DE102010041426A1

DE102010041426A1 - Messeinheit und Verfahren zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit zur Bestimmung einer Analyt-Konzentration

Info

Publication number: DE102010041426A1
Application number: DE102010041426A
Authority: DE
Inventors: Joachim Kaiser; Nils-Michael Theune
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2010-09-27
Filing date: 2010-09-27
Publication date: 2012-05-03

Abstract

Es wird eine Messeinheit (1) zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit zur Bestimmung einer Konzentration mindestens eines in der Flüssigkeit gelösten und mit einem fluoreszierenden Stoff markierten Analyten beschrieben, die mindestens zwei Anregungslichtpfade (2) umfasst. Weiterhin wird ein Verfahren zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit zur Bestimmung einer Konzentration mindestens eines in der Flüssigkeit gelösten und mit einem fluoreszierenden Stoff markierten Analyten beschrieben, worin die in der Flüssigkeit gelösten Analytmoleküle mit Licht aus mindestens zwei Anregungslichtpfaden (2) bestrahlt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messeinheit und ein Verfahren zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit zur Bestimmung einer Konzentration mindestens eines Analyten. Dabei ist der mindestens eine Analyt in der Flüssigkeit gelöst und mit einem fluoreszierenden Stoff markiert.
In zahlreichen Anwendungen werden nachzuweisende chemische Substanzen (Analyte) an fluoreszierende Marker gebunden. Diese Marker werden anschließend im Rahmen geeigneter Anordnungen beziehungsweise Verfahren zur Fluoreszenz angeregt. Das Fluoreszenzsignal wird anschließend detektiert und ausgewertet. Grundsätzlich können sich die Analyte in einer flüssigen Lösung befinden, welche durch eine Durchflusszelle gespült oder dort eingebracht wird. Zudem kann die Oberfläche im Inneren der Durchflusszelle geeignet ausgeführt sein, so dass sich die markierten Analyte an speziellen Stellen der Oberfläche anlagern können. Nachfolgend kann aus dem Fluoreszenzsignal die Anwesenheit oder Konzentration der chemischen Analyte bestimmt werden. Hierbei ist die Intensität der Fluoreszenzstrahlung oder der zeitliche Verlauf dieser Intensität charakteristisch für die Anwesenheit beziehungsweise die Konzentration des nachzuweisenden Stoffes.
Allerdings ist ein kompakter und einfach zu justierender Aufbau zur Erweiterung dieses Verfahrens auf eine größere Anzahl von Typen von Fluoreszenzmarkern mit unterschiedlicher Anregungs- und Emissionswellenlänge sehr aufwändig.
Im Rahmen einer quantitativen Bestimmung von Analyten, zum Beispiel von Herzinfarktmarkern, in flüssigen Proben werden die gesuchten Stoffe typischerweise mit Hilfe der Methode der Fluoreszenz-Analyse nachgewiesen. Dabei basiert die Fluoreszenz-Analyse zum Beispiel auf der totalen internen Reflexionsfluoreszenz (TIRF). Diese wird an einem mit speziellen Markern präparierten licht-transparenten Träger in Kombination mit einem Bindungshemmtest oder Sandwich-Assay durchgeführt. Unter einem Sandwich-Assay versteht man eine Abfolge von Molekülschichten, die die jeweiligen Rezeptoren umfassen.
Die Fluoreszenzanregung erfolgt mit einem fasergekoppelten Laser bei einer festen Anregungswellenlänge. Dieser monospektrale Ansatz entspricht dem aktuellen Stand der Technik, der zum Beispiel auch erwähnt wird in der Schrift „Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung von Analyten in flüssigen Proben”, J. Tschmelak, DE 10 2005 026 839 . Ein weiterer monospektraler Ansatz zur Fluoreszenzanregung wird in „Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Proteinen auf einem Reaktionsträger”, A. Brandenburg, DE I01 38 072 beschrieben.
In DE 10 2005 026 839 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur hochsensitiven parallelen Detektion und quantitativen Bestimmung von Analyten in flüssigen Proben offenbart. Bei diesem Verfahren wird die totale interne Reflexionsfluoreszenz (TIRF) an einem speziell beschichteten Träger in Kombination mit einem Bindungshemmtest eingesetzt.
In DE 101 38 072 wird ein Verfahren zum Nachweisen der Anwesenheit beziehungsweise Abwesenheit eines Proteins/Polypeptids auf einem Reaktionsträger sowie eine Vorrichtung hierfür beschrieben. Dabei sind insbesondere Reaktionsträger betroffen, die eine Vielzahl von Messpunkten enthalten, wie beispielsweise Biochips. Der Nachweis der Proteine erfolgt anhand ihrer Eigenfluoreszenz.
Eine weitere Ausführung einer Messeinheit und eines Verfahrens zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit auf eine Analytkonzentration ist in DE 10 2007 021 544 A1 beschrieben. Die Messeinheit besteht aus einer Flusszelle, durch eine Lösung mit Analytmolekülen in geringer Konzentration gepumpt wird und deren Konzentration quantitativ auf optischem Wege bestimmt wird. Dabei kommt anstelle der indirekten Anregung über das evaneszente Feld eines integrierten optischen Wellenleiters eine Direktanregung der Farbstoffe zum Einsatz.
Im Rahmen von Methoden der internen totalen Reflexionsfluoreszenz wird die Fluoreszenz eines Präparats über ein evaneszentes (abklingendes) Feld angeregt. Zur Erzeugung des evaneszenten Feldes wird Licht an der Grenze von einem Deckglas zum Präparat totalreflektiert.
Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Messeinheit zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit auf eine Analytkonzentration zur Verfügung zu stellen, die im Vergleich zu dem erwähnten Stand der Technik eine höhere Flexibilität und Anwendungsvielfalt, insbesondere im Hinblick auf die Anzahl von Typen von Fluoreszenzmarkern, ermöglicht. Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit auf eine Analytkonzentration zur Verfügung zu stellen, welches eine hohe Flexibilität und Anwendungsvielfalt, insbesondere im Hinblick auf die Anzahl von Typen von Fluoreszenzmarkern, ermöglicht.
Die erste Aufgabe wird durch eine Messeinheit nach Anspruch 1 gelöst. Die zweite Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Die erfindungsgemäße Messeinheit zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit auf eine Konzentration mindestens eines Analyten eignet sich für einen Analyten, der in der Flüssigkeit gelöst ist. Darüber hinaus ist der Analyt mit einem fluoreszierenden Stoff, beispielsweise einem fluoreszierenden Farbstoff, markiert. Die erfindungsgemäße Messeinheit zeichnet sich dadurch aus, dass sie mindestens zwei Anregungslichtpfade umfasst.
Durch den Einsatz von mehreren Anregungslichtpfaden erhöht sich signifikant die Nachweisvielfalt der nachweisbaren Stoffe beziehungsweise die Dynamik des Messbereiches. Bei Lichtquellen mit unterschiedlicher Wellenlänge können unterschiedliche Fluorophore zur Markierung eingesetzt werden und damit eine größere Analytevielfalt nachgewiesen werden. Die ebenso in der Emissionswellenlänge unterschiedlichen Fluoreszenzsignale können durch geeignete Filterkombinationen und Aufbauten zeitlich seriell oder auch parallel detektiert werden.
Die erfindungsgemäße Messeinheit kann eine Durchflusszelle oder einen Chip umfassen, der an einer Wandung mit Fängermolekülen beschichtet ist. Bei Verwendung einer Wellenlänge auf geteilten Lichtpfaden mit unterschiedlicher Intensität und geeigneter Belegungsdichte der Fängermoleküle an der Wandung der Flusszelle oder des Chips ergibt sich ein erweiterter Messbereich für die Konzentration der nachzuweisenden Analyte.
Die erfindungsgemäße Messeinheit kann zum Beispiel mindestens zwei Anregungslichtquellen umfassen. Bei den Anregungslichtquellen kann es sich beispielsweise um Laserdioden handeln. Alternativ dazu können die mindestens zwei Anregungslichtpfade als sogenannte virtuelle Lichtquellen auch aus einer einzigen Anregungslichtquelle generiert werden. Dies kann insbesondere durch geeignete Faserkoppler realisiert werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden die beschriebenen Anregungslichtpfade beziehungsweise Anregungslichtquellen zur Fluoreszenzanregung des mit dem jeweiligen Analyten verbundenen fluoreszierenden Stoffes verwendet.
Vorteilhafterweise kann die Messeinheit mindestens eine Vorrichtung zum Einstellen der Wellenlänge des von den jeweiligen Anregungslichtpfaden emittierten Lichtes umfassen. Weiterhin kann die Messeinheit mindestens eine Vorrichtung zum Einstellen der Intensität des von dem jeweiligen Anregungslichtpfad emittierten Lichtes umfassen. Darüber hinaus kann die Messeinheit mindestens eine Vorrichtung zum Einstellen der Polarisationsrichtung des von dem jeweiligen Anregungslichtpfad emittierten Lichtes umfassen. Dabei kann es sich bei der mindestens einen Vorrichtung zum Einstellen der Polarisationsrichtung um einen Polarisationssteller handeln. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Messeinheit mindestens eine Vorrichtung zum Einstellen der Einstrahlrichtung des von dem jeweiligen Anregungslichtpfad emittierten Lichtes umfasst. Grundsätzlich kann also von den verschiedenen Anregungslichtpfaden Licht mit verschiedenen Wellenlängen und/oder verschiedenen Intensitäten und/oder verschiedenen Polarisationsrichtungen und/oder verschiedenen Einstrahlrichtungen emittiert werden.
Durch die Verwendung von unterschiedlichen Polarisationsrichtungen oder Einstrahlgeometrien der verschiedenen Anregungslichtquellen und durch eine räumliche Auftrennung der Lichtpfade direkt vor der Durchflusszelle kann eine geeignete multispektrale Beleuchtung zur Fluoreszenzanregung in kompakter Bauform realisiert werden.
Grundsätzlich wird es durch die vorliegende Erfindung ermöglicht, mehrere Lichtquellen oder Anregungslichtpfade gleichzeitig zur Fluoreszenzanregung einzusetzen, ohne den Messaufbau verändern und neu justieren zu müssen. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Messeinheit so ausgestaltet ist, dass die Wellenlänge und/oder die Intensität und/oder die Polarisationsrichtung und/oder die Einstrahlrichtung, des Lichts der jeweiligen Anregungslichtpfade unanhängig voneinander eingestellt werden können.
Darüber hinaus kann die Messeinheit mindestens einen Detektor zum zeitlich seriellen und/oder parallelen Detektieren von in der Emissionswellenlänge unterschiedlichen Fluoreszenzsignalen umfassen. Weiterhin kann die Messeinheit vorteilhafterweise mindestens einen Lichtwellenleiter zur Weiterleitung des von den mindestens zwei Anregungslichtpfaden emittierten Lichtes umfassen. Vorzugsweise kann es sich bei dem Lichtwellenleiter um einen polarisationserhaltenden Lichtwellenleiter handeln.
Zu dem kann die Messeinheit mindestens einen Lichtwellenkoppler zum Zusammenführen des von den mindestens zwei Anregungslichtpfaden emittierten Lichtes umfassen. Bei dem Lichtwellenkoppler kann es sich insbesondere um einen Faserkoppler oder Schmelzkoppler handeln. Vorzugsweise kann der Lichtwellenkoppler zwei Ausgänge umfassen. In diesem Falle kann ein erster Ausgang zum Weiterleiten des Anregungslichts verwendet werden, während der zweite Ausgang zur Feststellung der Intensität des von der jeweiligen Lichtquelle beziehungsweise von dem jeweiligen Anregungslichtpfad emittierten Lichtes nach Einstellung der Polarisationsrichtung verwendet werden kann. Diese Größe kann vorteilhafterweise später zur Normierung der Messsignale eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Messeinheit kann mindestens ein Strahlformungselement umfassen. Das Strahlformungselement kann insbesondere dazu verwendet werden, dass von den einzelnen Anregungslichtpfaden emittierte Licht beziehungsweise das mit Hilfe des Lichtwellenkopplers zusammengeführte Anregungslicht in gezielter Form zu der zu untersuchenden Flüssigkeit zu leiten. Bei dem Strahlformungselement kann es sich beispielsweise um einen Faser-Kollimator und/oder eine Powell-Linse und/oder ein diffraktives optisches Element und/oder eine Zylinderlinse und/oder eine Gradienten-Index-Linse (GRIN-Linse) handeln.
Weiterhin kann die Messeinheit mindestens ein weiteres optisches Element zur räumlichen Trennung der Anregungslichtpfade umfassen. Bei dem weiteren optischen Element zur räumlichen Trennung der Anregungslichtpfade kann es sich zum Beispiel um ein Prisma, ein Reflexionsgitter oder eine doppelbrechende Platte handeln. Das weitere optische Element zur räumlichen Trennung der Anregungslichtpfade kann vorteilhafterweise in Einstrahlrichtung nach dem Strahlformungselement angeordnet sein.
Darüber hinaus kann die Messeinheit eine Durchflusszelle umfassen. Die zu untersuchende Flüssigkeit kann durch die Durchflusszelle gespült oder in diese eingebracht werden. Vorteilhafterweise kann eine Oberfläche im Inneren der Durchflusszelle so ausgestaltet sein, dass sich die markierten Analyte an spezifischen Stellen der Oberfläche anlagern können. Dazu können auch unterschiedliche Bereiche der Oberfläche im Inneren der Durchflusszelle mit unterschiedlichen Fängermolekülen beschichtet sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit auf eine Konzentration mindestens eines in der Flüssigkeit gelösten und mit einem fluoreszierenden Stoff markierten Analyten zeichnet sich dadurch aus, dass der in der Flüssigkeit gelöste Analyt mit Licht aus mindestens zwei Anregungslichtpfaden bestrahlt wird. Das abgestrahlte Fluoreszenzlicht wird vorteilhafterweise zumindest teilweise detektiert. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich mit Hilfe der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführen. Grundsätzlich hat das erfindungsgemäße Verfahren dieselben Vorteile, wie die zuvor beschriebene erfindungsgemäße Messeinheit.
Insbesondere können mehrere, zum Beispiel unterschiedliche, in der Flüssigkeit gelöste Analyte mit Licht aus mindestens zwei Anregungslichtpfaden bestrahlt werden.
Zum Beispiel können die Wellenlänge und/oder die Intensität und/oder die Polarisationsrichtung und/oder die Einstrahlrichtung des Lichts des jeweiligen Anregungslichtpfades eingestellt werden. Vorteilhafterweise werden die genannten Parameter für jeden Anregungslichtpfad separat eingestellt. Insbesondere kann ein an einen ersten Analyten gebundener fluoreszierender Stoff mit Licht aus einem ersten Anregungslichtpfad bestrahlt werden. Gleichzeitig oder anschließend kann ein an einen zweiten Analyten gebundener fluoreszierender Stoff mit Licht aus einem zweiten Anregungslichtpfad bestrahlt werden. Auf diese Weise lassen sich mit Hilfe ein und derselben Vorrichtung und gegebenenfalls auch gleichzeitig eine Vielzahl von mit verschiedenen Fluoreszenzmarkern markierte Analyte untersuchen. Vorteilhafterweise können so viele Anregungslichtpfade wie zu untersuchende Analyte verwendet werden. Die unterschiedlichen Analyte können beispielsweise mit unterschiedlichen Markern versehen werden. Das von mindestens einem Anregungslichtpfad emittierte Licht kann vorteilhafterweise hinsichtlich seiner Eigenschaften auf jeweils einen Fluoreszenzmarker hin abgestimmt werden.
Das Licht, das aus den mindestens zwei Anregungslichtpfaden emittiert wird, kann insbesondere über einen Lichtwellenkoppler, zum Beispiel einen Faserkoppler oder einen Schmelzkoppler, zusammengeführt werden. Das von dem Lichtwellenkoppler emittierte Licht kann anschließend durch ein gemeinsames Strahlformungselement abgebildet werden. Als Strahlformungselement können beispielsweise ein Faserkollimator und/oder eine Powell-Linse und/oder ein diffraktives optisches Element und/oder eine Zylinderlinse und/oder eine Gradienten-Index-Linse (GRIN-Linse) verwendet werden.
Wie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Messeinheit beschrieben, kann vorteilhafterweise ein Lichtwellenkoppler mit mindestens zwei Ausgängen verwendet werden. Dabei kann über einen dieser Ausgänge die Intensität der einzelnen Lichtquellen beziehungsweise die Intensität des die einzelnen Anregungslichtpfade verlassenden Lichts nach Einstellung der Polarisationsrichtung und je nach spezifischer Wellenlänge der Lichtquelle festgestellt werden. Diese Größe kann später zur Normierung der Messsignale eingesetzt werden.
Vorteilhafterweise kann das von den mindestens zwei Anregungslichtpfaden emittierte Licht räumlich getrennt auf die zu untersuchende Flüssigkeit eingestrahlt werden. Hierbei kann insbesondere ein Prisma, ein Reflexionsgitter oder eine doppelbrechende Platte verwendet werden.
Grundsätzlich kann die zu untersuchende Flüssigkeit durch eine Durchflusszelle gespült werden oder in eine Durchflusszelle eingebracht werden. Die verwendete Durchflusszelle kann im Inneren eine Oberfläche umfassen, die so ausgeführt ist, dass sich die markierten Analyte an spezifischen Stellen der Oberfläche anlagern können. Dazu können auch unterschiedliche Bereiche der Oberfläche im Inneren der Durchflusszelle mit unterschiedlichen Fängermolekülen beschichtet werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Erweiterung der bisher bekannten monospektralen Fluoreszenzanregung für TIRF-Systeme beziehungsweise Durchflusszellensysteme auf eine mehrstrahlige Anregung, die monospektral mit unterschiedlichen Intensitäten oder auch multispektral sein kann. Besonderst vorteilhaft ist hierbei die Zusammenfassung mehrerer Lichtquellen in einer optischen Faser wobei zur Abbildung nur ein optisches Element benötigt wird und zur nachfolgenden räumlichen Strahlaufteilung ein weiteres optisches Element eingesetzt wird. Somit muss nicht für jede Lichtquelle ein abbildendes Element eingesetzt werden, wodurch der Aufbau und vor allen Dingen die Justage stark vereinfacht werden und Kosten gespart werden können. Durch die mehrstrahlige Anregung kann einerseits der Messbereich zur Konzentrationsbestimmung dieser Sensorsysteme vergrößert werden und andererseits kann die Vielfalt der eingesetzten Fluorophore erhöht werden.
Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei sind die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale sowohl einzeln als auch in einer beliebigen Kombination miteinander vorteilhaft.
1 zeigt schematisch den Aufbau und die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Messeinheit.
2 zeigt schematisch einen Chip und eine Durchflusszelle.
3 zeigt schematisch eine Anordnung zum Detektieren der erzeugten Fluoreszenzsignale.
4 zeigt schematisch eine weitere Anordnung zum Detektieren der erzeugten Fluoreszenzsignale.
5 zeigt schematisch eine Anordnungsvariante für eine Strahleinkopplung in eine Vielzahl von Chips.
6 zeigt schematisch eine weitere Anordnungsvariante für eine Strahleinkopplung in eine Vielzahl von Chips.
7 zeigt schematisch eine weitere mögliche Ausgestaltungsvariante für die Einkopplung für die Laserlinien zur Fluoreszenzanregung.
9 zeigt schematisch eine seitliche Ansicht einer Flusszelle.
10 zeigt schematisch eine seitliche Ansicht einer Flusszelle.
Die 1 zeigt schematisch den Aufbau und die Wirkungsweise einer erfindungsgemäßen Messeinheit. Die in der 1 gezeigte Messeinheit 1 umfasst eine Anzahl Lichtquellen 2. Jede dieser Lichtquellen 21, 22, usw. bildet einen Anregungslichtpfad. In der 1 sind beispielhaft drei Lichtquellen L-1 (Bezugsziffer 21), L-2 (Bezugsziffer 22) und L-n dargestellt, die eine beliebige Anzahl von Lichtquellen illustrieren sollen. Vorzugsweise ist jede der Lichtquellen mit einer integrierten Monitorvorrichtung zur Kontrolle und Steuerung der Ausgangsleistung und/oder zur Modulation des emittierten Lichtes ausgestattet.
Bei den Lichtquellen 2 kann es sich beispielsweise um Laserdioden oder virtuelle Lichtquellen handeln. Mehrere virtuelle Lichtquellen können zum Beispiel durch geeignete Faserkoppler aus einer einzigen Lichtquelle generiert werden. Das von den Lichtquellen 2 emittierte Licht wird in Lichtwellenleiter eingekoppelt. Die Lichtwellenleiter verfügen über Polarisierungssteller 3, die es ermöglichen den Polarisationszustand des Lichtes zu verändern, insbesondere um die Polarisationsebene des Lichts zu drehen. Die Polarisationssteller 3 sind in der 1 mit PS-1 (Bezugsziffer 31), PS-2 (Bezugsziffer 32) und PS-n gekennzeichnet. Der in der 1 gezeigte Aufbau ist prinzipiell auch mit freistrahloptischen Elementen realisierbar, wobei jedoch in der Regel ein höherer Aufwand bezüglich der Komplexität des freistrahloptischen Aufbaus in Kauf genommen werden muss.
Das Licht der einzelnen Lichtquellen 2 wird nach Durchlaufen der Polarisierungssteller 3 in polarisationserhaltenden Lichtwellenleitern 4 polarisationserhaltend über einen Lichtwellenkoppler 5 zusammengeführt. Bei dem Lichtwellenkoppler 5 kann es sich beispielsweise um einen Faserkoppler oder einen Schmelzkoppler handeln.
Der Lichtwellenkoppler 5 verfügt über mindestens zwei Ausgänge. Das über einen ersten Ausgang emittierte Licht ist in der 1 durch die Bezugsziffer 6 gekennzeichnet. Das über einen zweiten Ausgang emittierte Licht ist durch die Bezugsziffer 7 gekennzeichnet. Das über den zweiten Ausgang emittierte Licht 7 wird einer Vorrichtung zur Intensitätsreferenzmessung 8 zugeführt. Die Vorrichtung zur Intensitätsreferenzmessung 8 kann zum Beispiel eine Fotodiode umfassen. Mit Hilfe der Vorrichtung zur Intensitätsreferenzmessung 8 kann die Intensität des von den jeweiligen Lichtquellen emittierten Lichtes nach Einstellung der Polarisationsrichtung festgestellt werden. Diese Größe kann später zur Normierung der Messsignale eingesetzt werden. Die Intensitätsmessung kann vorteilhafter Weise mit Hilfe einer Fotodiode erfolgen. Bei Verwendung von Lichtquellen unterschiedlicher Wellenlänge können unterschiedliche geeignete spektrale Filter in z. B. einem Filterrad vor der Intensitätsmesseinrichtung angebracht sein um eine Wellenlängendiskriminierung zu erzielen, oder es können unterschiedliche Intensitätsmesseinrichtung parallel eingesetzt werden wobei jede einzelne Intensitätsmesseinrichtung mit jeweils einem geeigneten spektralen Filter ausgestattet ist.
Das über den ersten Ausgang von dem Lichtwellenkoppler 5 emittierte Licht wird einem Strahlformungselement 9 zugeführt. Mit Hilfe des Strahlformungselementes 9 werden die über den Lichtwellenkoppler 5 zusammengeführten Lichtwellen der einzelnen Lichtquellen, die sich beispielsweise in ihrer Wellenlänge und/oder in ihrer Intensität und/oder in ihrer Polarisationsrichtung unterscheiden, abgebildet. Bei dem Strahlformungselement 9 kann es sich beispielsweise um einen Faser-Kollimator mit Liniengenerator oder ein diffraktives Strahlformungselement oder eine Powell-Linse oder eine Zylinderlinse oder eine GRIN-Linse handeln. Beispielsweise kann mit Hilfe eines Faser-Kollimators ein runder Strahlquerschnitt erzeugt werden. Dieser so erzeugte Strahl kann auch durch die Verwendung weiterer optischer Elemente in eine Laserlinie abgebildet werden. Hierzu eignen sich zum Beispiel eine in Strahlrichtung nach dem Faser-Kollimator angebrachte Powell-Linse, ein diffraktives optisches Element oder eine Zylinderlinse. Ein solches weiteres optisches Element ist in der 1 mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnet.
Über ein optisches Element 11, beispielsweise ein Prisma, ein Reflexionsgitter oder eine doppelbrechende Platte, kann nun eine räumliche Aufteilung der Lichtpfade erfolgen. Dabei können entweder über ein wellenlängendispersive Elemente die unterschiedlichen Wellenlängen der Lichtquellen ausgenutzt werden um eine räumliche Trennung zu erreichen oder es können die unterschiedlichen Polarisationszustände der Lichtquellen ausgenutzt werden um eine räumliche Trennung zu erreichen, zum Beispiel durch eine geeignete doppelbrechende Platte.
Das auf das optische Element 11 zur räumlichen Aufteilung der Lichtpfade auftreffende Licht ist mit der Bezugsziffer 13 gekennzeichnet. Das das optische Element 11 verlassende Licht ist mit der Bezugsziffer 14 gekennzeichnet. Nach der räumlichen Aufteilung der Lichtpfade wird das so aufgeteilte Licht 14 der zu untersuchenden Flüssigkeit zugeführt. Dabei kann sich die zu untersuchende Flüssigkeit beispielsweise in einer Durchflusszelle befinden oder durch eine Durchflusszelle hindurch geleitet werden. Das Licht 14 wird zur Untersuchung der Flüssigkeit in die Stirnseite 20 eines TIRF-Chips 12 eingekoppelt.
Durch das optische Element zur räumlichen Aufteilung der Lichtpfade 11 wird der Laserstrahl beispielsweise in zwei Teilstrahlen aufgeteilt, so dass die Laserstrahlen unter einem Versatz in die Stirnseite 20 des TIRF-Chips 12 eingekoppelt werden können. Dadurch ergibt sich an der Chipoberfläche 25 ein Muster (Spotmuster) 18 von sich abwechselnden unterschiedlichen Laserlinien oder Laserpunkten mit wechselnden Wellenlängen. In der 1 kennzeichnet der Buchstabe b beispielsweise eine blaue Laserlinie und der Buchstabe r eine rote Laserlinie.
Die 2 zeigt schematisch einen Chip 12, beispielsweise einen TIRF-Chip, einer erfindungsgemäßen Messeinheit mit einer an dem Chip 12 angeordneten Durchflusszelle 15. Der Chip 12 umfasst eine Stirnseite 20, in welche Licht mit verschiedenen Wellenlängen eingekoppelt wird. Dabei umfasst das Licht räumlich getrennte Teilstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen. Der Chip umfasst weiterhin eine Oberfläche 25. An der Oberfläche 25 ist die Durchflusszelle 15 angeordnet.
Die Durchflusszelle 15 umfasst einen Fluidzufluss 16 und einen Fluidabfluss 17. Mit Hilfe des Fluidzuflusses 16 kann ein Fluid in die Durchflusszelle 15 eingelassen werden. Mit Hilfe des Fluidabflusses 17 kann das Fluid die Durchflusszelle 15 wieder verlassen. Die Strömungsrichtung des Fluids ist durch Pfeile 26 und 27 gekennzeichnet.
In der 2 wird beispielsweise durch das optische Element 11 zur räumlichen Aufteilung der Lichtpfade der Laserstrahl in zwei Teilstrahlen aufgeteilt (siehe 1), so dass die Laserstrahlen 23 (rotes Laserlicht) und 24 (blaues Laserlicht) unter einem Versatz in die Stirnseite 20 des Chips 12 eingekoppelt werden können. Dadurch ergibt sich an der Chipoberfläche 25 zur Durchflusszelle 15 hin ein Muster von sich abwechselnden unterschiedlichen Laserlinien oder Laserpunkten mit wechselnden Wellenlängen. Entsprechend der an dem jeweiligen Laserpunkt (Spot) evaneszent ausgekoppelten Wellenlänge wird ein Fluorophor mit geeignetem Absorptionsspektrum zur Analytdetektion eingesetzt. Hierzu sind die Bereiche der unterschiedlichen Spots mit geeigneten Fängermolekülen beschichtet, welche gegebenenfalls über geeignete Vermittlungsschichten oder ein System von Vermittlungsschichten an der Chipoberfläche lokalisiert gebunden werden.
Der Bereich, in welchem evaneszente Wellen in den mit Flüssigkeit gefüllten Bereich der Durchflusszelle 15 eindringen, ist mit der Bezugsziffer 19 gekennzeichnet.
Die Flüssigkeit mit den zu detektierenden Analyten wird mit fluoreszenzmarkierten zum Beispiel Antikörpern oder Aptameren gemischt und danach über geeignete fluidische Zuführungen 16 in die Flusszelle 15 gebracht. Die Antikörper oder Aptamere binden an die Fängermoleküle auf der Chipoberfläche wodurch eine selektive Fluoreszenzanregung möglich ist. Aus der Fluoreszenzintensität kann die Analytkonzentration für verschiedene spot-spezifische Stoffe bestimmt werden, indem die mit Hilfe der Vorrichtung zur Intensitätsmessung 8 (siehe 1) gemessene Laserleistung als Referenzgröße berücksichtigt wird. Bei zeitlich konstanter und bekannter Laserleistung kann auf diese Referenzmessung verzichtet werden, wobei dies aber hohe Anforderungen an die Stabilität und Temperaturabhängigkeit der Lichtquellen stellt.
Die 3 und 4 zeigen schematisch Anordnungen zum Detektieren der erzeugten Fluoreszenzsignale. In der 3 sind die Spots des roten Laserlichts r und des blauen Laserlichts b räumlich getrennt ausgebildet. Mit Hilfe einer geeigneten Optik 29, beispielsweise einer Sammellinse oder eines Kameraobjektivs, werden die beiden unterschiedlichen Spots, respektive ihr fluoreszierendes Licht, welches zur Vereinfachung ebenfalls mit r und b gekennzeichnet ist, auf zwei unterschiedliche Bereiche einer CCD-Zeile 30 abgebildet. Dabei kann zusätzlich ein Filterrad 28 eingesetzt werden, um die jeweilige störende Streustrahlung der Anregungslichtquelle zu unterdrücken. Hierbei wird pro verwendete Wellenlänge ein spezieller Filter eingesetzt und die Detektion erfolgt zeitlich seriell.
Bei geringem räumlichen Versatz der unterschiedlichen Anregungsspots oder für die zeitgleiche Messung unterschiedlicher Fluoreszenzswellenlängen kann zum Beispiel durch den in der 4 dargestellten dielektrischen Strahlteiler 33 die Fluoreszenzstrahlung spektral getrennt jeweils einer Detektionseinheit 34, 35, zum Beispiel einer Photodiode oder Kamera, zugeführt werden.
Die 5 und 6 zeigen schematisch weitere mögliche Anordnungsvarianten für eine Strahleinkopplung in eine Vielzahl von Chips. Es kann beispielsweise ein erster Chip als Referenzchip 42 zu Referenz- oder Kontrollmessungen eingesetzt werden. Ein zweiter Chip kann als Messchip 52 zur eigentlichen Messung der Analytkonzentration eingesetzt werden.
Die in den 5 und 6 von oben kommende Laserstrahlung 36 besteht aus Teilstrahlen, die durch einen geeignetes optisches Element, beispielsweise ein Prisma, ein Gitter oder eine doppelbrechende Platte, erzeugt wurden. Durch einen Strahlteiler 37 erfolgt eine weitere räumliche Aufteilung des Strahlenbündels 36. Bei dem Strahlenteiler 37 kann es sich zum Beispiel um ein Prisma, um einen Strahlteilerwürfel oder um einen dielektrischen Strahlteiler handeln. Nach der räumlichen Aufteilung des Strahlenbündels 36 wird dieses über geeignete Umlenkelemente 48, 58 in die Chips 42, 52 eingekoppelt.
In der 5 wird die Laserstrahlung 36 auf ein Prisma, ein Pentaprisma oder einen Strahlteilerwürfel 37 geleitet. Dabei wird die Laserstrahlung 36 in zwei Teilstrahlen 46 und 56 aufgeteilt. Der erste Teilstrahl 46 wird über ein Umlenkelement 48 zu einem Referenzchip 42 mit einer angekoppelten Referenz-Durchflusszelle 45 weitergeleitet. Das das Umlenkelement 48 verlassende Strahlenbündel ist mit der Bezugsziffer 47 gekennzeichnet. Das zweite in dem Strahlteiler 37 erzeugte Strahlenbündel 56 wird über ein zweites optisches Umlenkelement 58 zu dem Messchip 42 mit angekoppelter Mess-Durchflusszelle 55 geleitet. Dass das Umlenkelement 58 verlassende Strahlenbündel ist mit der Bezugsziffer 57 gekennzeichnet.
In der 6 wird der Laserstrahl 36 mit Hilfe eines halbdurchlässigen Spiegels, eines Polarisators oder eines Strahl teilerwürfels 38 in zwei Teilstrahlen 46 und 57 aufgeteilt. Der erste Teilstrahl 57 wird unmittelbar zu einem Messchip 52 mit angekoppelter Durchfluss-Messzelle 55 geleitet. Der zweite Teilstrahl 46 wird über ein Umlenkelement 48 zu einem Referenzchip 42 mit angekoppelter Durchfluss-Messzelle 45 geleitet. Das das Umlenkelement 48 verlassende Strahlenbündel ist mit der Bezugsziffer 47 gekennzeichnet.
7 zeigt schematisch eine weitere mögliche Ausgestaltungsvariante für die Einkopplung für die Laserlinien zur Fluoreszenzanregung. Dabei handelt es sich um einen Aufbau zur direkten Einkopplung der Strahlung 61, 62 in die Flusszelle 65 ohne den Umweg über die Stirnfläche des Chips, wie in der 2 gezeigt. Ein Vorteil der in der 7 gezeigten Ausgestaltungsvariante liegt darin, dass die Spots beziehungsweise die Marker direkt mit dem Laserlicht angeregt werden können und kein evaneszentes Feld zum Einsatz kommt.
Durch eine geeignete Wahl der Einkopplungsgeometrie kann die Beleuchtung so erfolgen, dass das Anregungslicht in dem verwendeten Chip, bei dem es sich in der vorliegenden Ausgestaltungsvariante um eine Glasplatte 63 oder einen einfachen Chip ohne angefaste beziehungsweise abgeschrägte Kante handelt, eine total Reflexion 67 erfährt und so vom Detektionskanal weggeführt wird. Hierdurch erfolgt eine effektive Diskriminierung zwischen Anregungslicht und Fluoreszenzkanal. Durch eine Laserlinieneinkopplung können dabei mehrere Spots, die in Reihen nebeneinander liegen, gleichmäßig mit Laserlicht beleuchtet werden. Die Laserlinie erstreckt sich bei dem in der 7 gezeigten Beispiel senkrecht in die Zeichenebene.
In der 7 ist die Flusszelle 65 mit Hilfe von Dichtringen 64 unmittelbar an die verwendete Glasplatte 63 beziehungsweise den verwendeten einfachen Chip 63 angekoppelt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hat die Flusszelle 65 die Form eines Prismas. Laserlicht aus zwei verschiedenen Anregungslichtpfaden, nämlich ein erster Laserstrahl 61 mit einer ersten Wellenlänge λ₁ (zum Beispiel blaues Laserlicht) und ein zweiter Laserstrahl 62 mit einer Wellenlänge λ₂ (zum Beispiel rotes Laserlicht) wird unmittelbar durch die Flusszelle 65 hindurch gestrahlt. Innerhalb der Flusszelle 65 findet an der Grenzfläche zur Glasplatte 63 die Fluoreszenzanregung der Marker stand. Dies ist mit der Bezugsziffer 66 gekennzeichnet. Nachdem die Laserstrahlen 61, 62 die Flusszelle 65 passiert haben durchlaufen sie die Glasplatte 63 und werden dort totalreflektiert (siehe Bezugsziffer 67).
Die 8 zeigt schematisch eine Erweiterung der Vorrichtung zur Detektion der Fluoreszenzstrahlung. Wie im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschrieben wurde, werden beispielhaft zwei Laserstrahlen 23 und 24 über die Stirnseite 20 eines Chips 12 in diesem eingekoppelt. Über ein evaneszentes Feld 19 kommt es in der Durchflusszelle 15 zu einer Fluoreszenzanregung. Das Fluoreszenzsignal wird mit Hilfe einer Detektionseinheit 70 gemessen und ausgewertet.
In Abwandlung des in der 3 dargestellten Filterrades 28 kann auch eine mehrkanalige Detektion mit einzelnen Fotodioden oder anderen Detektoren erfolgen. Der Vorteil besteht hierbei darin, dass zeitgleich unterschiedliche Fluoreszenzwellenlängen (λ₁, λ₂) detektiert werden können, ohne auf die Verstellung des Filterrades warten zu müssen. In der in der 7 dargestellten Ausgestaltungsvariante wird die spektrale Information der Spots über an den Chip 12 angekoppelte Fasern oder Lichtwellenleiter 71 ausgelesen. Das Fluoreszenzlicht der Spots wird dabei in Fasern oder Lichtwellenleiter 71 eingekoppelt, die sich auf der der Durchflusszelle 15 gegenüberliegenden Seite 39, also in der 8 an der Unterseite, des Chips 12 befinden.
Es erfolgt eine wellenlängenabhängige Zusammenfassung der Einzelfasern zu Bündeln. Das Fluoreszenzsignal, das aus einem Faserbündel austritt, wird jeweils auf eine Linse 72 geführt, um dann in einem parallelen Strahl durch einen Filter 73 geführt zu werden.
In der 7 ist ein erster Laserstrahl 23 mit einer Wellenlänge λ₂ und einer Intensität I₂ und ein zweiter Laserstrahl 24 mit einer Wellenlänge λ₁ und einer Intensität I₁ zur Einstrahlung in den Chip 12 verwendet worden. Dabei unterscheiden sich die räumlich versetzt abgebildeten Laserstrahlen 23 und 24 hinsichtlich ihrer Wellenlänge λ und/oder ihrer Intensität I. Mit Hilfe des Chips 12 werden bestimmte Bereiche auf der an die Oberfläche 25 des Chips 12 angrenzenden inneren Oberfläche der Flusszelle 15, beispielsweise die Positionen 76 und 77, jeweils mit Laserlicht einer bestimmten Wellenlänge und einer bestimmten Intensität über das entstehende Evaneszenzfeld 19 mit zur Fluoreszenz anregender Strahlung versorgt.
Das Fluoreszenzlicht, welches beispielsweise von dem Spot 76a emittiert wird, wird mit Hilfe der Faser 71a ausgelesen. Anschließend wird das Fluoreszenzlicht beispielsweise über eine Kollimatorlinse 72, einen entsprechenden Filter 73a und eine weitere Kollimatorlinse 72 zu einer Fotodiode 74 geleitet. Mit Hilfe der Fotodiode 74 und entsprechenden weiteren Detektions- und Auswertungsvorrichtungen, beispielsweise entsprechenden Signalverstärkern, wird das Fluoreszenzsignal anschließend ausgewertet.
In der 8 werden sämtliche Fasern 71a, die dieselbe Fluoreszenzwellenlänge auslesen über einen gemeinsamen Filter 73a der Detektionsvorrichtung 74, 75 zugeführt. Entsprechend wird von einem anderen Spot 77a, der Fluoreszenzlicht einer anderen Wellenlänge emittiert, mit Hilfe von separaten Fasern beziehungsweise Lichtwellenleitern 71b ausgelesen und über einen entsprechenden anderen Filter 73b einer Detektionsvorrichtung zugeführt. Das heißt, je nach Fluoreszenzwellenlänge beziehungsweise Faserbündel wird ein geeigneter Filter zur Diskriminierung des Anregungslichts gegenüber dem Fluoreszenzlicht eingesetzt. Anschließend wird das Fluoreszenzlicht über eine weitere Linse 72 auf ein Detektorelement 74, zum Beispiel eine Fotodiode, abgebildet. Somit können gleichzeitig Fluoreszenzsignale mit unterschiedlichen Wellenlängen detektiert werden.
Eine Variation dieses Aufbaus besteht darin anstelle von zwei Strahlen mit unterschiedlichen Anregungswellenlängen (bei unterschiedlichen Anregungsintensitäten) zwei Strahlen mit gleicher Wellenlänge aber unterschiedlicher Intensität einzusetzen. Damit kann der Dynamikbereich der Fluoreszenzintensitätsmessung erweitert werden und somit auch der Messbereich der Analytkonzentration erweitert werden.
Die 9 und 10 zeigen eine seitliche Ansicht einer Flusszelle, also eine Ansicht senkrecht zu der in den 2 und 8 gezeigten Ansicht. Die Anregung der Spots 76 und 77 erfolgt mit unterschiedlichen, im vorliegenden Beispiel zwei Laserwellenlängen 23 (λ₂) und 24 (λ₁), die räumlich versetzt zueinander angeordnet sind. Dabei sind in dieser Variante mehrere Messmethoden vorstellbar. In einer ersten Variante können sich die Intensitäten der beiden Laserstrahlen 23 und 24 unterscheiden, während die Wellenlängen gleich sind (I₁ ≠ I₂ und λ₁ = λ₂). Eine zweite Variante besteht darin, dass die beiden Laserstrahlen 23 und 24 dieselbe Intensität aufweisen, sich aber in ihrer Wellenlänge unterscheiden (I₁ = I₂ und λ₁ ≠ λ₂). Eine dritte Variante besteht darin, dass sich die beiden Laserstrahlen sowohl in ihrer Intensität als auch in ihrer Wellenlänge unterscheiden (I₁ ≠ I₂ und λ₁ ≠ λ₂).
Die unterschiedlichen Spots 76 und 77 sind entlang einer Linie senkrecht zur Zeichenebene angeordnet und können mit einer Laserlinie zur Fluoreszenz angeregt werden. Zwei Laserlinien (in der 9 senkrecht zur Zeichenebene) unterschiedlicher Wellenlänge oder unterschiedlicher Intensität können so unterschiedliche Fluorophore auf den Spotreihen 78 und 79 anregen. Eine vorteilhafte Ausgestaltung liegt hierbei darin, dass möglichst wenige Totalreflexionen benötigt werden, um über das evaneszente Feld die Fluorophore anzuregen und dass hierbei mehrere Spots nebeneinander auf einer evaneszenten Laserlinie liegen. Hierdurch ist es möglich als Chipmaterial auch solche kostengünstigen Materialien einzusetzen, die eine relativ hohe Dämpfung für die Lichtleitung besitzen und daher nur eingeschränkt oder gar nicht für einen Aufbau, wie in der 8 dargestellt, eingesetzt werden können. Durch eine hohe Dämpfung würde das Evaneszenzfeld von Spot zu Spot zu stark abnehmen. Zum Beispiel ist es in der vorliegend gezeigten Variante auch möglich Kunststoffe als kostengünstiges Chipmaterial einzusetzen.
In der 10 ist eine weitere Ausführungsvariante der optischen Einkopplung dargestellt. Hierbei wird einer der Laserstrahlen, in der 10 der zweite Laserstrahl 24, mit Hilfe eines geeigneten Umlenkelements 80, zum Beispiel mit Hilfe eines teildurchlässigen Umlenkelements, aus einer ursprünglich anderen Richtung auf die Einkoppelkante 20 des TIRF-Chips 12 gelenkt. Im Übrigen wird auf die Beschreibung im Zusammenhang mit der 9 verwiesen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005026839 [0005, 0006]
DE 0138072 [0005]
DE 10138072 [0007]
DE 102007021544 A1 [0008]

Claims

Messeinheit (1) zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit zur Bestimmung einer Konzentration mindestens eines in der Flüssigkeit gelösten und mit einem fluoreszierenden Stoff markierten Analyten, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (1) mindestens zwei Anregungslichtpfade (2) umfasst.
Messeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (1) mindestens eine Vorrichtung zum Einstellen der Wellenlänge und/oder der Intensität und/oder der Polarisationsrichtung (3) und/oder der Einstrahlrichtung (10, 11) des Lichts des jeweiligen Anregungslichtpfades (2) umfasst.
Messeinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (1) mindestens einen Detektor (30, 34, 35, 70) zum zeitlich seriellen und/oder parallelen Detektieren der unterschiedlichen Fluoreszenzsignale umfasst.
Messeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (1) mindestens einen Lichtwellenleiter (4) zur Weiterleitung des von den mindestens zwei Anregungslichtpfaden (2) emittierten Lichtes umfasst.
Messeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die Messeinheit (1) mindestens einen Lichtwellenkoppler (5) zum Zusammenführen des von den mindestens zwei Anregungslichtpfaden (2) emittierten Lichtes umfasst.
Messeinheit (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenkoppler (5) mindestens zwei Ausgänge umfasst.
Messeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (1) mindestens ein Strahlformungselement (10) umfasst.
Messeinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Strahlformungselement (10) einen Faser-Kollimator und/oder eine Powell-Linse und/oder ein diffraktives optisches Element und/oder eine Zylinderlinse und/oder eine Gradienten-Index-Linse umfasst.
Messeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (1) mindestens ein weiteres optisches Element (11) zur räumlichen Trennung des Lichtes der Anregungslichtpfade umfasst.
Verfahren zur optischen Untersuchung einer Flüssigkeit zur Bestimmung einer Konzentration mindestens eines in der Flüssigkeit gelösten und mit einem fluoreszierenden Stoff markierten Analyten, dadurch gekennzeichnet, dass der Analyt mit Licht aus mindestens zwei Anregungslichtpfaden (2) bestrahlt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenlänge und/oder die Intensität und/oder die Polarisationsrichtung und/oder die Einstrahlrichtung des Lichts des jeweiligen Anregungslichtpfades (2) eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einen ersten Analyten gebundener fluoreszierender Stoff mit Licht aus einem ersten Anregungslichtpfad (21, 23) bestrahlt wird und ein an einen zweiten Analyten gebundener fluoreszierender Stoff mit Licht aus einem zweiten Anregungslichtpfad (22, 24) bestrahlt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht, das aus den mindestens zwei Anregungslichtpfaden (2) emittiert wird, über einen Lichtwellenkoppler (5) zusammengeführt wird und anschließend durch ein gemeinsames Strahlformungselement (10, 11) abgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtwellenkoppler (5) mit mindestens zwei Ausgängen verwendet und über einen dieser Ausgänge die Intensität des von den einzelnen Lichtpfaden (2) emittierten Lichtes nach Einstellung der Polarisationsrichtung und je nach spezifischer Wellenlänge der Lichtquelle festgestellt wird und diese Größe zur Normierung der Messsignale eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das von den mindestens zwei Anregungslichtpfaden (2) emittierte Licht räumlich getrennt auf die zu untersuchende Flüssigkeit eingestrahlt wird.