CS50390A2

CS50390A2 - Scanner

Info

Publication number: CS50390A2
Application number: CS90503A
Authority: CS
Inventors: Per Olof Folkesson Helander; Kurt Ingemar Lundstrom
Original assignee: Varilab Ab
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1990-02-02
Publication date: 1991-07-16
Also published as: GB8902415D0; HUT59489A; CA2046630A1; WO1990008952A1; JPH04503254A; AU5165090A; DD292716A5; NZ232361A; EP0456763A1; HU902220D0

Description

Vynález se týká nového čidla prostanovení absorpce elektromagnetického záření analytickýmvzorkem a způsobu stanovení s použitím tohoto čidla.The present invention relates to a new sensor for the detection of electromagnetic radiation absorption by an analytical sample and a method of determination using this sensor.

Absorpce elektromagnetického záře-ní, typicky viditelného světla, je obvykle užíváno k de-tekci a/nebo kvantitativnímu stanovení chemických láteknebo k jiným informacím o těchto látkách. Dříve se obvykleužívalo fotometrických postupů, založených na měření trans-mise dopadajícího záření ve srovnání se standardní hodno-tou. Tyto postupy jsou však velice citlivé na rozptyl zá-ření a pro určité vzorky jsou nevhodné. Tf poslední dobějsou často navrhovány postupy, jimiž se měří přímo absorp-ce stanovením vzestupu teploty ve vzorku v důsledku tétoabsorpce dopadajícího světla, čímž odpadají problémy, sou-visející s rozptylem. V publikaci Tanato a další, J. App.Phýs, 63(6), str. 185, 1988 se popisuje systém pro foto-termální spektroskopii s použitím tenkých pevných filmů,postupuje se tak, že se tenký vzorek upevní na průhlednéčidlo pro teplotu a pak se uvádí přerušovaným světlem,načež se měří stoupnutí teploty vzorku v důsledku absorpce.Avšak vzhledem k neúplné průhlednosti čidla dochází takék jeho zahřátí. Tento zdroj chyby se dále zhoršuje v pří-padě, že vzorek rozptyluje dopadající světlo, takže jaktento rozptyl, tak absorpce budou zvyšovat signál, čímž se získá chybný výsledek. Průhledné čidlo je tvořeno mate-riálem, citlivým na teplo mezi dvěma filmy, které tvoříelektrody. Je nutné, aby filmy byly velmi tenké pro sní-žení absorpce, v důsledku toho jsou však mechanicky po-škoditelné i chemicky podléhají snadno degradaci. Mimotoje vzorek ve styku s jednou z elektrod, při.čemž je zapotřebí izolovat vzorek od elektronického okruhu. V některýchpřípadech může vzorek působit jako anténa a snímat šum. V US patentovém spisu č. 3 948 345se popisuje fotoakustický spektroskopický postup, při němžse ozařuje přerušovaným světlem plyn, obsažený v resonanč-ním prostoru a obklopující vzorek. Absorpce světla vzorkema v důsledku toho zvýšení teploty způsobí elastickou expanzi plynu, kterou je možno snímat běžnými akustickými detektory, například mikrofonem. V US patentovém spisu č. 4 303 343 se užívá téhož principu, avšak upravují se naoptimální hodnoty vztahy mezi frekvencí pulsů, vlnovoudélkou dopadajícího světla a další parametry. V evropském patentovém spisu č. 49 918 se navrhuje postup, při němž absorpce přerušovanéhosvětla vzorkem dává vznik přerušované expanzi a kontrakcipevného prvku, tyto hodnoty se pak přivádějí na elektrickýsignál piezoelektrickým převaděčem, který je spojen s pev-ným prvkem.The absorption of electromagnetic radiation, typically visible light, is usually used to detect and / or quantify chemical substances or other information on these substances. Previously, photometric procedures were used based on the measurement of the incident radiation trans-mission compared to the standard value. However, these procedures are very sensitive to radiation scattering and are unsuitable for certain samples. Recently, methods are often proposed to measure absorption directly by determining the rise in temperature in the sample due to the absorption of incident light, thereby eliminating dispersion-related problems. Tanato et al., J. App. Phys., 63 (6), pp. 185, 1988, describes a system for photo-thermal spectroscopy using thin solid films, by attaching a thin specimen to a temperature transducer and it is then indicated by flashing light, whereupon the rise in sample temperature is measured due to absorption. However, due to incomplete transparency of the sensor, it is also heated. This source of error is further aggravated if the sample diffuses incident light, so that both the scattering and the absorption will increase the signal, thereby obtaining a erroneous result. The transparent sensor consists of a heat sensitive material between the two electrodes forming the electrodes. It is necessary for the films to be very thin to reduce absorption, but consequently they are both mechanically damaging and chemically subject to degradation. In addition, the sample is in contact with one of the electrodes to isolate the sample from the electronic circuit. In some cases, the sample may act as an antenna and sense noise. U.S. Pat. No. 3,948,345 discloses a photoacoustic spectroscopic process in which the gas contained in the resonance space and the surrounding sample is irradiated with intermittent light. As a result, the absorption of light by the sample, as a result of the increase in temperature, causes an elastic expansion of the gas, which can be sensed by conventional acoustic detectors, e.g. U.S. Pat. No. 4,303,343 uses the same principle, but the relationship between pulse frequency, incident light wavelength and other parameters is optimized. European Patent Specification No. 49,918 proposes a process in which the interrupted light absorption of a sample gives rise to intermittent expansion and a contraction element, these values being then fed to the electrical signal by a piezoelectric transducer which is connected to a fixed element.

Tyto fotoakustické metody jsou všakvelmi citlivé na místní vibrace a v některých případech jejejich použití obtížné.However, these photoacoustic methods are extremely sensitive to local vibration and in some cases difficult to use.

Nyní bylo zjištěno, že při ozářenívzorku přes pevný prvek, který je průhledný pro dopadají-cí světlo a není proto tímto světlem zahříván, je však vy-soce tepelně vodivý a při použití detektoru teploty pevnéhoprvku v bezprostřední blízkosti vzorku je možno přímo sní-mat vzestup teploty vzorku, způsobený ozářením. Předmětem vynálezu je tedy čidlopro detekci nebo kvantitativnách stanovení absorpce elek-tromagnetického záření vzorkem, při němž vzestup teploty,indukovaný ve vzorku ozářením produkuje signál, který jeúměrný teplotnímu vzestupu, čidlo sestává z pevného prvku,tepelně vodivého a prostupného pro elektromagnetické záře-ní s prvním povrchem, který je ve styku se vzorkem, s po-vrchem pro vstup záření a s dráhou záření mezi těmito po-vrchy, z termooptického nebo termoelektrického snímačeteploty v tepelném styku s pevným prvkem v blízkosti prv-ního povrchu pro snímání převedeného tepla bez přerušenísvětelné dráhy.It has now been found, however, that when irradiating the sample through a fixed element that is transparent to the incident light and is not heated by the light, it is highly thermally conductive and the use of a fixed element temperature detector in the immediate vicinity of the sample can directly reduce the rise sample temperature caused by irradiation. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a sensor for detecting or quantifying the absorption of electromagnetic radiation by a sample in which the temperature rise induced in the sample produces a signal that is proportional to the temperature rise, the sensor consisting of a solid element, thermally conductive and electromagnetic radiation transmissive with the first a surface that is in contact with the sample, with a radiation entry surface and a radiation path between the surfaces, the thermo-optical or thermoelectric sensor of the temperature in thermal contact with the fixed element near the first surface for sensing the transferred heat without interrupting the light path.

Je zřejmé, že uložením detektoruteploty v podstatě vně dráhy dopadajícího světla se sni-žuje na minimum rozptyl záření vzorkem.It will be appreciated that by depositing a detectoruteplot substantially outside the incident light path, the scattering of radiation by the specimen is minimized.

Obecně bude Čidlo používáno spolus prostředkem pro ozáření vzorku přes pevný povrch. Jezvláště výhodné použít k ozařování záření, které je mo-dulováno v amplitudě a/nebo vlnové délce, protože tímtozpůsobem je možno odstranit chyby pozadí, například cel-kové změny teploty. Záření může být ultrafialové, viditel-né nebo infračervené.In general, the sensor will be used together with a means for irradiating a sample over a solid surface. In particular, it is advantageous to use radiation which is modulated in amplitude and / or wavelength to irradiate radiation, since background errors such as total temperature changes can be eliminated in this way. The radiation may be ultraviolet, visible or infrared.

Modulace amplitudy nebo přerušová-ní dopadajícího světla je možno snadno dosáhnout běžnýmpřerušovačem světla, který je uložen do kolimované světěl-né dráhy. Změny vlnové délky dopadajícího světla napříkladtak, aby se pohybovaly mezi určitým maximem a minimem jemožno uskutečnit například laserovou diodou. Obvykle mábýt modulovaná frekvence nízká, například 50 Hz. frekvence signálu nebo jiné prostředky pro periodické snímání hodnot mohou být synchronizoványnebo je možno je synchronizovat s modulační frekvencí dopa-dajícího světla tak, Že zevní změny teploty, k nimž dochá-zí mezi pulsy nejsou amplifikovány. Přístroj pro uskutečně-ní těchto modulací a snímání hodnot byl popsán v US paten-tovém spisu č. 3 943 345.The modulation of the amplitude or interruption of the incident light can easily be achieved by a conventional light interrupter, which is stored in a collimated light path. For example, changes in the wavelength of incident light, such as to move between a certain maximum and a minimum, can be accomplished by a laser diode. Usually, the modulated frequency should be low, for example 50 Hz. the frequency of the signal or other means for periodically reading the values may be synchronized or synchronized with the modulating frequency of the additional light such that external temperature changes occurring between the pulses are not amplified. An apparatus for effecting these modulations and sensing values has been described in U.S. Pat. No. 3,943,345.

Mimoto je možno frekvenci pulsůstáhnout k rychlosti vedení tepla ze vzorku k čidlu. Am-**plituda signálů, vyvolaných změnami teploty tedy částečně závisí na přenosu tepla z ozářených úseků vzorků a na da-né vzdálenosti od povrchu průhledného pevného prvku. Teplo,které vznikne v hlubších místech vzorku se na čidlo nepře-náší v době mezi dopadem světla a snímáním signálu z de-tektoru. Maximální hloubka vzorku, z níž se teplo přenášíza vzniku signálů, se nazývá ”délka tepelné difuse" a de-finuje možný objem analyzovaného vzorku. Tato definice ob-jemu umožňuje kvantitativní stanovení absorbujících látek.Furthermore, the frequency of the pulse can be increased to the rate of heat conduction from the sample to the sensor. Thus, the am - plitude of the temperature induced signals is partly dependent on the heat transfer from the irradiated sections of the samples and at a given distance from the surface of the transparent solid element. The heat generated at the deeper points of the sample does not transfer to the sensor at the time between the incident light and the signal from the de-tector. The maximum depth of the sample from which the heat is transmitted is called the "thermal diffusion length" and defines the possible volume of the sample to be analyzed. This definition of volume allows quantitative determination of absorbents.

Dopadající světlo je obvykle přivá-děno k čidlům optickými vlákny. Zdrojem světla může býtlaser nebo silná žárovka. Obvykle by mělo být možné získatdopadající záření s vlnovou délkou v rozmezí 250 až 2500 nm.The incident light is usually fed to the optical fiber sensors. The source of light may be a laser or a strong bulb. Generally, it should be possible to obtain incident radiation with a wavelength in the range of 250 to 2500 nm.

Detektor tepla může být napříkladtermoelektrický prvek, jako thermistor, thermočlánek nebotaké thermooptický přístroj, například laser, citlivý nazměny teploty.For example, the heat detector may be a thermoelectric element, such as a thermistor, a thermocouple, or a thermooptical device, such as a laser, temperature sensitive.

Pevný tepelně vodivý prvek může býtvyroben z diamantu, jehož tepelná vodivost je šestkrátvyšší než tepelná vodivost mědi, dále ze safíru nebo zkřemene, všechny tyto materiály jsou v podstatě úplně prů-hledné pro ultrafialové, viditelné i infračervené světlo.Pevný prvek má obvykle tvar bloku se dvěma opačnými konci,alespoň na jedné jeho straně je možno upevnit detektortepla. Vzorek je pak možno upevnit nebo uvést do tepelného styku s jedním koncem bloku, kdežto dopadající zářenívchízí do bloku opačným koncem, přičemž dráha záření me-zi jeho zdrojem a vzorkem je volná. Může být výhodné zaoblit konecbloku, který se dostává do styku se vzorkem, protožetímto způsobem je možno zjistit plochu, která se dostanedo styku s daným objemem vzorku.The rigid thermally conductive element may be made of a diamond whose thermal conductivity is six times the thermal conductivity of copper, further from sapphire or cremation, all of which are substantially completely transparent to ultraviolet, visible and infrared light. two opposite ends, at least one side of which detector can be attached. The sample can then be fixed or thermally contacted with one end of the block, whereas the incident radiation extends into the block with the opposite end, with the radiation path between its source and the sample being free. It may be advantageous to round the endblock contacting the sample, since in this way it is possible to determine the area that comes into contact with a given sample volume.

Konec bloku, který se dostává dostyku se vzorkem, může být popřípadě opatřen tenkýmochranným povlakem, například z plastické hmoty jakoepoxidové pryskyřice. Tloušťka tohoto povlaku by měla býttaková, aby nedošlo k nežádoucímu snížení tepelného stykumezi vzorkem a blokem, právě použití zaobleného konce blo-ku může pomocí aaížit tuto nevýhodu.Zvláště výhodné je po-užití ochranných filmů z plastických materiálů, jako jsoupolykarbonáty, polyakryláty, polyamidy, polyestery, poly-alkyleny a polyjialogenalkyleny, zejména překrývající takédetektor tepla v případě, že je zapotřebí vyšetřit nebez-pečné vzorky, například infekční nebo toxické nebo v pří-padě chemicky vysoce reaktivních vzorků. Filmy mohou býturčeny pro jedno použití zvláště tam, kde se počítá s in-fekčními nebo toxickými vzorky.Optionally, the end of the block receiving the sample can be provided with a thin protective coating, for example a plastic such as epoxy resin. The thickness of the coating should be such as to avoid undesired reduction of the thermal contamination of the sample and the block, the use of the rounded end of the block may be a disadvantage. Especially preferred is the use of protective films of plastic materials such as polycarbonates, polyacrylates, polyamides, polyesters, poly-alkylenes and polyialkylene alkylenes, in particular overlapping as well as heat detectors, when dangerous specimens need to be examined, for example, infectious or toxic or in the case of highly reactive samples. Films may be intended for single use, especially where infectious or toxic specimens are contemplated.

Pevný, tepelně vodivý prvek můžebýt tvořen v případě potřeby více než jednou složkou. K jedné straně bloku může být například připojen tenkýkotouč z podobného materiálu, vytvářející konec tepelněvodivého prvku, spojený se vzorkem. Detektor tepla je vtomto případě spojen s blokem pod tímto kotoučem a budetak chráněn proti znečištění materiálem vzorku.A rigid, thermally conductive element may be formed, if desired, by more than one component. For example, a thin disk of similar material may be attached to one side of the block to form the end of the thermal conductive element associated with the sample. In this case, the heat detector is connected to the block under the disk and is thus protected against contamination by the sample material.

Pro většinu použití je detektorupevněn na povrchu tepelně vodivého prvku, uloženého rov-noběžně s dráhou záření. V podstatě úplný odraz dopada-jícího světla od rovnoběžných povrchů brání záření oddopadnutí na detektor. Tohoto vnitřního odrazu je možnodosáhnout zejména tak, že se detektor spojí s pevným prv-kem lepidlem, které má nižší refrakční index než materiálpevného prvku. Vzhledem k tomu, že materiály jako safíra diamant mají vysoký refrakční index, bude tuto podmínkusplňovat široká škála lepidel včetně epóxjtdových prysky-řic, kyanoakrylátových lepidel a polyesterových lepidel.Lepidlo může být mimo to použité k pokrytí zbývajícíchstran pevného prvku, aby docházelo k co nejmenšímu výstu-pu světla z tohoto prvku. Zvláště výhodným lepidlem je vtomto případě elektricky vodivé lepidlo, například epoxi-dové lepidlo s obsahem stříbra jako Epo-tek H 20 E (EpoxyTechnology lne., Mass., USA), protože tato lepidla zajiš-tují maximální retenci světla a současně mají dobrou tepel-nou a elektrickou vodivost. Povrch průhledného pevného prv-ku může být opatřen také odrazovou vrstvou, například tenkou vrstvou-hliníku nebo stříbra před upevněním detektoru,toto opatření je zvláště vhodné při použití ultrafialo-vého a infračerveného záření. V případě, že se jako detektoruužije termistoru, může tento detektor v případě, Že torozměr přístroje dovoluje, být proveden tak zvanou tech-nologií silného filmu, tj. natisknutím pasty termistoro-vého materiálu na pevný prvek po jeho předchozím zpraco-vání k zajištění maximálního vnitřního odrazu, načež sepasta sjfcntruje při vysoké teplotě.For most applications, it is detector mounted on the surface of the thermally conductive element placed parallel to the radiation path. A substantially complete reflection of the incident light from the parallel surfaces prevents radiation from falling onto the detector. In particular, this internal reflection can be achieved by attaching the detector to a solid element with an adhesive having a lower refractive index than the material of the solid element. Since materials such as sapphire diamond have a high refractive index, a wide range of adhesives including epoxy resins, cyanoacrylate adhesives and polyester adhesives will fill this material. In addition, the adhesive may be used to cover the remaining pages of the fixed element to minimize build-up. -pu light from this element. A particularly preferred adhesive in this case is an electrically conductive adhesive, for example a silver epoxy epoxy adhesive such as Epoxy H 20 E (EpoxyTechnology Inc., Mass., USA), since these adhesives provide maximum light retention while having good heat. and electrical conductivity. The surface of the transparent solid element may also be provided with a reflective layer, for example a thin layer of aluminum or silver, prior to mounting the detector, which is particularly useful with ultraviolet and infrared radiation. In the case where a thermistor is used as a detector, the detector may, in the case of a torso dimension of the apparatus, be made by a so-called thick film technique, i.e. by printing a paste of thermistor material on a solid element after its prior processing to ensure maximum internal reflection, whereupon the sepasta is filtered at high temperature.

Vzdálenost mezi vzorkem a detekto-rem je s výhodou co nejmenší tak, aby bylo možno co nejví-ce snížit dobu vedení tepla od vzorku k detektoru a tímdosáhnout maximální citlivosti. Specifická vodivost pev-ného prvku by měla mnohonásobně převyšovat tepelnou vodi-vost vzorku. Vzdálenost detektoru od konce prvku, který jeve styku se vzorkem, by měla být řádově stejná jako rozměrtohoto konce. Například může být tepelný detektor upevněnpřibližně 1 mm od konce, který má průměr 1 mm. Povrch to-hoto konce může zasahovat dále podél osy, procházející de-tektorem k dosažení větší, obvykle podlouhlé plochy, kteráje ve styku se vzorkem. V případě, že vzorek silně absorbujedopadající světlo, bude toto světlo absorbováno v průběhu 10 - délky tepelné difúze a bude produkován silný signál. Vpřípadě nízké absorpce bude absorbována ve stejné drázepouze část dopadajícího světla. Je zřejmé, že obvykle bytlouštka vzorku měla být vyšší než délka tepelné difúze,s výhodou by tloušíka vzorku měla být alespoň dvojnásobná. čidlo podle vynálezu může být v pří-padě potřeby velmi malé. Detektor může být stejně velkýnebo menší než tepelně vodivý prvek. Je zvláště výhodnéupevnit tepelně vodivý prvek na konec optického vlákna.Signál z detektoru je možno vést elektrickými dráty nebooptickým vláknem, rovnoběžným s optickým vláknem pro do-padající světlo.The distance between the sample and the detector is preferably as small as possible so as to reduce as much as possible the heat conduction time from the sample to the detector and thereby achieve maximum sensitivity. The specific conductivity of the solid element should be many times higher than that of the sample. The distance of the detector from the end of the element that contacts the sample should be of the same order as the dimension of the end. For example, the heat detector may be mounted about 1 mm from the end having a diameter of 1 mm. The surface of this end may extend further along the axis passing through the detector to obtain a larger, usually elongated, surface in contact with the sample. In the case where the light is strongly absorbed by the sample, this light will be absorbed during the 10-minute thermal diffusion and a strong signal will be produced. In the case of low absorption, part of the incident light will be absorbed in the same trap. Obviously, usually the sample size should be higher than the thermal diffusion length, preferably the sample thickness should be at least twice. The sensor of the invention may be very small if desired. The detector may be as large or smaller than the thermally conductive element. It is particularly advantageous to attach the thermally conductive element to the end of the optical fiber. The signal from the detector can be guided by electrical wires or optic fiber parallel to the optical fiber for falling light.

Takto uspořádaná čidla je možnosnadno užít k detekci nebo kvantitativnímu stanovení vzor-ků v různých situacích, například nejen při pokusech invitro, nýbrž také in vivo. čidlo je například možno zavéstdo cévy pro kontinuální měření množství hemoglobinu. Zvláš-tě výhodná je skutečnost, že čidlo může být možné ponořitdo kapalného vzorku k jeho analýze v různé hloubce, zejmé-na v oblastech, vzdálených od povrchu. Například červenékrvinky budou v blízkosti povrchu kapalného vzorku vstře-bávat kyslík ze vzduchu, čímž se může měnit jejich absorpč-ní spektrum.Sensors so arranged can be readily used to detect or quantitate samples in various situations, for example, not only invitro but also in vivo. for example, the sensor may be introduced into a vessel for continuous measurement of hemoglobin. Particularly advantageous is the fact that the sensor may be capable of being immersed in the liquid sample for analysis at different depths, especially in regions remote from the surface. For example, red blood cells will inject oxygen from the air near the surface of the liquid sample, thereby altering their absorption spectrum.

Pro některá použití může být zapotřebí odstínit čidlo od tepelných vlivů nebo zabránit jeho 11 chemické korozi. K tomuto účelu je například možno celéčidlo opatřit jednou nebo větSíra počtem ochranných vrstev,například z jakéhokoliv vhodného polymerního materiálu svýjimkou povrchu, který se dostává do styku se vzorkem.For some applications, it may be necessary to shield the sensor from thermal effects or to prevent chemical corrosion. For example, one or more protective layers, for example, any suitable polymeric material, may be provided for the whole particle, with the exception of the surface contacting the sample.

Stínění proti elektrickým vlivůmnebo proti ruSení může být v některých případech také žá-doucí a je například možno opatřit čidlo kovovým stíněním,opět s výjimkou části, která se dostává do styku se vzor-kem. čidb může být například uloženo do uzeměného kovovéhokrytu, jako trubice, například z oceli, odolné proti kyse-linám a/nebo je možno čidlo povléknout elektricky vodivýmmateriálem, například epoxidovým lepidlem s obsahem kovu. Předmětem vynálezu je rovněž způ-sob detekce nebo kvantitativního stanovení elektromagne-tického záření ve vzorku tak, že se čidlo ozáří za vznikumodulovaného záření, procházejícího dráhou záření k první-mu povrchu a tímto povrchem do vzorku, teplo, vytvořenéabsorpcí záření ve vzorku se přivádí k detektoru tohotočidla za vzniku signálů, jejichž amplituda je úměrná množ-ství tepla, produkovaného touto absorpcí.In some cases, shielding against interference or interference may also be desirable and, for example, the sensor may be provided with a metal shield, again with the exception of the part which comes into contact with the sample. For example, the sensor may be embedded in a grounded metal cover, such as a tube, such as an acid-resistant steel, and / or the sensor may be coated with an electrically conductive material, for example a metal-containing epoxy adhesive. The present invention also provides a method for detecting or quantifying the electromagnetic radiation in a sample by irradiating the sensor at a super-modulated radiation passing through the radiation pathway to the first surface and the surface to the sample. detector of the sensor to produce signals whose amplitude is proportional to the amount of heat produced by this absorption.

Způsob podle vynálezu je zvláštěvhodný pro detekci nebo kvantitativní stanovení suspenzečástic, například buněk nebo shluků, které je obtížné ana-lyzovat známými postupy vzhledem k rozptylu světla. - 12 - čidlo a svrchu uvedený způsob de-tekce je také možno využít k měření barevné intenzita'vzorků, které jsou upevněny na pevnou podložku. Signálnení rušen mechanickým stykem čidla a podložky, jak tomuje v případě fotoakustických postupů. Princip je podobnýjako v případě použití v roztoku. Vlnová délka světla sevolí tak, aby byla vhodná pro absorpci materiálem. Vzestupteploty je úměrný intenzitě zabarvení a může být měřenstejně jako svrchu. Protože postup je založen na absorpcia nikoliv na odrazu, je citlivější než reflektometricképostupy. Mimoto stačí velmi malá barevná plocha k získání dobrého signálu, obvykle stačí i barevná plocha menší než . 2 1 mm . Některé analytické postupy jsouzaloženy na vzniku barvy na povrchu, a to v důsledku che-mické reakce, která vede k tvorbě nerozpustného nebo im-mobilizovaného barevného materiálu, nebo v důsledku filtra-ce barevných aglutinátů, vytvořených vzájemnou vazbou re-ceptorů a druhé vazné látky, nebo v důsledku selektivnífiltrace v případě, že jeden z členů svrchu uvedeného párulátek je vázán na porézní materiál, čidlo podle vynálezuje zvláště vhodné pro toto použití. čidlo podle vynálezu a způsob de-tekce je možno zvláště použít k detekci nebo kvantitativ-nímu stanovení látek ve vzorku na základě změn v rychlosti - 13 - sedimentace částic v důsledku chemických nebo fyzikálníchinterakcí, což je možno zjistit například stanovením ab-sorpce záření vzorkem v různých časových intervalech.The method of the invention is particularly suitable for the detection or quantitative determination of suspension particles, for example cells or clusters, which are difficult to analyze by known light scattering techniques. The sensor and the above-described method of detecting can also be used to measure the color intensity of samples that are fixed to a solid support. The signaling is disturbed by mechanical contact between the sensor and the pad, as is the case with photoacoustic procedures. The principle is similar to that used in solution. The wavelength of light is selected to be suitable for material absorption. It is proportional to the color intensity and can be measured as above. Because the process is based on absorption rather than reflection, it is more sensitive than reflectometric techniques. In addition, a very small color area is enough to get a good signal, usually a color area smaller than. 2 1 mm. Some analytical procedures are based on the appearance of color on the surface due to the chemical reaction that leads to the formation of insoluble or immobilized color material, or due to the filtration of colored agglutinates formed by the binding of the receptors and the second binding agent. or, as a result of selective filtration, when one of the members of the aforementioned binder is bound to a porous material, the sensor of the invention is particularly suitable for such use. In particular, the sensor of the invention and the method of detection can be used to detect or quantitate the substances in a sample based on changes in particle sedimentation rate due to chemical or physical interactions, as can be determined, for example, by the determination of radiation absorption by the sample in different time intervals.

Dalším možným použitím je analýza krve stanovením hemoglo-binů v červených krvinkách.Another possible use is blood analysis by determining hemoglobin in red blood cells.

Vzhledem k malým rozměrům, kteréčidlo může mít, je možno je použít také v průtokovýchsystémech, například tam, kde povrch čidla, dostávajícíse do styku se vzorkem je uložen ve vnitřním prostoru prů-tokové komory. Je překvapující, že optometrický signál jev podstatě neovlivněn proudící kapalinou.Due to the small size that the sensor may have, it can also be used in flow systems, for example, where the sensor contact surface of the sensor is housed in the interior of the flow chamber. It is surprising that the optometric signal is essentially unaffected by the flowing fluid.

Vynález bude dále popsán v souvis-losti s přiloženými výkresy.The invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

Na obr. 1 je znázorněno v celkovémpohledu čidlo podle vynálezu.Fig. 1 shows a sensor according to the invention in the overall view.

Na obr. 2 je znázorněno zařízení,v němž je užito čidlo podle obr. 1.FIG. 2 shows a device in which the sensor of FIG. 1 is used.

Na obr. 3 je znázorněn úplný optickýsystém, v němž je čidlo, znázorněné na obr. 1 uloženo najednom konci optického vlákna.FIG. 3 shows a complete optical system in which the sensor shown in FIG.

Na obr. 4 je znázorněno grafické vyjádření signálů, získaných ze zařízení z obr. 3 pro různé koncentrace barevné látky, rozpuštěné ve vodě. - 14FIG. 4 is a graphical representation of the signals obtained from the apparatus of FIG. 3 for different concentrations of the colored substance dissolved in water. - 14

Na obr. 5 je znázorněno čidlo, kte-ré je tvořeno řadou tepelně vodivých prvků, znázorněnýchna obr. 1, prvky jsou uloženy velmi blízko sebe,: avšaknikoliv v tepelném styku.FIG. 5 shows a sensor consisting of a series of thermally conductive elements shown in FIG. 1, the elements being placed very close together, but not in thermal contact.

Na obr. 6 je znázorněna průtokovákomora, v níž je uloženo čidlo podle vynálezu.FIG. 6 shows a flow chamber in which a sensor according to the invention is mounted.

Na obr. 7 je znázorněno jiné prove-dení tepelného čidla, uloženého v optickém vláknu. Znázor-něn je také způsob sestavení celého zařízení.FIG. 7 shows another embodiment of a thermal sensor embedded in an optical fiber. Also shown is the method of assembling the entire apparatus.

Na obr. 8 je znázorněno tepelnéčidlo, opatřené ochranným pláštěm z plastické hmoty.FIG. 8 shows a heat sensor provided with a plastic protective jacket.

Na obr. 9 je znázorněno čidlo podlevynálezu se zaobleným koncem, který je ve styku se vzorkem,čidlo je chráněno plastickou hmotou.Figure 9 shows a sensor according to the invention with a rounded end in contact with the sample, the sensor being protected by plastic.

Na obr. 10 je znázorněno čidlo podlevynálezu, v němž je tepelně vodivý prvek tvořen tenkým ko-toučem, upevněným na blok.FIG. 10 shows a sensor according to the invention, in which the thermally conductive element is a thin coil fixed to the block.

Na obr. 11 je graficky znázorněnvýsledek, dosažený optothermální spektrometrií a reflekto-metricky pro koloidní zlato, immobilizované na poréznímembráně.Fig. 11 is a graphical representation of the result obtained by optothermal spectrometry and refractometry for colloidal gold immobilized on a porous membrane.

Na obr. 12 jsou znázorněny grafickyvýsledky měření hemoglobinu ve srovnání se standardním po-stupem (Coulter S-880). - 15 -Figure 12 is a graphical representation of the results of hemoglobin measurements compared to a standard procedure (Coulter S-880). - 15 -

Na obr. 1 je znázorněn tepelně vo-divý prvek 1 jako krychle z transparentního materiálu svysokou tepelnou vodivostí. Tímto tepelně vodivým prvkem1 jsou vysílány světelné pulsy 4 do vzorku 3. Podíl tepla,který vznikne ve vzorku, je veden k hraničnímu povrchu me-zi vzorkem 3 a tepelně vodivým prvkem 1. Vzestup teplotyna tomto rozhraní závisí na schopnosti vzorku absorbovatsvětlo. Vzhledem k vysoké tepelné vodivosti tepelně vodi-vého prvku 1 se vzniklé teplo převádí z povrchu vzorku 3na termoelektrický detektor 2«r Tepelně vodivý prvek 1 mározměr, který dovoluje, aby vzorek a termoelektrický de-tektor byly umístěny v takové vzájemné vzdálenosti, kteráje nižší nebo rovná délce tepelné difúze materiálu, z ně-hož je vyroben tepelně vodivý prvek 1. Vzhledem k tomu,že délka tepelné difúze závisí na frekvenci světelnýchpulsd 4 dopadajícího světla, je zapotřebí volit tepelněvodivý prvek 1 s ohledem na nejvyšší teoreticky užívanoufrekvenci. Při zvýšení frekvence je zapotřebí snížit vzdá-lenost mezi vzorkem a termoelektrickým detektorem. V případě, který je znázorněn na obr. 1, je termoelektrickým de-tektorem 2 termistor. Na tento termistor se kabelovými vo-diči 5 vloží stálé napětí. Při změnách teploty se bude mě-nit také proud, procházející termistorem vzhledem ke změ-nám odporu. Při použití vhodného elektronického zařízeníje možno tyto změny proudu zesílit a zaznamenávat. - 16 - V uspořádání, znázorněném na obr. 2se světlo ze žárovky 2 vede čočkami 7, 7A. Světelné pulsyjsou vytvářeny přerušovačem 8, kterým je rotující kotouč,světlo prochází filtrem 9 k volbě požadované vlnové délkypřed vstupem do vzorku 3 tepelně vodivým prvkem 1, opatře-ným termistorem 2, spojeným s kabelovými vodiči 5. Vlnovádélka a frekvence světelných pulsů se volí s ohledem naanalyzovaný vzorek. Elektronické zařízení se synchronizu-je s frekvencí modulovaného světelného zdroje a signály sepak zesílí. Tímto způsobem se sníží šum a je možno zajistit,že čidlo nebude zaznamenávat změny teploty okolního prostředí V uspořádání, které je znázorněno ;na obr. 3, je tepelně vodivý prvek 1 uložen na konec optic-kého vlákna 11. Světelným zdrojem je laserová dioda 10 sestálou intenzitou a měnitelnou vlnovou délkou. Světlo sevede z laserové diody 10 do vzorku 3 optickým vláknem 11.Zaznamenávané změny teploty závisí na změnách absorbované-ho světla/s různou vlnovou délkou. Je například možno měnitvlnovou délku od maximální k minimální absorpci. Jako termo-optický detektor je užita laserová dioda 2, jejíž výstup afrekvence se mění se změnami teploty. Záření z laserovédiody 12 se vede jiným optickým vláknem 13 do optáelektric-kého měniče 14, kde dochází ke změně optického signálu nasignál elektrický, který je pak možno zaznamenat. Celé čid-lo s výjimkou části, která má být ve styku se vzorkem, je - 17 - opatřeno povlakem ochranného materiálu. Čidlo je v podstatěnecitlivé na elektrický šum, protože produkuje optický sig-nál z laserové diody 12.Fig. 1 shows the heat-conducting element 1 as a cube of transparent material with high thermal conductivity. Light pulses 4 are sent to the sample 3 by this thermally conductive element 1. The proportion of heat generated in the sample is fed to the boundary surface between the sample 3 and the thermally conductive element 1. The temperature rise of this interface depends on the ability of the sample to absorb the light. Due to the high thermal conductivity of the thermally conductive element 1, the heat generated is transferred from the sample surface 3 to the thermoelectric detector 2 ' The thermally conductive element 1 has a dimension that allows the sample and the thermoelectric detector to be positioned at a distance less than or equal to each other. equals the thermal diffusion length of the material from which the thermally conductive element 1 is made. Since the thermal diffusion length depends on the frequency of the light pulses 4 of the incident light, it is necessary to select the thermal conductive element 1 with respect to the highest theoretically used frequency. When increasing the frequency it is necessary to reduce the distance between the sample and the thermoelectric detector. In the case shown in Fig. 1, the thermoelectric detector 2 is a thermistor. It applies a constant voltage to this thermistor with cable guides 5. When the temperature changes, the current passing through the thermistor will also change due to the change in resistance. By using a suitable electronic device, these current changes can be amplified and recorded. In the arrangement shown in FIG. 2, the light from the bulb 2 is passed through the lenses 7, 7A. The light pulses are generated by the rotary disc 8, the light passing through the filter 9 to select the desired wavelength before entering the sample 3 by the thermally conductive element 1 provided with a thermistor 2 connected to the cable conductors 5. The wavelengths and frequencies of the light pulses are selected with respect to sample analyzed. The electronic device is synchronized with the frequency of the modulated light source, and the sepak signals are amplified. In this way, the noise is reduced and the sensor is not able to detect changes in ambient temperature. In the arrangement shown in Fig. 3, the thermally conductive element 1 is placed on the end of the optical fiber 11. The light source is a laser diode 10 with constant intensity and variable wavelength. The light is fed from the laser diode 10 into the sample 3 by the optical fiber 11. The recorded temperature changes depend on changes in absorbed light / with different wavelengths. For example, the wavelength change can be from maximum to minimum absorption. As the thermo-optical detector, a laser diode 2 is used whose output and frequency vary with temperature changes. The radiation from the laser diode 12 is fed by another optical fiber 13 to the optical transducer 14, where the optical signal of the electrical signal changes, which can then be recorded. The entire sensor, with the exception of the part to be in contact with the sample, is coated with a protective material. The sensor is sensitive to electrical noise because it produces an optical signal from the laser diode 12.

Graf, který je znázorněn na obr. 4a shrnuje výsledky, získané zařízením z obr. 3 uvádí v pod-statě lineární korelaci mezi optotermálním signálem a kon-centrací rázných vzorků inkoustové černi ve vodě. V uspořádání, které je znázorněnona obr. 5 je vyjádřena možnost spojit několik čidel. Te-pelně vodivé prvky 1 nesou termoelektrické detektory 2,spojené s neznázorněnými zesilovači pomocí kabelových vo-dičů 5. Tyto tepelně vodivé prvky 1 jsou navzájem tepelněizolovány. Světlo s různou vlnovou délkou se přivádí optic-kými vlákny 11, takže tepelně vodivé prvky 1 pak mohou mě-řit absorpci záření s různou vlnovou délkou ve vzorku, čímžje možno získat informaci o absorpčních vlastnostech růz-ných složek vzorku. Pak je možno vypočítat na základě sig-nálů, získaných při různých vlnových délkách také koncen-traci každé ze složek.The graph shown in Fig. 4a summarizes the results obtained with the device of Fig. 3 shows a substantially linear correlation between the optothermal signal and the concentration of vigorous black ink samples in water. In the arrangement shown in Fig. 5, several probes can be connected. The thermally conductive elements 1 carry thermoelectric detectors 2 connected to amplifiers (not shown) by means of cable conductors 5. These thermally conductive elements 1 are thermally insulated from one another. The different wavelength light is fed through the optical fibers 11, so that the thermally conductive elements 1 can then measure the absorption of the radiation with different wavelengths in the sample, thereby obtaining information on the absorption properties of the different components of the sample. Then, the concentration of each component can also be calculated based on signals obtained at different wavelengths.

Další možnost je užít různě modulo-vanou frekvenci pro různá čidla. Při použití nízké frekven-ce je možno aná^zovat poměrně silnou vrstvu vzorku ve srov-nání s tenkou vrstvou, analyzovanou při vyšší frekvenci. Při správném matematickém zpracování naměřeného signálu 18 - je pak možno analyzovat také koncentrační profil látek,uložených v určité vzdálenosti ve vzorku.Another option is to use a differently modulated frequency for different sensors. By using a low frequency, a relatively thick sample layer can be compared with a thin film analyzed at a higher frequency. If the measured signal 18 is correctly processed, then the concentration profile of the substances stored at a certain distance in the sample can also be analyzed.

Další možnost je analyzovat vzorek,který se v různých částech mění. V tomto případě se vevšech čidlech užije téže frekvence a vlnové délky. Naměře-né signály je možno užít pro vyhodnocení změn mezi různý-mi místy nebo je možno získat průměr pro větší plochu vzor-ku.Another option is to analyze a sample that changes in different parts. In this case, the same frequency and wavelength are used in all sensors. The measured signals can be used to evaluate changes between different sites or to obtain a diameter for a larger sample area.

Na obr. 6 je znázorněno měření vprůtokové komoře 16. Znázorněn je blok 15, v němž je ulo-žena průtoková komora 16 se vstupem 17 a výstupem 18. Blok15 obsahuje prostor 19 pro tepelné čidlo 20, které je ulo-ženo na prstenci 21 s kruhovým průřezem, spočívajícím napřírubě 22. Tepelné Čidlo 20 je tlačeno do styku s prsten-cem 21 pružinami 23, které jsou udržovány ve své polozevíkem 24. Tepelné čidlo 20 je tvořeno tělem s příčným ře-zem tvaru kříže a je opatřeno středovým, vertikálním, vál-covým otvorem, v nichž se nachází světelná dráha 25 k sa-fírovému okénku 26. Termistor 27 je uložen laterálně vzhle-dem k safírovému okénku 26 a spojen elektrickým vodičem 28s neznázorněným zařízením pro příjem signálu. V provedení, které je znázorněnona obr. 7 může být tepelně vodivým prvkem'1 například sa-fírová tyčinka, která je vysoce leštěná na celém svém po-vrchu. Tepelným detektorem 2 je termistor, s výhodou - 19 - povlečený na své větší postranní ploše tenkým filmem stří-bra nebo zlata k zajištění dobré elektrické vodivosti.Fig. 6 shows a measurement in the flow chamber 16. A block 15 is shown in which a flow chamber 16 with an inlet 17 and an outlet 18 is placed. The block 15 comprises a space 19 for the heat sensor 20 which is supported on the ring 21 s The thermal sensor 20 is pressed into contact with the ring 21 by springs 23, which are held in their half-shell 24. The thermal sensor 20 is formed by a cross-shaped cross-shaped body and is provided with a central, vertical, cross-section. The thermistor 27 is mounted laterally with respect to the sapphire window 26 and connected by an electrical conductor 28 to a signal receiving device (not shown). In the embodiment shown in Fig. 7, the thermally conductive element 1 may, for example, be a fibrous rod which is highly polished throughout its surface. The thermal detector 2 is a thermistor, preferably - 19 - coated on its larger lateral surface with a thin film of silver or gold to ensure good electrical conductivity.

Jedna z postranních stěn termistoru 2 je připojena k ver-tikální ploše tepelně vodivého prvku 1 epoxidovým lepidlems obsahem stříbra. Zbytek vertikální plochy tepelně vodi-vého prvku 1 a druhá postranní stěna termistoru 2 jsou pře-kryty epoxidovým lepidlem 29 s obsahem stříbra, kterým mo-hou být připojeny také kabelové vodiče 5, jeden z nich ktepelnému prvku 1 a druhý k termistoru 2. Zbývající třivertikální stěny tepelně vodivého prku 1 jsou s výhodoutaké opatřeny povlakem epoxidového lepidla s obsahem stříbra.Tepelně vodivý prvek 1 může být spojen s optickým vláknem11 kapkou 30 lepidla, tvrditelného ultrafialovým světlems následným působením ultrafialového světla 31.One of the side walls of the thermistor 2 is connected to the vertical surface of the thermally conductive element 1 by epoxy silver containing silver. The remainder of the vertical surface of the thermally conducting element 1 and the second side wall of the thermistor 2 are covered with a silver-containing epoxy 29 to which cable conductors 5, one of them to a heating element 1 and the other to a thermistor 2, can also be connected. The thirty-vertical walls of the thermally conductive element 1 are preferably coated with a silver-containing epoxy adhesive. The thermally conductive element 1 may be connected to the optical fiber 11 by an ultraviolet light curing adhesive drop 30 followed by ultraviolet light 31.

Typické rozměry pro čidlo jsou protepelně vodivý prvek 1 obvykle 1x1x6 mm, pro termistor2 obvykle 0,5 x 0,5 x 0,35 mm. V případě, že na termistor2 s přivádí kabelovými vodiči 5 stálé napětí, je napříkladmožno pozorovat změny odporu řádu 4 % na 1 °C. V uspořádání, které je znázorněnona obr. 8, jsou tepelně vodivý prvek 1, termistor 2 a ka-belové vodiče 5 chráněny vsunutím do truhice 33 z epoxido-vé pryskyřice, pouze snímací konec 32 tepelně vodivéhoprvku 1 zůstává volný. Tímto způsobem se snižuje interfe-rence a šum , k němuž může dojít v případě, že se vzorekdostane do elektrického kontaktu s termistorem 2. 20 -Typical dimensions for the sensor are the thermally conductive element 1, usually 1x1x6 mm, for thermistor2 usually 0.5 x 0.5 x 0.35 mm. For example, if a constant voltage is applied to the thermistor 2 s by the cable conductors 5, changes in the order of magnitude of 4% to 1 ° C can be observed. In the arrangement shown in Fig. 8, the thermally conductive element 1, the thermistor 2 and the cable conductors 5 are protected by insertion into the box 33 of epoxy resin, only the sensing end 32 of the thermally conductive element 1 remains free. In this way, the interference and noise that can occur when the sample comes into electrical contact with thermistor 2 is reduced.

Alternativní způsob ochrany čidlaje znázorněn na obr. 9, v tomto případě má tepelně vodi-vý prvek 1 zaoblený snímací konec 32, který je spolu stermistorem 2 a kabelovými vodiči 5 chráněn plastickýmfilmem 34, který je ohebný a tenký a je v tepelném stykuse snímacím koncem 32, určený pro ponoření do vzorku. V provedení, které je znázorněnona obr. 10 je elektrická' vodivý prvek proveden jako systém,tvořený dvěma složkami, a to tyčí 35 a kotoučem 36. Tytočásti mohou být provedeny ze safíru s rozměry například1 x 1 x 6 mm pro tyč 35, průměr 3 až 5 mm a tlouštka 0,1až 0,3 mm pro kotouč 36. Tyč 35 a kotouč 36 jsou slepenytransparentním lepidlem, termistor 2 jsou přilepeny ke ko-touči 36 epoxidovým lepidlem s obsahem stříbra. Spodnístrana kotouče 36 a termistoru 2 a stěny tyče 35 jsouopatřeny povlakem epoxidového lepidla 37 s obsahem stříbra,přičemž malý kruhový pás v bezprostřední blízkosti okrajekotouče 35 zůstává nepovlečen. Kabelové vodiče 5 se připo-jí obvyklým způsobem* Kotouč 36 je spojen epoxidovým le-pidlem 37 k trubici 38 z kovu, například z nerezové oceli,odolné proti působení kyseliny, trubice 38 elektricky stí-ní čidlo a je opatřena ochranným povlakem 39.An alternative method of protecting the sensor is shown in Fig. 9, in which case the thermally conductive element 1 has a rounded sensing end 32, which is protected by a plastic film 34 together with the stermistor 2 and the cable conductors 5, which is flexible and thin and in thermal contact with the sensing end 32, intended for immersion in a sample. In the embodiment shown in Fig. 10, the electrical conductive element is a system consisting of two components, rod 35 and disc 36. These can be made of sapphire with dimensions such as 1 x 1 x 6 mm for rod 35, diameter 3 up to 5 mm and a thickness of 0.1 to 0.3 mm for the disc 36. The rod 35 and the disc 36 are glued together with a transparent adhesive, the thermistor 2 being adhered to the web 36 with an epoxy adhesive containing silver. The underside of the disc 36 and the thermistor 2 and the wall of the rod 35 are coated with a silver-containing epoxy adhesive 37, with the small annular band left uncoated in the immediate vicinity of the rim 35. The cable conductors 5 are connected in the usual way. The disc 36 is connected by an epoxy resin 37 to a metal tube 38, such as an acid resistant stainless steel tube 38, an electrically shielded sensor 38 and a protective coating 39.

Vzorek 3 je ozářen světelnými pulsy4, procházejícími tyčí 35. Vzhledem k povaze konstrukcečidla je styk mezi vzorkem 3 a termistory 2 minimální, 21 - zejména v případě, že se užije pro kotouč 36 vysoce nepro-pustného materiálu, například safír.Sample 3 is irradiated with light pulses 4 passing through rod 35. Due to the nature of the structure, the contact between the sample 3 and the thermistors 2 is minimal 21, particularly when used for a disc 36 of a highly impermeable material, such as sapphire.

Vynález bude osvětlen následujícími příklady. Příklad 1The invention will be illustrated by the following examples. Example 1

Optotermický spektrofotometr, znázor něný na obr. 2 byl opatřen transparentním tepelně vodivým2 prvkem 1 ze safíru s plochou 1 x 1 mm . Safír byl spojen stepelným čidlem a optickým vláknem byly přiváděny s frek-vencí 2 Hz světelné pulsy. Zdrojem světla byla halogenoválampa',: světlo bylo filtrováno na vlnovou délku 540 + 40 nm. K aktivované porézní membráně bylpřidán 1/Ug monoklonální protilátky (anti-C), získané zbuněk myšího hybridomu k immobilizaci protilátek (Hybon Nnylon membrane, Amersham, UK).The optothermic spectrophotometer shown in FIG. 2 was provided with a transparent heat conducting element 1 of sapphire 1 x 1 mm. The sapphire was connected by a step sensor, and the optical fiber was fed at 2 Hz light pulses. The light source was a halogen lamp; the light was filtered to 540 + 40 nm. To the activated porous membrane was added 1 µg of monoclonal antibody (anti-C), obtained from mouse hybridoma cells to immobilize antibodies (Hybon Nnylon membrane, Amersham, UK).

Povrchová plocha membrány byla v 2 každém měření 10 mm · Roztoky C-reaktivních bílkovin mělykoncentraci 0,5 až 15/Ug/ml a byly nasávány membránou zanegativního tlaku. Pak byl přidán roztok, který obsahuje1/Ug jiné protilátky proti téže bílkovině ke koloidnímubloku se středním průměrem 4,5 nm a tento roztok byl rovněž - 22 - nasát membránou. Zvyšující se množství koloidního zlatabylo zadržováno membránou při vzrůstajícím množství C-re-aktivních bílkovin.The membrane surface area was 10 mm at 2 each measurement. The C-reactive protein solutions had a concentration of 0.5 to 15 µg / ml and were aspirated through a negative pressure membrane. Then a solution containing 1 µg of another antibody against the same protein to the colloid block with a mean diameter of 4.5 nm was added and the solution was also aspirated through the membrane. Increasing amounts of colloidal gold retained by the membrane with increasing amounts of C-re-active proteins.

Intenzita zbarvení povrchu byla mě-řena jak reflektometrií (Macbeth 1500 Plus, Reflecrometer)a optotermicky svrchu uvedeným způsobem. Každé optotermickéměření bylo prováděno 10 sekund. Výsledky, získané oběmapostupy jsou znázorněny na obr. 11 a je zřejmé, že jsou vdobrém1souladu. Příklad 2The surface color intensity was measured by reflectometry (Macbeth 1500 Plus, Reflecrometer) and optothermally as described above. Each optotherm measurement was performed for 10 seconds. The results obtained by the two processes are shown in Fig. 11 and are clearly consistent. Example 2

Tento příklad uvádí možnost použitíoptotermického čidla pro měření množství hemoglobinu v krvi. 100/ul krve bylo přidáno do zku-mavky konického tvaru s obsahem 10/ul 20% Sterox SE. Ihneddošlo k hemolýze působením smáčedla.This example shows the possibility of using an optothermic sensor to measure the amount of hemoglobin in the blood. 100 µl of blood was added to a conical test tube containing 10 µl of 20% Sterox SE. Hemolysis immediately occurred with wetting agent.

Hemolyzované vzorky krve byly mě-řeny přístrojem, popsaným v příkladu 1, avšak při použitífrekvence 16 Hz, Výsledky, získané ze 75 vzorků krvebyly srovnávány s výsledky, které byly získány standardnímpostupem (Coul-ter S-880), korelační koeficient byl 0,99, 23 - jak je znázorněno na obr. 12. Při opakované analýze týchžvzorků bylo možno prokázat variační koeficient v rozmezí0,5 až 1,7 %. Příklad 3Hemolysed blood samples were measured with the apparatus described in Example 1, but using a frequency of 16 Hz, the results obtained from 75 blood samples were compared to those obtained with the standard procedure (Coulter S-880), the correlation coefficient was 0.99. 23, as shown in Figure 12. Repeated analysis of the same samples showed a coefficient of variation between 0.5 and 1.7%. Example 3

Zařízení z příkladu 2 bylo užitopři frekvenci 16 Hz. čidlo bylo opatřeno plastickým uzá-věrem, který umožňoval, aby ktev zůstávala ve styku sčidlem, uloženým horizontálně. V případě, že vzorky krvebyly měřeny přímo bez hemolýzy, byly výsledky v přibližněstejném dobrém souladu s výsledky standardního postupujako v příkladu 2. Je tedy zřejmé, že uvedené čidlo umož-ňuje také přímé měření hemoglobinu v krevním vzorku. Příklad 4The apparatus of Example 2 was used at a frequency of 16 Hz. the sensor was fitted with a plastic plug that allowed the stalk to remain in contact with the horizontal sensor. When blood samples were measured directly without hemolysis, the results were approximately in good agreement with the results of the standard procedure as in Example 2. Thus, the sensor also allows direct measurement of hemoglobin in a blood sample. Example 4

Tento příklad uvádí možnost použi-tí Čidla pro měření hemoglobinu v průtokovém systému. V tomto případě bylo užito zařízení,znázorněného na obr. 6. Užité tepelné čidlo 20 mělo citlivýpovrch 1 mm a zevní průměr 3 mm. Krev protékala průtokovoukomorou 16 s tepelným čidlem 20 rychlostí 2 ml za minutu. - 24 -This example shows the possibility of using a sensor for measuring hemoglobin in a flow system. In this case, the apparatus shown in Fig. 6 was used. The thermal sensor 20 used had a 1 mm sensitive surface and an external diameter of 3 mm. The blood flowed through the flow chamber 16 with the thermal sensor 20 at a rate of 2 ml per minute. - 24 -

Mezi jednotlivými vzorky byla průtoková komora 16 propláchnu-ta roztokem chlornanu. Přístroj byl spojen světelnou drahou25 s halogenovou lampou o výkonu 20 W při frekvenci 16,7 Hz.Každý vzorek byl měřen dvakrát až čtyřikrát vždy 20 sekund.The flow chamber 16 was flushed with hypochlorite solution between samples. The instrument was connected by a light path 25 to a 20 W halogen lamp at 16.7 Hz. Each sample was measured two to four times every 20 seconds.

Popsaným způsobem bylo testováno 26krevních vzorků, výsledky byly srovnány s výsledkem stan-dardního postupu pro měření hemoglobinu (Coulter). Hískanýkorelační koeficient byl 0,990, čára lineární regresey = l,04x -4,4, kde y je hodnota při optotermickém měřenía x je hodnota, získaná standardním způsobem.26 blood samples were tested as described, and the results were compared to the standard procedure for hemoglobin measurement (Coulter). The coarse correlation coefficient was 0.990, the linear regression line = 1.04x -4.4, where y is the value in the optothermal measurement and x is the value obtained by the standard method.

Signál na výstupu zesilovače, spoje-ného s čidlem byl rovněž pozorován na osciloskopu. Nebylomožno pozorovat žádné změny, které by mohly být způsobenyprouděním krve.The signal at the amplifier output coupled to the sensor was also observed on the oscilloscope. No changes could be observed that could be caused by blood circulation.

Claims

and, to determine the absorption of the electromagnetic radiation by sampling the temperature rise-induced signal generated by the radiation sample, proportional to the temperature rise, characterized in that the sensor consists of a solid element, thermally conductive and transmissive to the electromagnetic radiation at the first surface in contact with the sample , with the surface of the radiation input and the radiation path between these surfaces, the thermo-optical or thermoelectric temperature sensor in the thermal contact with the solid element near the first surface for sensing the transferred heat without interrupting the light path.

2. A sensor according to claim 1, wherein means for irradiating the sample is provided with a solid element. 3. A sensor according to claim 2, wherein said means is adapted to irradiate the incident light pattern, the amplitude and / or wavelength of which is modulated. 4. A sensor as claimed in claim 3, wherein the signals from the thermo-optical or thermoelectric detector are sensed at a frequency that is synchronized with the frequency of the incident radiation. 5. A sensor according to any one of claims 1 to 4, wherein a thermistor, a thermocouple or a temperature sensitive laser is used as the thermal detector. 6. A sensor according to any one of claims 1 to 5, wherein the solid thermally conductive element is a diamond, sapphire or quartz. 7. A sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the rigid thermally conductive element is in the form of a block with two opposite ends, one of which is for incoming radiation and the other for contacting the specimen, the block having at least a periphery on which it is fixed. detector. 3. A sensor according to claim 7, wherein the side walls of the block are provided with reflective coating.

9. A sensor according to any one of claims 1 to 8 wherein the surface contacting the sample is disposed within the interior of the flow chamber.

10. A method for detecting and quantitatively determining the absorption of electromagnetic radiation by a sample, characterized in that the sensor according to item 1 is irradiated by the radiation of the modulated radiation passing through the radiation path to the first surface and the surface to the sample, heat generated by the absorption radiation. in the sample, the sensor is fed to the sensor to produce signals whose amplitude is proportional to the amount of heat produced by the absorption.

11. The method of claim 10 wherein the sample is a particle suspension.

12. The method of claim 11, wherein particle sedimentation is measured by determining the absorption of radiation at time intervals.

13. The method of claim 11, wherein the sample is blood and hemoglobin is determined in blood cells.

14. The method of clauses 11 to 13, wherein the sample is a flowing liquid.

15. The method of claim 10, wherein the sample is immobilized on a solid support. Represents: 58 903 / Ko 28 List of reference numbers 1 thermal conductive element 2 thermoelectric detector 3 sample 4 light pulses 5 cable conductor 6 bulb 7 lens7A lens 8 interrupter 9 filter 10 laser diode 11 optical fiber 12 laser diode 13 optical fiber 14 optoelectric transducer 15 block 16 flow chamber 17 inlet 18 outlet 19 space 20 heat sensor 21 ring 22 flange 23 spring 24 lid 25 light path 26 sapphire window 27 thermistor 28 electrical conductor 29 epoxy adhesive 30 drop 31 ultraviolet light 32 sensing end 33 tube 34 plastic film 35 rod 36 disc 37 epoxy adhesive 38 tube 39 protective coating