DE112009003827T5

DE112009003827T5 - Fotometer und damit ausgestattetes analysesystem

Info

Publication number: DE112009003827T5
Application number: DE112009003827T
Authority: DE
Inventors: Kunio Harada; Sakuichiro Adachi; Isao Yamazaki
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2008-12-24
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2012-06-06
Also published as: CN102265140B; US8675187B2; US20110255090A1; WO2010073604A1; JP5780761B2; CN102265140A; JP6051264B2; JPWO2010073604A1; JP2015143720A

Abstract

In einem Analysesystem zum Erfassen von Mengen von in Proben enthaltenen Komponenten können durch die Verwendung kompakter, kostengünstiger Fotometer viele Proben gleichzeitig im Gesamtsystem gemessen werden. Eine LED mit geringer Wärmeerzeugung und langer Betriebsdauer dient als Lichtquelle. Die Kompaktheit wird durch eine gebeugte optische Achse anstelle einer geraden erzielt. Komponenten zum Beugen einer optischen Achse und Komponenten zum Konzentrieren von Licht zur Sicherstellung einer Lichtmenge sind im allgemeinen Gebrauch zur Reduzierung der Anzahl von Komponenten. Kompaktheit, Verringerung der Komponentenzahl und Integration erzielen eine einfache Ausrichtung der optischen Achse und eine präzise Messung.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsanalysesystem zur Erfassung der Mengen von Komponenten, die in einer Probe enthalten sind, sowie eine Technik zur Herstellung eines Fotometers, das ein Hauptbestandteil des Systems, kompakt und kostengünstig ist und das gesamte Flüssigkeitsanalysesystem kostengünstig macht.
Hintergrund der Erfindung
Als Analysevorrichtung zur Erfassung der Mengen von in einer Probe enthaltenen Komponenten wird in weitem Umfang ein Spektrometer eingesetzt, in dem eine Probenlösung in einem Reaktionsgefäß mit weißem Licht von z. B. einer Halogenlampe beleuchtet wird, wobei das Licht, das durch die Probenlösung hindurchgeht, durch ein Beugungsgitter gestreut wird, um eine geforderte Wellenlängenkomponente zu erhalten, und sein optischer Absorptionsgrad wird bestimmt, um die Menge einer Zielkomponente zu messen. Alternativ kann weißes Licht durch ein Beugungsgitter gestreut werden und dann kann eine Probenlösung mit dem Licht beleuchtet werden. Als ein Beispiel offenbart die Patentliteratur 1 eine automatische Analysevorrichtung
Die Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2 offenbaren Analysevorrichtungen als Beispiele, bei denen eine Linse und ein Spiegel eingesetzt werden, um Licht aus einer Lichtquelle von beispielsweise einer Halogenlampe zu konzentrieren und eine Probe mit dem Licht präzise zu beleuchten.
Als Analysevorrichtung, die eine LED anstelle der Halogenlampe als Lichtquelle verwendet, offenbart die Patentliteratur 4 ein Analyseinstrument und die Patentliteratur 5 offenbart eine Analysevorrichtung.
Die Patentliteratur 6 offenbart eine Analysevorrichtung als ein Beispiel, bei dem eine LED als Lichtquelle verwendet und eine Linse zum Konzentrieren von Licht der LED und zum Beleuchten einer Probe mit großen Lichtmengen benutzt wird.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Patent Nr. 3748321
Patentliteratur 2: Japanische Patentoffenlegungsschrift ( JP-A) Nr. 2007-225339
Patentliteratur 3: Japanische Patentoffenlegungsschrift ( JP-A) Nr. 2007-218883
Patentliteratur 4: Patent Nr. 3964291
Patentliteratur 5: Japanische Patentoffenlegungsschrift ( JP-A) Nr. 2007-198935
Patentliteratur 6: Japanische Patentoffenlegungsschrift ( JP-A) Nr. 2007-225339

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
In dem eine Halogenlampe verwendenden Beispiel des vorstehend genannten Standes der Technik besteht das Problem, dass aufgrund der Wärmeerzeugung der Halogenlampe ein Kühlen erforderlich ist und eine präzise Temperatursteuerung unter Verwendung von beispielsweise Kühlwasser benötigt wird, um eine stabile Lichtmenge zu erhalten. Es besteht auch das Problem, dass ein Austausch der Halogenlampe notwendig ist, da die Lampe eine kurze Betriebsdauer hat, und dann der Austausch für den Benutzer der Vorrichtung lästig ist, und dass somit die Ausgestaltung unter der Annahme des Lampenaustauschs beim Entwurf der Vorrichtung berücksichtigt werden muss, was die Flexibilität des Vorrichtungsentwurfs verringert.
In einem optischen System, in dem eine Halogenlampe verwendet wird, besteht auch das Problem, dass es schwierig ist, eine optische Achse auszurichten, da viele Komponenten eingesetzt werden, wie etwa ein Beugungsgitter, das zum Streuen von weißem Licht von einer Halogenlampe verwendet wird, und eine Linse und ein Spiegel, die zum Konzentrieren von Licht von einer Lichtquelle und zum präzisen Beleuchten einer Probe mit dem Licht dienen, verwendet werden.
Das Analyseinstrument der Patentliteratur 4 und die Analysevorrichtung der Patentliteratur 5 verwenden jeweils eine LED als Lichtquelle und haben einen einfachen Aufbau, der nur eine LED und eine Detektor verwendet, aber es besteht das Problem, dass die Lichtmenge zum Beleuchten einer Probe klein ist, da eine Linse, ein Spiegel usw. zum Konzentrieren von Licht nicht aktiv verwendet werden und eine präzise Analyse in Abhängigkeit vom Zweck der Analyse schwierig ist.
In der Analysevorrichtung der Patentliteratur 6, die das vorstehend genannte Beispiel ist, bei dem eine LED als Lichtquelle und eine Linse zur Sicherstellung einer Lichtmenge durch Lichtkonzentration verwendet werden, sind mehrere Fotometereinheiten auf einem Arbeitstisch dicht vorgesehen. Daher besteht das Problem, dass eine Montageausrichtung schwierig ist, und es liegt das Problem vor, dass es schwierig ist, in dem Fall, in dem eine oder mehrere der mehreren Fotometrieeinheiten zum Ändern einer Wellenlänge und zur Wartung ausgetauscht werden müssen, zu reagieren. Da außerdem die optische Achse auf einer Geraden liegt, ist der eingenommene Bereich des Reaktionstisches in radialer Richtung groß.
Zur Herstellung eines LED-Fotometers sind zumindest eine Lichtquelle, eine Kondensorlinse, ein Schlitz und ein Fotodetektor, die in 1 gezeigt sind, erforderlich. (Ein Reaktionsgefäß und eine Probe sind in dem Fotometer nicht beinhaltet.) Ein Aufbau, der nur eine Lichtquelle und einen Fotodetektor verwendet, ist möglich. Zur präzisen Analyse sind konzentrierende Komponenten (eine Linse und ein Spiegel) zur Sicherstellung einer Lichtmenge unerlässlich. Um die Querschnittsform eines Lichtstrahls zu begrenzen und die durch eine Probe hindurchgehende Lichtmenge konstant zu machen oder Streulicht daran zu hindern, in einen Detektor einzutreten, ist ein Schlitz ebenfalls unerlässlich. Um in einer automatischen Biochemie-Analysevorrichtung zur präzisen Analyse unter Verwendung eines Fotometers die Probentemperatur in einem Reaktionsgefäß konstant zu halten, wird das Reaktionsgefäß in Wasser von konstanter Temperatur bzw. Konstanttemperaturwasser, das in einem thermostatischen Bad bzw. Temperaturbad zirkuliert, getaucht. Zum Testen vieler Proben in kurzer Zeit sind mehrere Reaktionsgefäße in Umfangsrichtung angeordnet, um eine integrierte Reaktionsgefäßscheibe zu bilden. Der Test durch einen Fotometerabschnitt wird durchgeführt, während die Reaktionsgefäßscheibe in einem ringförmigen Temperaturbad zirkuliert, das mit der Reaktionsgefäßscheibe konzentrisch ist. 2 zeigt nur eine Seite senkrechter Querschnitte eines ringförmigen Temperaturbads in einem Beispiel, in dem das LED-Fotometer des obigen minimalen Aufbaus an dem Temperaturbad angeordnet ist. Das Temperaturbad benötigt ein Fenster, das aus einem transparenten Element ausgebildet ist, um das Messlicht hindurchzuführen, ohne dass Konstanttemperaturwasser austritt.
Wenn das LED-Fotometer des minimalen Aufbaus an dem Temperaturbad angeordnet wird, werden die Lichtquelle und Kondensorlinse außerhalb des ringförmigen Temperaturbads angeordnet und der Fotodetektor wird innerhalb des Temperaturbads angeordnet, wie in 2 gezeigt. Das Positionsverhältnis der Lichtquelle und des Fotodetektors relativ zu dem Temperaturbad kann umgekehrt sein. Da es gewünscht ist, dass sich der Schlitz so nahe wie möglich an dem Reaktionsgefäß befindet, wird der Schlitz innerhalb des Temperaturbads angeordnet.
Um die Komponenten in ihren eingestellten Positionen zu halten und die Ausrichtung der optischen Achse und die Montage zu erleichtern, ist es gewünscht, dass die Komponenten des Fotometers einstückig an einem Halter/einer Aufnahme montiert werden, der bzw. die an dem Temperaturbad angebracht ist, wie in 3 gezeigt.
Um jedoch den Halter/die Aufnahme an dem Temperaturbad anzubringen, besteht das Problem, dass es notwendig ist, das Temperaturbad groß auszumeißeln, und somit wird eine Abdichtung, um ein Austreten des Konstanttemperaturwassers usw. zu verhindern, kompliziert.
4 zeigt einen Zustand, in dem die Komponenten mit Ausnahme des Schlitzes integriert und an dem Temperaturbad angebracht sind. In einem solchen Zustand ist es nicht notwendig, das Temperaturbad auszumeißeln.
Es kann ein Fenster vorgesehen sein, das aus einem transparenten Element ausgebildet ist, um Messlicht hindurchzulassen, ohne dass Konstanttemperaturwasser austritt. Da jedoch die Ausrichtung der optischen Achse in Kombination mit dem Schlitz durchgeführt werden muss, wird die Ausrichtung der optischen Achse nach dem Anbringen der integrierten Komponenten an dem Temperaturbad notwendig. Es ist möglich, eine optische Achse durch mechanische Präzision der Komponenten auszurichten. Verglichen mit dem Fall, wenn nur das Halteelement der 3 und die daran angebrachten Komponenten durch mechanische Präzision eingestellt werden, müssen der Schlitz und die integrierten Komponenten mit Ausnahme des Schlitzes in dem Beispiel der 4 jeweils präzise an dem Temperaturbad angebracht werden. Daher besteht das Problem, dass das Temperaturbad, das gewöhnlich einen Durchmesser von 300 mm oder mehr hat, hohe Präzision erfordert.
Eine der Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, zur Verkleinerung der Vorrichtung und zur Verbesserung der Flexibilität des Vorrichtungsentwurfs beizutragen. Wenn eine Halbleiterlichtquelle, wie etwa eine Licht emittierende Diode und ein Halbleiterlaser als Lichtquelle verwendet werden, wird ein Fotometeraufbau, der für eine Halbleiterlichtquelle geeignet ist, bei einer Analysevorrichtung angewendet. Dementsprechend kann die Verkleinerung der Vorrichtung weiter erleichtert und die Entwurfsflexibilität der Vorrichtung verbessert werden.
Problemlösung
Um die Probleme anzugehen, ist ein Fotometer dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes beinhaltet: eine Lichtquelle; einen ersten Halter, der Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird, überträgt und hindurchführt; einen Detektor zum Erfassen von Licht, das durch ein Reaktionsgefäß hindurchgeht, das eine Messprobe enthält; einen mit dem Detektor vorgesehenen zweiten Halter, wobei der erste Halter und der zweite Halter so angeordnet sind, dass das die Messprobe enthaltende Reaktionsgefäß zwischen sie eingefügt werden kann; einen an dem ersten Halter vorgesehenen ersten Reflexionsabschnitt, der von der Lichtquelle emittiertes Licht reflektiert und das Licht durch des Reaktionsgefäß führt; und einen Konzentrierungsabschnitt zum Konzentrieren des aus der Lichtquelle emittierten Lichts und zum Hindurchführen des Lichts durch das Reaktionsgefäß.
Ein Analysesystem ist dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes beinhaltet: ein Reaktionsgefäß, zum Enthalten einer Messprobe; ein Temperaturbad, das ein Fluid von konstanter Temperatur enthält, welches das Reaktionsgefäß darin eintaucht und hält; und ein Fotometer an dem unteren Abschnitt des Temperaturbads zum Beleuchten des Reaktionsgefäßes mit Licht. Das Fotometer beinhaltet: eine Lichtquelle; einen ersten Halter, der Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird, überträgt oder hindurchführt; einen Detektor zum Erfassen von Licht, das durch ein Reaktionsgefäß hindurchgeht, welches eine Messprobe enthält; einen mit dem Detektor vorgesehenen zweiten Halter; und einen an dem ersten Halter vorgesehenen Reflexionsabschnitt, der von der Lichtquelle emittiertes Licht reflektiert und das Licht durch das Reaktionsgefäß führt, wobei der erste Halter und der zweite Halter so angeordnet sind, dass das eine Messprobe enthaltende Reaktionsgefäß zwischen sie eingefügt wird.
Im Reflexionsabschnitt können ein Flachspiegel, ein Parabolspiegel, ein elliptischer Spiegel usw. verwendet werden, die in Abhängigkeit von jedem Merkmal angeordnet sein können.
Eine Licht emittierende Diode und eine Halbleiterdiode, die weniger Wärme erzeugen und eine lange Betriebsdauer haben, werden als Lichtquelle verwendet. Eine optische Achse befindet sich nicht auf einer Geraden, sondern ist zur Verkleinerung gebeugt. Eine Komponente zum Beugen der optischen Achse und eine Komponente zum Konzentrieren von Licht, um eine Lichtmenge sicherzustellen, werden allgemein verwendet, um die Anzahl der Komponenten zu verringern. Die Verkleinerung, die Verringerung der Komponentenzahl und die Integration vereinfachen die Ausrichtung der optischen Achse. Dementsprechend wird ein präziseres Fotometer und Analysesystem erzielt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können durch Beugen einer optischen Achse mittels eines Reflektors die radialen Größen eines Temperaturbads eines Fotometers und einer Reaktionsgefäßscheibe verringert werden, um zur Verkleinerung der Vorrichtung beizutragen. Zusätzlich wird durch Beugen einer optischen Achse mittels eines Parabolspiegels und eines elliptischen Spiegels die Kondensorlinse überflüssig, die Anzahl der Komponenten kann somit verringert werden und eine Kostensenkung wird zusammen mit der Einfachheit der Ausrichtung der optischen Achse möglich. Weiterhin wird es durch korrektes Verwenden eines Parabolspiegels und eines elliptischen Spiegels möglich, ein Fotometer, das auf eine Lichtmenge ausgerichtet ist, die die Erfassungsempfindlichkeit beeinflusst, und ein Fotometer, das auf die Messcharakteristik eines streuenden Gegenstands ausgerichtet ist, korrekt zu verwenden. Die Technik zur Verbesserung der Kapazität des Systems kann bereitgestellt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das den minimalen Aufbau zeigt, der für ein LED-Fotometer erforderlich ist.
2 ist ein Diagramm eines Beispiels, in dem das LED-Fotometer des minimalen Aufbaus an einem Temperaturbad angeordnet ist.
3 ist ein Diagramm eines Beispiels, in dem das LED-Fotometer des minimalen Aufbaus mit dem Temperaturbad integriert und an ihm angeordnet ist.
4 ist ein Diagramm des Beispiels in dem das LED-Fotometer des minimalen Aufbaus mit Ausnahme eines Schlitzes mit dem Temperaturbad integriert und an ihm angeordnet ist.
5 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines Fotometers für ein Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Diagramm, das einen Aufbau zeigt, in dem das Fotometer für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Temperaturbad angebracht ist.
7 ist ein Diagramm, das zeigt, dass mehrere Fotometer für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Temperaturbad angebracht sind.
8 ist ein Diagramm das einen Aufbau des Fotometers für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers für die Flüssigkeitsanalysesysteme gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist ein Diagramm, das den Aufbau des Fotometers für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist ein Diagramm, das eine Situation zeigt, in dem parallel einfallendes Licht gestreut wird.
13 ist ein Diagramm, das eine Situation zeigt, in dem in einem Winkel einfallendes Licht gestreut wird.
14 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
15 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
17 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
18 zeigt das Ergebnis einer Simulation für den Unterschied der Lichtmengen durch die Verwendung eines Parabolspiegels und eines elliptischen Spiegels.
19 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers für die Flüssigkeitsanalysesysteme gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
20 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
21 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers für das Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
22 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Flüssigkeitsanalysesystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
(Ausführungsbeispiel 1)
5 ist ein Diagramm, das einen Aufbau eines Fotometers für ein Flüssigkeitsanalysesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt (nachstehend als Fotometer beschrieben). Das vorliegende Fotometer ist ein Fotometer 11 mit: einer LED-Quelle 1; einem ersten Halter 2 zum Übertragen oder Hindurchführen von Licht, das von der LED-Quelle 1 emittiert wird; einem ersten Reflektor 3, der an dem ersten Halter 2 vorgesehen ist; einem ersten Schlitz 4, der an dem ersten Halter 2 vorgesehen ist; einem zweiten Halter 7, der mit einem zweiten Schlitz 5 und einem Fotodetektor 2 versehen ist; einem dritten Halter 9 zum Verbinden des ersten Halters 2 und des zweiten Halters 7, zwischen denen ein Reaktionsgefäß 13 angeordnet und eine Aussparung 8 ausgebildet ist; und einer Kondensorlinse 10, die von dem ersten Halter 2 oder dem dritten Halter 9 gehalten wird. Als Lichtquelle wird in diesem Beispiel eine Licht emittierende Diode (LED) verwendet, aber es kann auch ein Halbleiterlaser usw. eingesetzt werden.
Die Analyse einer Messprobe wird durch das vorliegende Fotometer 11 durchgeführt, das an einem Temperaturbad eines Flüssigkeitsanalysesystems angebracht ist. Daher werden vor der Erläuterung eines Analyseverfahrens der Aufbau nahe um einen Abschnitt herum, wo das vorliegende Fotometer des Flüssigkeitsanalysesystems angebracht ist, sowie die Positionsbeziehung zwischen dem Abschnitt und dem vorliegenden Fotometer erläutert.
6 zeigt einen Teil des Flüssigkeitsanalysesystems und zeigt nur eine Seite vertikaler Abschnitte eines ringförmigen Temperaturbads 12 mit einem U-förmigen Querschnitt und eine Seite vertikaler Abschnitte einer Reaktionsgefäßscheibe 14 mit mehreren Reaktionsgefäßen 13, die an einem Umfang angebracht sind, der mit dem Temperaturbad 12 konzentrisch ist. Das Reaktionsgefäß 13 hat eine Lichteinfallsfläche, eine Lichtübertragungs-Innenfläche und eine Lichtemissionsfläche, die parallel zueinander und senkrecht zu einer optischen Achse angeordnet sind. Das Temperaturbad 12 hat einen Strömungsweg 15, der einen U-förmigen Querschnitt hat. Konstanttemperaturwasser 16, das auf konstanter Temperatur gehalten wird, zirkuliert in dem Strömungsweg 15 mit konstantem Flüssigkeitspegel. Die Reaktionsgefäßscheibe 14 dreht sich um eine mit dem Temperaturbad 12 gemeinsame Mittelachse über dem Temperaturbad 12. Das an der Reaktionsgefäßscheibe 14 angebrachte Reaktionsgefäß 13 wird in das Konstanttemperaturwasser 16 in dem Temperaturbad 12 eingetaucht und bewegt sich in dem Strömungsweg 15 des Temperaturbads 12. Eine Messprobe 17 wird zum Messen in dem Reaktionsgefäß 13 platziert. Das Fotometer 11 ist an dem Temperaturbad 12 von der Unterseite des Temperaturbads 12 so angebracht, dass das Reaktionsgefäß 13 in der Aussparung 8 bewegbar ist. Eines oder mehrere Fotometer 11 sind auf einem Umfang angeordnet, der mit dem Temperaturbad 12 konzentrisch ist.
Eine Analyse von Messproben durch das Fotometer 11 wird durchgeführt, wenn das Fotometer 11 an dem Temperaturbad 12 angebracht ist, wie vorstehend angegeben, sich die Reaktionsscheibe 14 dreht und das Reaktionsgefäß 13, das die Zielmessprobe 17 enthält, sich zu einer Position der Aussparung 8 des Fotometers 11 bewegt.
In der Analyse wird aus der LED-Quelle 1 emittiertes Licht zu einer Position der Messprobe 17 in dem Reaktionsgefäß 13 durch die Kondensorlinse 10 konzentriert und durch den ersten Reflektor 3 reflektiert, um die optische Achse um im Wesentlichen 90° zu beugen. Dann beleuchtet das Licht einen Beleuchtungsbereich, der von dem ersten Schlitz 4 gesteuert wird, so dass er konstant ist.
Um beispielsweise Bakterienwachstum zu verhindern, wird normalerweise eine Alkali- bzw. Laugen- oder Säureflüssigkeit für das Konstanttemperaturwasser 16 verwendet. Daher wird bei dem ersten Halter 2, dem ersten Reflektor 3, dem ersten Schlitz 4, dem zweiten Schlitz 5 und dem dritten Halter 9 Glas, Metall und/oder Kunstharz verwendet, die gegen Alkaliflüssigkeit und Säureflüssigkeit beständig sind. Die LED-Quelle 1, der Fotodetektor 6, die Kondensorlinse 10 usw. sind abgedichtet, um das Eindringen des Konstanttemperaturwassers 16 zu verhindern.
Das Messprinzip von Proben durch das Analysesystem, das das Ziel des vorliegenden Fotometers ist, lautet wie folgt.
Ein durch einen Analysegegenstand bestimmtes Reagens wird mit der Messprobe 17 vermischt und reagiert mit einer Analytkomponente und absorbiert Licht von einer vorgegebenen Wellenlänge nach Maßgabe des Verhältnisses einer enthaltenen Analytkomponente. Daher verwendet eine Wellenlänge des von der LED-Quelle 1 emittierten Lichts eine Wellenlänge, die von Analysegegenständen bestimmt ist. Das Licht, das die Messprobe 17 beleuchtet, wird durch die Menge einer Analytkomponente absorbiert, wie vorstehend angegeben, und beleuchtet den Fotodetektor 6, nachdem Streulicht von dem zweiten Schlitz 5 entfernt wurde. Das den Fotodetektor 6 beleuchtende Licht wird durch den Fotodetektor 6 in ein elektrisches Signal umgewandelt und die Menge der in der Messprobe 17 enthaltenen Analytkomponente kann durch Analysieren des Signalbetrags ermittelt werden. Normalerweise wird eine solche Messung als Absorptionsmessung bezeichnet.
Gemäß dem Fotometer 11 ist es in dem Fotometer, das in den 1 bis 4 gezeigt ist, durch Beugen einer optischen Achse durch den ersten Reflektor 3 und Anordnen des Fotodetektors 6 unmittelbar nach dem zweiten Schlitz 5 möglich, radiale Größen des Temperaturbads 12 des Fotometers und der Reaktionsgefäßscheibe 14 zu verringern. Demgemäß wird es möglich, die mehreren Reaktionsgefäße 13, die sich auf dem Umfang der Reaktionsgefäßscheibe 14 befinden, und die mehreren Fotometer 11 in mehreren Reihen konzentrisch anzuordnen, wie in 7 gezeigt. Die Verarbeitungskapazität kann verbessert werden, ohne die Größe der Vorrichtung zu ändern, oder die Vorrichtung kann kompakt gemacht werden, ohne die Verarbeitungskapazität zu ändern. Analysen mehrerer Gegenstände können gleichzeitig durchgeführt werden, indem jeweils Wellenlängen der mehreren Fotometer geändert werden.
Das Beispiel der 5 erläutert den ersten Halter 2 unter Verwendung des optischen Übertragungselements. Der erste Reflektor 3 verwendet seine Außenfläche als reflektierende Fläche. Wie in 8 gezeigt, kann der Aufbau berücksichtigt werden, in dem der erste Halter 2 ein opakes Element verwendet, in dem ein Raum 18 vorgesehen ist, durch den Licht hindurchgeht. Dies vermehrt die Optionen von Verfahren zur Herstellung von Komponenten und es kann eine Kostensenkung erwartet werden.
In 5 ist der Fotodetektor 6 unmittelbar nach dem zweiten Schlitz 5 angeordnet. Streulicht wird leicht erfasst, wenn der zweite Schlitz 5 und der Fotodetektor 6 zu nahe beieinander sind. Wie in 9 gezeigt, ist es auch möglich, dass ein zweiter Reflektor 3' eine optische Achse nach unten beugt.
(Ausführungsbeispiel 2)
10 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das vorliegende Fotometer ist ein Fotometer 30 mit: einer LED-Lichtquelle 21; einem ersten Halter 22 zum Übertragen oder Hindurchführen von Licht, das von der LED-Lichtquelle 21 emittiert wird; einem an dem ersten Halter 22 vorgesehenen ersten Reflektor 23; einem ebenfalls an dem ersten Halter 22 vorgesehenen ersten Schlitz 24; einem zweiten Halter 27, der mit dem zweiten Schlitz 25 und dem Fotodetektor 26 versehen ist; und einem dritten Halter 29, der den ersten Halter 22 und den zweiten Halter 27 verbindet, zwischen welchen eine Aussparung 28 ausgebildet ist. Die Licht emittierende Diode (LED) ist beispielhaft als die Lichtquelle angeführt, aber es kann auch ein Halbleiterlaser usw. verwendet werden.
Der erste Reflektor 23 hat die Form eines teilweise weggeschnittenen Parabolspiegels. Eine Achse des Parabolspiegels ist im Wesentlichen horizontal und parallel zu einer Geraden eingestellt, die die Mitten des ersten Schlitzes 24 und des zweiten Schlitzes 25 verbindet, nämlich mit einer horizontalen optischen Achse 31. Die LED-Lichtquelle 21 ist in einem Brennpunkt des Parabolspiegels angeordnet.
Die optische Achse 32 des Lichts, das von der LED-Lichtquelle 21 emittiert wird, ist im Allgemeinen vertikal eingestellt und durch den ersten Reflektor 23 in einem rechten Winkel gebeugt, so dass sie die horizontale optische Achse 31 ist.
Die Analyse einer Testprobe durch das Fotometer 30 wird durchgeführt, indem das Fotometer an dem Temperaturbad des Flüssigkeitsanalysesystems angebracht wird. Die Positionsbeziehung zwischen dem Aufbau des Flüssigkeitsanalysesystems nahe dem Abschnitt, an dem das vorliegende Fotometer angebracht ist, und dem vorliegenden Fotometer ist die gleiche wie diejenige des Ausführungsbeispiels 1 und wird somit nicht erläutert.
Ähnlich dem Ausführungsbeispiel 1 wird die Analyse einer Testprobe durch das Fotometer 30 durchgeführt, wenn das Fotometer 30 an dem Temperaturbad 12 angebracht ist, die Reaktionsscheibe 14 sich dreht und das die Zielmessprobe 17 enthaltende Reaktionsgefäß 13 sich zur Aussparung 28 des Fotometers 30 bewegt.
In der Analyse wird von der LED-Lichtquelle 21 emittiertes Licht von dem ersten Reflektor 23 reflektiert, ein Beleuchtungsbereich wird durch den ersten Schlitz 24 gesteuert, so dass er konstant ist, und das Licht beleuchtet die Messprobe 17 im Reaktionsgefäß 13. Der erste Reflektor 23 ist ein Parabolspiegel. Das Licht, das von der LED-Lichtquelle 21 emittiert wird und an seinem Brennpunkt angeordnet ist, wird von dem ersten Reflektor 23 reflektiert und gebeugt und dann parallel zur horizontalen optischen Achse 31 geformt und konzentriert. Da die LED-Lichtquelle 21 keine perfekte Punktquelle ist, ist das Licht, das von einer Position emittiert wird, die aus dem Brennpunkt des Parabolspiegels versetzt ist, genau genommen nicht vollkommen parallel zur horizontalen optischen Achse 31. Eine Menge des Lichts, die von dem Parabolspiegel sowohl durch den ersten Schlitz 24 als auch den zweiten Schlitz 25 hindurchgeht, kann im Allgemeinen parallel konzentriert werden.
Um Bakterienwachstum usw. zu verhindern, wird normalerweise eine Alkali- oder Säureflüssigkeit für das Konstanttemperaturwasser 16 verwendet. Daher wird bei dem ersten Halter 22, dem ersten Reflektor 23, dem ersten Schlitz 24, dem zweiten Schlitz 25 und dem dritten Halter 29 Glas, Metall und/oder Kunstharz verwendet, die gegen Alkali- und Säureflüssigkeiten beständig sind. Die LED-Quelle 21 und der Fotodetektor 26 sind abgedichtet, um das Eindringen des Konstanttemperaturwassers 16 zu verhindern.
Das Prinzip zur Messung von Proben durch das Flüssigkeitsanalysesystem, auf das sich das vorliegenden Fotometers richtet, ist das gleiche wie dasjenige des Ausführungsbeispiels 1 und wird daher nicht erläutert.
In dem Fotometer 30 können ebenfalls radiale Größen des Temperaturbads 12 des Fotometers und der Reaktionsgefäßscheibe 14 relativ zu dem in den 1 bis 4 gezeigten Fotometer verringert werden. Ähnlich wie in 7 können die mehreren Reaktionsgefäße 13, die auf dem Umfang der Reaktionsgefäßscheibe 14 angeordnet sind, in mehreren Reihen konzentrisch angeordnet werden. Die Verarbeitungskapazität kann verbessert werden, ohne die Größe der Vorrichtung zu ändern, oder die Vorrichtung kann verbessert werden, ohne die Verarbeitungskapazität zu ändern.
Im Ausführungsbeispiel 1 können der erste Reflektor 3 zum Beugen einer optischen Achse und die Kondensorlinse 10 zum Konzentrieren von Licht erforderlich sein. In dem Fotometer 30 des vorliegenden Ausführungsbeispiels arbeitet der erste Reflektor 23 sowohl zum Konzentrieren als auch zum Reflektieren von Licht. Somit wird auf vorteilhafte Weise die Anzahl der Komponenten verringert und die Ausrichtung einer optischen Achse wird leicht.
In dem in 10 gezeigten Beispiel wird der erste Halter 22 erläutert, der ein Lichtübertragungselement verwendet. Der erste Reflektor 23 verwendet seine Außenfläche als Reflexionsfläche. Ähnlich dem Ausführungsbeispiel 1, wie in 11 gezeigt, kann der Aufbau berücksichtigt werden, in dem ein opakes Element für den ersten Halter 22 verwendet wird, in dem ein Raum 33 vorgesehen ist, um Licht hindurchzuführen. Als Ergebnis werden die Optionen zur Herstellung der Komponenten vermehrt und es kann eine Kostensenkung erwartet werden.
Das Fotometer 30 ist vorteilhaft bei der Messung von Streulicht, da Licht, das Proben beleuchtet, im Allgemeinen parallel konzentriert wird, wie vorstehend beschrieben. Mit anderen Worten, wenn die Messprobe 17 im Reaktionsgefäß 13 einen Gegenstand zum Messen unter Verwendung von Streulicht enthält, berechnet, wie in 12 gezeigt, ein Fotodetektor 26 die Menge von gestreutem Licht 35, das von dem empfangenen übertragenen Licht 34 verloren wurde, das durch Dispersion verringert wurde. Zu diesem Zeitpunkt ist es gewünscht, dass das gestreute Licht 35 nicht in den Fotodetektor 26 eintritt. Das gestreute Licht 35 ist Beleuchtungslicht, das durch eine spezifische winklige Verteilung emittiert wird. Wenn daher das im Ausführungsbeispiel 1 gezeigte Fotometer 11 Streulicht misst, kann Licht die Messprobe 17 in dem Reaktionsgefäß 13 in einem Winkel beleuchten, wie in 13 gezeigt. Daher tritt das gestreute Licht 35 leicht in den Fotodetektor 26 ein. Als Ergebnis kann es schwierig sein, eine präzise Streulichtmessung durchzuführen. In dem vorliegenden Fotometer 30 wird Licht, das Proben beleuchtet, im Allgemeinen parallel konzentriert. Es ist schwierig für das Streulicht, in den Fotodetektor 26 einzutreten. Dies ist bei der Messung von gestreutem Licht vorteilhaft.
Der Fotodetektor 26 ist unmittelbar nach dem zweiten Schlitz 25 in der 10 angeordnet. Streulicht neigt dazu, erfasst zu werden, wenn der zweite Schlitz 25 und der Fotodetektor 26 nahe beieinander sind. Wie in 14 gezeigt, kann eine optische Achse durch Verwendung des zweiten Reflektors 23' nach unten gebeugt werden. In diesem Fall ist der zweite Reflektor 23' eventuell kein Parabolspiegel. Weiterhin kann, wie in 15 gezeigt, ein Bild von Licht, das aus der LED-Lichtquelle 21 emittiert wird, in einem Brennpunkt des Parabolspiegels mittels einer Kondensorlinse 10' ausgebildet werden.
(Ausführungsbeispiel 3)
16 ist ein Diagramm, das einen Aufbau des Fotometers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das vorliegende Fotometer ist ein Fotometer 50 mit: einer LED-Lichtquelle 41; einem ersten Halter 42 zum Übertragen und Hindurchführen von Licht, das von der LED-Lichtquelle 41 emittiert wird; einem an dem ersten Halter 42 vorgesehenen ersten Reflektor 43; einem ebenfalls an dem ersten Halter 42 vorgesehenen ersten Schlitz 44; einem zweiten Halter 47, der mit einem zweiten Schlitz 45 und einem Fotodetektor 46 versehen ist; und einem dritten Halter 49, der den ersten Halter 42 und den zweiten Halter 47 verbindet, zwischen welchen eine Aussparung 48 ausgebildet ist. Eine Licht emittierende Diode (LED) ist beispielhaft als die Lichtquelle angeführt, aber es kann auch ein Halbleiterlaser usw. verwendet werden.
Der erste Reflektor 43 ist ein elliptischer Spiegel, der dazu definiert ist, zu einem teilweise weggeschnittenen elliptischen Spiegel geformt zu sein und einen ersten Brennpunkt 51 zu haben, wo die LED-Quelle 41 angeordnet ist, und einen zweiten Brennpunkt 52, der im Allgemeinen in der Mitte in Längsrichtung einer optischen Achse liegt, die in der Messprobe 17 in dem Reaktionsgefäß 13 übertragen wird. Die optische Achse 53 von Licht, das von der LED-Quelle 41 emittiert wird, ist im Allgemeinen vertikal eingestellt und wird von dem ersten Reflektor 43 in einem rechten Winkel reflektiert und gebeugt, so dass sie eine horizontale optische Achse 54 ist. Zur Anordnung der optischen Achse 53 des von der LED-Quelle 41 emittierten Lichts und der horizontalen optischen Achse 54, die durch eine Probe in einem rechten Winkel hindurchgeht, kann eine lange Achse einer Referenzellipse bei 45° relativ zur optischen Achse 53 von emittiertem Licht und der horizontalen optischen Achse 54 eingestellt werden, und der Abstand zwischen dem ersten Brennpunkt 51 und dem zweiten Brennpunkt 52 der Referenzellipse kann der gleiche wie eine kurze Achse der Referenzellipse sein. Es ist von Bedeutung, dass die optische Achse auf eine optische Einfallsebene des Reaktionsgefäßes 13 in einem rechten Winkel einfällt. Es ist nicht unbedingt wichtig, die optische Achse mittels des ersten Reflektors 43 in einem rechten Winkel zu reflektieren und zu beugen. Wenn die optische Achse nicht in einem rechten Winkel gebeugt ist, ist die optische Achse 53 des emittierten Lichts nicht vertikal.
Die Analyse von Messproben durch das vorliegende Fotometer 50 wird durchgeführt, indem das Fotometer 50 an dem Temperaturbad des Flüssigkeitsanalysesystems angebracht wird. Die Positionsbeziehung zwischen dem Aufbau rund um den Abschnitt, an dem das vorliegende Fotometer des Flüssigkeitsanalysesystems angebracht ist, und dem Fotometer ist die gleiche wie im Ausführungsbeispiel 1 und wird somit nicht erläutert.
Ähnlich dem Ausführungsbeispiel 1 wird die Analyse von Messproben durch das vorliegende Fotometer 50 durchgeführt, wenn das Fotometer 50 an dem Temperaturbad 12 angebracht ist, die Reaktionsscheibe 14 sich dreht und das die Zielmessprobe 17 enthaltende Reaktionsgefäß 13 sich zur Aussparung 48 des Fotometers 50 bewegt.
In der Analyse wird von der LED-Quelle 41 emittiertes Licht von dem ersten Reflektor 43 reflektiert und beleuchtet die Messprobe 17 im Reaktionsgefäß 13 mit einem Beleuchtungsbereich, der von dem ersten Schlitz 44 so gesteuert wird, dass er konstant ist. Der erste Reflektor 43 ist ein elliptischer Spiegel. Das Licht, das von der LED-Lichtquelle 41 emittiert wird, die an dem ersten Brennpunkt 51 des ersten Reflektors 43 angeordnet ist, wird von dem ersten Reflektor 43 reflektiert und gebeugt und dann zu einer allgemein zentralen Position in Längsrichtung der optischen Achse konzentriert, die in dem Messbeispiel 17 übertragen wird, wobei sich die allgemein zentrale Position an dem zweiten Brennpunkt 52 befindet.
Um Bakterienwachstum usw. zu verhindern, wird allgemein eine Alkali- oder Säureflüssigkeit für das Konstanttemperaturwasser 16 verwendet. Daher wird bei dem ersten Halter 42, dem ersten Reflektor 43, dem ersten Schlitz 44, dem zweiten Schlitz 45 und dem dritten Halter 49 Glas, Metall und/oder Kunstharz verwendet, die gegen Alkaliflüssigkeit und Säureflüssigkeit beständig sind. Die LED-Quelle 41, der Fotodetektor 46 usw. sind abgedichtet, um das Eindringen des Konstanttemperaturwassers 16 zu verhindern.
Das Prinzip von Messungen von Proben durch das Flüssigkeitsanalysesystem, auf das sich das vorliegenden Fotometers richtet, ist das gleiche wie dasjenige des Ausführungsbeispiels 1 und wird daher nicht erläutert.
In dem vorliegenden Fotometer 50 können radiale Größen des Temperaturbads 12 und der Reaktionsgefäßscheibe 14 des Fotometers relativ zu dem in den 1 bis 4 gezeigten Fotometer verringert werden. Ähnlich wie in 7 können die mehreren Reaktionsgefäße 13, die auf dem Umfang der Reaktionsgefäßscheibe 14 angeordnet sind, des Weiteren in mehreren Reihen konzentrisch angeordnet werden. Die Verarbeitungskapazität kann verbessert werden, ohne die Größe des Systems zu ändern, oder das System kann verbessert werden, ohne die Verarbeitungskapazität zu ändern.
Im Ausführungsbeispiel 1 sind der erste Reflektor 3 zum Beugen einer optischen Achse und die Kondensorlinse 10 zum Konzentrieren von Licht erforderlich. Im Fotometer 50 des vorliegenden Ausführungsbeispiels arbeitet der erste Reflektor 43 sowohl zum Konzentrieren als auch zum Reflektieren von Licht. Die Anzahl der Komponenten ist verringert, um in vorteilhafter Weise eine leichte Ausrichtung der optischen Achse zu erzielen.
In dem in 16 gezeigten Beispiel wird der erste Halter 42 unter Verwendung eines optischen Übertragungselements erläutert und der erste Reflektor 43 verwendet seine Außenfläche als Reflexionsfläche. Ähnlich dem Ausführungsbeispiel 1, wie in 17 gezeigt, kann der Aufbau auch berücksichtigt werden, in dem ein opakes Element für den ersten Halter 42 verwendet wird, in dem ein Raum 55 vorgesehen ist, um Licht hindurchzuführen. Dementsprechend sind die Optionen zur Herstellung von Komponenten vermehrt und es kann eine Kostensenkung erwartet werden.
In dem Fotometer 50, wie vorstehend beschrieben, wird Licht, das eine Probe beleuchtet, auf die allgemein zentrale Position in Längsrichtung einer optischen Achse konzentriert, die in der Messprobe 17 übertragen wird. Daher ergibt sich im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen 1 und 2 ein Nachteil bei der Messung von gestreutem Licht, aber eine Menge von empfangenem Licht, das von dem Fotodetektor 46 erfasst wird, nachdem es durch den ersten Schlitz 44 und den zweiten Schlitz 46 hindurchgegangen ist, nimmt im Vergleich zu dem Fall, in dem das Licht parallel ist, zu. Dies liegt daran, dass es, wenn Licht von einer Lichtquelle parallel gemacht wird, gleichfalls ähnlich wie im Ausführungsbeispiel 1 schwierig ist, Licht, das von der Lichtquelle versetzt emittiert wird, durch sowohl den ersten als auch den zweiten Schlitz hindurchzuführen, aber wenn Licht von der Lichtquelle konzentriert wird, kann das Licht, das versetzt von der Lichtquelle emittiert wird, im Vergleich zu dem Fall, in dem das Licht parallel ist, leicht konzentriert werden.
In 18 ist eine Rate von Mengen von empfangenem Licht gezeigt, die durch vergleichende Simulation berechnet wird, wenn der erste Reflektor ein Parabolspiegel und wenn der erste Reflektor ein elliptischer Spiegel ist. 18(a) zeigt den Fall des Parabolspiegels und 18(b) zeigt den Fall des elliptischen Spiegels. Als Ergebnis der Simulation unter Verwendung der Menge und Größe von emittiertem Licht, so dass beide Fälle der im Allgemeinen gleichen Bedingung unterliegen, beträgt die Menge des empfangenen Lichts im Fall des elliptischen Spiegels 1,27, wenn die Menge des empfangenen Lichts im Fall des Parabolspiegels 1 ist. Es hat sich herausgestellt, dass die Lichtmenge im Fall des elliptischen Spiegels größer ist.
Das heißt, es ist angebracht, Licht mittels einer Linse zu konzentrieren, wie im Ausführungsbeispiel 1, oder zum Beispiel mittels eines elliptischen Spiegels, wie im Ausführungsbeispiel 3, um eine Messung mit hoher Empfindlichkeit durchzuführen, die eine große Lichtmenge erfordert. Es ist angebracht, Licht parallel zu konzentrieren, wie im Ausführungsbeispiel 2, um eine Messung unter Verwendung von gestreutem Licht durchzuführen. Die Linse und Spiegel können in Abhängigkeit von der Benutzung korrekt eingesetzt werden. Der Fotodetektor 46 ist in 16 unmittelbar nach dem zweiten Schlitz 45 angeordnet. Da Streulicht leicht erfasst wird, wenn der zweite Schlitz 45 und der Fotodetektor 46 zu nahe beieinander sind, ist es auch möglich, eine optische Achse unter Verwendung des zweiten Reflektors 43' nach unten zu beugen, wie in 19 und 20 gezeigt. In diesem Fall ist der zweite Reflektor 43' eventuell kein elliptischer Spiegel. Weiterhin wird, wie in 20 gezeigt, ein Bild von Licht, das von der LED-Quelle 41 emittiert wird, an dem ersten Brennpunkt 51 des elliptischen Spiegels mittels einer Kondensorlinse 10'' gebildet. Zur Reduzierung des Einflusses von Streulicht bei der Messung von gestreutem Licht ist es auch möglich, einen dritten Schlitz 56 vorzusehen, wie in 21 gezeigt.
(Ausführungsbeispiel 4)
22 ist ein Diagramm, das ein Flüssigkeitsanalysesystem 60 des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. Das Flüssigkeitsanalysesystem 60 schließt Folgendes ein: das Temperaturbad 12; eine Reaktionsgefäßscheibe 14 mit den mehreren Reaktionsgefäßen 13 auf dem Umfang, der mit dem Temperaturbad 12 konzentrisch ist; Probenbehälter 61, die die Messproben 17 enthalten; ein Gestell 62, das die mehreren Probenbehälter 61 trägt; einen Spender 63 zum Ansaugen der Messprobe 17 in konstanter Menge und Ausgeben der Probe in den Probenbehälter 61 in die Reaktionsgefäßscheiben 13; eine Reagensscheibe 65, die Reagensflaschen 64 enthält, welche mehrere Reagenzien enthalten, die in Abhängigkeit von den Analysegegenständen ausgewählt werden können; einen Reagensspender 66 zum Einholen einer konstanten Menge eines Reagens aus den Reagensflaschen 64 und Ausgeben des Reagens an die Reaktionsgefäße 13; einen Rührabschnitt 67 zum Rühren der Messproben 17 und Reagenzien, die an die Reaktionsgefäße 13 ausgegeben werden; einen Waschabschnitt 68 zum Waschen der Reaktionsgefäße 13 nach der Analyse; und einen Messabschnitt 69 mit einem oder mehreren Fotometern nach irgendeinem der Ausführungsbeispiele 1, 2 und 3.
In 22 stoppt die Reaktionsgefäßscheibe 14, wenn die Messproben 17 ausgegeben werden, Reagenzien ausgegeben werden, die Messprobe 17 und das an das Reaktionsgefäß 13 ausgegebene Reagens gerührt werden und die Reaktionsgefäße 13 gewaschen werden, und dreht und bewegt sich für diese Vorgänge zu dem nächsten Reaktionsgefäß 13. Das Gestell 62 bewegt sich gerade, um die mehreren Probenbehälter 61 zu tragen. Die Reagensscheibe 65 dreht und bewegt sich zu einer Position, wo der Reagensspender 66 die gewünschte Reagensflasche 64 einholen kann. Gewöhnlich dreht sich die Reaktionsgefäßscheibe 14 in eine bestimmte Richtung. Die Messprobe 17 und das Reagens werden ausgegeben. Die Messprobe 17 im Reaktionsgefäß 13 wird gerührt, so dass sie gemessen werden kann, und bewegt sich an die Position des Messabschnitts 69 und wird dann von dem gewünschten Fotometer gemessen.
Im Flüssigkeitsanalysesystem 60 werden Absorptionsmessungen und Messungen, die auf streuende Eigenschaften ausgerichtet sind, selbst beim Messen von Absorptionen vermischt. Im Messabschnitt 69 können mehrere Fotometer 11, mehrere Fotometer 30 und mehrere Fotometer 50 vermischt und in Abhängigkeit von den Anwendungszwecken platziert sein. Wellenlängen der mehreren Fotometer können variiert sein, um Analysen mehrerer Gegenstände gleichzeitig durchzuführen.
In diesem Fall sind die Anordnungsintervalle der angeordneten Fotometer die gleichen wie diejenigen der mehreren Reaktionsgefäße 13, die auf der Reaktionsgefäßscheibe 14 angeordnet sind. Die mehreren Messproben 17 können von den mehreren Fotometern zur gleichen Zeit gemessen werden. Eine komplizierte Datenverarbeitung. und Vorrichtungssteuerung können vereinfacht und die Messungen unter der gleichen Bedingung durchgeführt werden.
Bezugszeichenliste

1: LED-Lichtquelle
2: Erster Halter
3: Erster Reflektor
3': Zweiter Reflektor
4: Erster Schlitz
5: Zweiter Schlitz
6: Fotodetektor
7: Zweiter Halter
8: Aussparung
9: Dritter Halter
10: Kondensorlinse
10': Kondensorlinse
11: Fotometer
12: Temperaturbad
13: Reaktionsgefäß
14: Reaktionsgefäßscheibe
15: Strömungsweg
16: Konstanttemperaturwasser
17: Messprobe
18: Lichtübertragungsraum
21: LED-Lichtquelle
22: Erster Halter
23: Erster Reflektor
23': Zweiter Reflektor
24: Erster Schlitz
25: Zweiter Schlitz
26: Fotodetektor
27: Zweiter Halter
28: Aussparung
29: Dritter Halter
30: Fotometer
31: Horizontale optische Achse
32: Optische Achse von emittiertem Licht
33: Lichtübertragungsraum
34: Übertragenes Licht
35: Gestreutes Licht
41: LED-Lichtquelle
42: Erster Halter
43: Erster Reflektor
43': Zweiter Reflektor
44: Erster Schlitz
45: Zweiter Schlitz
46: Fotodetektor
47: Zweiter Halter
48: Aussparung
49: Dritter Halter
50: Fotometer
51: Erster Brennpunkt
52: Zweiter Brennpunkt
53: Optische Achse von emittiertem Licht
54: Optische Achse auf horizontalem Abschnitt
55: Lichtübertragungsraum
56: Dritter Schlitz
60: Flüssigkeitsanalysesystem
61: Probenbehälter
62: Gestell
63: Spender
64: Reagensflasche
65: Reagensscheibe
66: Reagensspender
67: Rührabschnitt
68: Waschabschnitt
69: Messabschnitt

Claims

Fotometer mit: einer Lichtquelle; einem ersten Halter, der Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird, überträgt oder hindurchführt; einem Detektor zum Erfassen von Licht, das durch ein Reaktionsgefäß hindurchgeht, das eine Messprobe enthält; einem mit dem Detektor vorgesehenen zweiten Halter, wobei der erste Halter und der zweite Halter so angeordnet sind, dass das die Messprobe enthaltende Reaktionsgefäß zwischen sie eingefügt werden kann; einem an dem ersten Halter vorgesehenen ersten Reflexionsabschnitt, der von der Lichtquelle emittiertes Licht reflektiert und das Licht durch das Reaktionsgefäß führt; und einem Konzentrierungsabschnitt zum Konzentrieren des aus der Lichtquelle emittierten Lichts und zum Hindurchführen des Lichts durch das Reaktionsgefäß.
Fotometer nach Anspruch 1, wobei der erste Halter einen ersten Schlitz zum Hindurchführen von Licht einschließt, das von dem ersten Reflexionsabschnitt reflektiert wird, und der zweite Halter einen zweiten Schlitz zum Hindurchführen von Licht einschließt, das durch das Reaktionsgefäß hindurchgeführt worden ist.
Fotometer nach Anspruch 1, wobei der erste Reaktionsabschnitt ein Flachspiegel und der Konzentrierungsabschnitt eine Linse ist.
Fotometer nach Anspruch 1, wobei der erste Reflexionsabschnitt ein Parabolspiegel ist und der Parabolspiegel auch als Konzentrierungsabschnitt fungiert.
Fotometer nach Anspruch 4, wobei die Lichtquelle im Brennpunkt des Parabolspiegels angeordnet ist.
Fotometer nach Anspruch 1, wobei der erste Reflexionsabschnitt ein Parabolspiegel ist und der Konzentrierungsabschnitt Licht von der Lichtquelle im Brennpunkt des Parabolspiegels konzentriert.
Fotometer nach Anspruch 1, wobei der erste Reflexionsabschnitt ein elliptischer Spiegel ist und der elliptische Spiegel auch als Konzentrierungsabschnitt fungiert.
Fotometer nach Anspruch 7, wobei die Lichtquelle an einem ersten Brennpunkt des elliptischen Spiegels angeordnet ist und eine allgemein mittige Position in einer Längsrichtung, in der das Licht des Reaktionsgefäßes geführt wird, an einem zweiten Brennpunkt des elliptischen Spiegels angeordnet ist.
Fotometer nach Anspruch 7, wobei der erste Reflexionsabschnitt der elliptische Spiegel ist und der Konzentrierungsabschnitt Licht von der Lichtquelle in einem ersten Brennpunkt des elliptischen Spiegels konzentriert.
Fotometer nach Anspruch 1, wobei die Lichtquelle ein Halbleiterlaser oder eine Licht emittierende Diode ist.
Fotometer nach Anspruch 1, wobei der zweite Halter Licht, das durch den Reflexionsabschnitt geführt worden ist, überträgt oder hindurchführt und einen zweiten Reflexionsabschnitt zum Reflektieren von Licht, das durch das Reaktionsgefäß in den Detektor hindurchgeführt worden ist, einschließt.
Fotometer nach Anspruch 11, wobei der zweite Halter einen zweiten Konzentrierungsabschnitt für Licht, das durch das den in den Detektor geführt worden ist, einschließt.
Fotometer nach Anspruch 12, wobei der zweite Reflexionsabschnitt ein Flachspiegel und der zweite Konzentrierungsabschnitt eine Linse ist.
Fotometer nach Anspruch 11 oder 12, wobei der zweite Reflexionsabschnitt ein zweiter Parabolspiegel ist, der zweite Parabolspiegel auch als der zweite Konzentrierungsabschnitt fungiert und der Detektor in einem Brennpunkt des zweiten Parabolspiegels angeordnet ist.
Fotometer nach Anspruch 11 oder 12, wobei der zweite Reflexionsabschnitt ein zweiter elliptischer Spiegel ist, der zweite elliptische Spiegel als zweiter Reflexionsabschnitt fungiert, eine allgemein mittige Position in einer Längsrichtung, in der das Licht des Reaktionsgefäßes geführt ist, in einem ersten Brennpunkt des zweiten elliptischen Spiegels angeordnet ist und der Detektor im zweiten Brennpunkt des zweiten elliptischen Spiegels angeordnet ist.
Fotometer nach Anspruch 11, wobei ein dritter Schlitz zwischen dem zweiten Reflexionsabschnitt und dem Detektor vorgesehen ist.
Fotometer nach Anspruch 1 bis 16, wobei eine optische Achse von Licht, das durch das Reaktionsgefäß geführt worden ist, im Allgemeinen senkrecht auf eine optische Einfallsfläche des Reaktionsgefäßes fällt.
Fotometer nach Anspruch 1, wobei zumindest einer von dem ersten Halter und dem zweiten Halter aus einem optischen Übertragungselement ausgebildet ist.
Fotometer nach Anspruch 1, wobei zumindest einer von dem ersten Halter und dem zweiten Halter aus einem Element ausgebildet ist, das einen Raum, durch den Licht geführt werden kann, oder eine Kombination aus dem Element und einem optischen Übertragungselement aufweist.
Fotometer nach Anspruch 1, 18 oder 19, wobei der erste Halter und der zweiten Halter aus einem Material aufgebaut sind, das gegen eine Säurelösung und eine Alkalilösung beständig ist.
Analysesystem für eine Analysevorrichtung, wobei letztere umfasst: ein Reaktionsgefäß, das eine Messprobe enthält; ein Temperaturbad mit einem Fluid von konstanter Temperatur, um das Reaktionsgefäß einzutauchen und zu halten; und ein Fotometer, das das Reaktionsgefäß mit Licht beleuchtet und an einem unteren Abschnitt des Temperaturbads vorgesehen ist, wobei das Fotometer umfasst: eine Lichtquelle; einen ersten Halter, der Licht, das von der Lichtquelle emittiert wird, überträgt oder hindurchführt; einen Detektor zum Erfassen von Licht, das durch ein Reaktionsgefäß hindurchgeführt wird; einen mit dem Detektor vorgesehenen zweiten Halter; und einen an dem ersten Halter vorgesehenen Reflexionsabschnitt, der von der Lichtquelle emittiertes Licht reflektiert und das Licht durch das Reaktionsgefäß führt, wobei der erste Halter und der zweite Halter so angeordnet sind, dass das Reaktionsgefäß zwischen sie eingefügt wird.
Analysesystem nach Anspruch 21, wobei die mehreren Fotometer an einem unteren Abschnitt des Temperaturbads angeordnet sind.
Analysesystem nach Anspruch 22, wobei die mehreren Fotometer durch Kombination zwischen dem Fotometer mit dem Reflexionsabschnitt des Flachspiegels, dem Fotometer mit dem Reflexionsabschnitt des Parabolspiegels und dem Fotometer mit dem Reflexionsabschnitt des elliptischen Spiegels angeordnet sind.
Analysesystem nach Anspruch 22, wobei das Temperaturbad eine Ringform und einen Querschnitt von U-Form hat, das eine Messprobe enthaltende Reaktionsgefäß in einem Abschnitt der U-Form des Temperaturbads angeordnet ist, die mehreren Reaktionsgefäße auf einem Umfang angeordnet sind, der mit dem Temperaturbad konzentrisch ist, und die mehreren Fotometer auf einem Umfang angeordnet sind, der mit den mehreren Reaktionsgefäßen konzentrisch ist.
Analysesystem nach Anspruch 24, wobei mehrere Kombinationen der mehreren Reaktionsgefäße, die auf dem Umfang angeordnet sind, der mit dem Temperaturbad konzentrisch ist, und die mehreren Fotometer auf einem Umfang angeordnet sind, der mit dem Temperaturbad konzentrisch ist und einen unterschiedlichen Durchmesser zu demjenigen des Temperaturbads aufweist.
Analysesystem nach Anspruch 22, wobei die mehreren Fotometer jeweils die Lichtquelle aufweisen, die Licht von unterschiedlicher Wellenlänge emittiert.