JP2009539076A - 測定器具 - Google Patents

Abstract

キュベット内を移動するサンプル粒子の、例えばゼータ電位またはブラウン粒子径を測定するための測定器具であって、前記キュベットの端部に配設されており、当該キュベットを充填する充填装置および当該キュベットを空にする排出装置を備えるとともに、前記粒子を照射し、監視する装置を備えた測定器具においては、前記キュベットを正確に、すなわち照射の方向もしくは監視装置に対して常に規定通りに配置するには問題がある。この問題を解消するために、キュベット部材をキュベットベアリングによって配設し、且つ、充填および排出装置を、周辺の部材に対するキュベットの位置がキュベットベアリングだけで決定および規定されるように、前記キュベットに固定することが提案されている。

Description

本発明は請求項１の前提部分に係る測定器具に関する。さらに詳しくは、キュベット内を移動するサンプル粒子の速度、ならびにそれに由来する電気泳動移動度、ゼータ電位およびブラウン粒子径などを測定する測定器具であって、前記キュベットを充填する充填装置および当該キュベットを空にする排出装置ならびに前記粒子を照射し監視する装置を備えており、前記充填装置および排出装置がキュベットの端部の配設されている測定器具に関する。

以下、この種の測定器具の使用例を説明するが、本発明はかかる使用例にのみ関連するものではないことに留意すべきである。

コロイド、エマルジョンまたは固体懸濁液および混合物は、できるだけ長い時間安定かつ均質に保つ必要がある。これらの処方は、要求が増加していることもあって、益々複雑になりつつある。分散した物質を安定化させることができる方法の１つとして、粒子の凝集を防止するために同種の粒子間の静電反発力を最適化する方法がある。これに関し、他に興味がもたれている問題は、再生のために分散液から水を回収するべく分散した物質の意図した不安定化、つまりは分離に関するものである。分散した物質を分離する手段ないしは方策の多くは、粒子を帯電することを含んでおり、この場合だけ、帯電はできるかぎりゼロにされる。しかしながら、すべての場合において、帯電の制御を可能にするためには電荷比を知る必要がある。ゼータ電位は、この電荷を反映している。ゼータ電位は、従来の方法、すなわち顕微鏡電気泳動を用いて測定することができる。

電気泳動の間、キュベットの形態をなす電気泳動室内の懸濁液またはエマルジョンに含まれる帯電された粒子は、レーザによって、および、顕微鏡によって照射される。顕微鏡で記録された像ないしはイメージは、粒子の速度を判定するために評価される。電場における粒子の速度は、すなわち電荷の尺度であり、この電荷の電位はゼータ電位として表現し且つ測定することができる。

この種の測定における重要な問題は、測定装置または当該装置の部品（レーザ−顕微鏡−キュベット）のお互いの正確な位置決めである。また、キュベットを簡単に充填し、且つ、洗浄できることが必要である。

本発明の目的は、導入部分で述べたタイプの測定器具において、単純な充填および簡単な洗浄を達成するとともに、測定精度を高く維持することができる測定器具を提供することである。

前記目的は、請求項１に係る測定器具により達成される。
特に、前記目的は、キュベット部材がキュベットベアリングによって配設される、導入部分に記載されたタイプの測定器具によって達成され、周辺の部材に対するキュベットの位置がキュベットベアリングによってのみ決定または規定されるように充填および排出装置が当該キュベットに固定されている。

それ故、本発明の本質的な点は、通常は大きく且つ重い充填および排出装置が、キュベットの位置に影響を及ぼさないということである。したがって、キュベットは（それに対し現実に意図されている機能とは異なり）いわばベアリング要素として用いられる。

好ましくは、前記充填および／または排出装置は、固定具によって着脱自在にキュベットに固定されている。これにより、キュベットの洗浄が容易になる。前記固定具が迅速開放ロック、特にバヨネットロックからなる場合、前記着脱は特に単純になる。また、工具なしで作業することができる。

（前述した例のように）電極を設ける場合、当該電極は異なる箇所に取り付けることができる。好ましくは、前記電極は、サンプルと接触するために充填および／または排出装置に取り付けられており、これによりキュベットは、洗浄時に邪魔になるすべての部品から解放されたものとすることができる。

好ましい実施の形態では、キュベットベアリングは、キュベットの端部を通る長手方向軸に対して或る角度、特に９０°の角度をなして延びる、２つの力吸収型のベアリング部からなっている。特に、これらのベアリング部は垂直ベアリング部および水平ベアリング部とすることができる。これらのベアリング部は点支承とするのが好ましく、これにより特に正確な調節が可能になる。これらの点支承は、ベアリングボールまたはベアリングチップによって簡単に且つ正確につくることができる。

２つのベアリング部のうち一方が、平面を規定する３つのベアリング点からなり、キュベットの一面を支持している。他方のベアリング部が、直線を規定する２つのベアリング点からなっており、この直線は前記キュベットの長手方向軸に対し垂直に延びていない。この直線は、好ましくは前記長手方向軸に対し平行に延びている。これらの２つのベアリング点は、前述したキュベットの第１の面に隣接する面を保持している。このようにして構成される５つの点支承が、キュベットの長手方向軸に対し垂直な静的に規定されたベアリングを保証している。これによって、キュベットの周辺部材に対して、特にレーザ源および監視顕微鏡に対して申し分がなく且つ再生可能に規定された、キュベットのベアリングが提供される。

前記照射装置（レーザ）および監視装置（顕微鏡）は、互いの相対位置を規定するために、キュベットベアリングにより直接的にまたは間接的に互いに接続されている。これにより、キュベットを取り外して、再設置した後に、更なる調節をすることなく、再生可能な測定を繰り返して行うことができる。

ベアリングを備えたキュベットの概略分解図である。 図１のＩＩ−ＩＩ面断面図である。 充填および排出装置を備えたキュベットの軸方向断面における概略分解図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図３のＶ−Ｖ線断面図である。 図３のＶＩ−ＶＩ線断面図である。 図３の構成を組み立てた状態の断面図である。

次に、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下の記載においては、同一の部材および同一の機能を有する部材に対して、同一の参照符号を使用している。

図１はキュベット１０の概略図であり、当該キュベット１０の上面を通して照射装置１がレーザビームをキュベット１０の内部に照射し、一方、前記上面と直交する前面を通して監視装置２が当該キュベット１０の内部を“観察”する。焦点がキュベット１０内の所定の点にくるように焦点合わせがなされる。

前記キュベット１０を支えるようにキュベットベアリング４０が設けられており、このキュベットベアリング４０は、ベースプレート４６に固定されており、本明細書では角をもったものとされているホルダー４７、４８を備えている。図１において、前部ホルダー４８は、その垂直面に２つのベアリングボール４３、４３´を有しており、その水平面にベアリングボール４４を有している。図１における他方の後部ホルダー４７は、その垂直面にベアリングボール４３´´を有しており、その水平面にベアリングボール４４´を有している。図１において、ベアリングボール４３、４４の配置がキュベット１０上にも（破線にて）示されている。それ故、ベアリングボール４３、４３´、４３´´は、キュベット１０を当該ベアリングボール４３、４３´、４３´´に対して水平方向に押圧するスプリング４５、４５´の圧力に抗してキュベット１０を水平方向に保持する水平ベアリング４２を構成する。

垂直力である重量は、垂直のベアリング部４１を構成するボール４４、４４´によって支えられる。これにより、長手方向の軸Ｘにおける位置に関する限り、前記キュベット１０の位置が明確に規定される。Ｘ軸における位置は、照射装置１および監視装置２に関して何の役割も果たさないので、さらに位置を規定する必要がない。組み立てられた状態の関係が図２に示されている。キュベットは、スプリングによって垂直のベアリング部４１に押圧されるのが好ましい。

図３〜６によれば、キュベット１０は、それ自体知られた方法によって平坦で且つ平行なプレートから製造された部材１１からなっている。フランジ１２および１３がキュベット１０の端部に強固に取り付けられており、好ましくはガラス体を用いて焼結されている。フランジ１２および１３または伝導ブロック２５、３５には、Ｏ−リングとして具現化し得るシール１４、１５のための溝が設けられている。フランジ１２、１３には開口部１６、１７が形成されており、キュベット１０は両側において開口している。

充填装置２０は、図３において右側に配設することができ、排出装置３０は、図３において左側に配設することができる。このために、特に図５および図６から明らかなように、フランジ１２、１３はそれらの中心軸に対して非対称にされている。充填装置２０および排出装置３０は、締結リング２１または３１を備えており、当該締結リング２１、３１の開口部はフランジ１２、１３の周縁部に対応するよう構成されている。その結果、充填装置および排出装置を、バヨネットロックによって蓋１２、１３の上に配設して、キュベット１０に対して斜めにすることができ、これにより、当該充填装置２０および排出装置３０が、シール１４、１５を圧縮させて前記蓋１２、１３、すなわちキュベット１０に強固に接続される。

充填装置２０および排出装置３０は、第１の伝導ブロック２５または第２の伝導ブロック３５を備えており、各ブロック内には中空スペース２７、３７が設けられている。これらの中空スペース２７、３７は、蓋２３または３３により外部からシールされており、当該蓋２３または３３は、例えばネジなどの接続具（図示せず）によって、シール２４または３４によりシールされた状態で伝導ブロック２５、３５に固定されている。

電極２２または２３は、組み立てられた状態において前記中空スペース２７、３７内に突出するように蓋２３、３３に固設されており、外部へ導かれた配線によって、電気泳動のための活性場を生成する電圧源に接続されている。

バルブ２８により閉止可能な供給路２６が中空スペース２７と連通しており、排水ライン３６が中空スペース３７と連通している。図７に示されるように、組み立てられた状態において、中空スペースをサンプル液によって充填させることができる。

キュベットを洗浄するために、（図７に示されるように）装置全体をキュベットベアリング４０から取り外す。ついで、充填装置２０および排出装置３０をキュベット１０に対して回転させて取り外す。これによりキュベット１０の洗浄が可能になる。以上と逆の方法で簡単に組み立てを行うことができる。

１ 照射装置
２ 監視装置
１０ キュベット
１１ 部材
１２ フランジ
１３ フランジ
１４ シール
１５ シール
１６ 開口部
１７ 開口部
２０ 充填装置
２１ 締結リング
２２ 電極
２３ 蓋
２４ シール
２５ 第１の伝導ブロック
２６ 供給ライン
２７ 中空スペース
２８ バルブ
３０ 排出装置
３１ 締結リング
３２ 電極
３３ 蓋
３４ シール
３５ 第２の伝導ブロック
３６ 排水ライン
３７ 中空スペース
４０ キュベットベアリング
４１ 垂直のベアリング部
４２ 水平のベアリング部
４３、４３´、４３´´ ベアリングボール
４４、４４´ ベアリングボール
４５、４５´ 圧力スプリング
４６ ベースプレート
４７ ホルダー
４８ ホルダー

Claims (9)

1. キュベット１０内を移動するサンプル粒子の、例えばゼータ電位またはブラウン粒子径を測定するための測定器具であり、前記キュベット１０の端部に配設されており、当該キュベット１０を充填する充填装置２０および当該キュベット１０を空にする排出装置３０を備えるとともに、前記粒子を照射し、監視する装置１、２を備えた測定器具であって、
   前記キュベット１０の部材１１は、キュベットベアリング４０によって配設されており、
   前記充填および排出装置２０、３０は、周辺の部材に対するキュベット１０の位置がキュベットベアリング４０だけで決定／規定されるように、前記キュベット１０に固定されていることを特徴とする測定器具。
2. 前記充填および／または排出装置２０、３０が、固定具２１、３１によって着脱自在にキュベット１０に固定されている請求項１に記載の測定器具。
3. 前記固定具２１、３１が、迅速開放ロック、特にバヨネットロックからなる請求項１または２、特に請求項２に記載の測定器具。
4. サンプルと接触するための電極が前記充填装置または排出装置２０、３０に取り付けられている請求項１〜３のいずれかに記載の測定器具。
5. 前記キャリヤベアリング４０が、キュベット１０の端部を通る長手方向軸Ｘに対して或る角度、特に９０°の角度をなして延びる、２つの力吸収型のベアリング部４１、４２、特に垂直のベアリング部４１および水平のベアリング部４２からなる請求項１〜４のいずれかに記載の測定器具。
6. 前記ベアリング部４１、４２が、点支承である請求項１〜５のいずれかに記載の測定器具。
7. 前記点支承が、ベアリングボール４３、４４またはベアリングチップである請求項１〜６のいずれかに、特に請求項６に記載の測定器具。
8. 一方のベアリング部４２が、平面を規定する３つのベアリング点からなっており、他方のベアリング部４１が、直線を規定する２つのベアリング点からなっており、この直線が前記長手方向軸Ｘに対し垂直ではなく、好ましくは平行に延びている請求項１〜７のいずれかに、特に請求項５または６に記載の測定器具。
9. 前記照射装置１および監視装置２が、互いの相対位置を規定するために、キュベットベアリング４０により直接的にまたは間接的に互いに接続されている請求項１〜８のいずれかに記載の測定器具。

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