine entsprechendes
elektrisches Signal umgesetzt und integriert wird. Wenn die
Maximalwerte der bei unterschiedlichen Zügen der zickzackförmigen
Abtastung erhaltenen Signale verbunden werden,
erhält man eine als Hüllkurve bezeichnete Kurve, die für
einen einzelnen Fleck dann eine einzelne Spitze besitzt,
wenn der Fleck eine einzige Probenkomponente enthält.
Wenn ein einziger Fleck eine einzelne Komponente enthält
und vollständig von dem benachbarten Flecken abgesondert
ist, ist es folglich recht einfach, das für jeden Fleck
gemessene Signal automatisch zu integrieren. Wenn jedoch
unterschiedliche Probenkomponenten nicht vollständig
voneinander getrennt sind, so daß benachbarte Flecken
einander überlappende Teilbereiche haben, hat die
vorgenannte Hüllkurve eine Mehrzahl von Spitzen. In diesem
Fall, d. h. wenn mehrere Probenkomponenten einander
überlappen, ist es in der Praxis sehr schwierig, das
optische Signal jeder Probenkomponente genau zu
integrieren; daher besteht Bedarf nach einer Densitometrie-
Vorrichtung, die ein genaues Integrieren des gemessenen
Signals für jede unterschiedliche Komponente der zu
analysierenden Probe selbst dann ermöglicht, wenn die
Probenkomponenten voneinander nicht vollständig in deutlich
voneinander getrennte Flecken geteilt sind.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
gattungsgemäße Vorrichtung zur optischen Densitometrie
derart auszugestalten, daß selbst bei überlappenden
Probenkomponentenbereichen eine genaue Integration der
erhaltenen Signale selektiv für jede unterschiedliche Probenkomponente
sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 genannten
Merkmalen gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Erzeugung einer Hüllkurve und
deren Differenzierung wird ein Steuersignal erhalten,
dessen Polaritätswechsel den Ort der Steigungsumkehr der
Hüllkurve darstellt. Das Steuersignal beinhaltet somit die
Informationen über die örtliche Lage des Minimums zwischen
zwei lokalen Maxima der Hüllkurve und damit über den
Übergang vom Bereich einer Probenkomponenten zu dem
angrenzenden Bereich einer weiteren Probenkomponente.
Durch Steuerung der Integriereinrichtung mittels dieses
Steuersignals kann nun eine gezielte Umschaltung des
Integriervorgangs an der korrekten Übergangsstelle
sichergestellt werden. Folglich läßt sich nunmehr eine
zuverlässige selektive Integration benachbarter
Probenkomponenten erzielen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 schematisch das Prinzip der zickzackförmigen
Abtastung.
Fig. 2 die Kurvenformen von Meßsignalen
sowie eines Treppensignals
und eines Hüllkurvensignals, die durch
nachfolgendes Verarbeiten des Meßsignals
erzielt werden,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer
Ausführungsform der Vorrichtung,
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer in Fig. 3
gezeigten Integrationssteuereinheit und
Fig. 5 Kurvenformen zur Erläuterung der
Funktion der Steuereinheit nach Fig. 4.
In Fig. 1 ist schematisch eine Dünnschichtchromatographie-
Platte A gezeigt, auf der ein Probenfleck
B entwickelt bzw. ausgebildet ist. Ein Lichtstrahl, der
einen im Vergleich zur Fläche des Flecks B sehr kleinen
Querschnitt hat, tastet den Fleck entlang einer zickzackförmigen
Bahn C ab, deren Züge aufeinanderfolgend von 1 bis 21
numeriert sind.
Fig. 2 zeigt die Kurvenformen eines Signals S 1,
das bei der in Fig. 1 gezeigten Abtastung
erhalten wird, und eines Hüllkurvensignals S 2 für die Spitzen
des Signals S 1. Jede der von 1 bis 21 entlang der
X-Achse durchnumerierten Spitzen entspricht jeweils demjenigen
der Abtastzüge, der in Fig. 1 mit der gleichen
Nummer 1 bis 21 bezeichnet ist. Ein vorbestimmter Pegel Vc
ist so eingestellt, daß sein Überschreiten durch eine
Spitze des Meßsignals die Aussage beeinhaltet, daß
die zugehörige Abtastlinie über den
Fleck verläuft.
Solange der Abtaststrahl die Dünnschicht außerhalb
des Flecks entlang der Züge 1, 2, 20 oder 21
der Bahn abtastet, liegt der Spitzenwert des
Signals S 1 unterhalb des Pegels Vc, während bei Durchlaufen
des Abtastlichtstrahls durch einen der mit 3 bis 19
numerierten Züge der Zick-Zack-Bahn der Spitzenwert des
Signals den Pegel Vc übersteigt.
Wenn die Spitzen des bei den mit 3 bis 19 numerierten
Abtastzügen erzielten und den Pegel Vc überschreitenden
Signals S 1 verbunden werden, ergibt sich ein Hüllkurvensignal
S 2, das ein durch den Fleck verursachtes Signal darstellt.
In Fig. 2 ist das Hüllenkurvensignal S 2 ein
wenig nach rechts gegenüber den Kurven des Signals S 1 verschoben
gezeigt, was auf den in Fig. 4 gezeigten Schaltungsanordnungen
beruht, die nachstehend im einzelnen beschrieben
werden.
Wenn der Fleck zwei Komponenten der Probe enthält,
die voneinander nicht vollständig abgesondert sind, sondern
einander gemäß der Darstellung in Fig. 1 teilweise überlappen,
besitzt das Hüllkurvensignal S 2 zwei Spitzen P 1 und P 2.
Durch Ermittlung des Talpunkts VP zwischen den beiden
Spitzen ist es möglich, den Trennungspunkt der beiden
Spitzen festzustellen. Zu diesem Zweck wird das Hüllkurvensignal
S 2 differenziert, wobei aus dem Wechsel der Polarität
des differenzierten Signals der Talpunkt VP ermittelt
werden kann. Wenn das differenzierte Signal vom Negativen
zum Positiven wechselt, ist der Talpunkt erreicht, d. h.
der Endpunkt der vorhergehenden Spitze P 1, die den Anfangspunkt
der nachfolgenden Spitze P 2 darstellt.
Wenn die Integration des Meßsignals S 1 sowohl mittels
des vorstehend beschriebenen differenzierten Signals als
auch mittels eines Signals gesteuert wird, das durch Vergleich
des Signals S 1 mit dem Pegel Vc erzielt wird, ist
es möglich, die Integration jeder Spitze, die
in dem Hüllkurvensignal enthalten ist, getrennt von der vorhergehenden
und/oder der nachfolgenden Spitze automatisch
zu steuern, was im einzelnen später erläutert wird.
Fig. 3 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit
Doppel-Wellenlängen-Zick-Zack-Abtastung.
Eine Lichtquelle L weist eine Wolfram-Lampe W und
eine Deuterium-Lampe D 2 mit einer geeigneten Umschalteinrichtung
auf, mit der wahlweise eine der beiden Lampen für
den sichtbaren oder den Ultraviolettlichtbereich verwendet
wird. Das Licht der Lichtquelle L wird über zwei Kollimatorspiegel
m 1 und m 2 so reflektiert, daß es in zwei
Monochromatoren MR und MS geleitet wird, wobei ein Umlaufzerhacker
22 abwechselnd den Lichteintritt in die Monochromatoren
unterbricht.
Die Monochromatoren erzeugen zwei monochromatische
Lichtstrahlen LR und LS mit unterschiedlichen Wellenlängen,
die jeweils durch Wellenlängensteuereinrichtungen WCR und
WCS gewählt werden. Die beiden Lichtstrahlen werden durch
Konkavspiegel m 3 bzw. m 4 reflektiert und mittels eines
Halbspiegels m 6 abwechselnd auf einen Planspiegel m 5
gerichtet, damit sie durch einen Spalt 23 durchlaufen und
mittels eines Planspiegels m 7 senkrecht auf eine Dünnschichtchromatographie-
Platte 24 gerichtet werden.
Die Platte 24 wird mit einer vorbestimmten konstanten
Geschwindigkeit in bezug auf den Strahl linear in der Längsrichtung
X der Platte, d. h. in der Richtung der Entwicklung
der Probenkomponenten bewegt. Zugleich mit dieser Bewegung
wird die Platte 24 mit einer konstanten Geschwindigkeit
horizontal in der zur vorgenannten Bewegungsrichtung X
senkrechten Richtung Y linear hin- und herbewegt. Folglich
wird die Platte 24 mittels des Lichtstrahls
zickzackförmig abgetastet. Die relative
Zick-Zack-Bewegung zwischen dem Strahl und der Platte
kann auch auf andere Weise hervorgerufen werden, beispielsweise
dadurch, daß der Lichtstrahl entlang der Y-Achse hin-
und herbewegt wird, während die Platte linear entlang der
X-Achse bewegt wird.
Eine Vorrichtung für die Relativbewegung
zwischen Platte und Abtastlichtstrahl ist in der US-PS
39 94 587 und der US-PS 40 13 364 beschrieben. Diese Vorrichtung
kann vorteilhaft bei der Densitometrie-Vorrichtung verwendet
werden.
Ein Fotodetektor PMT wie etwa eine Fotovervielfacherröhre
erfaßt das durch die Platte 24 hindurchgetretene Licht, während
ein weiterer Fotodetektor PMR das von der Platte 24 reflektierte
Licht erfaßt. Die Ausgangsanschlüsse der Fotovervielfacherröhren
sind an den Eingang eines logarithmischen
Verstärkers 25 angeschlossen, dessen Ausgang mit einer
Signaltrennvorrichtung, z. B. in Form zweier Schalter SWS
und SWR, zur Abnahme der Ausgangssignale des Verstärkers
25 verbunden ist, die auf den Probenstrahl LS bzw. den
Bezugsstrahl LR zurückzuführen sind. Zu diesem Zweck sind
über eine geeignete Steuereinheit 26 die Schalter SWS und
SWR mit dem Umlaufzerhacker 22 so gekoppelt, daß der Schalter
SWR geschlossen und der Schalter SWS geöffnet ist, wenn
der Zerhacker das Licht der Lichtquelle L zu dem Monochromator
MR durchläßt, während er dasjenige zu dem anderen
Monochromator MS sperrt, während der Schalter SWS geschlossen
und der Schalter SWR geöffnet wird, wenn der Zerhacker das
Licht der Lichtquelle zu dem Monochromator MS durchläßt,
während er das Licht zu dem Monochromator MR sperrt.
Ein Kondensator C 1 speichert ein Bezugsstrahlsignal VR,
wenn der Schalter SWR geschlossen ist, während ein Kondensator
C 2 ein Probenstrahlsignal VS speichert, wenn der
Schalter SWS geschlossen ist. Das Signal VR liegt
an einem Differenzverstärker 27 an, an dessen anderen Eingang eine Spannungsquelle
E eine Bezugsspannung anlegt. Das Ausgangssignal des
Differenzverstärkers 27 steuert eine Hochspannungsquelle 28
für negative Hochspannung in der Weise, daß das Differenzeingangssignal
(VR-E) des Differenzverstärkers 27 zu Null
wird.
Zum selektiven Betreiben einer der Fotovervielfacherröhren
PTM oder PMR ist ein Schalter SWP vorgesehen. Wenn
der bewegbare Kontakt des Schalters SWP mit einem Anschluß
T in Berührung gebracht ist, wird die Fotovervielfacherröhre
PMT zur Ermittlung des durch die Dünnschichtchromatographie-
Platte 24 hindurchgetretenen Lichts gespeist, während die
Fotovervielfacherröhre PMR zum Ermitteln des von der Platte
reflektierten Lichts gespeist wird, wenn der bewegbare Kontakt
an einen Anschluß R geschaltet wird.
Wenn der Schalter SWS geschlossen ist, wird ein
Absorptionssignal oder Reflexionsabsorptionssignal vom
logarithmischen Verstärker 25 an eine
Grundlinienkorrektureinheit 29
angelegt, die Grundlinienschwankungen des Meßsignals korrigiert,
welche durch Veränderungen oder Ungleichförmigkeiten
der optischen Eigenschaften des Trägermaterials oder des
Untergrunds des Flecks verursacht sind. Hinsichtlich Einzelheiten
der Korrektureinheit 29 wird auf die
US-PS 40 13 364 verwiesen. Die Grundlinienkorrektureinheit 29 wird
mittels eines Steuersignals eines Steuersignalgenerators
30 gesteuert, der in Zusammenhang mit der seitlichen
Hin- und Herbewegung der Dünnschichtchromatographie-Platte 24
arbeitet.
Das hinsichtlich der Grundlinie korrigierte Ausgangssignal
der Korrektureinheit 29 wird an eine Linearisiereinheit
31 angelegt. Bei der densitometrischen Messung
des auf einer Dünnschichtchromatographie-Platte oder
einem ähnlichen Träger- oder Aufnahmematerial
ausgebildeten Flecks wird das Abtastlicht durch das Trägermaterial
so gestreut, daß der gemessene Absorptionswert
nicht proportional zu der Konzentration oder Menge der in
dem Fleck enthaltenen Substanz ist. Die Linearisiereinheit
ist so ausgelegt, daß sie das Absorptions- oder Reflexionsabsorptionssignal
so korrigiert, daß das Signal zur wahren
Absorption oder Reflexionsabsorption der abgesonderten Probenkomponente
in dem abgestasteten Dünnschichtchromatographiefleck
proportional wird. Hinsichtlich einer ausführlichen
Erläuterung des Verfahrensprinzips und des Aufbaus der
Linearisiereinheit 31 wird auf die US-PS 39 94 587 verwiesen.
Das Ausgangssignal S 1 der Linearisiereinheit 31 wird über
ein Schaltglied SWG an einen Integrator 32 einerseits
und an einen Eingangsanschluß IN 1 einer Integrationssteuereinheit
33 andererseits angelegt, an dessen zweiten
Eingangsanschluß IN 2 von dem Steuersignalgenerator 30 ein
Steuersignal so angelegt ist, daß die Integrationssteuereinheit
33 das Schaltglied SWG zum Beginnen oder Beenden
der Funktion des Integrators 32 öffnet oder schließt.
Das Ausgangssignal des Integrators 32 ist an ein Aufzeichnungsgerät
34 angelegt.
Die Einzelheiten der Integrationssteuereinheit 33
sind anhand eines Beispiels in Fig. 4 gezeigt. Das an
den Anschluß IN 1 angelegte Signal S 1 wird einer Abfrage/
Speicherschaltung 41 zugeführt, die mit einem Steuereingangsanschluß
41 a, an den ein Abfragebefehlssignal angelegt
wird, und einem weiteren Eingangsanschluß 41 b versehen
ist, an den ein Rücksetzsignal angelegt wird.
Das Ausgangssignal der Abfrage/Speicherschaltung 41
ist einerseits an einen Eingang eines Vergleichers 42 und
andererseits an den Eingang einer zweiten Abfrage/Speicherschaltung
43 angelegt. Die Abfrage/Speicherschaltung 43
ist mit einem Steuereingangsanschluß 43 a versehen, an den
eine monostabile Kippstufe 45 ein Abfragebefehlssignal anlegt.
Das Ausgangssignal der Kippstufe 45 ist ferner an eine
monostabile Kippstufe 46 angelegt, deren Ausgangssignal als
Rücksetzsignal an den Eingangsanschluß 41 b der Abfrage/
Speicherschaltung 41 gelegt wird.
Das Signal S 1 an dem Eingangsanschluß IN 1 ist ferner
an den Vergleicher 42 angelegt, dessen Ausgangssignal als
Abfragebefehlssignal an den Eingang 41 a der Abfrage/Speicherschaltung
41 angelegt ist. Das Ausgangssignal des Vergleichers
42 ist ferner an eine monostabile Kippstufe 44 angelegt,
deren Ausgangssignal einem Steuereingangsanschluß 51 a
eines Vergleichers 51 zugeführt wird.
Eine Pegeleinstellschaltung 50 legt ein dem vorstehend
genannten Pegel Vc entsprechendes Bezugspegelsignal an
einen Eingang des Vergleichers 51, an dessen anderem Eingang
das Signal S 1 an dem Anschluß IN 1 anliegt. Der
Vergleicher 51 vergleicht die beiden Eingangssignale S 1
und Vc und erzeugt ein Ausgangssignal an einem von zwei
Ausgangsanschlüssen 51 b und 51 c in Abhängigkeit davon,
welches der beiden Signale das andere übersteigt. Die
Signale an den Anschlüssen 51 b und 51 c werden an ein R-S-
Flip-Flop 52 angelegt.
Das Ausgangssignal der Abfrage/Speicherschaltung 43
wird mittels einer Glättungsschaltung 47 geglättet bzw. gesiebt
und an einen Differenzierer 48 angelegt, dessen
differenziertes Ausgangssignal an einen Polaritätsdiskriminator
49 angelegt wird.
Anhand der Fig. 5 wird nun die Funktion der in Fig. 4
gezeigten Schaltung beschrieben. Fig. 5 zeigt die
Kurvenformen des Eingangssignals an dem Anschluß IN 2 und
der Ausgangssignale unterschiedlicher Elemente in
Fig. 4, wobei die Zeit entlang der Abszisse aufgetragen ist.
Das Signal (a) ist ein Abtaststrahl-Positionssignal,
das von dem vorstehend genannten Steuersignalgenerator 30
erzeugt wird, welcher in Zusammenhang mit der Hin- und Herbewegung
der Dünnschichtchromatographie-Platte arbeitet.
Der Steuersignalgenerator ist so ausgelegt, daß das Signal
(a) "1" ist, wenn bei der Abtastung mittels des Lichtstrahls
das Licht von dem Probenfleck
erfaßt wird, während das Signal (a) "0" ist, wenn das
Licht von der Dünnschichtchromatographie-Platte außerhalb
des Fleckens stammt, das nicht erfaßt werden soll. Die Zeitdauer, während
der das Signal (a) auf "1" bleibt, ist entsprechend dem
Zustand der Entwicklung des Fleckens vorherbestimmt.
Das Signal (b) ist das Ausgangssignal des Vergleichers
42. Wenn das Signal (b) "1" ist, bewirkt es, daß die
Abfrage/Speicherschaltung 41 das Signal S 1 abfragt, während
ein Signal (b) mit "0" bewirkt, daß die Abfrage/Speicherschaltung
41 den abgefragten Wert des Signals S 1 hält bzw.
speichert.
Die monostabilen Kippstufen 44, 45 und 46 erzeugen
Ausgangsimpulse mit einer vorbestimmten Breite oder Zeitdauer,
wenn ihre Eingangssignale von "1" auf "0" wechseln.
Die Ausgangssignale der Kippstufen sind jeweils bei (c),
(d) bzw. (e) gezeigt.
Das Signal (f) tritt an dem Ausgangsanschluß 51 b des
Vergleichers 51 auf, während das Signal (g) an dem
Ausgangsanschluß 51 c desselben erzeugt wird.
Das Signal (h) wird durch das Flip-Flop 52 im
Ansprechen auf die Signale (f) und (g) erzeugt.
Gemäß der vorstehenden Beschreibung wird das Signal
S 1, das von der Linearisiereinheit 31 erzeugt wird, während
der Lichtstrahl die Dünnfilmchromatographie-Platte
abtastet, über den Anschluß IN 1 an die Abfrage/Speicherschaltung
41 und zugleich an einen Eingang des Vergleichers
42 angelegt, an desen anderem Eingang das Ausgangssignal
der Abfrage/Speicherschaltung 41 anliegt. Solange das
Ausgangssignal der Abfrage/Speicherschaltung 41 geringer als
das Eingangssignal S 1 ist, erzeugt der Vergleicher 42 ein
Ausgangssignal, das an den Steueranschluß 41 a der Abfrage/
Speicherschaltung 41 so angelegt wird, daß der Abfragevorgang
fortgeführt wird, bis der Maximalwert des Eingangssignals
S 1 bei dem jeweiligen Abtasthub der
Abtastung erreicht ist.
Wechselt das Abtaststrahl-Positionssignal (a) an dem Eingangsanschluß
IN 2, das an der monostabilen Kippstufe 45 anliegt,
von "1" auf "0", erzeugt die
Kippstufe 45 einen Ausgangsimpuls vorbestimmter
Dauer, d. h. das Signal (d) wird "1". Dieses Signal liegt
an dem Eingangsanschluß 43 a der zweiten Abfrage/Speicherschaltung
43 an, die den Maximalwert des während des
Abtasthubs gemessenen Signals speichert bzw.
hält.
Das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe 45 ist
ferner an die monostabile Kippstufe 46 angelegt, so daß
beim Wechseln des Ausgangssignals (d) der Kippstufe 45
von "1" auf "0" das Ausgangssignal (e) der Kippstufe 46
von "0" auf "1" wechselt. Dieses Ausgangssignal "1"
wird als Rücksetzsignal an die erste Abfrage/Speicherschaltung
41 angelegt. Auf diese Weise wird die erste Abfrage/
Speicherschaltung 41 rückgesetzt, nachdem der Maximalwert
des Signals S 1 bei dem Abtastzug in der zweiten Abfrage/
Speicherschaltung 43 gespeichert bzw. festgehalten ist.
Bei jedem der nachfolgenden Züge bei der Abtastung wird
derselbe Vorgang wiederholt, so daß die Abfrage/Speicherschaltung
43 ein stufenförmiges Ausgangssignal gemäß der
Darstellung bei S 3 in Fig. 2 erzeugt. Dieses stufenförmige
Ausgangssignal wird über die Glättungsschaltung 47 geleitet und
hierdurch zu dem Hüllkurvensignal S 2 geformt, das mittels des
Differenzierers 48 differenziert wird.
Der Diskriminator 49 unterscheidet zwischen positiver
und negativer Polarität des differenzierten Ausgangssignals
und erzeugt ein Ausgangssignal, wenn die Polarität seines
Eingangssignals vom Negativen zum Positiven wechselt.
Damit erzeugt der Diskriminator 49 ein Ausgangssignal,
wenn ein Talpunkt zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Spitzen in der Hüllkurve erfaßt wird.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß
die beiden Abfrage/Speicherschaltungen 41 und 43, der Vergleicher
42, die monostabilen Kippstufen 45 und 46 und die
Glättschaltung 47 einen Hüllkurvengenerator 40 bilden.
Das Signal S 1 liegt ferner an einem Eingang des
Vergleichers 51 an, an dessen anderen Eingang die Pegeleinstellschaltung
50 ein Pegeleinstellsignal Vc einer vorbestimmten
Spannung anlegt. Der Vergleicher 51 vergleicht
die beiden Eingangssignale S 1 und Vc nur dann, wenn das an
seinen Steuereingangsanschluß 51 a angelegte Signal (c)
zu "1" wird, d. h. nur dann, wenn der Maximalwert des
Signals S 1 in dem gerade laufenden Abtastzug ermittelt
wird.
Wenn der Maximalwert des Signals S 1 höher als der
Pegel Vc ist, erzeugt der Vergleicher 51 an seinem Ausgangsanschluß
51 b einen Ausgangsimpuls einer vorbestimmten
Dauer, d. h. das Signal (f) wird zu "1", so
daß das Ausgangssignal (h) des Flip-Flops 52 auf "1" wechselt.
Selbst wenn nachfolgende Impulse über den
Anschluß 51 b an das Flip-Flop angelegt werden, bleibt dessen
Ausgangssignal "1".
Wenn der Maximalwert des Signals S 1 niedriger als der
Pegel Vc ist, erzeugt der Vergleicher 51 an dem Ausgangsanschluß
51 c ein Ausgangssignal einer vorbestimmten
Dauer, d. h. das Signal (g) wird zu "1", so daß
das Ausgangssignal (h) des Flip-Flops 52 auf "0" wechselt. Selbst
wenn nachfolgende Impulse über den Ausgangsanschluß 51 c
an das Flip-Flop 52 angelegt werden, bleibt dessen Ausgangssignal
"0".
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß
die Pegeleinstellschaltung 50, der Vergleicher 51 und das
Flip-Flop 52 eine Vorrichtung 53 zum Vergleichen des Maximalwertes
des Signals S 1 bei jedem Abtastzug mit einem vorbestimmten
Wert bilden.
Das Ausgangssignal "1" des Flip-Flops 52 wird an das
Schaltglied SWG angelegt und schaltet dieses durch, so daß
das Ausgangssignal S 1 der Linearisiereinheit 31 an den
Integrator 32 angelegt wird, der das Signal S 1 integriert.
Der integrierte Wert wird an das Aufzeichnungsgerät 34 abgegeben.
Wie vorstehend beschrieben, erzeugt der Diskriminator
49 einen Ausgangsimpuls einer vorbestimmten
kurzen Dauer, wenn der Talpunkt zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Spitzen in der Hüllkurve erfaßt worden
ist. Der Ausgangsimpuls setzt den Integrator 32 zurück, so
daß die Integration des durch die vorhergehende Spitze oder
Komponente in dem Fleck verursachten Meßsignals rückgesetzt
wird, woraufhin der Integrator die Integration des gemessenen
Signals beginnt, das durch die nachfolgende Spitze oder
Komponente in dem Fleck verursacht ist.
Wenn das Signal S 1 kleiner als der Pegel Vc wird, wird
das Ausgangssignal des Flip-Flops 52 zu "0", so daß das
Schaltglied SWG öffnet, wodurch die Integration des
Signals S 1 dieser Spitze beendigt wird.
Das Ausgangssignal des Flip-Flops 52 ist ferner an eine
monostabile Kippstufe 54 angelegt, die ein Ausgangssignal
zum Rücksetzen des Integrators 32 erzeugt, wenn das Ausgangssignal
des Flip-Flops 52 von "1" auf "0" wechselt.
Für einen gesicherten Vergleichs- bzw. Diskriminiervorgang
können die Vergleicher 42 und 51 und der Diskriminator
49 vorteilhaft geeignete Hysterese-Eigenschaften
haben. Der Diskriminator 49 kann auch einen unempfindlichen
Bereich um 0 Volt herum haben, damit eine Fehlfunktion des
Diskriminators vermieden ist, wenn das differenzierte Signal
nahe 0 Volt liegt.
Die Densitometrie-Vorrichtung kann nicht nur zum Messen von Licht,
das durch die Probe durchgelassen oder von ihr reflektiert
oder gestreut wird, sondern auch zum Messen der Fluoreszenz der
Probe verwendet werden. Wenn die Fluoreszenz gemessen wird,
wird die Linearisiereinheit weggelassen oder ausgeschaltet.
Claims (13)
1. Vorrichtung zur optischen Densitometrie von Probenbereichen
auf einem Träger, z. B. bei der Chromatographie
oder Elektrophorese,
- - mit einer Einrichtung zur Projektion eines monochromatischen Lichtstrahls auf den Träger;
- - mit einer Einrichtung zur zickzackförmigen Abtastung des Trägers mit dem Lichtstrahl über einen Bereich, der wenigstens einen Teil des zu untersuchenden Probenbereichs und angrenzende Bereiche des Trägers ohne Probenbereich umfaßt;
- - mit einer photoelektrischen Einrichtung, die aus der Abtastung des Probenbereichs ein erstes elektrisches Signal erzeugt;
- - mit einer Integriereinrichtung zum Integrieren des ersten elektrischen Signals;
gekennzeichnet durch
- - einen Hüllkurvengenerator (40), der das erste elektrische Signal emfpängt und ein zweites elektrisches Signal erzeugt, das einer die Spitzen des ersten elektrischen Signals bei den einzelnen Bewegungshüben der zickzackförmigen Abtastung verbindenden Hüllkurve entspricht,
- - eine Differenziereinrichtung (48) zum Differenzieren des zweiten elektrischen Signals,
- - eine Diskriminatoreinrichtung (49), die zwischen positiver und negativer Polarität des Ausgangssignals der Differenziereinrichtung (48) unterscheidet und ein entsprechendes Steuersignal erzeugt, und
- - eine Steuereinrichtung (SWG, 33) zur Steuerung des Steuersignals derart, daß die Integriereinrichtung (32) die durch eine jeweilige Komponente des Probenbereichs hervorgerufenen ersten elektrischen Signale jeweils getrennt integriert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hüllkurvengenerator (40) eine erste Vorrichtung
(41) zum Abfragen und Halten des Maximalwerts des ersten
elektrischen Signals, der während eines jeden Bewegungshubs
der zickzackförmigen Abtastung erzeugt wird, eine
zweite Vorrichtung (43) zum Abfragen und Haltern der mittels
der ersten Vorrichtung abgefragten und gehaltenen Maximalwerte
und eine das zweite elektrische Signal abgebende
Vorrichtung (47) zum Glätten des Ausgangssignals der zweiten
Vorrichtung aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vergleichseinrichtung (53) vorgesehen ist,
die jede der Spitzen des ersten elektrischen Signals mit
einem vorbestimmten Pegel vergleicht und ein zweites Steuersignal
erzeugt, wenn eine Spitze den vorbestimmten Pegel
übersteigt, und daß die Steuereinrichtung (SWG) die Steuersignale
derart steuert, daß die Integriereinrichtung (32)
die durch jeweilige Komponenten der Probe erzeugten ersten
elektrischen Signale voneinander getrennt integriert.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vergleichseinrichtung (53) eine Vorrichtung (50)
zur Abgabe eines vorbestimmten Pegels, eine Vorrichtung
(51), die den Maximalwert des ersten elektrischen Signals,
der bei den jeweiligen Bewegungshüben der Abtastung erzeugt
wird, mit dem vorbestimmten Pegel vergleicht und ein erstes
Ausgangssignal abgibt, wenn der Maximalwert den vorbestimmten
Pegel überschreitet, während sie ein zweites
Ausgangssignal erzeugt, wenn der vorbestimmte Pegel den
Maximalwert überschreitet, und eine Vorrichtung (52) aufweist,
die im Ansprechen auf das erste Ausgangssignal
das zweite Steuersignal erzeugt.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Kompensationsvorrichtung (31)
zum Kompensieren einer durch Streuung des auf die Probe
projizierten monochromatischen Lichts verursachten Nichtlinearität
des ersten elektrischen Signals.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine
zwischen die photoelektrische Einrichtung (PMR, PMT) und
die Kompensationsvorrichtung (31) geschaltete Umsetzvorrichtung
(25) zum Umsetzen des Ausgangssignals der photoelektrischen
Einrichtung in ein Absorptions- oder Reflexionsabsorptionssignal.
7. Vorrichtungn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umsetzvorrichtung einen logarithmischen Verstärker
(25) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Korrekturvorrichtung (39) zum
Korrigieren der Grundlinie des ersten elektrischen Signals.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Ausgabevorrichtung (34) zur
Ausgabe des Ausgangssignals der Integriereinrichtung (32).
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des monochromatischen
Lichts zwei Monochromatoren (MR, MS) vorhanden sind,
die jeweils monochromatische Lichtstrahlen (LR, LS) mit
unterschiedlichen Wellenlängen erzeugen, und daß die Projektionseinrichtung
einen Zerhacker (22) aufweist, der
die abwechselnde Erzeugung der beiden Lichtstrahlen bewirkt
und die beiden abwechselnden Lichtstrahlen entlang
eines gemeinsamen Weges leitet und senkrecht auf die Probe
(B) projiziert.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Probe (B) ein Fleck ist,
der auf einer Dünnschichtchromatographie-Platte (A) oder
einem elektrophoretischen Trägermaterial ausgebildet oder
auf einem Blatt Filterpapier für Papierchromatographie
entwickelt ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die photoelektrische Einrichtung
eine erste Photovervielfacherröhre (PMT) für die
Aufnahme des durch den Probenbereich durchgelassenen monochromatischen
Lichts und eine zweite Photovervielfacherröhre
(PMR) für die Aufnahme des von dem Probenbereich
reflektierten monochromatischen Lichts aufweist.
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