DD298309A5

DD298309A5 - 2-CHANNEL FLUORIMETERS / REFLECTOMETERS FOR LONG-TERM MEASUREMENTS IN BIOREACTORS

Info

Publication number: DD298309A5
Application number: DD31000987A
Authority: DD
Inventors: Detlef Dumke
Original assignee: Medizinische Akadmie Magdeburg,De
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1987-12-07
Publication date: 1992-02-13

Abstract

Vorgestellt wird ein Mehrkanal-Fluorimeter/Reflektometer, mit dem synchron in beliebig einstellbaren Zeitintervallen Fluoreszenz- oder Reflexionslicht bei Beleuchtung der Probe mit Licht bis zu zwei verschiedenen Wellenlaengen gemessen werden kann. Die Analyse des Lichtes ist durch elektronische Triggerung von zwei Analysatorkanaelen mit festen Wellenlaengen realisiert. Durch die Fuehrung des Lichtes in Lichtleitkabeln, die eine flexible Verbindung zwischen Meszobjekt und Meszgeraeten ermoeglichen, treten nur geringe Intensitaetsverluste auf. Durch die Verwendung von Stroboskoplampen koennen die Wellenlaengen und die Zeitintervalle des Anregungslichtes frei waehlbar gestaltet werden.{Mehrkanal-Fluorimeter/Reflektometer; beliebig einstellbare Zeitintervalle; Stroboskoplampen als Lichtquelle; flexibles Lichtleitkabel}A multichannel fluorimeter / reflectometer will be presented, with which fluorescence or reflection light can be measured synchronously at any time interval, with illumination of the sample with light up to two different wavelengths. The analysis of the light is realized by electronic triggering of two analyzer channels with fixed wavelengths. By guiding the light in optical cables, which allow a flexible connection between Meszobjekt and Meszgeraeten, only small intensity losses occur. Through the use of stroboscopic lamps, the wavelengths and the time intervals of the excitation light can be freely selected. {Multi-channel fluorimeter / reflectometer; arbitrarily adjustable time intervals; Stroboscopic lamps as a light source; flexible fiber optic cable}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Characteristic of the known technical solutions

Die in der Literatur beschriebenen Mehrkanalgeräte sind Fluoreszenzgeräte mit mechanischer Chopperung des Anregungs- und/oder Fluoreszenzlichtes (z.B. DD-PS 217887, DD-PS 216323 und DD 248879 A1). Die Wellenlängen des Anregungslichtes können bei diesen Geräten nur durch aufwendige Filterwechsel verändert werden. Für Langzeitmessungen sind die Geräte ungeeignet, da sie einen hohen Grad an mechanischen Verschleißteilen besitzen.The multichannel devices described in the literature are fluorescence devices with mechanical chopping of the excitation and / or fluorescent light (for example DD-PS 217887, DD-PS 216323 and DD 248879 A1). The wavelengths of the excitation light can be changed in these devices only by consuming filter changes. For long-term measurements, the devices are unsuitable because they have a high degree of mechanical wear parts.

Die zur Kurzzeitspektroskopie eingesetzten Fluorimeter benutzen Laserblitze zur Anregung der Probe und sind Einkanalvarianten (DD 157831,158278,15966,15967,203392 und 215398).The fluorometers used for short-time spectroscopy use laser flashes to excite the sample and are single-channel variants (DD 157831, 1558278, 155966, 155967, 203392 and 215398).

Diese Geräte sind äußerst kostenaufwendig und scheiden deshalb für viele Anwendungsgebiete aus.These devices are extremely expensive and therefore exempt for many applications.

Den Stroboskopeffekt ausnutzende Geräte (EP 146781, IP 60259918) lösen eine Multiwellenanregung über die Synchronisation vom Blitzlampentakt mit der Bewegung eines Gitters. Diese Variante eignet sich nicht für Langzeitmessungen.The devices utilizing the stroboscopic effect (EP 146781, IP 60259918) solve a multi-wave excitation via the synchronization of the flash lamp clock with the movement of a grid. This variant is not suitable for long-term measurements.

Die vorliegende Erfindung besitzt keine mechanischen Verschleißteile, ist kostengünstig und insbesondere für Langzeitmessungen geeignet.The present invention has no mechanical wear parts, is inexpensive and particularly suitable for long-term measurements.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, ein Mehrkanal-Fluorimeter/Reflektometer zu schaffen, mit dem Fluoreszenz- bzw. Reflexionslicht bei einer Anregung mit Licht variabler Wellenlänge erfolgen kann, wobei das Anregungslicht aus Lichtimpulsen besteht, deren Frequenz ebenfalls frei gewählt werden kann. Die Lichtimpulse können in großen Zeitabständen erzeugt werden, so daß Langzeitmessungen möglich sind.The object of the invention is to provide a multichannel fluorimeter / reflectometer, with which fluorescence or reflection light can be made when excited with light of variable wavelength, the excitation light consisting of light pulses whose frequency can also be chosen freely. The light pulses can be generated at long intervals, so that long-term measurements are possible.

Durch die Verwendung von Monochromatoren wird eine hohe spektrale Reinheit des Anregungslichtes erreicht.The use of monochromators achieves a high spectral purity of the excitation light.

Diese Variante gestattet eine besonders kostengünstige Lösung bei minimalem Geräteaufwand. Das vorgestellte Mehrkanal-Fluorimeter arbeitet nahezu wartungsfrei und ist geräuschlos.This variant allows a particularly cost-effective solution with minimal equipment costs. The presented multichannel fluorimeter is virtually maintenance-free and noiseless.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Mehrkanal-Fluorimater/Reflektometerzu schaffen, das sich besonders für Langzeitmessungen in Bioreaktoren eignet. Die Wellenlänge des Anregungslichtes soll variabel sein.The object of the invention is to provide a multichannel fluorimater / reflectometer, which is particularly suitable for long-term measurements in bioreactors. The wavelength of the excitation light should be variable.

Um das Gerät vielseitig einsetzen zu können, sollen die Zeitintervalle der Messungen in großen Grenzen variabel sein.In order to be able to use the device in many ways, the time intervals of the measurements should be variable within wide limits.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Fluorimeter als Lichtquelle zwei Stroboskoplampen verwendet. Die Lichtimpulse werden fokussiert und Monochromatoren zugeführt. Die Wellenlängen des Anregungslichtes sind somit stetig veränderlich.According to the invention the object is achieved in that the fluorimeter used as a light source two stroboscopic lamps. The light pulses are focused and fed to monochromators. The wavelengths of the excitation light are thus constantly variable.

Das Steuergerät der Stroboskoplampen ermöglicht es, die Zeitintervalle der Messung variabel zu gestalten, so daß sich dieses Fluorimeter auch für Langzeitmessungen eignet. Die Lichtführung zum Meßobjekt erfolgt in Lichtleitkabeln und kann somit an beliebig orientierten Objekten erfolgen.The control unit of the stroboscopic lamps makes it possible to make the time intervals of the measurement variable, so that this fluorimeter is also suitable for long-term measurements. The light guide to the DUT takes place in fiber optic cables and can thus be done on any objects oriented.

Das ReflexionS'/Fluoreszenzlicht gelangt in zwei elektronisch getriggerte Analysatorkanäle. Die Anslysatorkanäle enthalten eine Regelung in Abhängigkeit der Intensität der Lichtimpulse.The ReflexionS '/ fluorescent light enters two electronically triggered analyzer channels. The Anslysatorkanäle contain a control function of the intensity of the light pulses.

Ausführungsbeispielembodiment

Zur Realisierung eines Fluorimeters/Photometers wurden als neue konstruktive Variante Stroboskoplampen zur Anregung der Probe mit Licht verwendet. Die schematische Darstellung zeigt das konzipierte Gerät mit zwei Kanälen.For the realization of a fluorimeter / photometer stroboscopic lamps were used as a new constructive variant to excite the sample with light. The schematic diagram shows the designed device with two channels.

Die Steuerung der Lampen und des Triggers erfolgt mittels eines elektronischen Steuergerätes. Die Zeitintervalle der Impulse/ Impulsfolgen sind variabel. Durch quarzgesteuerte Impulsgeber wird eine hohe Genauigkeit der Impulsfrequenz erreicht.The control of the lamps and the trigger by means of an electronic control unit. The time intervals of the pulses / pulse sequences are variable. By quartz-controlled pulse generator high accuracy of the pulse frequency is achieved.

Das von den Stroboskoplampen emittierte Licht wird mit Hohlspiegeln und Quarzlinsen fokussiert und gebündelt. Für jeden Kanal ist ein Monochromator vorgesehen, so daß die Anregung der Probe mit zwei verschiedenen Wellenlängen erfolgen kann.The light emitted by the stroboscopic lamps is focused and focused with concave mirrors and quartz lenses. For each channel, a monochromator is provided so that excitation of the sample can be done at two different wavelengths.

Beide Lichtinipulse gelangen mittels Quarz-Prisma über das Lichtleitkabel auf die Proben. Das Fluoreszenz-ZReflexionslicht wird über das verzweigte Lichtleitkabel auf die Analysatorkanäle geführt. Die Analyse des Reflexions-/Fluoreszenzlichtes erfolgt mit Filtern, die sich vor den Sekundärelektronenvervielfachern befinden.Both Lichtinipulse reach by means of quartz prism on the optical fiber cable on the samples. The fluorescence ZReflexionslicht is guided over the branched fiber optic cable on the analyzer channels. The analysis of the reflection / fluorescent light is done with filters located in front of the photomultipliers.

Beide Kanäle werden elektronisch getriggert und den Verstärkern zugeführt. Die Regelung der Verstärker dient zum Ausgleich von Lampenschwankungen und wird mit Hilfe von Photoelementen, welche sich in der Nähe der Stroboskoplampen befinden, realisiert.Both channels are electronically triggered and fed to the amplifiers. The regulation of the amplifiers compensates for lamp fluctuations and is realized by means of photoelements which are located in the vicinity of the stroboscopic lamps.

Die Ausgangsspannungen können annlog bzw digital weiterverarbeitet werden.The output voltages can be processed annlog or digitally.

Claims

1. 2-channel fluorimeter / reflectometer for long-term measurements in bioreactors, characterized in that the optical excitation of the sample is carried out with two different stroboscopic lamps that send her selected by two monochromators or filters light via a light guide to the sample.

2. 2-channel fluorimeter / reflectometer, according to claim 2, characterized in that the assignment of the desired wavelength electronically in the variably adjustable clock of the stroboscopic lamps.