CZ76194A3 - Method of quick determination of element content and apparatus for making the same - Google Patents

Method of quick determination of element content and apparatus for making the same Download PDF

Info

Publication number
CZ76194A3
CZ76194A3 CS94761A CS7619492A CZ76194A3 CZ 76194 A3 CZ76194 A3 CZ 76194A3 CS 94761 A CS94761 A CS 94761A CS 7619492 A CS7619492 A CS 7619492A CZ 76194 A3 CZ76194 A3 CZ 76194A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
concentration
radiation
gold
radiant energy
sample
Prior art date
Application number
CS94761A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Herbert L Berman
Georges P Derbalian
Huey-Rong Christina Jaw
John Junes Lee
Myron A Beigler
Original Assignee
Biomyne Tech Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Biomyne Tech Co filed Critical Biomyne Tech Co
Publication of CZ76194A3 publication Critical patent/CZ76194A3/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6428Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes"
    • G01N21/643Measuring fluorescence of fluorescent products of reactions or of fluorochrome labelled reactive substances, e.g. measuring quenching effects, using measuring "optrodes" non-biological material
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/16Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors
    • G01J1/1626Arrangements with two photodetectors, the signals of which are compared
    • G01J2001/1636Arrangements with two photodetectors, the signals of which are compared one detector directly monitoring the source, e.g. also impulse time controlling
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N2021/6491Measuring fluorescence and transmission; Correcting inner filter effect
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/75Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/77Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
    • G01N2021/7769Measurement method of reaction-produced change in sensor
    • G01N2021/7786Fluorescence
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/02Mechanical
    • G01N2201/025Mechanical control of operations
    • G01N2201/0256Sensor for insertion of sample, cuvette, test strip

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

A method and apparatus for performing rapid gold analyses, e.g., in soil or rock samples. The method comprises contacting the gold-containing solution with an oxidizing agent, and at least one crown ether; then separating the gold-crown ether complex from the remaining components of the solution; then recovering the gold ions from the gold-crown ether complex; then contacting the resulting gold-containing solution with a label means such as a chromophobe, and thereafter measuring the amount of bound label means in the solution. The apparatus (10, 11) includes an optical source (14) that irradiates a sample complex (12) with incident radiation of a first wavelength, a detector (20) that detects fluoresced light of a second wavelength, a detector (21) that detects transmitted light of the first wavelength, and a detector (15) for detecting the intensity of the source radiation. A processor (46) corrects the detected fluoresced and transmitted light for variations in the intensity of the incident radiation, and separately determines the gold concentration based on the respective corrected fluoresced and transmitted light, and selects which of the two measurements represents the most accurate measure of the gold concentration.

Description

Způsob rychlého stanovení obsahu prvku a zařízení kMethod for the rapid determination of the contents of an element and a device

Oblast technikyTechnical field

OO

CLCL

CO<CO <

4^ rc rc o<4 ^ rc rc o <

Předmět vynálezu se týká analytických metod? Pfedmět— vynálezu se zejména týká způsobů a zařízení pro rychlé stanovení obsahu zlata nebo jiného prvku, zvláště nízkých koncentrací zlata v kamenných nebo půdních vzorcích. Předmět vynálezu se také týká analytických metod a přístrojů, které jsou rychlé a přenosné, takže jsou užitečné pro aplikace v terénu.The present invention relates to analytical methods. In particular, the present invention relates to methods and apparatus for rapidly determining the content of gold or other element, particularly low gold concentrations in stone or soil samples. The present invention also relates to analytical methods and instruments that are fast and portable so that they are useful for field applications.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Většina v současnosti objevovaných nalezišť zlata je tvořena zlatými zrnky, která jsou neviditelná běžným mikroskopem. Tyto zlaté částice jsou často menší než jeden mikron. Protože toto zlato není zjistitelné žádnými snadno dosažitelnými přenosnými prostředky, průzkum ložisek v současnosti závisí téměř výhradně na spolehlivých analytických technikách, které mohou být prováděny pouze ve velkých analytických laboratořích. Taková zařízení jsou nezbytně velká a statická. Výzkumné týmy musí tedy označit a dopravit geologické vzorky do těchto statických zařízení na analýzu a musí pak čekat týden nebo déle na výsledky této analýzy. Tento způsob zjišťování cenného minerálního obsahu je těžkopádný, pomalý neúčinný a drahý. Způsob zjišťování obsahu zlata (a zařízení k jeho provádění), který by mohl být prováděn na místě průzkumu nebo v jeho blízkosti, a který by mohl zajistit rychlou a spolehlivou analýzu velmi malých množství zlata v hornině, by znamenal obrovské zlepšení v oblasti vyhledávání zlata.Most of the gold deposits currently discovered are made of gold grains that are invisible by a common microscope. These gold particles are often smaller than one micron. Because this gold is not detectable by any readily available portable means, the exploration of deposits now depends almost exclusively on reliable analytical techniques that can only be performed in large analytical laboratories. Such devices are necessarily large and static. Research teams must therefore identify and deliver geological samples to these static analysis facilities and then wait a week or more for the results of the analysis. This method of detecting valuable mineral content is cumbersome, slow ineffective and expensive. A method of detecting the gold content (and equipment) that could be carried out at or near the exploration site and which could provide a rapid and reliable analysis of very small amounts of gold in the rock would mean a huge improvement in gold prospecting.

Při současných cenách zlata, jsou ekonomicky návratné horniny s obsahem jedné milióntiny zlata. V průběhu výzkumu mohou ale i neekonomická množství zlata působit jako vodítko pro geology pro nalezení ekonomicky výhodných nalezišť. Je obvyklé, že obsah zlata pět miliardtin může představovat významnou známku toho, že v blízkosti mohou být nalezeny vyšší hodnoty obsahu zlata. Proto by pro tento účel byla užitečná analytická technika, která je citlivá v rozsahu miliardtin zlatého obsahu.At current gold prices, there are economically recoverable rocks containing one millionth of gold. In the course of the research, however, even uneconomical amounts of gold can act as a guide for geologists in finding economically beneficial deposits. It is customary that a five billionths gold content can be an important indication that higher gold content values can be found in the vicinity. Therefore, an analytical technique that is sensitive in the range of billions of golden content would be useful for this purpose.

Většina analýz zlata prováděných v současnosti v komerčních laboratořích využívá zkoušku žárem. Laboratoře pro zkoušku žárem jsou velké, intenzivně pracující zařízení, která spotřebovávají velká množství energie a vody, a často emitují nebezpečné zplodiny. Další nevýhodou zkoušky žárem je, že může snadno nastat vzájemná kontaminace mezi vzorky.Most of the gold analyzes currently performed in commercial laboratories use the heat test. Flame testing laboratories are large, intensive equipment that consume large amounts of energy and water and often emit hazardous fumes. Another disadvantage of the heat test is that cross-contamination between samples can easily occur.

v současnosti je jedinou komerčně schůdnou moderní analytickou technikou pro zjišťování obsahu zlata neutronová aktivace. Ovšem požadavek přístupu k nukleárnímu výzkumnému reaktoru činí neutronovou aktivaci dokonce méně dosažitelnou než zkoušku žárem. Neutronová aktivace také nezbytně vyžaduje osmidenní ochlazovací periodu kvůli rozpadu krátkodobých radioizotopů před zjišťováním obsahu zlata. Proto vedle toho, že neutronová aktivace je možná pouze pokud je dosažitelný nukleární reaktor, je pro ní také nemožné uspokojit potřebu po rychlé analytické technice.At present, neutron activation is the only commercially viable modern analytical technique for determining gold content. However, the requirement for access to a nuclear research reactor makes neutron activation even less achievable than the heat test. Neutron activation also necessarily requires an eight-day cooling period due to the breakdown of short-lived radioisotopes before gold is detected. Therefore, in addition to allowing neutron activation only when a nuclear reactor is available, it is also impossible for it to satisfy the need for rapid analytical techniques.

Cílem vynálezu je tedy vytvořit jednoduchý a rychlý způsob měření koncentrací prvku ve vzorku pokud možno v širokém rozsahu.It is therefore an object of the present invention to provide a simple and rapid method of measuring element concentrations in a sample over a wide range, if possible.

Cílem vynálezu je také vytvořit přenosné zařízení, které 30 obsahuje přístroje a komponenty potřebné k provádění způsobu podle vynálezu.The invention also aims to create a portable device that includes devices 30 and the components necessary for practicing the invention.

vin

Dalším cílem vynálezu je vytvořit fluorometr pro zjišťování přítomnosti zlata v komplexu vzorku. Komplex vzorku obsahuje vhodnou vaznou látku ke které se váže část půdního nebo kamenného vzorku testovaného na obsah zlata. Žádoucí uAnother object of the invention is to provide a fluorometer for detecting the presence of gold in the sample complex. The sample complex contains a suitable binder to which a portion of the soil or stone sample tested for gold is bound. Desirable u

-5— tohoto přístroje je, aby-fluorescenční a přenesené údaje - mohly být získávány v širokém dynamickém rozsahu. Cílem je zajistit dobrou proporcionalitu mezi fluorescenčními a přenesenými údaji a koncentracemi zlata. Dalším cílem je zajistit celkovou přesnost tohoto přístroje v rozsahu ± 15 %.This instrument is designed to allow fluorescent and transmitted data to be obtained over a wide dynamic range. The aim is to ensure good proportionality between fluorescent and transmitted data and gold concentrations. Another goal is to ensure an overall accuracy of ± 15%.

Dalším cílem vynálezu je vytvořit takový fluorometr a přenosové zařízení, které zabrání vnitřnímu filtračnímu efektu.It is a further object of the present invention to provide a fluorometer and transmission device which avoids an internal filter effect.

Ještě dalším cílem vynálezu je vytvořit takový fluorometr a přenosové zařízení, které je relativně necitlivé na změny .JÍ, intenzity záření zdroje.Yet another object of the invention is to provide a fluorometer and transmission device that is relatively insensitive to changes in the radiation intensity of the source.

A ještě dalším cílem vynálezu je kombinovat i metodologický postup s novým fluorometrem a přenosovým / zařízením včetně zvláštního výběru chemikálií, podmínekYet another object of the invention is to combine a methodological procedure with a new fluorometer and transfer / device including a special selection of chemicals, conditions

2θ = zpracování, přístrojů, uspořádání obvodů a stínění, které účinně eliminuje působení cizích signálů a základního záření, čímž umožňuje potlačení šumu a čtení velmi malých signálů.2θ = processing, instrumentation, circuit arrangement and shielding, which effectively eliminates the effects of foreign signals and background radiation, thereby enabling noise suppression and very small signal reading.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Podle vynálezu je vytvořen způsob zjišťování obsahu prvku, který je schopen měření koncentrací zlata v širokém rozsahu (tj. od několika miliardtin až do přibližně 30 tisíc miliardtin a více).According to the invention, there is provided a method of detecting an element content capable of measuring gold concentrations over a wide range (i.e., from a few billionths to about 30,000 billionths or more).

Způsob podle vynálezu tvoří, pokud je to nutné, rozpuštění zlatého obsahu vzorku, poté vytvoření fotocitlivého komplexu se zlatém, například komplex zlata Rhodamin B.The process of the invention comprises, if necessary, dissolving the gold content of the sample, then forming a photosensitive complex with gold, for example Rhodamin B gold complex.

Koncentrace zlata ve vzorku je pak určena analýzou komplexu zlata použitím optických prostředků.The gold concentration in the sample is then determined by analyzing the gold complex using optical means.

Předmětem vynálezu je také rentgenová aparatura, která umožňuje rychlou analýzu kamenných, půdních a jiných vzorků, 5 pro určení koncentrace zlata v těchto vzorcích. Ve výhodném provedení je tato aparatura snadno dopravitelná na místo nálezu kamenných nebo půdních vzorků. Aparatura je snadno ovladatelná a zajišťuje přesné určení obsahu zlata ve vzorcích v relativně krátkém čase, například dříve než za tři hodiny. Navíc je aparatura schopná měření koncentrací zlata v širokém rozsahu od několika miliardtin (dále ppb) do přibližně 30 tisíc ppb.The invention also provides an X-ray apparatus which allows rapid analysis of stone, soil and other samples 5 to determine the gold concentration in these samples. In a preferred embodiment, the apparatus is easily transportable to the site of finding stone or soil samples. The apparatus is easy to operate and ensures accurate determination of the gold content in the samples in a relatively short time, for example in less than three hours. In addition, the apparatus is capable of measuring gold concentrations in a wide range from a few billionths (hereinafter ppb) to approximately 30 thousand ppb.

Vynález se rovněž zabývá systémem pro určení koncentrace zlata v důlním vzorku, jako je kamenný nebo půdní vzorek.The invention also relates to a system for determining the concentration of gold in a mining sample, such as a stone or soil sample.

Jedno provedení vynálezu může být popsáno jako způsob určení koncentrace zlata v roztocích obsahujících vzorek. Tento způsob sestává z provedení následujících kroků: (a)One embodiment of the invention may be described as a method of determining the concentration of gold in solutions containing a sample. This method comprises performing the following steps: (a)

2q kontaktování roztoku obsahujícího zlato s: (i) oxidačním činidlem, a (ii) alespoň jedním polymerem korunového etheru; přičemž kontaktování se provádí v kyselém prostředí při vhodných podmínkách pro uvedení v podstatě všech iontů zlata v roztoku do jejich nejvysšího oxidačního stavu, a po dostatečnou dobu pro umožnění zachycení v podstatě všech iontů zlata v roztoku polymerem korunového etheru; (b) separace komplexu zlata a korunového etheru od zbývajících složek roztoku; (c) regenerace iontů zlata z komplexu zlata a korunového etheru; (d) kontaktování kov obsahujícího roztoku připraveného podle popisu 3Q v kroku (c) s prostředky pro označení, které jsou schopné vázání se zlatém v jeho nejvyšším oxidačním stavu a umožňují rychlou analýzu; přičemž kontaktování se provádí v kyselém prostředí při vhodných podmínkách pro umožnění navázání v podstatě všeho zlata v roztoku s prostředky pro označení, a následné separace volných prostředků pro označení z roztoku; (e) měření množství vázaných prostředků pro označení v roztoku.2q contacting the gold-containing solution with: (i) an oxidizing agent, and (ii) at least one crown ether polymer; wherein the contacting is carried out in an acidic environment under suitable conditions to bring substantially all of the gold ions in solution to their highest oxidation state, and for a sufficient time to allow substantially all of the gold ions in solution to be trapped by the crown ether polymer; (b) separating the gold-crown ether complex from the remaining components of the solution; (c) regenerating the gold ions from the gold complex and the crown ether; (d) contacting the metal-containing solution prepared as described in step 30 in step (c) with marking means capable of binding gold at its highest oxidation state and allowing rapid analysis; wherein contacting is carried out in an acidic medium under suitable conditions to allow substantially all of the gold in solution to bind with the label means, and subsequent separation of the free label means from the solution; (e) measuring the amount of bound label means in solution.

_ ______ Podle .jiného provedení může být předmět vynálezu navíc popsán jako způsob určení koncentrace zlata v matrici. Tento způsob sestává z kroků: (a) kontaktování matrice s vodným kyanidovým roztokem za přítomnosti oxidačního činidla při alkalických podmínkách; (b) kontaktování roztoku získaného podle kroku (a) s: (i) kyselinou chlorovodíkovou za přítomnosti oxidačního činidla, a (ii) alespoň jedním polymerem korunového etheru; přičemž kontaktování se provádí při vhodných podmínkách pro uvedení v podstatě všech iontů zlata v roztoku do jejich nejvyššího oxidačního stavu, a po dostatečnou dobu pro umožnění zachycení v podstatě všech iontů zlata v roztoku polymerem korunového etheru; (c) separace komplexu zlata a korunového etheru od zbývajících složek roztoku; (d) regenerace iontů zlata z komplexu zlata a korunového etheru; (e) kontaktování kov obsahujícího roztoku připraveného podle popisu v kroku (d) s prostředky pro označení, které jsou schopné vázání se zlatém v jeho nejvyšším oxidačním stavu a umožňují rychlou analýzu; přičemž kontaktování se provádí v kyselém prostředí při vhodných podmínkách pro umožnění navázání v podstatě všeho zlata v roztoku s prostředky pro označení, a následné separaceAccording to another embodiment, the present invention may additionally be described as a method for determining the concentration of gold in a matrix. The method comprises the steps of: (a) contacting the matrix with an aqueous cyanide solution in the presence of an oxidizing agent under alkaline conditions; (b) contacting the solution obtained according to step (a) with: (i) hydrochloric acid in the presence of an oxidizing agent, and (ii) at least one crown ether polymer; wherein the contacting is carried out under suitable conditions to bring substantially all of the gold ions in solution to their highest oxidation state, and for a sufficient time to allow substantially all of the gold ions in solution to be trapped by the crown ether polymer; (c) separating the gold-crown ether complex from the remaining components of the solution; (d) regenerating the gold ions from the gold complex and the crown ether; (e) contacting the metal containing solution prepared as described in step (d) with a marking means capable of binding gold in its highest oxidation state and allowing rapid analysis; wherein the contacting is carried out in an acidic medium under suitable conditions to allow the binding of substantially all of the gold in solution with the means for marking, and subsequent separation

2^ volných prostředků pro označení z roztoku; (f) měření množství prostředků pro označení v roztoku.2 ~ free means for labeling from solution; (f) measuring the amount of means for marking in solution.

Další provedení vynálezu může být popsáno jako zařízení k provádění způsobu podle vynálezu. Takové zařízení obsahuje: (a) prostředky pro generaci zářivé energie v prvním úzkém vlnovém pásmu; (b) spojovací prostředky pro spojení zářivé energie s připraveným zkóumaným vzorkem; a (c) detekční prostředky opticky spojené se vzorkem pro detekci jakéhokoliv přeneseného světla prošlého vzorkem a spadajícího do prvního úzkého vlnového pásma, nebo jakéhokoliv fluorescenčního světla emitovaného vzorkem, které spadá do druhého úzkého vlnového pásma.A further embodiment of the invention may be described as an apparatus for carrying out the method of the invention. Such a device comprises: (a) means for generating radiant energy in a first narrow wavelength band; (b) coupling means for connecting radiant energy to the prepared scum sample; and (c) detecting means optically coupled to the sample for detecting any transmitted light transmitted through the sample falling within the first narrow wavelength band, or any fluorescent light emitted by the sample falling within the second narrow wavelength band.

Při práci zařízení podle vynálezu, znamená přítomnost O přeneseného nebo fluorescenčního světla v prvním nebo druhém vlnovém pásmu přítomnost částicových elementů, například zlata, ve vzorku. Intenzita nebo velikost zjištěného přeneseného nebo fluorescenčního světla umožňuje měření koncentrace částicových elementů ve vzorku. Je žádoucí, aby byl vytvořen převodový diagram nebo tabulka, například měřením vzorků se známými koncentracemi částicového elementu, který umožňuje přímý převod měřeného fluorescenčního světla na hodnotu koncentrace částicového elementu ve vzorku. Tak je, pouhým měřením intenzity nebo velikosti přeneseného a/nebo fluorescenčního 15 světla v prvním a/nebo druhém úzkém vlnovém pásmu, vytvořeno vhodné a rychlé měření koncentrace částicového elementu ve vzorku.In the operation of the device according to the invention, the presence of 0 transmitted or fluorescent light in the first or second wavelength band means the presence of particulate elements, for example gold, in the sample. The intensity or magnitude of the detected transmitted or fluorescent light allows measurement of the concentration of particulate elements in the sample. It is desirable to create a conversion diagram or table, for example, by measuring samples with known concentrations of the particulate element, which allows direct measurement of the fluorescent light measured to the concentration of the particulate element in the sample. Thus, by simply measuring the intensity or size of the transmitted and / or fluorescent light 15 in the first and / or second narrow wavelength band, a suitable and rapid measurement of the concentration of the particulate element in the sample is made.

V jednom výhodném provedení zařízení podle vynálezu 20 je použito optické vlákno pro vedení zářivé energie k a od testovaného vzorku, pro zamezení problému s vnitřním filtračním efektem obvyklým u běžných fluorometrů. Vnitřní filtrační efekt způsobuje nejednoznačné výsledky výstupního signálu z detektoru.In one preferred embodiment of the device of the invention 20, an optical fiber is used to conduct radiant energy to and from the test sample to avoid the problem of the internal filter effect common to conventional fluorometers. The internal filter effect causes ambiguous results from the output signal from the detector.

Ještě další provedení vynálezu může být popsáno jako analytický systém pro určení koncentrace zlata v důlním vzorku. Takový systém obsahuje: (a) vazební prostředky pro vázání části důlního vzorku s vhodnými prostředky pro označení, jako je Rhodamine B, čímž se vytvoří radiační komplex prostředků pro označení a zlata; (b) ozařovací prostředky pro ozáření prostředků pro označení, které jsou vázány s testovaným vzorkem, zářivou energií spadající do prvního úzkého vlnového pásma, tyto ozařovací prostředky zahrnují optické vláknové prostředky pro přivedení zářivé energie ke vzorku a odvedení emitované zářivé energie ze vzorku; a (c) detekční prostředky spojené s optickými vláknovými prostředky, pro detekci zářivé energie emitované ze vzorku ve druhémi úzkém vlnovém 'pásmu. — - — -—Yet another embodiment of the invention may be described as an analytical system for determining the gold concentration in a mining sample. Such a system comprises: (a) coupling means for binding a portion of the mining sample with suitable marking means, such as Rhodamine B, thereby forming a radiation complex of marking means and gold; (b) irradiation means for irradiating the marking means associated with the test sample with radiant energy falling within the first narrow wavelength band, the irradiation means comprising optical fiber means for bringing radiant energy to the sample and discharging the radiant energy emitted from the sample; and (c) detecting means associated with the optical fiber means for detecting the radiant energy emitted from the sample in the second narrow wavelength band. - - - -—

Při práci tohoto analytického systému emituje komplex prostředků pro označení a kovu zářivou energii ve druhém úzkém vlnovém pásmu jako odezvu na ozáření zářivou energií v prvním úzkém vlnovém pásmu pouze tehdy, pokud důlní vzorek vázaný s prostředky pro označení obsahuje hledaný částicový kov. Navíc, protože množství nebo intenzita takto emitovaného záření odpovídá množství kovu vázaného na prostředky pro označení, velikost zjištěného záření tvoří jednoduché a rychlé měření ' koncentrace kovu v důlním vzorku. Další zlepšení systému případně zahrnuje prostředky pro automatický převod zjištěného záření v určitém pásmu na měření koncentrace zlata v důlním vzorku.In the work of this analytical system, the label and metal complex emits radiation energy in the second narrow wavelength band in response to radiation energy in the first narrow wavelength band only if the mining sample bound to the tagging means contains the particulate metal of interest. In addition, since the amount or intensity of the radiation thus emitted corresponds to the amount of metal bound to the marking means, the magnitude of the detected radiation forms a simple and rapid measurement of the metal concentration in the mining sample. A further improvement of the system optionally includes means for automatically converting the detected radiation in a certain band to measure the gold concentration in the mining sample.

Další vlastnosti a výhody vynálezu budou zřejmé z 20 následujícího podrobného popisu s odkazy na připojené výkresy.Other features and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Obr.1 je blokový diagram zobrazující základní operace prvního provedení fluorometru „ , vytvořeného podle vynalezu;Fig. 1 is a block diagram illustrating basic operations of a first embodiment of a fluorometer constructed according to the invention;

Obr.2 je podrobnější blokový diagram prvního provedení fluorometru vytvořeného podle vynálezu a obecně zobrazeného na obr.1;Fig. 2 is a more detailed block diagram of a first embodiment of a fluorometer constructed in accordance with the invention and generally shown in Fig. 1;

30 Obr.3 je graf znázorňující prostupnost dvou filtrů použitých v přístroji podle obr.2; 30 is a graph showing the permeability of two filters used in the apparatus of FIG. 2; FIG.

Obr.4 je typická kalibrační křivka použitá s nebo přístrojem podle obr.2, za účelem převodu měřené intenzity fluorescenčního světla na měření koncentrace zlata;Fig. 4 is a typical calibration curve used with or with the apparatus of Fig. 2 to convert the measured fluorescent light intensity into a gold concentration measurement;

Obr.5 je blokový diagram zobrazující základní operace kombinace fluorometru a přenosového zařízení vytvořených podle výhodného provedení vynálezu;Fig. 5 is a block diagram illustrating basic operations of a combination of a fluorometer and a transmission device constructed in accordance with a preferred embodiment of the invention;

Obr.6 je podrobnější blokový diagram kombinace fluorometru a přenosového zařízení vytvořených podle výhodného provedení vynalezu a obecně zobrazených na obr.5;Fig. 6 is a more detailed block diagram of a combination of a fluorometer and a transmission device constructed according to the preferred embodiment of the invention and generally shown in Fig. 5;

Obr.7A a obr.7B je vývojový diagram zobrazující kroky měření koncentrace zlata ve vzorku při použití výhodného provedení vynálezu podle obr.6.7A and 7B is a flow chart illustrating the steps of measuring the gold concentration in a sample using the preferred embodiment of FIG.

Při popisu jednotlivých obrázků a provedení jsou pro shodné prvky použity shodné vztahové značky.Throughout the drawings and embodiments, like reference numerals are used for like elements.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Následující popis je nejlepší způsob v současnosti předpokládaného provedení vynálezu. Tento popis nemá omezující smysl, ale je vytvořen pouze za účelem popisu základních principů vynálezu. Rozsah vynálezu by měl být určen patentovými nároky.The following description is the best method of the presently envisaged embodiment of the invention. This description is not intended to be limiting, but is intended solely to describe the basic principles of the invention. The scope of the invention should be determined by the claims.

Předmět vynálezu vytváří způsob a zařízení k rychlému provedení tohoto způsobu, pro určení koncentrace určitého prvku, například zlata, v materiálu (vzorku). Způsob a zařízení byly obecně popsány výše. Výhodně může být způsob podle vynálezu 30 proveden dávkovým i kontinuálním způsobem. Kde je analyzovaný materiál v pevné formě jako je ruda, kámen a podobně, je žádoucí nejprve rozdrtit pevný materiál na jemný prášek, čímž se zlepší kontaktování reagentů se složkami pevného materiálu. Rudný prášek je potom pražen v oxidační atmosféře při teplotě v rozsahu od 500 do 800 °C po dobu až jedné hodiny, čímž se odstraní těkavé prvky a minimalizuje se pravděpodobnost falešných výsledků.The present invention provides a method and apparatus for rapidly performing this method for determining the concentration of an element, such as gold, in a material (sample). The method and apparatus have generally been described above. Advantageously, the method of the invention 30 can be carried out in a batch or continuous manner. Where the analyzed material is in a solid form such as ore, stone and the like, it is desirable to first crush the solid material into a fine powder, thereby improving the contacting of the reagents with the solid material components. The ore powder is then roasted in an oxidizing atmosphere at a temperature ranging from 500 to 800 ° C for up to one hour, thereby removing volatile elements and minimizing the likelihood of false results.

'5 ’ ’ ..................... · .........·'5' ..................... · ......... ·

Pro zajištění, aby v podstatě všechno zlato v pevném materiálu bylo přítomno v roztoku, je jemně rozemletý prášek vložen do vodného roztoku obsahujícího kyanid za přítomnosti oxidačního činidla, jako je například peroxid vápníku, peroxid sodíku, manganistan draselný, peroxid bromu, peroxid chloru a peroxid vodíku.To ensure that substantially all the gold in the solid material is present in the solution, the finely divided powder is placed in an aqueous cyanide-containing solution in the presence of an oxidizing agent such as calcium peroxide, sodium peroxide, potassium permanganate, bromine peroxide, chlorine peroxide and peroxide hydrogen.

Kyanidové sloučeniny určené pro použití v tomto rozpouštěcím kroku zahrnují kyanid sodný, kyanid draselný a podobně. V současnosti je přednostně používán kyanid draselný.Cyanide compounds for use in this dissolution step include sodium cyanide, potassium cyanide, and the like. Currently, potassium cyanide is preferred.

Množství použitého kyanidu může být různé tak, aby byla zajištěna konečná koncentrace kyanidu ve vodném roztoku obsahujícím kov, která obvykle spadá do rozsahu 0,001 M až 0,5 Μ. V současnosti je konečná koncentrace kyanidu udržována v rozsahu kolem 0,1 M. Za účelem zabránění ztrát kyanidu hydrolýzou nebo reakcí s CO2 a pro neutralizaci kyselých složek v rudě, je do kyanidového roztoku přidávána báze například hydroxidu draselného.The amount of cyanide used may be varied to provide a final concentration of cyanide in the metal-containing aqueous solution, which typically falls within the range of 0.001 M to 0.5 Μ. At present, the final cyanide concentration is maintained in the range of about 0.1 M. To prevent cyanide loss by hydrolysis or reaction with CO 2 and to neutralize the acid components in the ore, a base such as potassium hydroxide is added to the cyanide solution.

Kontaktování matrice, obsahující rozdrcený kov, sContacting a matrix containing crushed metal, p

2g kyanidem a oxidačním činidlem je prováděno za podmínek vhodných pro umožnění rozpuštění v podstatě všeho kovu obsaženého v matrici.The 2g cyanide and oxidizing agent is performed under conditions suitable to allow dissolution of substantially all of the metal contained in the matrix.

Jakmile je zlato vylouhováno do kyanidového roztoku, je tento roztok upravován pomocí oxidačního činidla (napříkladOnce the gold is leached into the cyanide solution, the solution is treated with an oxidizing agent (e.g.

3° H2O2) a kyseliny chlorovodíkové. Oxidační činidlo oxiduje zlato z valenčního stavu +1 do valenčního stavu +3. Funkce kyseliny chlorovodíkové je dvojí: jedna je zničení kyanidu, druhá je zajištění chloridové vazné látky pro ionty Au3+. Po tomto kroku je zlato ve formě AuCI4', která je vhodná pro další rozrušovací odstraňovači krok použitím korunového polymeru etheru. Molekulový komplex AuCI/ může být zachycován v dutinách korunových polymerů etheru s koncentrací HCl 0,1 až 6 M.3 ° H 2 O 2 ) and hydrochloric acid. The oxidizing agent oxidizes gold from valence state +1 to valence state +3. The function of hydrochloric acid is twofold: one is the destruction of cyanide, the other is the securing of the chloride bond for the Au 3+ ions. After this step, the gold is in the form of AuCl 4 ', which is suitable for the next disruption removal step using a crown polymer of ether. The AuCl / molecular complex can be trapped in the cavities of ether crown polymers with an HCl concentration of 0.1 to 6 M.

Vybráním koncentrace HCl například 0,6 M, je polymerem pohlcen AuCI4‘ a většina dalších sloučenin kovů je zanechána.By selecting an HCl concentration of, for example, 0.6 M, AuCl 4 'is absorbed by the polymer and most other metal compounds are left.

Klíčovým momentem tohoto vynálezu je zjištění, že korunový polymer etheru, dosažitelný z jakéhokoliv komerčního θ zdroje, musí být předzpracován za účelem konzistentní regenerace zlatého komplexu, zvláště pokud koncentrace zlata ve vzorku je pod přibližně 1000 ppb. Odlišnost při regeneraci zlatého obsahu je způsobena adsorbčními místy s jiným rozměrem než jsou rozměry zlatého komplexu, která zachytí molekuly zlatého komplexu, ale neuvolní je v pozdější fázi. Předzpracování podle 5 vynálezu vyžaduje zaplnění korunového polymeru etheru některými sloučeninami kovů (například Ga, As, Fe, Au), které zaplní adsorbční místa, a následné extrakce většiny sloučenin kovů z dutin s ponecháním· zaplněných nevhodných míst. Tato úprava poskytuje přibližně 40% zlepšení regenerace koncentrace zlatého komplexu v rozsahu 100 ppb.A key aspect of the present invention is the discovery that the crown ether polymer obtainable from any commercial θ source must be pretreated to consistently regenerate the gold complex, especially if the gold concentration in the sample is below about 1000 ppb. The difference in the recovery of gold content is due to adsorption sites with a dimension other than that of the gold complex that will capture the gold complex molecules but will not release them at a later stage. The pretreatment of the present invention requires the crown polymer of the ether to be filled with some metal compounds (e.g. Ga, As, Fe, Au) to fill the adsorption sites, and subsequent extraction of most of the metal compounds from the cavities leaving unsuitable spots. This treatment provides an approximately 40% improvement in the regeneration of the gold complex concentration in the 100 ppb range.

Jakýkoliv korunový polymer etheru schopný vytvořit komplex s kovem, jehož koncentrace je zjišťována, je vhodný pro použití ve způsobu podle vynálezu. Příkladem korunového polymeru etheru může být poly(dibenzo-18-koruna-6), to jest poly(DB18C6), a podobně. Množství použitého korunového polymeru etheru je v rozsahu od 20 do 100 mg/ml roztoku obsahujícího kov.Any crown ether polymer capable of forming a metal complex whose concentration is detected is suitable for use in the method of the invention. An example of a crown ether polymer is poly (dibenzo-18-crown-6), i.e. poly (DB18C6), and the like. The amount of crown ether polymer used ranges from 20 to 100 mg / ml metal-containing solution.

Korunový polymer etheru s vázaným kovem je pak separován od zbývajících složek/oztoku. Tato separace může být snadno provedena odstraněním kapaliny od částicového materiálu použitím standardních technik jako je dekantace, filtrace, odsávání nebo podobně. Je výhodné zajistit odstranění v podstatě všech cizích sloučenin a pak promýt částicový materiál 0,6 M HCl.The crown metal ether of the bonded metal is then separated from the remaining components / solution. This separation can be easily accomplished by removing the liquid from the particulate material using standard techniques such as decanting, filtration, suction or the like. It is preferable to remove substantially all foreign compounds and then wash the particulate material with 0.6 M HCl.

— - .........Je výhodné, aby .separace korunového .polymeru etheru , byla provedena v koloně. Pokud je totiž pro separaci použita kolona, je výrazně zkrácena doba nutná pro separaci než při použití jiných separačních technik, například v bubnu. Separace korunového polymeru etheru v bubnu může například trvat 2,5 hodiny, ale může také trvat pouze 30 minut pokud je provedena v koloně.It is preferred that the separation of the crown ether polymer be carried out in a column. Indeed, if a column is used for separation, the separation time is significantly reduced than when using other separation techniques, for example in a drum. For example, the separation of the crown ether polymer in the drum may take 2.5 hours, but it may also take only 30 minutes if carried out in the column.

Jakmile jsou komplexy zlata a korunového etheru separovány od zbývajících složek roztoku obsahujícího kov, jsou z komplexu regenerovány ionty žlata. To je prováděno například extrakcí těchto iontů z komplexu pomocí organických rozpouštědel obsahujících polární kyslík jako je alkohol, keton atp. Přednostně je užíván aceton (keton).Once the gold-crown ether complexes are separated from the remaining components of the metal-containing solution, the ions are regenerated from the complex. This is done, for example, by extracting these ions from the complex using organic solvents containing polar oxygen such as alcohol, ketone, and the like. Preferably acetone (ketone) is used.

Když jsou ionty zlata regenerovány z korunového etheru,When gold ions are regenerated from the crown ether,

2q jsou organická extrakční činidla odstraněny ze vzorku mírným zahříváním za přítomnosti oxidačního činidla (například H2O2), kvůli zabránění redukce Au, a materiál je kontaktován s prostředky pro označení. V této souvislosti jsou prostředky pro označení míněny chemické sloučeniny, které jsou schopny se vázat na AuCI4‘ a které jsou také schopné snadné analýzy. Příklad označovacích prostředků zahrnuje chromofory, kovokomplexní činidla, která jsou schopná fluorescence při excitaci dopadajícím světlem určité vlnové délky, a podobně.2q, the organic extracting agents are removed from the sample by gentle heating in the presence of an oxidizing agent (e.g. H 2 O 2 ) to prevent Au reduction, and the material is contacted with the marking means. In this context, means for marking are chemical compounds which are capable of binding to AuCl 4 'and which are also capable of being easily analyzed. Exemplary labeling means include chromophores, metal complex agents that are capable of fluorescence upon excitation by incident light of a certain wavelength, and the like.

Příkladem označovacích prostředků mohou být například 30 Rhodamin B (to jest N-(9-(2-karboxyfenyl)-6-(diethylamin)-3Hxanthen-3-yliden)-N-ethylethanaminiumchlorid; briliantová zeleň, PQPP (to jest 2-fenylbenzo-[8,9]-chinolizino[4,5,6,7-fed] fenanthridinyliový kation), a podobně. Rhodamin B je v současnosti přednostně užívaným označovacím prostředkem, protože poskytuje velmi nízké úrovně fluorescence pozadí při určování koncentrace zlata.Examples of labeling means are 30 Rhodamine B (i.e. N- (9- (2-carboxyphenyl) -6- (diethylamine) -3Hxanthen-3-ylidene) -N-ethylethanaminium chloride; brilliant green, PQPP (i.e. 2-phenylbenzo) [8,9] -quinolizino [4,5,6,7-fed] phenanthridinylium cation), etc. Rhodamine B is currently the preferred labeling agent because it provides very low levels of background fluorescence in determining gold concentration.

Dostatečné vázání mezi AuCI/ a barvivém je dosaženo při víření směsi po dobu několika sekund při teplotě místnosti. Po tomto zpracování je žádoucí odseparovat v podstatě všechny volné označovací prostředky, aby se snížil šum pozadí při analýze podle vynálezu. Takové odstranění může být například provedeno extrakcí komplexu označovacích prostředků a kovu organickým rozpouštědlem (například C6H6, ether, výhodně diisoprylether) z vodného roztoku ve kterém je tento komplex vytvořen.Sufficient binding between AuCl 3 and the dye is achieved by swirling the mixture for several seconds at room temperature. After this treatment, it is desirable to separate substantially all of the free labeling means in order to reduce background noise in the analysis of the invention. Such removal may, for example, be accomplished by extracting the label agent-metal complex with an organic solvent (e.g., C 6 H 6 , ether, preferably diisopropyl ether) from the aqueous solution in which the complex is formed.

Výše popsané odstranění volných označovacích prostředků by mělo být provedeno tak, aby v analyzovaném vzorku nezůstalo podstatné množství těchto označovacích prostředků.The removal of the free marking means described above should be carried out so that a significant amount of these marking means does not remain in the sample to be analyzed.

Jakmile je příprava vzorku ukončena, je vhodné analyzovat vzorek relativně rychle, aby se snížila možnost degradace vzorku. Takto připravený vzorek je vhodný pro analýzu zlatého obsahu. Analýza kovu podle vynálezu je provedena určením množství označovacích prostředků vázaných vzorkem. Pokud jsou označovací prostředky schopné emitovat fluorescenční záření při excitaci, může být analýza provedena excitováním označovacích prostředků při určité vlnové délce a poté měřením intenzity vyzařování na určité vlnové délce odlišné od vlnové délky použité pro excitaci. Různé prostředky použité v zařízení pro provedení této analýzy podle vynálezu jsou popsána níže. Jinak, pokud označovacím prostředkem je chromofor, může být analýza provedena spektrofotometrickým zařízením, to jest měřením množství záření absorbovaného vzorkem při průchodu záření známé intenzity vzorkem.Once sample preparation is complete, it is advisable to analyze the sample relatively quickly to reduce the possibility of sample degradation. The sample prepared in this way is suitable for the analysis of gold content. The analysis of the metal according to the invention is carried out by determining the amount of marking means bound by the sample. If the marking means are capable of emitting fluorescent radiation upon excitation, the analysis may be performed by exciting the marking means at a certain wavelength and then measuring the radiation intensity at a certain wavelength different from the wavelength used for excitation. The various means used in the apparatus for carrying out this analysis according to the invention are described below. Alternatively, if the labeling means is a chromophore, the analysis may be performed by a spectrophotometric device, i.e. by measuring the amount of radiation absorbed by the sample as it passes through radiation of known intensity through the sample.

První provedení zařízení podle vynálezu umožňuje provedení výše popsané analytické metody vytvořením fluorometru, který umožňuje rychlé provedení analýzy v terénu na nebo v blízkosti místa odběru půdních nebo kamenných vzorků testovaných na obsah zlata. Blokový diagram zobrazující základní komponenty fluorometru 10 vytvořeného podle vynálezu je na obr1. Tyto základní komponenty zahrnují zdroj 14 zářivé energie, dichroické zrcadlo 16, optické vlákno 18 a detektor 20. Může být také použit druhý detektor 15. Dichroické zrcadlo 16 je umístěno tak, že směruje zářivou energii vytvořenou zdrojem 14 zářivé energie do optického vlákna 18. Detektor 20 je vzhledem k dichroickému zrcadlu 16 umístěn tak, že přijímá zářivou energii emitovanou z optického vlákna 18. Druhý detektor 15 je umístěn tak, aby přijímal zářivou energii ze zdroje 14 zářivé energie za účelem zjišťování změn intenzity zářivé energie v čase. Pokud nejsou tyto změny korigovány, mohou způsobit chybu měření vytvořenou zařízením.A first embodiment of the device according to the invention allows the above described analytical method to be performed by providing a fluorometer which enables rapid field analysis at or near the site of collection of soil or stone samples tested for gold content. A block diagram showing the basic components of the fluorometer 10 constructed in accordance with the invention is shown in Fig. 1. These essential components include a radiant energy source 14, a dichroic mirror 16, an optical fiber 18, and a detector 20. A second detector 15 may also be used. The dichroic mirror 16 is positioned to direct the radiant energy generated by the radiant energy source 14 to the optical fiber 18. The detector 20 is positioned relative to the dichroic mirror 16 to receive radiant energy emitted from the optical fiber 18. The second detector 15 is positioned to receive radiant energy from the radiant energy source 14 to detect variations in radiant energy intensity over time. If these changes are not corrected, they may cause a measurement error generated by the device.

Vzorek 12. obsahující vhodný označovací prostředek, jako je například Rhodamin B, ke kterému byl navázán požadovaný prvek, jako je například zlato (pokud byl přítomen), je připraven podle popisu uvedeného výše v souvislosti se způsobem podle vynálezu. Pokud vzorek 12 obsahuje zlato, komplex zlata a Rhodaminu B fluoreskuje ve spektrální oblastiA sample 12 containing a suitable labeling means such as Rhodamine B to which the desired element such as gold (if present) has been attached is prepared as described above in connection with the method of the invention. If sample 12 contains gold, the gold-Rhodamine B complex fluoresces in the spectral region

560 až 580 nm, pokud je excitován zářivou energií (světlem) ve560 to 580 nm when excited by radiant energy (light) at

5 spektrální oblasti 540 až 550 nm. Pokud je vzorek 12 komplex zlata a PQPP, vede excitace v oblasti kolem 300 nm na fluorescenci ve spektrální oblasti kolem 460 nm. Je výhodné, pokud množství emitovaného záření je monotónně rostoucí funkcí koncentrace zlata v komplexu.5 spectral regions 540-550 nm. When sample 12 is a complex of gold and PQPP, excitation in the region of about 300 nm results in fluorescence in the spectral region of about 460 nm. It is preferred that the amount of radiation emitted is a monotonically increasing function of the concentration of gold in the complex.

*,*,

Pro určení koncentrace zlata ve vzorku 12 pracuje fluorometr 10 následovně: Zdroj 14 zářivé energie generuje záření první vlnové délky λν přičemž λ, spadá pro komplex zlata á Rhodaminu B do oblasti 540 až 550 nm (pro komplex zlata a PQPP je λ, kolem 300 nm). Toto záření je směrováno prostřednictvím dichroického zrcadla 16 do optického vlákna 18, a také je směrováno do druhého detektoru 15. Vzorek 12 v odezvě na záření λ! fluoreskuje záření o druhé vlnové délce λ2, přičemž λ2 spadá pro komplex zlata a Rhodaminu B do oblasti 560 až 580 nm (pro komplex zlata a PQPP je λ2 kolem 460 nm). Záření λ2 je vedeno ze vzorku 12 optickým vláknem 18 přes dichroické zrcadlo 16 do detektoru 20. Detektor 20 je upraven pro detekci množství záření o vlnové délce λ2. Tato detekce tak zajišťuje přímé měření koncentrace zlata ve vzorku 12.To determine the gold concentration in the sample 12, the fluorometer 10 operates as follows: The radiant energy source 14 generates radiation of the first wavelength λ ν where λ falls for 540-550 nm for the gold a Rhodamine B complex (for the gold and PQPP complex is λ, about 300 nm). This radiation is directed through the dichroic mirror 16 to the optical fiber 18, and is also directed to the second detector 15. The sample 12 in response to radiation λ! it fluoresces radiation of the second wavelength λ 2 , where λ 2 falls for the complex of gold and Rhodamine B in the range of 560 to 580 nm (for the complex of gold and PQPP is λ 2 around 460 nm). The radiation λ 2 is passed from the sample 12 through the optical fiber 18 through the dichroic mirror 16 to the detector 20. The detector 20 is adapted to detect the amount of radiation having a wavelength λ 2 . This detection thus ensures a direct measurement of the gold concentration in the sample 12.

Výstupní intenzita zdroje 14 zářivé energie bude v určitém rozsahu kolísat v průběhu měření skupiny referenčních vzorků a vzorků 12. Za účelem minimalizace chyb způsobených tímto kolísáním intenzity zdroje 14 zářivé energie, umožňuje druhý detektor 15 monitorování této intenzity tak, že mohou být provedeny vhodné korekce při určování koncentrace zlata, jak je popsáno níže.The output intensity of the radiation source 14 will fluctuate to some extent during the measurement of the plurality of reference samples and samples 12. In order to minimize errors caused by the fluctuation of the intensity of the radiation source 14, the second detector 15 allows monitoring of this intensity so that determining the gold concentration as described below.

20 Optické vlákno 18 je snadno dostupné a může být vytvořeno z různých materiálů včetně oxidu křemičitého, skla, polymethylmathakrylátu, polykarbonátu, polystyrénu, a podobně. Bez jakékoliv nutnosti speciální úpravy před použitím, mohou být použita běžně komerčně dostupná optická vlákna. Jedinou úpravou je obvykle odstranění pláště z vlákna z částí, které budou přímo vystaveny vzorku. 20 Optical fiber 18 is readily accessible and can be constructed of various materials including silica, glass, polymethylmathakrylátu, polycarbonate, polystyrene, and the like. Commercially available optical fibers can be used without any special treatment prior to use. The only treatment is usually to remove the sheath from the fiber from parts that will be directly exposed to the sample.

Základním požadavkem při výběru jednotlivého optického vlákna je stabilita snímacího materiálu při jeho 50 vystavení systému rozpouštědla a analyzovaného kovu, a stupeň, pokud existuje, se kterým mají sklon snímací materiál a složky vzorku vzájemně interagovat, čímž vznikají interference při analýze. Pokud je získán nestabilní signál, je, pro překonání tohoto problému, vhodné zvážit použití jiného optického vlákna, jiného systému rozpouštědla pro analýzu, a/nebo jiné označovací prostředky.The basic requirement for the selection of a single optical fiber, the stability of the sensing material 50 when exposed to a solvent system and the metal analyzed, and the degree, if any, with which tend sensor material and sample components interact, giving rise to interference in the analysis. If an unstable signal is obtained, to overcome this problem, it is appropriate to consider using another optical fiber, another solvent system for analysis, and / or other marking means.

Na obr.2 je znázorněn podrobnější blokový diagram 5 jednoho provedení fluorometrického zařízení vytvořeného podle vynálezu. (Je již uvedeno, že shodné vztahové značky jsou použity pro shodné prvky v obr.2 a obr.1.) Jak je z obr.2 zřejmé, zařízení obsahuje stejné základní komponenty jako zařízení na obr.1, to jest zdroj 14 zářivé energie, dichroické zrcadlo 1_6, optické vlákno 18, detektor 20 a druhý detektor 15. Jako na obr.1, vede optické vlákno 18 záření k a od vzorku 12, který je testován.FIG. 2 shows a more detailed block diagram 5 of one embodiment of a fluorometric device constructed in accordance with the invention. (It is already stated that the same reference numerals are used for the same elements in Figs. 2 and 1.) As is apparent from Fig. 2, the apparatus comprises the same basic components as the apparatus in Fig. 1, i.e., radiant energy source 14. The dichroic mirror 16, the optical fiber 18, the detector 20 and the second detector 15. As in FIG. 1, the optical fiber 18 directs radiation to and from the sample 12 being tested.

Jak je vidět na obr.2, obsahuje zdroj 14 zářivé energie proudový zdroj 22 připojený na širokopásmový zdroj 24 světla. Světlo generované širokopásmovým zdrojem 24 světla je vedeno 15 vhodným optickým systémem 27 k filtru 30. Optický systém 27 zahrnuje jakékoliv vhodné prostředky pro účinné přivedení zářivé energie z širokopásmového zdroje 24 světla k filtru 30. Filtr 30 je úzkopásmový filtr a filtruje všechnu energii kromě energie s 2θ požadovanou vlnovou délkou λν (Musí být zřejmé, že λ, může sestávat z úzkého pásma vlnových délek stejně tak jako z jedné vlnové délky v závislosti na šířce pásma filtru 30.)As seen in FIG. 2, the radiant energy source 14 includes a current source 22 connected to a broadband light source 24. The light generated by the broadband light source 24 is guided 15 by a suitable optical system 27 to the filter 30. The optical system 27 includes any suitable means for efficiently supplying radiant energy from the broadband light source 24 to the filter 30. The filter 30 is a narrowband filter and filters all energy except 2 θ required wavelength λ ν (It must be understood that λ may consist of a narrow wavelength band as well as a single wavelength depending on the filter bandwidth of 30.)

Jak je zobrazeno na obr.2, obsahuje optický systém 27 optické vedení 26 s jedním koncem opticky spojeným s širokopásmovým zdrojem 24 světla a s druhým koncem v ohnisku čočky 28. Zářivá energie z širokopásmového zdroje 24 světla je tak vedena optickým vedením 26 k čočce 28 odkud je vedena k filtru 30.As shown in FIG. 2, the optical system 27 includes an optical line 26 with one end optically coupled to the broadband light source 24 and the other end at the focus of the lens 28. Thus, radiant energy from the broadband light source 24 is guided through the optical line 26 to the lens 28. is directed to the filter 30.

Po průchodu filtrem 30 zůstává pouze úzké pásmo zářivé energie, například o vlnové délce λν Zářivá energie s touto vlnovou délkou λ, je opticky odražena dichroickým zrcadlem do přídavné čočky 32 tak, aby byla vedena nebo zaměřena do optického vlákna 18.After passing through the filter 30, only a narrow band of radiant energy remains, for example, at a wavelength λ ν. The radiant energy at this wavelength λ is optically reflected by the dichroic mirror into the additional lens 32 to be guided or directed into the optical fiber 18.

Dále je z obr.2 patrné, že fluorescenční světlo ze vzorku 12 je vyzařováno z optického vlákna 18 a přídavnou čočkou 32 je zaměřeno zpět do dichroického zrcadla 16. Toto fluorescenční světlo prochází dichroickým zrcadlem 16 do detektoru 20. Detektor 20 obsahuje úzkopásmový filtr 34 uspořádaný pro propouštění pouze záření o vlnové délce λ2. (Musí být zřejmé, že λ2 může sestávat z úzkého pásma vlnových délek stejně jako z jedné vlnové délky.) Tak je záření nebo světlo o jiné vlnové délce než λ2 značně omezeno úzkopásmovým filtrem 34. Jestliže tedy vzorek 12 obsahuje požadovaný prvek, například zlato, bude fluorescenční záření spadat do vlnového rozsahu λ2 a takové záření projde úzkopásmovým filtrem 34.Furthermore, it can be seen from FIG. 2 that the fluorescent light from sample 12 is emitted from the optical fiber 18 and is directed back into the dichroic mirror 16 by the additional lens 32. This fluorescent light passes through the dichroic mirror 16 to the detector 20. The detector 20 comprises a narrowband filter 34 arranged. for transmitting radiation of wavelength λ 2 only . (It must be understood that λ 2 may consist of a narrow wavelength band as well as one wavelength.) Thus, radiation or light of a wavelength other than λ 2 is considerably limited by the narrowband filter 34. Thus, if sample 12 contains the desired element, for example gold, the fluorescence radiation will fall within the wavelength range λ 2 and will pass through the narrowband filter 34.

Po průchodu úzkopásmovým filtrem 34 je záření vedeno nebo zaměřeno druhou čočkou 36 do fotodetektoru 38. Fotodetektor 38 pracuje běžným způsobem a zjišťuje množství dopadajícího záření. Tak je jakékoliv záření o vlnové délce λ2, které projde úzkopásmovým filtrem 34, zaznamenáno fotodetektorem 38. Jako odezvu na toto dopadající záření generuje fotodetektor 38 elektrický signál. Amplituda tohoto signálu odpovídá intenzitě detekovaného záření. Elektrický signál generovaný fotodetektorem 38 je zesilován zesilovačem 40. Výstupní signál zesilovače 40 může být potom zaznamenáván pro určení kolik záření nebo světlá o vlnové délce λ2 bylo detekováno fotodetektorem 38. Velký výstupní signál znamená záření s vlnovou délkou λ2 o velké intenzitě, což zpětně znamená vysokou koncentraci částicového prvku ve vzorku 12 (při předpokládaném jednotném objemu vzorků 12). Podobně malý výstupní signál znamená záření s vlnovou délkou λ2 o malé intenzitě, což zpětně znamená nízkou koncentraci částicového prvku v jednotném objemu vzorku 12. Výhodně, jak je podrobněji vysvětleno blíže v souvislosti s obr.4, může být výstupní signál zesilovače 40 kalibrován, pro zajištění přímého měření (například v ppb) koncentrace prvku ve vzorku 12.After passing through the narrowband filter 34, radiation is guided or directed by the second lens 36 to the photodetector 38. The photodetector 38 operates in a conventional manner and detects the amount of incident radiation. Thus, any radiation of wavelength λ 2 that passes through the narrowband filter 34 is detected by the photodetector 38. In response to this incident radiation, the photodetector 38 generates an electrical signal. The amplitude of this signal corresponds to the intensity of the detected radiation. The electrical signal generated by the photodetector 38 is amplified by the amplifier 40. The output signal of the amplifier 40 can then be recorded to determine how much radiation or light of wavelength λ 2 was detected by the photodetector 38. A large output signal means radiation with a wavelength λ 2 of high intensity. means a high concentration of particulate element in sample 12 (assuming a uniform sample volume of 12). Similarly, a small output signal means radiation with a wavelength λ 2 of low intensity, which in turn means a low concentration of the particulate element in a uniform sample volume 12. Preferably, as explained in more detail in connection with FIG. to provide a direct measurement (e.g. in ppb) of the element concentration in the sample 12.

— - - jak je patrné“z obr:2, je*výstupnr-signál-zesilovaGe 40- 5 měřen digitálním voltmetrem (dále DVM) 42. Navíc, pokud je to žádoucí, může být toto výstupní napětí zaznamenáváno nebo uchováno v zapisovači 44 údajů nebo v odpovídajícím zařízení.As shown in FIG. 2, the output-signal-amplifier 40-5 is measured by a digital voltmeter (DVM) 42. In addition, if desired, this output voltage can be recorded or stored in the data logger 44. or in an appropriate device.

• Navíc může být pro některé aplikace vhodné připojit na výstupní napětí zesilovače 40 vhodný procesor 46, jako je přenosný osobní počítač (dále PC). Toto připojení může být provedeno přímo z výstupního signálu zesilovače 40, pokud procesor 46 obsahuje vnitřní prostředky pro analogo-číslicový (dále A/D) převod (pro převod analogového výstupního signálu zesilovače 40 na číslicový signál vhodný pro zpracování s PC); nebo, případně, pokud DVM 42 obsahuje číslicový výstup, jak je běžné u mnoha komerčních digitálních voltmetrů, může být toto připojení provedeno z DVM 42 k procesoru 46.In addition, for some applications, it may be appropriate to connect a suitable processor 46, such as a portable personal computer (PC), to the output voltage of amplifier 40. This connection can be made directly from the output signal of the amplifier 40 if the processor 46 includes internal means for an analog-to-digital (hereinafter A / D) conversion (for converting the analog output signal of the amplifier 40 to a digital signal suitable for PC processing); or, alternatively, if the DVM 42 includes digital output, as is common with many commercial digital voltmeters, this connection can be made from the DVM 42 to the processor 46.

Procesor 46, pokud je použit, zajišťuje různé zpracovatelské funkce spojené s výstupním signálem zesilovače 40. Procesor 46 může například obsahovat vyhledávací tabulku nebo její ekvivalent (například rovnici), která je v něm uložena a umožňuje přímý převod měřeného výstupního napětí zesilovače 40 na hodnotu koncentrace požadovaného prvku. Navíc může procesor 46 obsahovat různé kroky číslicového zpracování, které analyzují výstupní napětí zesilovače 40 v určitém časovém úseku za účelem dalšího zpřesnění těchto údajů, například odstraněním šumu použitím běžných číslicových filtračních technik.The processor 46, if used, provides various processing functions associated with the output signal of the amplifier 40. For example, the processor 46 may include a lookup table or equivalent (e.g., an equation) stored therein to allow direct conversion of the measured output voltage of the amplifier 40 to a concentration value. required element. In addition, the processor 46 may include various digital processing steps that analyze the output voltage of the amplifier 40 over a period of time to further refine this data, for example by removing noise using conventional digital filtering techniques.

Při dalším popisu obr.2 je vidět, že druhý detektor 15 je wU umístěn tak, aby na něj dopadalo záření o vlnové délce λ1 generované zdrojem 14 zářivé energie. Toto záření je vedeno doplňkovou čočkou 29 do druhého fotodetektoru 39. Druhý fotodetektor 39 pracuje běžným způsobem a zjišťuje množství dopadajícího záření. Tak je jakékoliv záření o vlnové délce λ, ze zdroje 14 zářivé energie, které projde filtrem 30 zaznamenáno druhým fotodetektorem 39. Pokud je to žádoucí mohou být použity další přídavné filtry umístěné před doplňkovou čočkou 29, pro filtraci veškerého záření kromě záření s vlnovou délkou λν Jako odezvu na toto dopadající záření s vlnovou délkou λ1 generuje druhý fotodetektor 39 elektrický signál. Amplituda tohoto signálu odpovídá intenzitě detekovaného záření. Elektrický signál generovaný druhým fotodetektorem 39 je zesilován druhým zesilovačem 41. Výstupní signál druhého zesilovače 41 je potom zaznamenáván pro určení kolik záření nebo světla o vlnové délce λ1 bylo detekováno druhým fotodetektorem 39. Velký výstupní signál znamená záření s vlnovou délkou λ1 o velké intenzitě. Podobně malý výstupní signál znamená záření s vlnovou délkou λ1 o malé intenzitě.In the further description of FIG. 2, it can be seen that the second detector 15 is wU positioned to receive radiation of wavelength λ 1 generated by the radiation energy source 14. This radiation is passed through an additional lens 29 to the second photodetector 39. The second photodetector 39 operates in a conventional manner and detects the amount of incident radiation. Thus, any radiation of wavelength λ from the radiation energy source 14 passing through the filter 30 is detected by a second photodetector 39. If desired, additional filters placed in front of the additional lens 29 may be used to filter all radiation except wavelength λ ν In response to the incident radiation of wavelength λ 1 generated by the second photodetector 39 an electrical signal. The amplitude of this signal corresponds to the intensity of the detected radiation. The electrical signal generated by the second photodetector 39 is amplified by the second amplifier 41. The output signal of the second amplifier 41 is then recorded to determine how much radiation or light having a wavelength λ 1 was detected by the second photodetector 39. A large output signal means radiation with a wavelength λ 1 of high intensity . Similarly, a small output signal means radiation with a wavelength λ 1 of low intensity.

Výstupní signál druhého zesilovače 41 je měřen druhým digitálním voltmetrem (DVM) 43. Navíc, pokud je to vhodné, může být toto výstupní napětí zaznamenáno a/nebo uchováno v zapisovači 45 údajů, nebo rovnocenném zařízení. Pro většinu aplikací je navíc vhodné připojit výstup druhého zesilovače přímo na procesor 46, kterým může být PC. Tento výstupní signál může být poté použit pro vytvoření referenčního signálu, který indikuje změny intenzity záření o vlnové délce λν The output signal of the second amplifier 41 is measured by a second digital voltmeter (DVM) 43. In addition, if appropriate, this output voltage may be recorded and / or stored in a data logger 45 or equivalent device. In addition, for most applications, it is convenient to connect the output of the second amplifier directly to the processor 46, which may be a PC. This output signal can then be used to produce a reference signal that indicates changes in radiation intensity at wavelength λ ν

Při práci tak druhý detektor 15 zaznamenává intenzitu záření o vlnové délce λ, ze zdroje 14 zářivé energie. Pokud je měřen počáteční vzorek, představuje tak naměřená intenzita referenční signál SRef. Pro další měření je intenzita fluorescenčního záření o vlnové délce λ2 označena jako signál SF. Výhodně může být signál SF opraven při změnách intenzity záření o vlnové délce λ1 následujícím způsobem:Thus, in operation, the second detector 15 records the intensity of radiation of wavelength λ from the radiation energy source 14. If the initial sample is measured, the measured intensity is the reference signal S Ref . For further measurements, the intensity of fluorescence radiation of wavelength λ 2 is indicated as the signal S F. Advantageously, the signal S F corrected when changing the intensity of radiation of wavelength λ 1 in the following manner:

SCorr ~ (^F · SRef) / SX1 kde Scorr představuje korekci signálu SF, a SZ1 představuje současnou intenzitu záření zdroje 14 zářivé energie změřenou druhým detektorem T5r Výhodně, -uchováním- signálu 5S C orr signálu (F F · S Ref ) / S X1 where S corr represents the signal correction S F , and S Z1 represents the current radiation intensity of the radiant energy source 14 measured by the second detector T5r Preferably, by maintaining the signal 5

SRef v procesoru 46 nebo v ekvivalentním zařízení, může být popsaná korekce provedena procesorem 46 pro každé provedené měření.With Ref in the processor 46 or equivalent, the described correction can be made by the processor 46 for each measurement performed.

Jiné provedení detektoru 20 může zahrnovat množství sestav filtr-fotodektor-zesilovač, z nichž každá je určena pro snímání záření o určité vlnové délce. Výstupní signály ze všech takových sestav mohou být poté monitorovány, například použitím procesoru 46. pro zajištění celkové informace o obsazích v komplexu vzorku, včetně stanovení koncentrací množství prvků v komplexu vzorku.Another embodiment of detector 20 may include a plurality of filter-photodector-amplifier assemblies, each designed to sense radiation of a particular wavelength. The output signals from all such assemblies can then be monitored, for example, using a processor 46 to provide overall information about the contents in the sample complex, including determining the concentrations of the amount of elements in the sample complex.

Jako alternativní provedení zdroje 14 zářivé energie může být použit běžný laser, například He-Ne laser, který má výstupní vlnovou délku 543,5 nm. Úzký výstup tohoto He-Ne 20 laseru může být spojen prostřednictvím jakýchkoliv vhodných prostředků přímo s optickým vláknem 18, přičemž pouze malá část tohoto výstupu je vedena přímo do druhého detektoru 15, Obvykle takové spojení využije alespoň dichroické zrcadlo 16 a přídavnou čočku 32, čímž se umožní, aby byl laser umístěn mimo osu fluoreskující zářivé energie vycházející ze vzorku 12.As an alternative embodiment of the radiant energy source 14, a conventional laser, for example a He-Ne laser, having an output wavelength of 543.5 nm can be used. The narrow output of this He-Ne laser 20 can be coupled by any suitable means directly to the optical fiber 18, with only a small portion of this output being routed directly to the second detector 15. Usually such a connection utilizes at least a dichroic mirror 16 and an additional lens 32 thereby allow the laser to be positioned off the axis of fluorescent radiant energy emanating from sample 12.

Obr.3 je graf ilustrující přenosové vlastnosti filtru 30 a úzkopásmového filtru 34. které byly použity v zařízení podle obr.2. Tyto přenosové vlastnosti jsou vybrány pro detekci zlata nebo komplexu zlata a Rhodaminu B. Samozřejmě by mělo být 30 zřejmé, že podobné vlastnosti mohou být vybrány pro detekci jiných komplexů zlata. První špička nebo první pásmo 70 je umístěno přibližně na 545 nm. Toto první pásmo 70 reprezentuje požadované přenosové vlastnosti filtru 30, který je spojen se širokopásmovým zdrojem 24 světla. Druhá špička nebo druhé pásmo 72 je umístěno přibližně na 580 nm. Toto druhé pásmo 72 reprezentuje požadované přenosové vlastnosti úzkopásmového filtru 34, který je umístěn před fotodetektor 38. Pokud je namísto širokopásmového zdroje 24 světla použit He-Ne laser, je jeho vlnová délka 543,5 nm, což zhruba odpovídá prvnímu pásmu 70.Fig. 3 is a graph illustrating the transmission properties of the filter 30 and the narrowband filter 34 used in the apparatus of Fig. 2. These transmission properties are selected for the detection of gold or the gold-Rhodamine B. Of course, it should be 30 understood that similar properties can be selected for the detection of other gold complexes. The first peak or first band 70 is positioned at approximately 545 nm. This first band 70 represents the desired transmission properties of a filter 30 that is coupled to a broadband light source 24. The second peak or second band 72 is located at approximately 580 nm. This second band 72 represents the desired transmission properties of the narrowband filter 34 located in front of the photodetector 38. If a He-Ne laser is used in place of the broadband light source 24, its wavelength is 543.5 nm, which roughly corresponds to the first band 70.

Když se detekují jiné komplexy, mělo by být podle toho vybráno umístění prvního pásma 70 a druhého pásma 72. θ Například pokud daný vzorek, při ozáření zářením s vlnovou délkou 520 nm, vyzařoval fluorescenční záření o vlnové délce 590 nm, pak by mělo být první pásmo 70 na 520 nm a druhé pásmo by mělo být na 590 nm.When other complexes are detected, the location of the first band 70 and the second band 72 should be selected accordingly. Θ For example, if a given sample emitted fluorescent radiation at a wavelength of 590 nm when exposed to radiation at 520 nm, then the first band 70 at 520 nm and the second band should be at 590 nm.

Na dalším obr.4 je zobrazena typická kalibrační křivka 5 použitá s nebo přístrojem podle obr.2, za účelem převodu měřené intenzity fluorescenčního světla na měření koncentrace zlata. Musí být uvedeno, že mohou být použity také jiné ekvivalentní kalibrační techniky převodu měřené intenzity fluorescenčního světla na měření koncentrace zlata, jako je například použití 3 tabulky nebo rovnice. Křivka na obr.4, nebo ekvivalentní tabulka nebo rovnice, je vytvořena měřením amplitudy fluorescenčního signálu pro sérii vzorků o jednotném objemu obsahujícím známé koncentrace zlata. Na obr.4 je zobrazena pouze část celkové kalibrační křivky, která může být získána. Obecně je dobrý kalibrační údaj získán použitím fluorometru podle vynálezu na širokém dynamickém rozsahu, například od 10ppb do 3000 ppb. Navíc je fluorometr podle vynálezu schopen, se systémovou dobou odezvy řádově jedna sekunda, měřit rozdíly v koncentraci řádově 1 ppb. Přesnost kombinované chemické a optické metody od původních vzorků je přibližně ±15 %.Figure 4 shows a typical calibration curve 5 used with or the apparatus of Figure 2 to convert the measured fluorescent light intensity into a gold concentration measurement. It must be noted that other equivalent calibration techniques of converting the measured fluorescent light intensity to the gold concentration measurement may also be used, such as using a 3 table or equation. The curve of FIG. 4, or an equivalent table or equation, is generated by measuring the amplitude of a fluorescent signal for a series of uniform volume samples containing known gold concentrations. In Figure 4, only the portion of the total calibration curve that can be obtained is shown. In general, a good calibration value is obtained using the fluorometer of the invention over a wide dynamic range, for example from 10ppb to 3000 ppb. In addition, the fluorometer of the invention is able to measure differences in the concentration of the order of 1 ppb with a system response time of the order of one second. The accuracy of the combined chemical and optical method from the original samples is approximately ± 15%.

Je výhodné, že použití optického vlákna 18 zabrání měřícímu problému známému jako vnitřní filtrační efekt a běžnému u známých spektrofluorometrú. Tento problém má za následek, že množství emitovaného fluorescenčního světla dosahuje špičkové úrovně při nízkých koncentracích kovu a nato klesá se zvyšující se koncentrací kovu. Tento vnitřní filtrační efekt tak způsobuje dvouhodnotový výstup a nevěrohodné výsledky v rozsahu koncentrací kovu, které jsou předmětem zájmu. Bližší informace jsou například v ; Yuan et al., Calculation for Fluorescence Modulation by Absorbing Species and Its Application to Measurements Using Optical Fibers, AnalyticalIt is preferred that the use of optical fiber 18 avoids a measurement problem known as the internal filter effect and common in known spectrofluorometers. This problem results in the amount of fluorescent light emitted reaching a peak level at low metal concentrations and then decreasing with increasing metal concentration. This internal filtering effect thus results in a two-valued output and unreliable results in the range of metal concentrations of interest. For more information, see; Yuan et al., Calculation for Fluorescence Modulation by Absorbing Species and Its Application to Measurements Using Optical Fibers, Analytical

Chemistry, Vol.59, No.19, 2391-94 (October 1, 1987).Chemistry, Vol. 59, No.19, 2391-94 (October 1, 1987).

S odkazem na obr.2 lze uvést, že širokopásmový zdroj 24 světla může být tvořen Xenon Are (ILC No.131), teplotním s zdrojem světla, jako je Gilway Technical Lamp No.L7394 neboReferring to Fig. 2, the broadband light source 24 may be comprised of Xenon Are (ILC No.131), a thermal light source, such as the Gilway Technical Lamp No. L7394, or

Helium-Neon laser (No. LSGR-0150M, získaný od Particle Measuring Systems (PMSj). Jak je uvedeno níže, je výhodné použití He-Ne Laseru, ale jiné zdroje mohou být také použity. Širokopásmový zdroj 24 světla je umístěn v ohniskovém bodě čočky 28, kterou může být asférická čočka No.06-3097, od fy Spindler & Hoyer. Alternativně může být světlo přenášeno k ohniskovému bodu čočky 28 optickým vedením 26. Pokud je použito, může být optické vedení 26 realizováno použitím vlákna s průměrem 1000 mikronů, například od fy Ensign-Bickford.Helium-Neon laser (No. LSGR-0150M, obtained from Particle Measuring Systems (PMSj). As shown below, it is preferred to use a He-Ne Laser, but other sources can also be used. Broadband light source 24 is located at the focal point Optionally, light can be transmitted to the focal point of lens 28 through optical line 26. If used, optical line 26 can be implemented using a fiber having a diameter of 1000 microns. , such as from Ensign-Bickford.

Kolimovaný (zaostřený) paprsek čočkou 28 je přenášen 25 filtrem 30, kterým může být Part No.546BP10, dodaný od fy Omega Optical lne. Dichroické zrcadlo 16 může být také dodáno od fy Omega Optical lne., jako Part No.440 DES P. Přídavná čočka 32 zaměřuje světlo na konec optického vlákna 18. Tato přídavná čočka 32 může být tvořena asférickou čočkouThe collimated (focused) beam through the lens 28 is transmitted 25 by a filter 30, which may be Part No.546BP10, supplied by Omega Optical Inc. The dichroic mirror 16 may also be supplied by Omega Optical Inc, such as Part No.440 DES P. The additional lens 32 directs light at the end of the optical fiber 18. This additional lens 32 may be an aspherical lens.

No.06-3097, dodanou od fy Spindler & Hoyer. Optické vlákno 18 může být s výhodou tvořeno vláknem o průměru 1000 mikronů, například od fy Ensign-Bickford. Úzkopásmový filtr 34, kterým je vedeno fluorescenční světlo, může být také dodán od fy OmegaNo.06-3097, supplied by Spindler & Hoyer. The optical fiber 18 may preferably be a fiber having a diameter of 1000 microns, for example from Ensign-Bickford. Narrowband filter 34, which is guided by fluorescent light, can also be supplied by Omega

Optical lne., jako Part No.577BP10. Druhá Čočka 36 může být stejná jako přídavná čočka 32. Fotodetektor 38 může být jakýkoliv vhodný fotodetektor, jako je fotodiodový detektor, který je komerčně dosažitelný v mnoha typech, například křemíková fotodioda No.S2386 vyráběná firmou Hamamatsu.Optical Inc, as Part No.577BP10. The second lens 36 may be the same as the additional lens 32. The photodetector 38 may be any suitable photodetector, such as a photodiode detector, which is commercially available in many types, for example the silicon photodiode No.S2386 manufactured by Hamamatsu.

Elektrický signál z fotodiodového detektoru je zesilován zesilovačem 40. Pro tento účel je vhodný operační zesilovač s nízkým šumem a malým driftem. Velmi vhodným pro tento účel je zesilovač Burr-Brown No.OPA128LM. Zesílený výstup zesilovače 40 je výhodně tisknut a uchováván zapisovačem 44 údajů, který může být dodán firmou Omega Engineering lne, jako Part No.OM-550. DVM 42 může být opatřen od jakéhokoliv vhodného výrobce.The electrical signal from the photodiode detector is amplified by an amplifier 40. For this purpose, an operational amplifier with low noise and low drift is suitable. Very suitable for this purpose is the Burr-Brown No.OPA128LM amplifier. The amplified output of the amplifier 40 is preferably printed and stored by a data logger 44, which may be supplied by Omega Engineering Inc, such as Part No.OM-550. The DVM 42 may be provided by any suitable manufacturer.

Komponenty druhého detektoru 15 mohou být stejné jako odpovídající komponenty detektoru 20.The components of the second detector 15 may be the same as the corresponding components of the detector 20.

Zvláštní výběr komponentů, popsaný výše ve spojení s obr.2, výhodně umožňuje snímání výjimečně nízkých hodnot fluorescenčního světla pomocí potlačení šumu. Například výhodně použitý zesilovač 40 (Burr-Brown NO.OPA128LM) má ultra nízké proudové předpětí, velmi vysoký poměr signál/šum a potlačení součtového signálu, a tak umožňuje z fotodetektoru 38 přijímání extrémně malých signálů (elektrický proud), které ~ odpovídají malým hodnotám ze vzorků. Zesilovač 40 převádí takové malé signály na relativně velké výstupní napětí.The particular component selection described above in connection with FIG. 2 preferably allows sensing of exceptionally low fluorescent light values by noise suppression. For example, the preferred amplifier 40 (Burr-Brown NO.OPA128LM) has an ultra-low current bias, a very high signal-to-noise ratio and a summation suppression, thus allowing the photodetector 38 to receive extremely small signals (electrical current) corresponding to small values of samples. The amplifier 40 converts such small signals to a relatively large output voltage.

Pro potlačení Šumu je navíc důležité vybrat pro konstrukci fluorometrického přístroje optické komponenty, které zajišťují velké množství světelné energie a navíc mohou pracovat ve velmi úzkém pásmu bez rušivých signálů (tyto rušivé signály by se projevily jako šum). Ve výhodném provedení jsou filtr 30, úzkopásmový filtr 34, fotodetektor 38, Čočka 28, druhá čočka 36 a také He-Ne laser (pokud je použit), všechny vybrány se zřetelem na tento požadavek. Například při použití He-Ne laseru, jako zdroje 14 zářivé energie na obr.2 (místo širokopásmového zdroje 24 světla), pro generaci úzkého pásma energie na 543,5 nm s ________výstupní ., výkonovou úrovní přibližně JL5 miliwattů, může fotodetektor 38 zaznamenat změny úrovní záření s velmi nízkým výkonem, ze vzorků s extrémně nízkými obsahy hledaného kovu. Z tohoto důvodu je použití He-Ne laseru jako zdroje 14 zářivé energie výhodnější než jeho použití jako širokopásmového zdroje, jak je zobrazeno na obr.2.In addition, for noise suppression, it is important to select optical components for the fluorometric instrument design that provide a large amount of light energy and can operate in a very narrow band without interfering signals (these interfering signals would appear as noise). In a preferred embodiment, the filter 30, the narrowband filter 34, the photodetector 38, the lens 28, the second lens 36, and also the He-Ne laser (if used) are all selected with this in mind. For example, using a He-Ne laser as the radiant energy source 14 in Fig. 2 (instead of a broadband light source 24) to generate a narrow energy band at 543.5 nm with an ________ output, power level of approximately JL5 milliwatt, the photodetector 38 may record changes very low power levels, from samples with extremely low metal content. For this reason, using the He-Ne laser as a radiant energy source 14 is preferable to using it as a broadband source, as shown in Figure 2.

Kvůli velmi malým signálům a potřebě nízkého přidruženého šumu, využívá fluorometrický přístroj podle vynálezu vhodné stínění v obalech komponentů. Toto stínění je nezbytné pro zamezení zářivé a elektrické interference, například ^5 se zářením pozadí, a zejména je nutné v obalu fotodetektoru 38 a zesilovače 40. Takové stínění je tvořeno speciálním krytem 39, ve kterém jsou uloženy fotodetektor 38, zesilovač 40 a komponenty, které se k nim vztahují, (například zdroj elektrické energie). Speciální pouzdro 39 může být vyrobeno z jakéhokoliv vhodného 2θ kovu, jako je měď nebo hliník, který zamezuje průchodu záření s nízkým výkonem a který je dobrý elektrický vodič.Because of the very low signals and the need for low associated noise, the fluorometric instrument of the invention utilizes suitable shielding in component packages. This shielding is necessary to avoid radiant and electrical interference, for example 55 with background radiation, and is particularly required in the packaging of the photodetector 38 and amplifier 40. Such shielding comprises a special housing 39 housing the photodetector 38, amplifier 40 and components. related to them (for example, a power source). A special housing 39 can be made of any suitable metal θ 2, such as copper or aluminum, which prevents the passage of radiation of low power and which is a good electrical conductor.

Navíc by za účelem dalšího snížení šumu a rušivých signálů měl být vybrán rozměr optického vlákna 18 pro maximální přenos signálů λ, a λ2 s minimálním šumem. Ve výhodném provedení je tohoto požadavku dosaženo použitím optických vláken s průměrem 1000 mikronů.In addition, in order to further reduce noise and interfering signals, the optical fiber dimension 18 should be selected for maximum transmission of λ, and λ 2 signals with minimum noise. In a preferred embodiment, this requirement is achieved by using optical fibers having a diameter of 1000 microns.

Výhodně jsou všechny komponenty fluorometru 10 dostatečně malé a lehké, takže mohou být snadno transportovány, například v přívěsu, nákladním voze, dodávce, vU příručním zavazadle a podobně* čímž se fluorometr 10 stává přenosným a snadno dopravitelným do oblasti, kde se zkoumají půdní nebo kamenné vzorky.Preferably, all components of the fluorometer 10 are sufficiently small and lightweight so that they can be easily transported, for example, in a trailer, truck, van, in hand luggage, and the like thereby rendering the fluorometer 10 portable and easily transportable to the soil or stone surveying area. samples.

Druhé provedení zařízení podle vynálezu usnadňuje provádění výše uvedeného způsobu zjišťování koncentrace tím, že vytváří přenosnou kombinaci fluorometru a přenosového zařízení, která, podobně jako první provedení, umožňuje rychlé provedení způsobu stanovení koncentrace na místě nebo v blízkosti místa, kde je půdních nebo kamenných vzorcích stanovován obsah zlata. Druhé provedení navíc zlepšuje první provedení tím, že vytváří kombinaci fluorometru a přenosového zařízení, která zjišťuje koncentrace zlata v širokém rozsahu (například od několika ppb až do třiceti tisíc ppb) bez použití optického vlákna. Odstraněním potřeby optického vlákna jsou překonány různé problémy spojené s umístěním optického vlíkna a vzorku. Kombinací fluorometrického přístroje a přenosového měřícího zařízení může být měřen mnohem větší rozsah koncentrací požadovaných prvků.A second embodiment of the device according to the invention facilitates the implementation of the above concentration detection method by providing a portable combination of a fluorometer and a transmission device which, like the first embodiment, allows a rapid method of determining concentration at or near the soil or stone samples gold content. In addition, the second embodiment improves the first embodiment by providing a combination of a fluorometer and a transfer device that detects gold concentrations over a wide range (e.g., from a few ppb up to thirty thousand ppb) without the use of optical fiber. By eliminating the need for optical fiber, various problems associated with the placement of the optical fiber and the sample are overcome. By combining a fluorometric instrument and a transmission meter, a much larger range of concentrations of the desired elements can be measured.

Blokový diagram kombinovaného přístroje 11. který spojuje fluorometr a přenosové měřící zařízení, vytvořeného podle druhého provedení vynálezu je zobrazen na obr.5. Jak je na obr.5 vidět, kombinovaný přístroj 11 obsahuje zdroj 14 zářivé energie, detektor 15 záření ze zdroje, detektor 20 fluorescenčního záření, a detektor 21 přeneseného záření. Detektor 20 fluorescenčního záření je vzhledem ke vzorku 12 umístěn tak, že přijímá zářivou energii fluoreskující ze vzorku 12 při excitaci zářením ze zdroje 14 zářivé energie. Detektor 15 záření ze zdroje £ w vzhledem k dichroickému zrcadlu 17 umístěn tak, že přijímá malou část záření vysílaného zdrojem 14 zářivé energie. Detektor 21 přeneseného záření je vzhledem ke zdroji 14 zářivé energie umístěn tak, že přijímá zářivou energii prošlou vzorkem 12.A block diagram of a combination instrument 11 that connects a fluorometer and a transmission meter constructed in accordance with a second embodiment of the invention is shown in Fig. 5. As seen in FIG. 5, the combination apparatus 11 includes a radiant energy source 14, a radiation detector 15 from a source, a fluorescent radiation detector 20, and a transmitted radiation detector 21. The fluorescence detector 20 is positioned relative to the sample 12 so as to receive radiant fluorescent energy from the sample 12 when excited by radiation from the radiant energy source 14. The radiation detector 15 from the source w with respect to the dichroic mirror 17 is positioned to receive a small portion of the radiation emitted by the radiation energy source 14. The transmitted radiation detector 21 is positioned relative to the radiation energy source 14 to receive the radiation energy passed through the sample 12.

Je již uvedeno, že u optjcky hustých roztoků, například u vzorků s vysokým ppb zlata, je omezen lineární rozsah fluorescenčního signálu. Pro zvýšení tohoto rozsahu je na straně kyvety, která směřuje k detektoru 20 fluorescenčního záření, ρ;It is already noted that in optically dense solutions, for example, samples with high ppb gold, the linear extent of the fluorescent signal is limited. To increase this range, the side of the cuvette facing the fluorescence detector 20 is ρ;

$$

3' ί ’ umístěno světelné stínění 13 s úzkou štěrbinou 19. Tím se snižuje délka dráhy dopadajícího světla a je umožněno intenzitě fluorescenčního záření, aby byla lineárně úměrná excitovanému světlu na větším rozsahu.The light shield 13 with a narrow slit 19 is placed therein. This reduces the path length of the incident light and allows the intensity of the fluorescent radiation to be linearly proportional to the excited light over a larger range.

Stejně jako u prvního provedení, je vzorek 12 obsahující vhodné označovací prostředky, ke kterým bylo zlato (pokud bylo přítomno) navázáno, připraven podle výše uvedeného popisu v souvislosti se způsobem podle vynálezu. Pokud vzorek 12 obsahuje zlato, fluoreskuje ve spektrálním rozsahu kolem 577 nm a přenáší zářivou energii na 543,4 nm vzhledem k zářivé energii zdroje, který emituje záření na 543,5 nm. Při nízkých koncentracích zlata ( například pod 2000 ppb) je intenzita ¥ fluorescenční zářivé energie monotónně rostoucí funkcí -- koncentrace zlata ve vzorku 12, zatímco při vyšších koncentracích zlata (například nad 2000 ppb) je intenzita přenesené zářivé energie monotónně klesající funkcí koncentrace zlata ve vzorkuAs in the first embodiment, sample 12 containing suitable marking means to which gold (if present) has been attached is prepared as described above in connection with the method of the invention. If sample 12 contains gold, it fluoresces in the spectral range of about 577 nm and transmits radiant energy to 543.4 nm relative to the radiant energy of the source that emits radiation at 543.5 nm. At low gold concentrations (eg below 2000 ppb), the fluorescence radiant energy intensity mon is a monotonically increasing function - the gold concentration in the sample 12, while at higher gold concentrations (eg above 2000 ppb)

12.12.

Pro určení koncentrace zlata ve vzorku 12 pracuje 20 kombinovaný přístroj 11 následovně: Zdroj 14 zářivé energie generuje záření první vlnové délky λν přičemž λή spadá pro komplex zlata a Rhodaminu B do oblasti kolem 543,5 nm. Toto záření je směrováno do vzorku 12. Vzorek 12 v odezvě na záření λή fluoreskuje záření o druhé vlnové délce λ2, přičemž λ2 spadá pro komplex zlata a Rhodaminu B kolem 577 nm. Záření λ2 je detekováno detektorem 20 fluorescenčního záření. Detektor 20 fluorescenčního záření je upraven pro detekci množství záření o vlnové délce λ2. Navíc vzorek 12 přenáší záření λν Přenesené záření je na obr.5 označeno λ/, aby bylo odlišeno od dopadajícího záření λ! a aby bylo naznačeno, že přenesené záření λ/ má nižší intenzitu než dopadající záření λν Vlnové délky dopadajícího záření λ, a přeneseného záření λ/ jsou ovšem shodné. Záření λ/ je detekováno detektorem 21 přeneseného záření. Záření λ! je detekováno detektorem 15 záření ze zdroje. Detektor 21 přeneseného záření je upraven pro detekci množství záření o vlnové délce λ/. Kombinace detekování λ2 a λ/tak zajišťuje přímé měření koncentrace zlata ve vzorku 12. Detekce dopadajícího záření detektorem 15 záření ze zdroje umožňuje provedení vhodné korekce měření provedených detektorem 20 fluorescenčního záření a detektorem 21 přeneseného záření tak, že jsou uvažovány změny v intenzitě zdroje 14 zářivé energie.To determine the gold concentration in the sample 12, the combined instrument 11 operates as follows: The radiant energy source 14 generates radiation of the first wavelength λ ν where λ ή falls within the range of about 543.5 nm for the gold-Rhodamine B complex. This radiation is directed to sample 12. Sample 12, in response to radiation λ ή, fluoresces radiation of the second wavelength λ 2 , with λ 2 falling around 577 nm for the gold-Rhodamine B complex. Radiation λ 2 is detected by a fluorescent radiation detector 20. The fluorescence detector 20 is adapted to detect the amount of radiation of wavelength λ 2 . Moreover, the sample 12 transmits radiation λ ν The transmitted radiation is indicated by λ / in Fig. 5 to distinguish it from the incident radiation λ! and to indicate that the transmitted radiation λ / has a lower intensity than the incident radiation λ ν The wavelengths of the incident radiation λ, and the transmitted radiation λ / are identical. Radiation λ / is detected by the transmitted radiation detector 21. Radiation λ! is detected by a radiation detector 15 from a source. The transmitted radiation detector 21 is adapted to detect the amount of radiation of wavelength λ /. The combination of detecting λ 2 and λ / thus provides a direct measurement of the gold concentration in the sample 12. Detecting incident radiation by the radiation detector 15 from the source allows appropriate correction of the measurements made by the fluorescence detector 20 and the transmitted radiation detector 21 taking into account changes in source intensity 14 radiant energy.

Na obr.6 je uveden podrobnější blokový diagram druhého provedení kombinovaného přístroje 11. (Je již poznamenáno, že stejné vztahové značky jsou použity pro stejné části na obr.6, obr.5, obr.2 a obr.1). Jak je na obr.6 vidět, obsahuje kombinovaný přístroj 11 základní komponenty zobrazené na obr.5, to jest zdroj 14 zářivé energie, detektor 15 O záření ze zdroje, detektor 20 fluorescenčního záření, a detektor 21 přeneseného záření. Jak je dále naznačeno na obr.6, sestává zdroj 14 zářivé energie ze zdroje 22 napájení připojeného k úzkopásmovému laseru 25. Dopadající světlo generované úzkopásmovým laserem 25 je vedeno elektrickou zádrží nebo clonou 29, která je řízena solenoidem 23 tak, aby byla buď zavřená nebo otevřená. Činnost solenoidu 23 je v souvislosti s naprogramovaným osobním počítačem (PC) nebo procesorem 46, nebo jiným řídícím zařízením, vysvětlena podrobněji níže v souvislosti s obr.7A a obr.7B. Pokud je clona 29 otevřena, je světlo generované úzkopásmovým laserem 25 vedeno dále neselektivnim filtrem 31 a otvorem 33 do vzorku 12. Neselektivní filtr 31 snižuje intenzitu světla generovaného úzkopásmovým filtrem 25 na vhodnou úroveň, a otvor 33 je použit pro ohraničení paprsku světla do vzorku 12.FIG. 6 is a more detailed block diagram of a second embodiment of the combination apparatus 11. (It is already noted that the same reference numerals are used for the same parts in FIGS. 6, 5, 2 and 1). As seen in FIG. 6, the combined apparatus 11 comprises the basic components shown in FIG. 5, i.e., the radiant energy source 14, the radiation detector 15 from the source, the fluorescent radiation detector 20, and the transmitted radiation detector 21. As further indicated in FIG. 6, the radiant energy source 14 consists of a power supply 22 connected to the narrowband laser 25. The incident light generated by the narrowband laser 25 is guided by an electrical restraint or orifice 29 which is controlled by the solenoid 23 to be either closed or open. The operation of the solenoid 23 in relation to a programmed personal computer (PC) or processor 46, or other control device, is explained in more detail below with reference to FIGS. 7A and 7B. When the aperture 29 is open, the light generated by the narrowband laser 25 is passed through the non-selective filter 31 and the aperture 33 into the sample 12. The non-selective filter 31 reduces the intensity of the light generated by the narrowband filter 25 to a suitable level, .

Z obr.6 je také patrné, že fluorescenční světlo nebo záření ze vzorku 12. generované jako odezva na dopadající světlo, prochází do detektoru 20 fluorescenčního záření. Detektor fluorescenčního záření obsahuje světelné stínění 13 s úzkou štěrbinou 19, které jsou popsány výše v souvislosti s obr.5. Detektor 20 fluorescenčního záření navíc obsahuje první filtr 35 fluorescenčního pásma uspořádaný tak, aby propouštěl pouze záření s vlnovou délkou λ2. Ve výhodném provedení je λ2 577 nm. To znamená, že záření nebo světlo s jinou vlnovou délkou než je λ2 je prvním filtrem 35 fluorescenčního pásma značně utlumeno. Pokud tedy vzorek 12 obsahuje hledaný prvek, například zlato, bude záření fluoreskující ze vzorku 12 spadat do pásma vlnové délky λ2 a takové zářeni projde prvním filtrem 35 fluorescenčního pásma.It can also be seen from FIG. 6 that the fluorescent light or radiation from the sample 12 generated in response to incident light passes into the fluorescent radiation detector 20. The fluorescence detector comprises a light shield 13 with a narrow slit 19, as described above in connection with Fig. 5. In addition, the fluorescence detector 20 comprises a first fluorescence band filter 35 arranged to pass only radiation of wavelength λ 2 . In a preferred embodiment, the λ 2577 nm. This means that radiation or light with a wavelength other than λ 2 is considerably attenuated by the first fluorescent band filter 35. Thus, if the sample 12 contains the desired element, for example gold, the fluorescent radiation from the sample 12 will fall within the wavelength band λ 2 and such radiation will pass through the first filter 35 of the fluorescent band.

Po průchodu prvním filtrem 35 fluorescenčního pásma prochází záření druhým filtrem 37 fluorescenčního pásma. Druhý filtr 37 fluorescenčního pásma je také uspořádaný tak, aby propouštěl pouze záření s vínovou délkou λ2. Druhý filtr 37 fluorescenčního pásma pracuje tedy podobně jako první filtr 35 fluorescenčního pásma tak, že dále tlumí světlo vlnové délky o jiné hodnotě než λ2, které prochází prvním filtrem 35 fluorescenčního pásma.After passing through the first fluorescent band filter 35, radiation passes through the second fluorescent band filter 37. The second fluorescent band filter 37 is also arranged to transmit only radiation of wavelength λ 2 . Thus, the second fluorescent band filter 37 operates similarly to the first fluorescent band filter 35 so as to further attenuate wavelength light of a value other than λ 2 that passes through the first fluorescent band filter 35.

Po průchodu druhým filtrem 37 fluorescenčního pásma, je záření vedeno do fotodetektoru 38. Fotodetektor 38 pracuje běžným způsobem a detekuje množství záření na něj dopadajícího. Tak je jakékoliv záření o vlnové délce λ2, které projde prvním filtrem 35 fluorescenčního pásma a druhým filtrem 37 fluorescenčního pásma, detekováno fotodetektorem 38. Jako odezvu na tuto detekci, generuje fotodetektor 38 elektrický signál, přičemž amplituda tohoto signálu je úměrná intenzitě detekovaného záření. Elektrický signál generovaný fotodetektorem 38 je zesílen zesilovačem 40. Výstupní signál zesilovače 40 může pak být monitorován pro určení kolik záření nebo světla s vlnovou délkou λ2 bylo detekováno fotodetektorem 38. Velký výstupní signál znamená záření s λ2 o velké intenzitě, což znamená vysokou koncentraci hledaného prvku ve vzorku 12 (za předpokladu jednotného objemu vzorků 12). Podobně malý výstupní signál znamená záření s λ2 o malé intenzitě, což znamená nízkou koncentraci hledaného prvku ve vzorku 12 o jednotném objemu. Je výhodné, jak bude podrobněji vysvětleno níže, pokud výstupní signál může být kalibrován pro zajištění přímého měření (například v ppb) koncentrace prvku ve vzorkuAfter passing through the second fluorescent band filter 37, the radiation is routed to the photodetector 38. The photodetector 38 operates in a conventional manner and detects the amount of radiation incident thereon. Thus, any radiation of wavelength λ 2 that passes through the first fluorescence filter 35 and the second fluorescence filter 37 is detected by the photodetector 38. In response to this detection, the photodetector 38 generates an electrical signal, the amplitude of the signal being proportional to the intensity of the detected radiation. The electrical signal generated by the photodetector 38 is amplified by the amplifier 40. The output signal of the amplifier 40 can then be monitored to determine how much radiation or light with a wavelength λ 2 has been detected by the photodetector 38. A large output signal means radiation with λ 2 of high intensity, of the desired element in sample 12 (assuming a uniform sample volume of 12). Similarly, a small output signal means radiation with λ 2 of low intensity, which means a low concentration of the wanted element in a uniform volume sample 12. Preferably, as will be explained in more detail below, if the output signal can be calibrated to provide a direct measurement (e.g. in ppb) of the element concentration in the sample

12.12.

Jak je patrné na obr.6, může být výstupní signál zesilovače 40 měřen číslicovým voltmetrem (DVM) 42. Pokud je to žádoucí, může být tento výstup zaznamenán nebo uchován v zapisovači 44 údajů, nebo v ekvivalentním zařízení.As can be seen in FIG. 6, the output signal of the amplifier 40 can be measured by a digital voltmeter (DVM) 42. If desired, this output can be recorded or stored in a data logger 44 or equivalent device.

Na obr.6 je také vidět, že jakékoliv světlo, které 5 prochází vzorkem 12. označované jako přenesené světlo, prochází ze vzorku 12 do detektoru 21 přeneseného záření. Detektor 21 přeneseného záření obsahuje průzor 43 pro kolimaci přeneseného světla a jeho přivedení do požadovaného místa pro detekci. Navíc průzor 43 pomáhá minimalizovat rozptyl světla do ° detektoru 21 přeneseného záření z vnějších zdrojů. Světlo vstupující průzorem 43 je vedeno filtrem 45 přeneseného pásma. Filtr 45 přeneseného pásma je upraven tak, aby propouštěl záření pouze o vlnové délce λ/. Ve výhodném provedení je filtr 45 přeneseného pásma nastaven na 546 nm, takže snadno propustí přenesené záření s frekvencí λ1 (543,5 nm). To znamená, že záření nebo světlo o jiné vlnové délce než λ/ je filtrem 45 přeneseného pásma značně utlumeno. Zářezení fluoreskující ze vzorku 12, které má vlnovou délku λ2, bude tedy značně tlumeno a bude tak mít minimální vliv na měření přeneseného záření prováděné detektorem 21 přeneseného záření. Záření přenesené vzorkem 12, které má vlnovou- délku λ/, bude tedy procházet filtrem 45 přeneseného pásma. Světlo procházející filtrem 45 přeneseného pásma je vedeno druhým neselektivním filtrem 47,It can also be seen in FIG. 6 that any light passing through the sample 12, referred to as transmitted light, passes from the sample 12 to the transmitted radiation detector 21. The transmitted radiation detector 21 comprises a viewing window 43 for collimating the transmitted light and bringing it to the desired detection location. In addition, the window 43 helps to minimize light scattering to the transmitted radiation detector 21 from external sources. The light entering through the window 43 is guided through the bandpass filter 45. The bandpass filter 45 is adapted to transmit radiation of only wavelength λ /. In a preferred embodiment, the bandpass filter 45 is set to 546 nm so that it easily transmits the transmitted radiation at a frequency of λ 1 (543.5 nm). That is, radiation or light of a wavelength other than λ / is significantly attenuated by the bandpass filter 45. Thus, the fluorescent radiation from sample 12 having a wavelength λ 2 will be greatly attenuated and will thus have minimal effect on the measurement of the transmitted radiation made by the transmitted radiation detector 21. Thus, the radiation transmitted by the sample 12 having a wavelength λ / will pass through the transmitted band filter 45. The light passing through the bandpass filter 45 is passed through a second non-selective filter 47,

který snižuje jím procházející přenesené záření na přijatelnou velikost. which reduces transmitted radiation to acceptable size. 5 5 Po průchodu druhým neselektivním filtrem 47, je záření ~ vedeno do druhého -fotodetektoru 48.'Druhý fotodetektor 48 pracuje běžným způsobem a detekuje množství záření na něj dopadajícího. Tak je jakékoliv záření o vlnové délce λ/, které projde filtrem 45 přeneseného pásma a druhým neselektivním filtrem 47, detekováno druhým fotodetektorem 48. Jako odezvu na After passing through the second non-selective filter 47, the radiation is passed to a second photodetector 48. The second photodetector 48 operates in a conventional manner and detects the amount of radiation incident thereon. Thus, any radiation of wavelength λ / which passes through the bandpass filter 45 and the second non-selective filter 47 is detected by the second photodetector 48. In response to 10 10 tuto detekci, generuje druhý fotodetektor 48 elektrický signál, přičemž amplituda tohoto signálu je úměrná intenzitě detekovaného záření. Elektrický signál generovaný druhým fotodetektorem 48 je zesílen druhým zesilovačem 50, Výstupní signál druhého zesilovače 50 je pak monitorován pro určení kolik For this detection, the second photodetector 48 generates an electrical signal, the amplitude of the signal being proportional to the intensity of the detected radiation. The electrical signal generated by the second photodetector 48 is amplified by the second amplifier 50, and the output signal of the second amplifier 50 is monitored to determine how much 15 15 Dec záření nebo světla s vlnovou délkou λ/ bylo detekováno druhým fotodetektorem 48. Malý výstupní signál znamená vysokou koncentraci hledaného prvku ve vzorku 12 (za předpokladu radiation or light with wavelength λ / was detected by the second photodetector 48. A small output signal means a high concentration of the wanted element in the sample 12 (assuming •j • j jednotného objemu vzorků 12). Podobně velký výstupní signál znamená nízkou koncentraci hledaného prvku ve vzorku 12 o uniform sample volume 12). A similarly large output signal means a low concentration of the wanted element in the sample of 12 o 20 20 May jednotném objemu. Je výhodné, pokud výstupní signál může být kalibrován pro zajištění přímého měření (například v ppb) koncentrace prvku ve vzorku 12. uniform volume. It is preferred that the output signal can be calibrated to provide a direct measurement (e.g. in ppb) of the element concentration in the sample 12. 25 25 Jak je patrné na obr.6, může být výstupní signál druhého zesilovače 50 měřen druhým číslicovým voltmetrem (DVM) 52. Pokud je to žádoucí, může být tento výstup zaznamenán nebo uchován v zapisovači 44 údajů, nebo v ekvivalentním zařízení. As shown in FIG. 6, the output signal of the second amplifier 50 may be measured by a second digital voltmeter (DVM) 52. If desired, this output may be recorded or stored in a data logger 44 or equivalent device. ί ί Je již uvedeno, že všechny komponenty zobrazené na It is already noted that all components displayed on 30 30 obr.6, například fotodetektory, zesilovače, voltmetry, zapisovače, lasery atp., mohou být realizovány použitím stejným typů přístrojů a zařízení jak je popsáno dříve v Souvislosti s obr.2. Ve druhém provedení vynálezu je procesor 46, nebo ekvivalentní osobní počítač (PC), spojen s výstupem zesilovače 6, for example photodetectors, amplifiers, voltmeters, recorders, lasers, etc., can be realized using the same types of instruments and apparatus as described previously in connection with FIG. 2. In a second embodiment of the invention, the processor 46, or equivalent personal computer (PC), is coupled to the amplifier output

a výstupem druhého zesilovače 50. Toto spojení může být přímé, pokud procesor 46 obsahuje vnitřní analogo-číslové (A/D) převodní prostředky (pro převod analogového výstupního signálu zesilovače 40 a druhého zesilovače 50 na číslicový signál vhodný pro zpracování procesorem 46), nebo, pokud DVM 42 a druhý DVM 52 obsahují číslicový výstup, jak je běžné u mnoha komerčně dosažitelných číslicových voltmetrů, může být alternativně toto spojení provedeno od DVM 42 a druhého DVM 52 k procesoru 46.and the output of the second amplifier 50. This connection may be direct if the processor 46 includes internal analog-to-digital (A / D) conversion means (to convert the analog output signal of the amplifier 40 and the second amplifier 50 to a digital signal suitable for processing by the processor 46), or if the DVM 42 and the second DVM 52 contain digital output, as is common with many commercially available digital voltmeters, this connection may alternatively be made from the DVM 42 and the second DVM 52 to the processor 46.

Další detaily spojené s činností provedení zobrazeného na obr.6 mohou být nalezeny v souběžně projednávané US patentové přihlášce č.07/769531, podané 1.října 1991, která je zde uvedena za účelem odkazu.Further details associated with the operation of the embodiment shown in FIG. 6 can be found in copending U.S. patent application Ser. No. 07/769531, filed Oct. 1, 1991, which is incorporated herein by reference.

Výhodně jsou signály, přijaté procesorem 46 ze zesilovače 40 a druhého zesilovače 50, použity pro automatický výpočet koncentrace hledaného prvku, například zlata, přítomného ve vzorku 12. Stejně jako u prvního provedení může být vytvořena (nebo matematicky vyjádřena) kalibrační křivka, jak je zobrazeno na obr.4, analýzou komplexů vzorků se známými koncentracemi hledaného prvku, například se známými koncentracemi zlata. Podle vynálezu je vytvořena první kalibrační křivka založená na výstupu detektoru 20 fluorescenčního záření, a druhá kalibrační křivka založená na výstupu detektoru 21 přeneseného záření. (Zde použitý termín kalibrační křivka se týká jakéhokoliv prostředku, včetně matematické rovnice , nebo jiného ekvivalentu, který se týká vztahu jedné proměnné, to jest výstup z detektoru, k jiné proměnné, to jest koncěntrace zlata.) První kalibrační křivka je založena na známých koncentracích v komplexu vzorku, a může být matematicky vyjádřena rovnicí :Preferably, the signals received by the processor 46 from the amplifier 40 and the second amplifier 50 are used to automatically calculate the concentration of the wanted element, for example gold, present in the sample 12. As in the first embodiment, a calibration curve may be generated (or mathematically expressed) as shown. 4, by analyzing sample complexes with known concentrations of the desired element, for example, known concentrations of gold. According to the invention, a first calibration curve is based on the output of the fluorescent radiation detector 20, and a second calibration curve is based on the output of the transmitted radiation detector 21. (The term calibration curve as used herein refers to any means, including a mathematical equation, or other equivalent, relating to the relationship of one variable, i.e., output from a detector, to another variable, i.e., gold concentration.) The first calibration curve is based on known concentrations in the sample complex, and can be mathematically expressed by the equation:

C, = (l/otl.JInCK/K - (S - S0)j (1) kde C, je koncentrace zlata, S je výstup detektoru 20 fluorescenčního záření, a je konstanta vlastní absorpce materiálu, I, je efektivní délka kyvety, a K a So jsou konstanty. Konstanty jsou stanoveny empiricky použitím vzorků se známými koncentracemi zlata. Reprezentativními hodnotami těchto konstant jsou například al, = 0,00035, K = 0,755, a So = 0,0045 (voltů). Naneštěstí je schopnost rovnice (1) přesně odhadnout koncentraci zlata omezena na spodní rozsah koncentrací, například od 0 ppb do 3000 ppb.C, = (l / ot..InCK / K - (S - S 0 ) j (1) where C, is the concentration of gold, S is the output of the fluorescence detector 20, and is the intrinsic absorption constant of the material, I, is the effective cell length and the K and S are constants. the constants are determined empirically using samples containing known concentrations of gold. Representative values of such constants are al, = .00035, K = 0.755, and S a = 0.0045 (volts). Unfortunately, it is the ability of equation (1) to accurately estimate the gold concentration is limited to the lower concentration range, for example from 0 ppb to 3000 ppb.

Pokud je rozsah koncentrací vyšší, je použita druhá kalibrační křivka. Druhá kalibrační křivka je také odvozena od známých koncentrací v komplexu vzorku, a může být matematicky vyjádřena rovnicí:If the concentration range is higher, a second calibration curve is used. The second calibration curve is also derived from known concentrations in the sample complex, and can be mathematically expressed by the equation:

15 C = (1/al2)ln(T0/T) (2) kde C je koncentrace zlata, T je výstup detektoru 21 přeneseného záření, a 1/al2 a To jsou konstanty. Konstanty jsou opět stanoveny empiricky použitím vzorků se známými 2Q koncentracemi zlata. Reprezentativními hodnotami těchto konstant jsou například al2 = 0,0000751, To = 1,75 (voltů). Schopnost rovnice (2) přesně odhadnout koncentraci zlata je omezena na horní rozsah koncentrací, například od 1000 ppb do 25000 ppb. 15 C = (1 / Al 2) ln (T 0 / T) (2) where C is the gold concentration, T is the output of the transmission detector 21, and 1 / al 2 and T o are constants. The constants are again determined empirically using samples with known 2Q gold concentrations. Representative values of such constants are Al 2 .0000751 = T o = 1.75 (V). The ability of equation (2) to accurately estimate the gold concentration is limited to the upper concentration range, for example from 1000 ppb to 25000 ppb.

Při provozu tedy, poté co je vygenerován výstupní signál zesilovače 40 a výstupní signál druhého zesilovače 50, procesor 46 vypočítá první koncentraci podle fluorescenční rovnice (1) a druhou koncentraci podle přenosové rovnice (2). Protože rozsah přesnosti pro fluorescenční rovnici (1) je omezen přibližně na 30000 ppb nebo méně, je rovnice (2) použita pro koncentrace v rozsahu 2000 ppb do přibližně 30000 ppb. V překrývajícím se rozsahu mezi 2000 ppb a 3000 ppb může být použita kterákoliv rovnice. Tímto způsobem toto druhé provedení vynálezu zajišťuje významné zvýšení dynamického rozsahu oproti prvnímu provedení vynálezu.Thus, in operation, after the output signal of the amplifier 40 and the output signal of the second amplifier 50 are generated, the processor 46 calculates the first concentration according to the fluorescence equation (1) and the second concentration according to the transfer equation (2). Because the precision range for fluorescence equation (1) is limited to about 30,000 ppb or less, equation (2) is used for concentrations in the range of 2000 ppb to about 30,000 ppb. Any equation can be used in the overlapping range between 2000 ppb and 3000 ppb. In this way, this second embodiment of the invention provides a significant increase in dynamic range over the first embodiment of the invention.

Použitím detektoru 15 záření ze zdroje se výhodně umožňuje, že signály detekované fotodetektorem 38 a druhým fotodetektorem 48 mohou být korigovány při změnách intenzity záření zdroje 14 zářivé energie. Dichroické zrcadlo 17 pracuje jako rozdělovač paprsku a směřuje malou část dopadajícího záření (například přibližně 4 %) do detektoru 15 záření ze zdroje. Počáteční hodnota intenzity zdroje 14 zářivé energie je označena jako signál SRef, aktuální hodnota intenzity zdroje 14 zářivé energie je označena jako signál Sx1, aktuální hodnota fluorescenčního záření je označena jako signál SF, a aktuální hodnota přeneseného záření je označena jako signál ST. Fluorescenční signál SF a přenosový signál ST mohou být oba korigovány použitím následujících vztahů:By using the radiation detector 15 from the source, it is advantageously possible that the signals detected by the photodetector 38 and the second photodetector 48 can be corrected as the radiation intensity of the radiant energy source 14 changes. The dichroic mirror 17 acts as a beam splitter and directs a small portion of the incident radiation (e.g., about 4%) to the radiation detector 15 from the source. The initial value of the intensity of the source of radiant energy 14 is denoted as signal S Ref, the actual intensity of the source of radiant energy 14 is denoted as signal X1, the current value of the fluorescence radiation is indicated as signal S F and the current value of the transmitted light is denoted as the signal S T . The fluorescence signal S F and the transmission signal S T can both be corrected using the following formulas:

Sp(Corr) = (SpSRef)/Sx1 Sp (Corr) = (S p S Ref ) / S x 1

ST(Corr) = (STSRtf)/S,,S T (Corr) = (S T Rtf ) / S ,,

Podrobnější popis postupu procesoru 46 při výpočtu přesné koncentrace zlata je uveden níže v souvislosti s obr.7A a obr.7B.A more detailed description of the process of the processor 46 in calculating the exact gold concentration is given below with reference to FIGS. 7A and 7B.

Přenosové vlastnosti prvního filtru 35 fluorescenčního pásma, druhého filtru 37 fluorescenčního pásma a filtru 45 přeneseného pásma, které jsou použity v provedení podle obr.6, jsou vybrány pro detekci zlata, případně komplexu zlata a Rhodaminu B, stejným způsobem jako vlastnosti filtru 30 a úzkopásmového filtru 34, které jsou použity u provedení podle obr.2. Filtr 45 přeneseného pásma má první špičku nebo první pásmo přibližně na 546 nm. Prvn* filtr 35 fluorescenčního pásma, druhý filtr 37 fluorescenčního pásma mají druhou špičku nebo druhé pásmo přibližně na 577 nm. Úzkopásmový laser 25 vytváří zářivou energii o vlnové délce přibližně 543,5 nm, která zhruba odpovídá prvnímu pásmu filtru 45 přeneseného pásma.The transfer properties of the first fluorescent band filter 35, the second fluorescent band filter 37, and the transferred band filter 45 used in the embodiment of FIG. 6 are selected for detecting gold or gold and Rhodamine B complexes in the same manner as the 30 and narrowband filter properties. 2 of the filter 34 used in the embodiment of FIG. The bandpass filter 45 has a first peak or a first band at approximately 546 nm. The first fluorescent band filter 35, the second fluorescent band filter 37 have a second peak or second band at approximately 577 nm. The narrowband laser 25 produces radiant energy at a wavelength of approximately 543.5 nm, which roughly corresponds to the first band of the bandpass filter 45.

Na obr.7A a obr.7B je vývojový diagram ilustrující ruční a programové kroky použité pro měření koncentrace hledaného 5 prvku ve vzorku 12 při použití kombinace fluorometru a přenosového zařízení podle druhého provedení vynálezu. Každý hlavní krok způsobu zobrazeného na obr.7A a obr.7B je vyznačen jako blok. Předpokládá se, že pracovníci z oboru mohou snadno provést kroky zobrazené na obr.7A a obr.7B (při ručním provedení) nebo vytvořit vhodný program nebo kód pro procesor 46 (při automatickém zpracování).Fig. 7A and Fig. 7B is a flowchart illustrating the manual and program steps used to measure the concentration of the wanted 5 element in the sample 12 using a combination of a fluorometer and a transmission device according to a second embodiment of the invention. Each major step of the method shown in Figs. 7A and 7B is indicated as a block. It is contemplated that those skilled in the art can readily perform the steps shown in Figs. 7A and 7B (in the manual embodiment) or create a suitable program or code for the processor 46 (in the automatic processing).

y Na obr.7A reprezentuje blok 110 přípravu vzorku 12 podle výše uvedeného popisu způsobu podle vynálezu, včetně kontaktu připravovaného materiálu s označovacími prostředky na které se navázalo přítomné zlato. Po přípravě požadovaného komplexu prvku a označovacích prostředků, například komplexu zlata a Rhodaminu B, je roztok předán do kyvety, nebo průhledné nádoby, skrz kterou může být roztok ozařován. Navíc je, v průběhu měření počátečních referenčních vzorků, provedeno měření intenzity záření zdroje 14 zářivé energie, za účelem získání signálu SRef, jak je uvedeno výše.In Fig. 7A, block 110 represents the preparation of a sample 12 according to the above description of the method of the invention, including contact of the material being prepared with the marking means to which the present gold has bound. After preparing the desired complex of element and labeling means, for example, a gold-Rhodamine B complex, the solution is transferred to a cuvette, or a transparent vessel through which the solution can be irradiated. In addition, during the measurement of the initial reference samples, the radiation intensity of the radiant energy source 14 is measured in order to obtain the signal S Ref as mentioned above.

Po přivedení napájení do kombinovaného přístroje 11.After applying power to the combination instrument 11.

sleduje procesor 46 spínač 60 (viz obr.6). Spínač 60 je v otevřené poloze nebo v zavřené poloze, které odpovídají otevřeným nebo zavřeným dveřím testovací komory do které je vkládána kyveta se vzorkem 12, za účelem provedení zjištění koncentrace hledaného prvku ve vzorku 12. Alternativně mohou být použity jiné ruční 3θ nebo automatické prostředky pro zjištění zda je kyveta vložena do testovací komory a/nebo zda *dveře testovací komory byly uzavřeny, například použitím optoelektronických senzorů, siloměrů nebo zobrazením zprávy a požadavkem na operátorovo potvrzení, že kyveta je vložena a dveře testovací komory jsou uzavřeny.the processor 46 monitors the switch 60 (see FIG. 6). The switch 60 is in an open position or a closed position that corresponds to an open or closed door of the test chamber into which the sample cuvette 12 is inserted to determine the concentration of the wanted element in the sample 12. Alternatively, other hand 3 θ or automatic means may be used. to determine whether the cuvette is inserted into the test chamber and / or whether the test chamber door has been closed, for example using optoelectronic sensors, load cells or displaying a message and requesting the operator to confirm that the cuvette is inserted and the test chamber door is closed.

Co nejdříve po přivedení napájení do kombinovaného přístroje 11 (například po vhodné zahřívací době) signalizuje spínač 60, nebo jiné detekční prostředky, zda testovací komora je prázdná nebo zda jsou dveře testovací komory otevřeny. Při signalizaci otevřeno nebo prázdno oznamuje procesor 46, který je řízený vhodným řídícím programem, operátorovi, aby do testovací komory vložil kyvetu obsahující komplex prvku a označovacích prostředků se známou koncentrací. Toto oznámení je provedeno zobrazením zprávy na výstup zobrazovací jednotky, nebo použitím jiných signalizačních prostředků, například světelných nebo zvukových signalizací. Blok 120 na obr.7A reprezentuje signalizaci operátorovi, aby do testovací komory vložil kyvetu a zavřel dveře testovací komory.As soon as the power is supplied to the combination instrument 11 (e.g., after a suitable warm-up time), the switch 60 or other detection means signals whether the test chamber is empty or whether the test chamber door is open. In the open or empty signaling, the processor 46, which is controlled by a suitable control program, tells the operator to insert into the test chamber a cuvette containing a complex of element and labeling means of known concentration. This notification is accomplished by displaying a message at the output of the display unit, or by using other signaling means, such as light or audible signaling. Block 120 in FIG. 7A represents signaling to the operator to insert a cuvette into the test chamber and close the test chamber door.

Po zjištění, že kyveta je v testovací komoře, což reprezentuje blok 130. procesor 46 podle programu aktivuje solenoid 23, který otevře clonu 29 (obr.6), čímž přivede zářivou energii do kyvety obsahující vzorek 12. jak je uvedeno výše. Po dostatečném prodlení pro umožnění odeznění přechodových jevů, což je reprezentováno blokem 150, je provedeno měření intenzity záření zdroje 14 zářivé energie, za účelem získání signálu SRef (blok 152). jak je uvedeno výše. Dále je intenzita záření zdroje 14 zářivé energie kontrolována, za účelem získání signálu SX1 (blok 154). je čten výstup detektoru 20 fluorescenčního záření, za účelem získání fluorescenčního signálu SF (blok 160). je čten výstup detektoru 21 přenosového záření, za účelem získání přenosového signálu ST (blok 170). a tyto signály (které jsou čteny jako výstupní napětí) jsou* pak patřičně korigovány (blok 172). (Jak je uvedeno výše, může být zaznamenávání výstupních napětí prováděno pomocí analogo-číslicůvých převodních prostředků, připojených na procesor 46, nebo pomocí číslicových výstupů DVM 42 a druhého DVM 52.)Upon detecting that the cuvette is in the test chamber, which represents block 130, the processor 46 according to the program activates the solenoid 23 which opens the orifice 29 (FIG. 6), thereby delivering radiant energy to the cuvette containing the sample 12 as above. After sufficient delay to allow the transients, which is represented by block 150, to measure, the radiation intensity of the radiant energy source 14 is measured to obtain an S Ref signal (block 152). as described above. Further, the radiation intensity of the radiant energy source 14 is controlled to obtain a signal SX1 (block 154). the output of the fluorescence detector 20 is read to obtain a fluorescence signal SF (block 160). the output of the transmission radiation detector 21 is read in order to obtain a transmission signal S T (block 170). and these signals (which are read as the output voltage) are then corrected accordingly (block 172). (As mentioned above, output voltage recording can be performed by analog-to-digital conversion means connected to processor 46 or by DVM 42 and second DVM 52 digital outputs.)

Po zaznamenání výstupních napětí generovaných pro vzorek 12 se~známou-koncentrací hledaného· prvku, je clona 29 - zavřena. Pokud bylo změřeno dostatečné množství známých vzorků 12. použije procesor 46 naměřená výstupní napětí pro matematický výpočet výše uvedených konstant, to jest 1/α^, K,After recording the output voltages generated for the sample 12 with a known concentration of the element sought, the orifice 29 is closed. If a sufficient number of known samples 12 have been measured, the processor 46 will use the measured output voltages to mathematically calculate the above constants, i.e. 1 / α, K,

So, a To. Tento výpočet je reprezentován blokem 190.S o , and T o . This calculation is represented by block 190.

Ve výhodném provedení, jsou kroky označené jako bloky 120, 130. 140, 150, 152, 154, 160, 170, 172 a 180 opakovány dvanáctkrát, čímž je dosaženo vysoké přesnosti stanovení konstant, označeného blokem 190. Tímto způsobem je kombinovaný přístroj 11 kalibrován pro měření neznámých koncentrací hledaného prvku.In a preferred embodiment, the steps designated blocks 120, 130, 140, 150, 152, 154, 160, 170, 172 and 180 are repeated twelve times to achieve high precision of the determination of the constants indicated by block 190. In this way, the combination instrument 11 is calibrated to measure unknown concentrations of the desired element.

Dále, jak je reprezentováno blokem 200. signalizuje procesor 46 operátorovi, aby vložil do testovací komory kyvetu s komplexem hledaného prvku a označovacích prostředků s neznámou koncentrací. Operátor poté vloží do testovací komory kyvetu s neznámým vzorkem 12. Po zjištění, že kyveta je uložena a že dveře testovací komory jsou uzavřeny, což je reprezentováno blokem 210. procesor 46 (tak je řízen řídícím programem) aktivuje solenoid 23, který otevře clonu 29, čímž přivede zářivou energii do kyvety obsahující vzorek 12. Otevření clony 29 je reprezentováno blokem 220. Po dostatečném prodlení pro umožnění odeznění přechodových jevů, což je reprezentováno blokem 230. procesor 46 přečte a uloží výstupní napětí nebo signál SX1 z detektoru 15 záření ze zdroje, výstupní napětí nebo signál SF z detektoru 20 fluorescenčního záření, a výstupní napětí nebo signál ST z detektoru 21 přeneseného záření, poté je clona 29 uzavřena. Toto čtení a ukládání je reprezentováno bloky 232.Further, as represented by block 200, the processor 46 signals the operator to insert into the test chamber a cuvette with a complex of the wanted element and labeling means of unknown concentration. The operator then inserts a cuvette with an unknown sample 12 into the test chamber. Upon detecting that the cuvette is stored and that the test chamber door is closed, which is represented by block 210. the processor 46 (thus controlled by the control program) activates the solenoid 23 opening aperture 29 is represented by block 220. After sufficient delay to allow the transients to disappear, represented by block 230, the processor 46 reads and stores the output voltage or signal S X1 from the radiation detector 15 from the radiation detector 15. source, output voltage or signal S F from the fluorescent radiation detector 20, and output voltage or signal S T from the transmitted radiation detector 21, then the orifice 29 is closed. This reading and storing is represented by blocks 232.

240 a 250 na obr.7B.240 and 250 in FIG.

Po zaznamenání výstupních napětí detektoru 15 záření ze zdroje, detektoru 20 fluorescenčního záření, a detektoru 21 přeneseného záření, koriguje procesor 46 tyto hodnoty podle různých změn, které mohly vzniknout v intenzitě záření ze zdroje 14 zářivé energie, pomocí výše popsané korekční metody. Tato korekce je reprezentována blokem 252. Dále procesor 46 vypočítá koncentraci hledaného prvku založenou na výše uvedených rovnicích (1) a (2), nebo použije jiné prostředky pro stanovení koncentrace hledaného prvku založené na výstupních napětích zesilovačů. To znamená, že procesor 46 vypočítá první koncentraci založenou na výstupu detektoru 20 fluorescenčního záření a druhou koncentraci založenou na výstupu detektoru 21 přeneseného záření. Procesor 46 potom porovná první a druhou koncentraci s referenční hodnotou, jak je uvedeno výše. Referenční hodnota je vybrána tak, aby byla koncentrací hledaného prvku v překrývajícím se rozsahu nebo v rozsahu přesnosti obou rovnic (1) a (2). Pokud koncentrace jsou pod referenční hodnotou, je pro stanovení koncentrace použita nebo vybrána první koncentrace založená na výstupu detektoru 20 fluorescenčního záření. Pokud koncentrace jsou nad referenční hodnotou, je pro stanovení koncentrace použita nebo vybrána druhá koncentrace založená na výstupu detektoru 21 přeneseného záření. Výběr vhodné koncentrace je reprezentován blokem 260. Tímto způsobem je použita nejpřesnější koncentrace pro stanovení koncentrace zlata (nebo jiného kovu). Vhodná rovnice je potom použita pro výpočet koncentrace prvku (blok 270). Takto stanovená koncentrace je pak zobrazena procesorem 46 (blok 275) a/nebo je procesorem 46 vhodně zaznamenána.After recording the output voltages of the radiation detector 15 from the source, the fluorescent radiation detector 20, and the transmitted radiation detector 21, the processor 46 corrects these values according to various changes that may have occurred in the radiation intensity from the radiant energy source 14 using the correction method described above. This correction is represented by block 252. Further, the processor 46 calculates the search element concentration based on the above equations (1) and (2), or uses other means to determine the search element concentration based on the amplifier output voltages. That is, the processor 46 calculates a first concentration based on the output of the fluorescent radiation detector 20 and a second concentration based on the output of the transmitted radiation detector 21. The processor 46 then compares the first and second concentrations to a reference value as above. The reference value is selected to be the concentration of the searched element in the overlapping or precision range of both equations (1) and (2). If the concentrations are below the reference value, a first concentration based on the output of the fluorescence detector 20 is used or selected to determine the concentration. If the concentrations are above the reference value, a second concentration based on the output of the transmitted radiation detector 21 is used or selected to determine the concentration. Selection of the appropriate concentration is represented by block 260. In this way, the most accurate concentration is used to determine the concentration of gold (or other metal). The appropriate equation is then used to calculate the element concentration (block 270). The concentration thus determined is then displayed by the processor 46 (block 275) and / or is appropriately recorded by the processor 46.

Nakonec procesor 46 signalizuje operátorovi, aby podal informaci zda budou testovány* další vzorky 12 s neznámou koncentrací hledaného prvku (blok 280). Pokud operátor oznámí, že budou testovány další vzorky 12, jsou opakovány kroky reprezentované bloky 200, 210, 220, 230, 232, 240, 250, 252,Finally, the processor 46 signals to the operator to inform whether further samples 12 with an unknown concentration of the wanted element will be tested (block 280). If the operator announces that additional samples 12 will be tested, the steps represented by blocks 200, 210, 220, 230, 232, 240, 250, 252, are repeated,

260. 270 a 275. Toto opakování pokračuje dokud operátor neoznámí, že již nebudou testovány další vzorky 12. Tímto způsobem mohou být přesně zjišťovány koncentrace hledaného prvku v mnoha vzorcích 12 a procesorem 46, který je řízen programem, mohou být vybrány nejpřesnější detekční prostředky, to jest detekce fluorescenčního záření nebo přeneseného záření.260. 270 and 275. This repetition continues until the operator notifies that no more specimens 12 will be tested. In this way, the concentrations of the wanted element in many specimens 12 can be accurately detected and the most accurate detection means can be selected by the processor 46 controlled by the program. that is, the detection of fluorescent radiation or transmitted radiation.

r15r15

Výhodně jsou všechny komponenty výhodného provedení kombinovaného přístroje 11 dostatečně malé a lehké, takže mohou být snadno transportovány, například v přívěsu, nákladním voze, dodávce, příručním zavazadle a podobně, čímž se kombinovaný přístroj 11 stává přenosným a snadno dopravitelným do oblasti, kde se zkoumají půdní nebo kamenné vzorky. Druhé provedení navíc výhodně eliminuje potřebu použití optických vláken, čímž se eliminují problémy spojené s jejich použitím, například popraskání, a přitom pokrývá větší celkový rozsah přesnosti použitím detektoru 20 fluorescenčního záření a detektoru 21 přeneseného záření. Použitím druhého provedení vynálezu jsou tedy výhody prvního pro vedení a další výhody maximalizovány a nevýhody prvního provedení jsou minimalizovány.Preferably, all the components of the preferred embodiment of the combination apparatus 11 are sufficiently small and lightweight so that they can be easily transported, for example, in a trailer, truck, van, hand luggage, and the like, thereby making the combination apparatus 11 portable and easy to transport to the area to be examined. soil or stone samples. In addition, the second embodiment advantageously eliminates the need for the use of optical fibers, thereby eliminating the problems associated with their use, such as cracking, while covering a greater overall range of accuracy using the fluorescence detector 20 and the transmitted radiation detector 21. Thus, by using the second embodiment of the invention, the advantages of the first guidance and other advantages are maximized and the disadvantages of the first embodiment are minimized.

V jednom provedení vynálezu je vytvořeno zařízení, které je malé a má nízkou hmotnost, a které je určeno pro transport v příručním zavazadle. Tato malá přenosná jednotka (dále příruční jednotka) se tak snadno dopravuje do oblastí, kde se provádí analýza různých vzorků. Výhodně je tato příruční jednotka napájena baterií, čímž je umožněno provádět analýzy ve vzdálených oblastech, kde jiné zdroje napájení nejsou snadno dosažitelné.In one embodiment of the invention, a device is provided that is small and light in weight and which is intended for transport in hand luggage. This small portable unit (hereinafter hand-held unit) is thus easily transported to the areas where various samples are analyzed. Advantageously, the handheld unit is battery powered, thereby allowing analysis in remote areas where other power sources are not readily available.

Za účelem uchování orrtezené energie baterie příruční jednotky, je jako zdroje 14 zářivé energie (obr.5) použito reflektorové lampy raději než laseru. Reflektorová lampa vytváří velmi krátké pulsy nebo záblesky intenzivního záření, podobně jako záblesky vytvořené bleskem fotoaparátu. Tyto pulsy nebo záblesky záření jsou pak opticky filtrovány, jak je potřeba, za účelem značného potlačení všech vlnových délek kromě požadované vlnové délky λν (Je samozřejmě možné uvést, že dokonce i laser může vydávat pulsy.)In order to preserve the limited energy of the hand-held battery, a reflector lamp is used as the radiant energy source 14 (Fig. 5) rather than a laser. The reflector lamp produces very short pulses or flashes of intense radiation, similar to flashes produced by the camera flash. These pulses or flashes of radiation are then optically filtered as needed to significantly suppress all wavelengths except the desired wavelength λ ν (Of course, even a laser can emit pulses.)

Jak je uvedeno výše v souvislosti s obr.5 a obr.6, také příruční jednotka využívá tři samostatné senzory nebo detektory.5 and 6, the hand-held unit also utilizes three separate sensors or detectors.

První senzor detekuje intenzitu záření ze zdroje 14 zářivé energie ( λη detektor 15 záření ze zdroje). Druhý senzor detekuje intenzitu záření, která fluoreskuje ze vzorku ( λ2, detektor 20 fluorescenčního záření). Třetí senzor detekuje intenzitu záření prošlou vzorkem ( λ/, detektor 21 přeneseného záření). Protože se intenzita zdroje 14 zářivé energie u běžné reflektorové lampy O značně mění od záblesku k záblesku, stává se použití detektoru záření ze zdroje, pro detekci intenzity λν čímž se umožňuje čtení přeneseného záření λ/ detektorem 21 přeneseného záření a fluorescenčního záření λ2 detektorem 20 fluorescenčního záření, extrémně důležitým pro úspěšnou činnost příruční jednotky.The first sensor detects the intensity of radiation from the radiant energy source 14 (λ η detector 15 from the source). The second sensor detects the intensity of radiation that fluoresces from the sample (λ 2 , fluorescent radiation detector 20). The third sensor detects the intensity of radiation transmitted through the sample (λ /, transmitted radiation detector 21). Since the intensity of the radiant energy source 14 of a conventional reflector lamp 0 varies considerably from flash to flash, the use of a radiation detector from the source becomes to detect the intensity λ ν thereby allowing reading of transmitted radiation λ / transmitted radiation detector 21 and fluorescent radiation λ 2 by detector 20 fluorescent radiation, extremely important for the successful operation of the handheld unit.

JJ

Běžnou reflektorovou lampou, která může být použita pro příruční jednotku je reflektorová lampa XLS-542, dodávaná firmou Xenon Corp. of Wobum, Massachusetts. Hmotnost příruční jednotky je menší než kolem čtyř kg (8 liber), a její objem včetně baterie není větší než kolem 16000 cm3 (1000 palců krychlových). Reflektorová lampa je napájena použitím běžného zdroje napájení, který zvýší napětí baterie (například 9 V) na vhodné pracovní napětí reflektorové lampy (například 600 V). Je výhodné pokud senzory mají nízkou spotřebu a procesorem 46, pokud je použit, může být laptop nebo notebook.A conventional reflector lamp that can be used for the handheld unit is the XLS-542 reflector lamp, available from Xenon Corp.. of Wobum, Massachusetts. The weight of the handheld unit is less than about four kg (8 pounds), and its volume, including the battery, is no more than about 16000 cm 3 (1000 cubic inches). The reflector lamp is powered using a conventional power supply that increases the battery voltage (e.g., 9 volts) to a suitable working voltage of the reflector lamp (e.g., 600 volts). Preferably, the sensors have low power consumption and the processor 46, if used, can be a laptop or notebook.

Vynález bude nyní podrobněji popsán konkrétními neomezujícími příklady.The invention will now be described in more detail by specific non-limiting examples.

Obecná procedura pro každou analýzu popsanou níže je následující:The general procedure for each analysis described below is as follows:

Vzorky jsou připravovány s ohledem na získání reprezentativních .rudných vzorků. Tytoj^udné vzorky jsou praženy v oxidační atmosféře při teplotě v rozsahu 600 až 800 °C po dobu jedné hodiny. Zlato (Au) je vyluhováno máčením rudy v roztoku kyanidu draselného a hydroxidu draselného za přítomnosti peroxidu vodíku. Kyanidový extrakt je potom okyselen kyselinou chlorovodíkovou za přítomnosti peroxidu vodíku při 90 °C. Výsledný komplex AuCI/ je odloučen z interferenčních iontů louhováním předem připravenými kuličkami poly(dibenzo 18-koruna-6) v 0,6 M HCI. Polymerové kuličky selektivně zachycují komplex AuCI4', takže zbývají interferenční ionty v HCI. Po několika promytích, je AuCI4* regenerován vyluhováním řetězců se zachyceným AuCI4' acetonem, aceton je dále odpařován za přítomnosti H2O2, takže zbývá AuCI4' v HCI. AuCI4’ je označeno barvivém Rhodamin B. Komplex barviva a AuCI4' je dále extrahován do diisopropyletheru a je měřena jeho schopnost fluorescence a přenosu.The samples are prepared with a view to obtaining representative ore samples. These samples are roasted in an oxidizing atmosphere at a temperature in the range of 600-800 ° C for one hour. Gold (Au) is leached by soaking the ore in a solution of potassium cyanide and potassium hydroxide in the presence of hydrogen peroxide. The cyanide extract is then acidified with hydrochloric acid in the presence of hydrogen peroxide at 90 ° C. The resulting AuCl / complex is separated from the interference ions by leaching with pre-prepared beads of poly (dibenzo 18-crown-6) in 0.6 M HCl. The polymer beads selectively capture the AuCl 4 'complex, leaving interference ions in HCl. After several washes, the AuCl 4 * is regenerated by leaching the chains with captured AuCl 4 'acetone, the acetone is further evaporated in the presence of H 2 O 2 , leaving AuCl 4 ' in HCl. AuCl 4 'is labeled with Rhodamine B dye. The dye complex and AuCl 4 ' is further extracted into diisopropyl ether and its fluorescence and transfer ability is measured.

Příklad 1:Example 1:

Byl zkoumán rozsah koncentrací zlata (0, 100, 2000, a 20000 ppb) pro zjištění rozsahu signálů získaných způsobem a zařízením podle vynálezu, když se množství zlata zvyšuje. Výsledky v milivoltech jsou uvedeny v tabulce 1.The range of gold concentrations (0, 100, 2000, and 20000 ppb) was investigated to determine the range of signals obtained by the method and apparatus of the invention as the amount of gold increases. The results in millivolts are shown in Table 1.

Tabulka 1Table 1

Koncentrace zlata, ppb Concentration of gold, ppb Milivolty Milivolty 0 0 8 8 500 500 199 199 1 000 1 000 516 516 2 000 2 000 946 946 4 000 4 000 1 658 1 658 8 000 8 000 2 629 2 629

Výsledky tabulky 1 jsou vyneseny na obr.4, který ukazuje pravidelnou nelineární odezvu v širokém rozsahu koncentrací. Tyto výsledky demonstrují, že způsob a zařízení podle vynálezu jsou použitelné v širokém rozsahu koncentrací.The results of Table 1 are plotted in Figure 4, which shows a regular non-linear response over a wide range of concentrations. These results demonstrate that the method and apparatus of the invention are applicable over a wide range of concentrations.

Příklad 2:Example 2:

Způsob podle vynálezu byl použit pro určení množství zlata přítomného ve dvou kamenných vzorcích; tyto vzorky byly označeny A a B, a byly nezávisle podrobeny zkoušce žárem s výsledky 1325 ppb zlata pro vzorek A a 1660 ppb zlata pro vzorek B. Signály získané pro 0, 500, 100, 2000, a 4000 ppb zlata byly postupně 0, 410, 770, 1430, a 2080 milivoltů. Pří vynesení do grafu, poskytují tyto hodnoty pravidelnou nelineární odezvu na celém vypočteném rozsahu koncentrací.The method of the invention was used to determine the amount of gold present in two stone samples; these samples were labeled A and B, and were independently subjected to a heat test with results of 1325 ppb gold for sample A and 1660 ppb gold for sample B. The signals obtained for 0, 500, 100, 2000, and 4000 ppb gold were respectively 0, 410 , 770, 1430, and 2080 millivolts. When plotted, these values provide a regular non-linear response over the calculated range of concentrations.

Fluorescenční signály pro vzorky A a B byly 970 a 1120 mV (po odečtení hodnot pro nulový kontrolní vzorek), odpovídající množství 1325 a 1660 ppb zlata.The fluorescence signals for samples A and B were 970 and 1120 mV (after subtracting the values for the zero control sample), corresponding to 1325 and 1660 ppb gold, respectively.

Příklad 3:Example 3:

Byla použita kombinace fluorometru a přenosového zařízení, popsaná výše v souvislosti s obr.5, obr.6, obr.7A a obr.7B, pro měření koncentrace zlata ve čtyřech vzorcích označených 1, 2”, 3 a 4, s obsahem ppb zlata 0, 100, 2000, a 20000. Získané výsledky jsou uvedeny v tabulce 2.A combination of a fluorometer and a transfer device as described above in connection with Fig. 5, Fig. 6, Fig. 7A and Fig. 7B was used to measure gold concentration in four samples labeled 1, 2 ", 3 and 4 containing ppb gold. 0, 100, 2000, and 20000. The results are shown in Table 2.

Tabulka 2Table 2

Vypočtené ppb vzorku z‘jejich“naměřených hodnot 'The calculated ppb of the sample from their “measured values”

Kalibrační data Calibration data ppb ppb fluorescence (volty) fluorescence (volts) přenos (volty transmission (volts 0 0 0,00346 0.00346 1,711 1,711 100 100 ALIGN! 0,0341 0,0341 1,678 1,678 2 000 2 000 0,402 0.402 1,333 1,333 20 000 20 000 0,676 0,676 0,0618 0,0618 Vypočítané konstanty pro křivku Calculated constants for the curve αΙή αΙ ή K TO al2 al 2 So S o To T o 0,000493 0.000493 0,636 0,636 7,41 E-05 7.41 E-05 0,00346 0.00346 1,711 1,711 Výpočty zlata použitím rovnic (1) a (2) Calculations of gold using equations (1) and (2) vzorek sample zlato (ppb) gold (ppb) S (volty) S (volts) T (volty) T (volts) výp.zlato (ppb) gold (ppb) 1 1 0 0 0,00363 0.00363 17 17 0,54 0.54 2 2 100 100 ALIGN! 0,345 0.345 1,681 1,681 101 101 3 3 2 000 2 000 0,401 0.401 1,337 1,337 1 990 1 990 4 4 20 000 20 000 0,686 0,686 0,0662 0,0662 19615 19615

Je zřejmé, že způsob a zařízení podle vynálezu rychle dodají výsledky, které velmi dobře souhlasí s hodnotami získanými běžnými analytickými metodami.It will be appreciated that the method and apparatus of the present invention will rapidly deliver results that are in good agreement with the values obtained by conventional analytical methods.

Claims (11)

PATENTOVÉ NÁROKY 75 lllA z L i 00 iPATENT CLAIMS 75 lllA of L 00 i 1. Zařízení pro stanovení obsahu prvku ve roztokut vzorců j uloženém v kyvetě, vyznačující se tím, že oDs^lyujje j θ . prostředky (14) pro ozáření roztoku vzorku zářivou energií v J prvním pásmu vlnových délek; první detekční prostředky (20) pcn-2——’ detekci fluorescenční zářivé energie ve druhém pásmu vlnových délek, která je vyzařována z roztoku vzorku vlivem ozáření, přičemž druhé pásmo vlnových délek neobsahuje jakoukoliv vlnovou délku z prvního pásma vlnových délek; druhé detekční prostředky (21), schopné činnosti zároveň s prvními detekčními prostředky (20), pro detekci přenesené zářivé energie v prvním pásmu vlnových délek, která je přenesena roztokem vzorku vlivem ozáření; a prostředky (46) zpracování, citlivé na první a druhé detekční prostředky, pro (a) automatické porovnání detekované fluorescenční energie a detekované přenesené energie, přičemž předem určená referenční energie odpovídá známé koncentraci prvku v referenčním roztoku; (b) vybráni, založené na tomto porovnání, buď detekované fluorescenční zářivé energie nebo detekované přenesené zářivé energie jako indikace koncentrace prvku v roztoku vzorku; a (c) určení koncentrace prvku založené na vybrané zářivé energii.An apparatus for determining the content of an element in a solution of formulas j embedded in a cuvette, characterized in that oDs is lyophilized. means (14) for irradiating the sample solution with radiant energy in the first wavelength band; first detecting means (20) pcn-2 '' for detecting fluorescent radiant energy in the second wavelength band that is emitted from the sample solution under irradiation, wherein the second wavelength band does not contain any wavelength from the first wavelength band; a second detecting means (21) operable simultaneously with the first detecting means (20) for detecting the transmitted radiant energy in the first wavelength band which is transmitted by the sample solution under the influence of irradiation; and processing means (46) responsive to the first and second detection means for (a) automatically comparing the detected fluorescent energy and the detected transmitted energy, wherein the predetermined reference energy corresponds to a known concentration of the element in the reference solution; (b) selecting, based on this comparison, either the detected fluorescent radiant energy or the detected transmitted radiant energy as an indication of the concentration of the element in the sample solution; and (c) determining the concentration of the element based on the selected radiant energy. 2. Zařízení podle nároku 1,vyznač ující se tím, že 25 navíc obsahuje třetí detekční prostředky (15) pro detekci intenzity zářivé energie v prvním pásmu vlnových délek; přičemž prostředky (46) zpracování zahrnují prostředky pro korekci detekované zářivé energie prvními a druhými detekčními prostředky v závislosti na změnách intensity zářivé energieApparatus according to claim 1, characterized in that 25 additionally comprises third detection means (15) for detecting the intensity of radiant energy in the first wavelength band; wherein the processing means (46) comprises means for correcting the detected radiant energy by the first and second detection means as a function of variations in radiant energy intensity 30 detekované třetími detekčními prostředky (15).30 detected by the third detection means (15). 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, v y z n a č u j í c í se t í m , že prostředky (14) pro ozáření zahrnují laserový zdroj (25) pro generaci zářivé energie v pásmu vlnových délek kolem 544 nm, a první detekční prostředky (20) zahrnují prostředky proThe device of claim 1 or 2, wherein the radiation means (14) comprises a laser source (25) for generating radiant energy in a wavelength band of about 544 nm, and the first detection means (14). (20) include means for: - 5 detekci zářivé energie v pásmu vlnových délek kolem 577 nm.- 5 detection of radiant energy in the wavelength band around 577 nm. 4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že první detekční prostředky (20) obsahují první filtrační prostředky (35) pro zablokování zářivé energie z oblasti mimo první pásmoDevice according to claim 3, characterized in that the first detection means (20) comprise first filter means (35) for blocking radiant energy from an area outside the first zone 10 vlnových délek, a první fotodetektor (38) je opticky spojený se zářením procházejícím prvními filtračními prostředky (35), přičemž první fotodetektor (38) je upraven pro generaci prvního výstupního signálu odpovídajícího intenzitě záření přijímaného prvním fotodetektorem.10, and the first photodetector (38) is optically coupled to radiation passing through the first filter means (35), the first photodetector (38) being adapted to generate a first output signal corresponding to the radiation intensity received by the first photodetector. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že druhé detekční prostředky (21) obsahují druhé filtrační prostředky (45) pro zablokování zářivé energie z oblasti mimo druhé pásmo vlnových délek, a druhý fotodetektor (48) je opticky spojený seThe apparatus of claim 4, wherein the second detecting means (21) comprises second filter means (45) for blocking radiant energy from an area outside the second wavelength band, and the second photodetector (48) is optically coupled 20 zářením procházejícím druhými filtračními prostředky (45), přičemž druhý fotodetektor (48) je upraven pro generaci druhého výstupního signálu odpovídajícího intenzitě záření přijímaného prvním fotodetektorem.20 of radiation passing through the second filter means (45), the second photodetector (48) being adapted to generate a second output signal corresponding to the intensity of the radiation received by the first photodetector. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že prostředky (46) zpracování zahrnují prostředky pro stanovení první koncentrace prvku v roztoku vzorku (12) a jako funkci prvního výstupního signálu; prostředky pro stanovení druhéThe apparatus of claim 5, wherein the processing means (46) comprises means for determining a first concentration of the element in the sample solution (12) and as a function of the first output signal; means for determining the second 5 koncentrace prvku v roztoku vzorku (12) jako funkci druhého výstupního signálu; prostředky pro stanovení předem určené referenční hodnoty jako funkci předem určené referenční energie; a prostředky pro výběr buď první nebo druhé stanovené koncentrace jako naměřené koncentrace prvku v roztoku vzorku5 the concentration of the element in the sample solution (12) as a function of the second output signal; means for determining a predetermined reference value as a function of the predetermined reference energy; and means for selecting either the first or second determined concentration as the measured concentration of the element in the sample solution 10 (12) porovnáním první a druhé stanovené koncentrace s předem určenou referenční hodnotou, a výběr první stanovené koncentrace jako vybrané koncentrace pokud první a druhá stanovená koncentrace jsou menší než předem určená referenční hodnota, a výběr druhé stanovené koncentrace jako vybrané10 (12) comparing the first and second determined concentrations to a predetermined reference value, and selecting the first determined concentration as the selected concentration if the first and second determined concentrations are less than the predetermined reference value, and selecting the second determined concentration as the selected 15 koncentrace pokud první a druhá stanovená koncentrace jsou větší než předem určená referenční hodnota.15 concentration if the first and second determined concentrations are greater than a predetermined reference value. 7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že prostředky pro stanovení první koncentrace obsahují prostředkyThe device of claim 6, wherein the means for determining the first concentration comprises means 20 pro výpočet rovnice C4 = (1/al)ln[K/K - (S - S0)j, kde C1 je odhad první koncentrace, S je první výstupní signál, a K, al a So jsou konstanty.20 for calculating the equation C 4 = (1 / l) ln [K / K - (S - S 0) j, where C 1 is the estimate of the first concentration, S is the first output signal, and K, Al and S o are constants. 8. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, žeDevice according to claim 6, characterized in that: 25 prostředky pro stanovení druhé koncentrace obsahují prostředky pro výpočet rovnice C2 = (1/al)ln(T0/T), kde C2 je odhad druhé koncentrace, T je druhý výstupní signál, a To a al jsou konstanty.25 means for determining a second concentration includes means for calculating the equation C 2 = (1 / l) ln (T 0 / T) where C2 is the estimate of the second concentration, T is the second output signal, and T o and al are constants. 9. Způsob stanovení koncentrace prvku v roztoku vzorku, vyznačující se tím, že zahrnuje (a) ozáření (220) roztoku vzorku (12) dopadající zářivou energií v prvním pásmu vlnových délek; (b) detekci (240) fluorescenční zářivé energie veA method for determining the concentration of an element in a sample solution, comprising (a) irradiating (220) the sample solution (12) with incident radiation energy in a first wavelength band; (b) detecting (240) fluorescent radiant energy in the 5 druhém pásmu vlnových délek, která je vyzařována z roztoku vzorku (12) vlivem ozáření, přičemž druhé pásmo vlnových délek neobsahuje jakoukoliv vlnovou délku z prvního pásma vlnových délek; (c) detekci (250), probíhající zároveň s detekčním krokem (b), přenesené zářivé energie v prvním pásmu vlnových délek,5 a second wavelength band that is emitted from the sample solution (12) under irradiation, wherein the second wavelength band does not contain any wavelength from the first wavelength band; (c) detecting (250), coincident with the detection step (b), the transmitted radiant energy in the first wavelength band, 10 která je přenesena roztokem vzorku (12) vlivem ozáření; (d) stanovení prvního měření (270) koncentrace prvku v roztoku vzorku (12) založené na detekované fluorescenční zářivé energii, a stanovení druhého měření (270) koncentrace prvku v roztoku10 which is transferred by the sample solution (12) under irradiation; (d) determining a first measurement (270) of the element concentration in the sample solution (12) based on the detected fluorescent radiant energy, and determining a second measurement (270) of the element concentration in the solution W vzorku (12) založené na detekovaném přeneseném záření; a (e)W sample (12) based on detected transmitted radiation; and (e) 15* výběr prvního a druhého měření jako vybraného měření koncentrace prvku v roztoku vzorku (12) porovnáním prvního a druhého měření s předem stanovenou referenční hodnotou, která odpovídá známé koncentraci prvku v referenčním roztoku.15 * selecting the first and second measurements as the selected element concentration measurement in the sample solution (12) by comparing the first and second measurements with a predetermined reference value that corresponds to a known element concentration in the reference solution. 20 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že krok (e) výběru prvního nebo druhého měření jako vybraného měření koncentrace prvku zahrnuje výběr (260) prvního měření koncentrace jako vybraného měření koncentrace, pokud první a druhé měření koncentrace jsou menší než předem určenáThe method of claim 9, wherein the step (e) of selecting the first or second measurement as the selected element concentration measurement comprises selecting (260) the first concentration measurement as the selected concentration measurement if the first and second concentration measurements are less than predetermined. determined 25 referenční hodnota; a výběr (260) druhého měření koncentrace jako vybraného měření koncentrace, pokud první a druhé měření koncentrace jsou větší než předem určená referenční hodnota.25 reference value; and selecting (260) the second concentration measurement as the selected concentration measurement if the first and second concentration measurements are greater than a predetermined reference value. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že navíc zahrnuje korekci (252) detekované fluorescenční zářivé energie a detekované přenesené zářivé energie v závislosti na změnách intenzity dopadající zářivé energie.The method of claim 10, further comprising correcting (252) the detected fluorescent radiant energy and the detected transmitted radiant energy as a function of variations in the intensity of the incident radiant energy.
CS94761A 1991-10-01 1992-09-30 Method of quick determination of element content and apparatus for making the same CZ76194A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US76953191A 1991-10-01 1991-10-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ76194A3 true CZ76194A3 (en) 1994-11-16

Family

ID=25085726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS94761A CZ76194A3 (en) 1991-10-01 1992-09-30 Method of quick determination of element content and apparatus for making the same

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0606374A1 (en)
JP (1) JPH07501882A (en)
AU (1) AU2768692A (en)
BR (1) BR9206580A (en)
CA (1) CA2119134A1 (en)
CZ (1) CZ76194A3 (en)
HU (1) HUT66407A (en)
WO (1) WO1993007472A1 (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10122109A1 (en) * 2001-05-08 2002-11-14 Mbr Gmbh Method and device for detecting a fraction of a substance, in particular in a fuel
EP2215452B1 (en) * 2007-11-09 2016-09-28 Hach Company Automatic optical measurement system and method
RU2459201C1 (en) * 2011-05-20 2012-08-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Method of determining gold
GB2509716B (en) 2013-01-09 2018-07-04 International Moisture Analysers Ltd Spatial Interference Fourier Transform Raman chemical analyser
AT513863B1 (en) 2013-02-15 2014-12-15 Vwm Gmbh Method and device for determining a concentration of a fluorescent substance in a medium
CN105294677B (en) * 2015-09-30 2017-04-12 河北大学 Aryl-alkyne compound as well as preparation method and application thereof
CN112378940B (en) * 2020-09-30 2024-03-01 长春黄金研究院有限公司 Method for measuring gold content of gold-loaded mineral

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4117338A (en) * 1977-05-24 1978-09-26 Corning Glass Works Automatic recording fluorometer/densitometer
GB2096352B (en) * 1981-04-02 1985-04-11 Abbott Lab Fluorescence spectroscopy
US4495293A (en) * 1983-02-24 1985-01-22 Abbott Laboratories Fluorometric assay
US4945250A (en) * 1989-07-12 1990-07-31 Pb Diagnostic Systems, Inc. Optical read head for immunoassay instrument

Also Published As

Publication number Publication date
CA2119134A1 (en) 1993-04-15
AU2768692A (en) 1993-05-03
WO1993007472A1 (en) 1993-04-15
HUT66407A (en) 1994-11-28
HU9400943D0 (en) 1994-06-28
BR9206580A (en) 1995-10-31
EP0606374A1 (en) 1994-07-20
JPH07501882A (en) 1995-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5018866A (en) Method and apparatus for performing high sensitivity fluorescence measurements
US4858768A (en) Method for discrimination between contaminated and uncontaminated containers
EP0318501B1 (en) Methods of discriminating between contaminated and uncontaminated containers
US4200801A (en) Portable spotter for fluorescent contaminants on surfaces
US5986756A (en) Spectroscopic probe with leak detection
US4150295A (en) Method and apparatus for background correction in photoluminescent analysis
JPH0363550A (en) Method and apparatus for measuring density
CN109964111A (en) Equipment for identifying diamond
JPH0523617B2 (en)
US4018530A (en) Fluorescence spectrometry employing excitation of bleaching intensity
ATE443858T1 (en) DATA PROCESSING DEVICE FOR X-RAY FLUORESCENCE SPECTROSCOPY WHICH TAKES INTO ACCOUNT THE SENSITIVITY OF THE MEASURING DEVICE FOR THE CHEMICAL ELEMENTS INDEPENDENT OF THE MEASURING CONDITIONS
US3814939A (en) Chromato-fluorographic drug detector
CZ76194A3 (en) Method of quick determination of element content and apparatus for making the same
RU2739143C1 (en) Method for identification of diamonds and device for its implementation
JP2006308420A (en) Water quality measuring instrument
JPS60211339A (en) Method of determining trace of uranium in solution
Zybin et al. Simultaneous multi-element analysis in a commercial graphite furnace by diode laser induced fluorescence
Imasaka et al. A couple of optical fibers for thermal lens spectrophotometry
Näther et al. Temporal and spectral separation of singlet oxygen luminescence from near infrared emitting photosensitizers
CN111272725A (en) Hazardous article on-site detector based on fluorescence spectrum analysis
US5926270A (en) System and method for the remote detection of organic material in ice in situ
US4240753A (en) Method for the quantitative determination of turbidities, especially of immune reactions
CA2270276A1 (en) Instrument for the detection of substance in fluids
Wolfbeis Feasibility of optically sensing two parameters simultaneously using one indicator
Losi et al. The interaction of melanin with 8‐methoxypsoralen: effect on radiative and nonradiative transitions. A fluorescence and pulsed photoacoustic study