DE202021106907U1 - Holding device for a light guide and/or a light guide bundle and device for the quantitative determination of at least one fluorescent, light-absorbing and/or light-reflecting component - Google Patents
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Abstract
Haltevorrichtung für einen Lichtleiter und/oder ein Lichtleiterbündel (26) mit wenigstens einen zumindest zweigeteilten Aufnahmekörper (12) umfassend einen ersten und einen zweiten Teilkörper (14, 16), wobei der erste und der zweite Teilkörper (14, 16) beweglich zueinander angeordnet und miteinander mittels mindestens einer Verschlussvorrichtung (18) verschließbar sind, und in dem Aufnahmekörper (12)
- im ersten Teilkörper (14) mindestens eine Aufnahmeöffnung (20) zur Aufnahme des Lichtleiters und/oder Lichtleiterbündels (26) oder einer den Lichtleiter und/oder das Lichtleiterbündel (26) aufnehmenden Ferrule (28); und
- im ersten und/oder zweiten Teilkörper (14, 16) mindestens eine Ausnehmung (22) zur Aufnahme eines mit einem zu analysierenden Medium (32) befüllbaren, zumindest teilweise transparenten Schlauchs (30) ausgebildet ist, wobei die Aufnahmeöffnung (20) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie lichtleitend mit der Ausnehmung (22) verbunden ist.
Holding device for an optical fiber and/or an optical fiber bundle (26) with at least one receiving body (12) divided at least in two, comprising a first and a second partial body (14, 16), the first and the second partial body (14, 16) being arranged such that they can move in relation to one another and can be closed with one another by means of at least one closure device (18), and in the receiving body (12)
- In the first part (14) at least one receiving opening (20) for receiving the light guide and/or light guide bundle (26) or a light guide and/or light guide bundle (26) receiving ferrule (28); and
- in the first and/or second partial body (14, 16) there is at least one recess (22) for receiving an at least partially transparent tube (30) that can be filled with a medium (32) to be analyzed, the receiving opening (20) being designed in this way and arranged to be light-conductively connected to the recess (22).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für einen Lichtleiter und/oder ein Lichtleiterbündel mit wenigstens einen zumindest zweigeteilten Aufnahmekörper umfassend einen ersten und einen zweiten Teilkörper, wobei der erste und der zweite Teilkörper beweglich zueinander angeordnet und miteinander mittels mindestens einer Verschlussvorrichtung verschließbar sind. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen mindestens einer fluoreszierenden, lichtabsorbierenden und/oder lichtrückstreuenden Komponente.The present invention relates to a holding device for an optical fiber and/or an optical fiber bundle with at least one receiving body divided into at least two parts, comprising a first and a second partial body, the first and the second partial body being arranged such that they can move with respect to one another and can be closed with one another by means of at least one locking device. The invention further relates to a device for quantitatively determining at least one fluorescent, light-absorbing and/or light-reflecting component.
Derartige Haltevorrichtungen und Messvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So sind beispielsweise Haltevorrichtungen in Form einer Klemme beziehungsweise eines Clips aus der
Entsprechendes gilt für die bekannten Vorrichtungen zum quantitativen Bestimmen mindestens einer fluoreszierenden, lichtabsorbierenden und/oder lichtrückstreuenden Komponente, die eine derartige Haltevorrichtung verwenden.The same applies to the known devices for quantitatively determining at least one fluorescent, light-absorbing and/or light-reflecting component, which use such a holding device.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Haltevorrichtung und eine Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen mindestens einer fluoreszierenden, lichtabsorbierenden und/oder lichtrückstreuenden Komponente der eingangs genannten Art bereitzustellen, die einerseits kostengünstig herstellbar sind und andererseits einen vielfachen Anwendungsbereich gewährleisten.The object of the present invention is therefore to provide a holding device and a device for quantitatively determining at least one fluorescent, light-absorbing and/or light-reflecting component of the type mentioned at the outset, which on the one hand can be produced inexpensively and on the other hand ensures a wide range of applications.
Zur Lösung dieser Aufgaben dienen eine gattungsgemäße Haltevorrichtung gemäß den Merkmalen des Schutzanspruchs 1 und eine gattungsgemäße Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen mindestens einer fluoreszierenden, lichtabsorbierenden und/oder lichtrückstreuenden Komponente mit den Merkmalen des Anspruchs 20.A generic holding device according to the features of claim 1 and a generic device for the quantitative determination of at least one fluorescent, light-absorbing and/or light-reflecting component with the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen der Haltevorrichtung als vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen mindestens einer fluoreszierenden, lichtabsorbierenden und/oder lichtrückstreuenden Komponente und umgekehrt anzusehen sind.Advantageous configurations with expedient developments of the invention are specified in the respective dependent claims, advantageous configurations of the holding device being to be regarded as advantageous configurations of the device for quantitatively determining at least one fluorescent, light-absorbing and/or light-backscattering component and vice versa.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Haltevorrichtung für einen Lichtleiter und/oder ein Lichtleiterbündel mit wenigstens einem zumindest zweigeteilten Aufnahmekörper umfassend einen ersten und einen zweiten Teilkörper, wobei der erste und der zweite Teilkörper beweglich zueinander angeordnet und miteinander mittels mindestens einer Verschlussvorrichtung verschließbar sind. In dem Aufnahmekörper ist dabei im ersten Teilkörper mindestens eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme des Lichtleiters und/oder Lichtleiterbündels oder einer den Lichtleiter und/oder das Lichtleiterbündel aufnehmenden Ferrule ausgebildet. Unter dem Begriff Ferrule wird dabei ein Führungsröhrchen verstanden, welches den Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel beziehungsweise die entsprechenden Lichtleiterfasern aufnimmt. Üblicherweise sind Ferrulen aus einem Material mit einem hohen Härtegrad gefertigt und können beispielsweise aus Hartmetall, Metall, Keramik oder Kunststoff gefertigt sein.A first aspect of the invention relates to a holding device for an optical fiber and/or an optical fiber bundle with at least one receiving body divided at least in two, comprising a first and a second partial body, the first and the second partial body being arranged such that they can move with respect to one another and can be closed with one another by means of at least one closure device. At least one receiving opening for receiving the light guide and/or light guide bundle or a ferrule accommodating the light guide and/or the light guide bundle is formed in the first part of the receiving body. The term ferrule is understood to mean a small guide tube which accommodates the light guide or the light guide bundle or the corresponding light guide fibers. Ferrules are usually made from a material with a high degree of hardness and can be made from hard metal, metal, ceramics or plastic, for example.
In dem Aufnahmekörper ist zudem im ersten und/oder zweiten Teilkörper mindestens eine Ausnehmung zur Aufnahme eines mit einem zu analysierenden Medium befüllbaren, zumindest teilweise transparenten Schlauchs ausgebildet. Des Weiteren ist die Aufnahmeöffnung derart ausgebildet und angeordnet, dass sie lichtleitend mit der Ausnehmung verbunden ist. Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung ist einerseits kostengünstig herstellbar und gewährleistet andererseits einen vielfachen Anwendungsbereich. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Haltevorrichtungen kann die erfindungsgemäße Haltevorrichtung einfacher konstruiert werden. Beispielsweise müssen keine Lichtquellen, wie zum Beispiel LEDs oder Fotodioden mit ihrer Verkabelung integriert werden. Der erfindungsgemäße Aufbau der Haltevorrichtung erlaubt es, dass diese nur den Lichtleiter und/oder das Lichtleiterbündel sowie den mit dem zu analysierenden Medium befüllten Schlauch halten muss. Lichtquellen, Detektoren oder Ähnliches müssen nicht in der Haltevorrichtung untergebracht werden und können so, da sie als externe Geräte ausgebildet werden können, größer und leistungsfähiger sein. Da nur der optische Lichtleiter und/oder das Lichtleiterbündel in der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung angeordnet werden, ist auch keine Stromversorgung, d.h. die Leitung elektrischer Ströme, innerhalb der Haltevorrichtung notwendig. Dies ermöglicht einen sicheren Gebrauch der Haltevorrichtung. Die vorliegende Haltevorrichtung löst das Problem, einfach, schnell und reproduzierbar eine oder mehrere Lichtleiter und/oder Lichtleiterbündel an einem Schlauch anzubringen, um den Schlauch und seinen Inhalt mit Licht zu bestrahlen, einschließlich der Anregung von Fluoreszenz des Schlauchinhaltes sowie die Möglichkeit, dass rückgestreute oder fluoreszierende Licht durch den Lichtleiter und/oder das Lichtleiterbündel zu einem Detektor beziehungsweise einer Auswerteeinrichtung zu leiten.In addition, at least one recess for receiving an at least partially transparent hose that can be filled with a medium to be analyzed is formed in the first and/or second partial body of the receiving body. Furthermore, the receiving opening is designed and arranged in such a way that it is connected to the recess in a light-conducting manner. On the one hand, the holding device according to the invention can be produced inexpensively and, on the other hand, it ensures a wide range of applications. In contrast to the holding devices known from the prior art, the holding device according to the invention can be constructed more simply. For example, no light sources such as LEDs or photodiodes need to be integrated with their wiring. The structure of the holding device according to the invention means that it only has to hold the light guide and/or the light guide bundle and the tube filled with the medium to be analyzed. Light sources, detectors or the like do not have to be accommodated in the holding device and can therefore be larger and more powerful since they can be designed as external devices. Since only the optical light guide and/or the light guide bundle are arranged in the holding device according to the invention, no power supply, ie the conduction of electrical currents, is necessary within the holding device. this makes possible safe use of the holding device. The present holding device solves the problem of simply, quickly and reproducibly attaching one or more light guides and/or light guide bundles to a hose in order to irradiate the hose and its contents with light, including the excitation of fluorescence of the hose contents and the possibility that backscattered or to direct fluorescent light through the light guide and/or the light guide bundle to a detector or an evaluation device.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist eine Längsachse der Aufnahmeöffnung senkrecht zu einer Längsachse der Ausnehmung angeordnet. Dadurch ergibt sich eine vordefinierte und reproduzierbare Lage eines in der Aufnahmeöffnung angeordneten Lichtleiters oder Lichtleiterbündels relativ zu einem in der Ausnehmung angeordneten, zumindest im Bereich der Ausnehmung transparent ausgebildeten Schlauch. Unter „senkrecht zu“ wird auch eine Abweichung von+- 10° von der Senkrechten verstanden. Die Aufnahmeöffnung und/oder die Ausnehmung können dabei im Querschnitt kreisförmig, oval, halbkreisförmig oder polygonal ausgebildet sein. In a further advantageous embodiment of the holding device according to the invention, a longitudinal axis of the receiving opening is arranged perpendicular to a longitudinal axis of the recess. This results in a predefined and reproducible position of a light guide or light guide bundle arranged in the receiving opening relative to a hose arranged in the recess and transparent at least in the region of the recess. "Perpendicular to" also means a deviation of +- 10° from the vertical. The receiving opening and/or the recess can have a circular, oval, semicircular or polygonal cross section.
Auch andere Querschnittsformen sind denkbar. So können der Querschnitt der Aufnahmeöffnung und/oder der Querschnitt der Ausnehmung derart ausgebildet sein, dass auch mehrere Lichtleiter beziehungsweise Lichtleiterbündel oder Schläuche nebeneinander in der Haltevorrichtung beziehungsweise dem Aufnahmekörper der Haltevorrichtung fixiert werden können.Other cross-sectional shapes are also conceivable. The cross section of the receiving opening and/or the cross section of the recess can be designed in such a way that several light guides or light guide bundles or hoses can be fixed next to one another in the holding device or the receiving body of the holding device.
Weiterhin kann die Ausnehmung in dem Aufnahmekörper zur passgenauen Aufnahme des Schlauchs ausgebildet sein. Damit ist ein Verrutschen aufgrund des Eigengewichts des Schlauchs beziehungsweise des Aufnahmekörpers nicht möglich. Eine passgenaue Umschließung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass ein zylindrisches Loch mit einem Außendurchmesser des Schlauchs in den Aufnahmekörper gebohrt wird und dieser dann entlang seiner Achse mittig oder außermittig geteilt wird. Bei einer außermittigen Teilung des Aufnahmekörpers verbleiben eine größere und eine kleinere Kerbe in dem ersten und zweiten Teilkörper des Aufnahmekörpers. Dadurch wird erreicht, dass der Schlauch beim Einsetzen leicht verformt werden muss, bis er vollständig in der größeren Kerbe der Ausnehmung liegt. Anschließend wird der erste und der zweite Teilkörper miteinander verschlossen, sodass der Schlauch vollständig innerhalb des Aufnahmekörpers und innerhalb der Ausnehmung 22 eingeschlossen ist. Dabei kann die Ausnehmung zumindest teilweise mit einem elastischen und/oder nachgiebigen Material ausgekleidet sein. Beispielsweise können Gummi- oder Schaumstofflippen verwendet werden. Dadurch kann die Haftung des Schlauchs innerhalb des Aufnahmekörpers verstärkt werden, da sich das elastische und/oder nachgiebige Material an den Schlauch andrückt.Furthermore, the recess in the receiving body can be designed to receive the hose with a precise fit. It is therefore not possible for the hose or the receiving body to slip due to its own weight. A precisely fitting enclosure can be achieved, for example, by drilling a cylindrical hole with an outer diameter of the tube in the receiving body and then dividing it centrally or eccentrically along its axis. If the receiving body is divided off-centre, a larger and a smaller notch remain in the first and second partial body of the receiving body. The result of this is that the tube must be slightly deformed when it is inserted until it lies completely in the larger notch of the recess. Subsequently, the first and the second partial body are closed with one another, so that the tube is completely enclosed within the receiving body and within the
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der Haltevorrichtung ist die Ausnehmung der Aufnahme von Schläuchen mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder Wandstärken ausgebildet. Beispielsweise kann die Ausnehmung einen sich in Richtung der Aufnahmeöffnung verjüngenden Durchmesser aufweisen. Dabei kann die Ausnehmung des Aufnahmekörpers derart geformt sein, dass Schläuche mit verschiedenen Verhältnissen von Durchmesser zur Wandstärke so gehalten werden, dass deren Innenoberfläche in ähnlichem Abstand zu dem im Aufnahmekörper angeordneten Lichtleiter oder Lichtleiterbündel positioniert wird. Um dies zu erreichen, kann die Ausnehmung den einen sich in Richtung der Aufnahmeöffnung verjüngenden Durchmesser, beispielsweise in V-Form aufweisen, wobei an der Spitze der V-förmigen Ausnehmung der Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel positioniert wird. Die Unabhängigkeit vom Schlauchdurchmesser und/oder dessen Wandstärke kann auch durch ein optisches Bauteil, wie zum Beispiel eine Linse und/oder durch die Nutzung der Rundung des Schlauchs als „Zylinderlinse“ erreicht werden.In further advantageous configurations of the holding device, the recess is designed to accommodate hoses with different diameters and/or wall thicknesses. For example, the recess can have a diameter that tapers in the direction of the receiving opening. The recess of the receiving body can be shaped in such a way that hoses with different ratios of diameter to wall thickness are held in such a way that their inner surface is positioned at a similar distance from the light guide or light guide bundle arranged in the receiving body. In order to achieve this, the recess can have a diameter that tapers in the direction of the receiving opening, for example in a V shape, with the light guide or the light guide bundle being positioned at the tip of the V-shaped recess. Independence from the hose diameter and/or its wall thickness can also be achieved by using an optical component such as a lens and/or by using the curve of the hose as a “cylindrical lens”.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung besteht diese beziehungsweise der Aufnahmekörper zumindest in einem Bereich um die Aufnahmeöffnung und/oder die Ausnehmung aus einem opaken Material. Es ist aber auch möglich, dass die Aufnahmeöffnung und/oder die Ausnehmung mit einem opaken Material ausgekleidet sind. Damit wird der Aufnahmekörper im Bereich der Aufnahmeöffnung und der Ausnehmung von Umgebungslicht abgeschirmt, wodurch die Messgenauigkeit bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Haltevorrichtung deutlich erhöht wird.In further advantageous configurations of the holding device according to the invention, this or the receiving body consists of an opaque material at least in a region around the receiving opening and/or the recess. However, it is also possible for the receiving opening and/or the recess to be lined with an opaque material. The receiving body is thus shielded from ambient light in the area of the receiving opening and the recess, as a result of which the measurement accuracy is significantly increased when the holding device is used as intended.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung sind die Aufnahmeöffnung und/oder die Ausnehmung derart ausgebildet, dass in einem Übergangsbereich zwischen Aufnahmeöffnung und Ausnehmung ein Zwischenraum für die Aufnahme einer Flüssigkeit, eines Gels oder eines transparenten Festkörpers zur Anpassung eines Brechungsindexes zwischen dem Lichtleiter und/oder Lichtleiterbündel und dem Schlauch ausgebildet ist. Dadurch können vorteilhafter Weise spiegelnde Reflexionen minimiert werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Ausnehmung an einer der Aufnahmeöffnung gegenüberliegenden Seite eine fluoreszierende Beschichtung aufweist. Diese vordefinierte fluoreszierende Beschichtung kann dabei als Kalibrierstandard für Fluoreszenzmessungen dienen. Schließlich besteht die Möglichkeit, dass die Ausnehmung an einer der Aufnahmeöffnung gegenüberliegenden Seite eine reflektierende Beschichtung aufweist. Diese kann dabei diffus oder spiegelnd ausgebildet sein. Dadurch besteht die Möglichkeit, eine Absorption des zu analysierenden Mediums im Schlauch durch zurückreflektiertes oder gestreutes transmittiertes Licht zu messen.In further advantageous configurations of the holding device according to the invention, the receiving opening and/or the recess are designed in such a way that in a transition area between the receiving opening and the recess there is an intermediate space for receiving a liquid, a gel or a transparent solid in order to adapt a refractive index between the light guide and/or Light guide bundle and the hose is formed. As a result, specular reflections can advantageously be minimized. Furthermore, there is the possibility that the recess has a fluorescent coating on a side opposite the receiving opening. This predefined fluorescent coating can be used as a calibration standard for Fluorescence measurements are used. Finally, there is the possibility that the recess has a reflective coating on a side opposite the receiving opening. This can be diffuse or reflective. This makes it possible to measure an absorption of the medium to be analyzed in the tube using reflected or scattered transmitted light.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung ist die Aufnahmeöffnung zur passgenauen Aufnahme des Lichtleiters und/oder Lichtleiterbündels oder der den Lichtleiter und/oder das Lichtleiterbündel aufnehmenden Ferrule ausgebildet. Durch das passgenaue Einfügen des Lichtleiters und/oder Lichtleiterbündels beziehungsweise der Ferrulen, ist es beispielsweise ausgeschlossen, dass diese den Schlauch perforieren. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass in der Aufnahmeöffnung ein Abstandshalter zur definierten Positionierung des Lichtleiters und/oder Lichtleiterbündels oder den Lichtleiter und/oder das Lichtleiterbündel aufnehmenden Ferrule relativ zu der Ausnehmung oder dem sich in der Ausnehmung angeordneten Schlauch ausgebildet ist. Auch dies dient einerseits dazu, dass es zu keiner Perforation des Schlauches durch den Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel beziehungsweise die Ferrule kommen kann. Zum anderen wird durch den definierten Abstand die Messgenauigkeit bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Haltevorrichtung erhöht. Es ist aber auch möglich, dass das entsprechende Ende des Lichtleiters und/oder Lichtleiterbündels beziehungsweise der entsprechenden Ferrule derart in der Haltevorrichtung angeordnet ist, dass sie einen entsprechend in der Haltevorrichtung angeordneten Schlauch beziehungsweise dessen Umfangsfläche berühren. Des Weiteren kann in dem ersten Teilkörper des Aufnahmekörpers der Haltevorrichtung mindestens ein Befestigungselement zur definierten Befestigung des Lichtleiters und/oder Lichtleiterbündels oder der den Lichtleiter und/oder das Lichtleiterbündel aufnehmenden Ferrule innerhalb der Aufnahmeöffnung ausgebildet sein. Auch ein Einkleben oder ein Klemmen des Lichtleiters, des Lichtleiterbündels oder der Ferrule innerhalb der Aufnahmeöffnung ist denkbar und dient zur sicheren Fixierung der genannten Elemente miteinander.In further advantageous configurations of the holding device according to the invention, the receiving opening is designed to receive the light guide and/or light guide bundle or the ferrule accommodating the light guide and/or the light guide bundle with a precise fit. By inserting the light guide and/or bundle of light guides or the ferrules with a precise fit, it is impossible, for example, for these to perforate the hose. There is also the possibility that a spacer for defined positioning of the light guide and/or light guide bundle or the ferrule accommodating the light guide and/or the light guide bundle relative to the recess or the hose arranged in the recess is formed in the receiving opening. On the one hand, this also serves to prevent the tube from being perforated by the light guide or the light guide bundle or the ferrule. On the other hand, the measurement accuracy is increased by the defined distance when the holding device is used as intended. However, it is also possible for the corresponding end of the light guide and/or light guide bundle or the corresponding ferrule to be arranged in the holding device in such a way that it touches a hose or its peripheral surface which is correspondingly arranged in the holding device. Furthermore, at least one fastening element for defined fastening of the light guide and/or light guide bundle or the ferrule accommodating the light guide and/or the light guide bundle can be formed within the receiving opening in the first partial body of the receiving body of the holding device. Gluing or clamping the light guide, the light guide bundle or the ferrule within the receiving opening is also conceivable and serves to securely fix the elements mentioned together.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Verschlussvorrichtung mindestens zwei, an gegenüberliegenden Enden des ersten und zweiten Teilkörpers angeordnete Befestigungsclips. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Verschlussvorrichtung mindestens einen an dem ersten und zweiten Teilkörper angeordneten Magnetverschluss umfasst. Zudem besteht die Möglichkeit, dass der erste und zweite Teilkörper des Aufnahmekörpers mittels mindestens einer Scharniervorrichtung auf- und zuklappbar ausgebildet sind. In einer weiteren denkbaren Ausführungsform umfasst der zweite Teilkörper wiederum zwei Teilkörper, wobei die weiteren Teilkörper mittels einer weiteren Verschlussvorrichtung verschließbar sind. Die Verschlussvorrichtung kann wiederum Befestigungsclips, einen Magnetverschluss oder eine Scharniervorrichtung umfassen. Insgesamt können der erste und zweite Teilkörper sowie der Aufnahmekörper insgesamt blockförmig ausgebildet sein. Durch die mindestens zweiteilige Ausgestaltung des Aufnahmekörpers ist insbesondere ein leichtes Einfügen beziehungsweise Einlegen eines Schlauchs bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Haltevorrichtung gewährleistet.In further advantageous configurations of the device according to the invention, the closure device comprises at least two fastening clips arranged at opposite ends of the first and second partial body. However, there is also the possibility that the closure device comprises at least one magnetic closure arranged on the first and second part body. In addition, there is the possibility that the first and second partial bodies of the receiving body can be designed so that they can be opened and closed by means of at least one hinge device. In a further conceivable embodiment, the second part-body in turn comprises two part-bodies, the further part-bodies being able to be closed by means of a further closure device. The closure device can in turn comprise fastening clips, a magnetic closure or a hinge device. Overall, the first and second partial body as well as the receiving body can be embodied as a block. The at least two-part design of the receiving body ensures, in particular, that a hose can be easily inserted or inserted when the holding device is used as intended.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen mindestens einer fluoreszierenden, lichtabsorbierenden und/oder lichtrückstreuenden Komponente. Die Vorrichtung umfasst dabei mindestens eine Haltevorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Zudem weist die Vorrichtung mindestens eine mit der Haltevorrichtung an einem Ende lösbar verbundenen Lichtleiter und/oder ein Lichtleiterbündel oder eine den Lichtleiter und/oder das Lichtleiterbündel aufnehmende Ferrule auf. Die Vorrichtung umfasst zudem mindestens eine Lichtquelle zur Erzeugung eines Anregungslichts, wobei die Lichtquelle an dem der Haltevorrichtung gegenüberliegenden Ende des Lichtleiters und/oder Lichtleiterbündels mit diesem lichtleitend verbunden ist. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung mindestens eine Auswerteeinrichtung zum Empfangen und quantitativer Auswertung der durch das Anregungslicht in dem zu analysierenden und in dem Schlauch geführten Medium erzeugten Absorption, Rückstreuung oder Fluoreszenz, wobei der Lichtleiter und/oder das Lichtleiterbündel derart ausgebildet sind, dass die erzeugten, absorbierten, rückgestreuten und/oder fluoreszierenden Lichtanteile durch den gleichen Lichtleiter oder durch die gleichen Lichtleitfasern oder nicht mit Anregungslicht versorgten Teile des gleichen Lichtleiterbündels der Auswerteeinrichtung zugeführt werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst das Problem, einfach, schnell und reproduzierbar einen oder mehrere Lichtleiter an einem Schlauch anzubringen, um den Schlauch und seinen Inhalt mit Licht zu bestrahlen, einschließlich der Anregung von Fluoreszenz des sich in dem Schlauch befindlichen Mediums, wobei das rückgestreute oder fluoreszierende Licht durch die eine oder mehrere Lichtleiter zu der Auswerteeinrichtung geleitet werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann kostengünstig umgesetzt werden und ist zudem mobil einsetzbar. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können beispielsweise Fluoreszenzmessungen an einen Schlauch beziehungsweise an dem Inhalt eines Schlauchs durchgeführt werden. Insbesondere kann erythrozytengebundenes Zink-Protoporphyrin (ZnPP) und/oder Protoporphyrin IX (PPIX) im Blut nachgewiesen werden, was zur Eisenmangeldiagnostik genutzt werden kann.A second aspect of the present invention relates to a device for the quantitative determination of at least one fluorescent, light-absorbing and/or light-reflecting component. The device comprises at least one holding device according to the first aspect of the invention. In addition, the device has at least one optical fiber and/or an optical fiber bundle, which is detachably connected to the holding device at one end, or a ferrule accommodating the optical fiber and/or the optical fiber bundle. The device also comprises at least one light source for generating an excitation light, the light source being connected to the end of the light guide and/or bundle of light guides opposite the holding device in a light-conducting manner. Furthermore, the device comprises at least one evaluation device for receiving and quantitatively evaluating the absorption, backscattering or fluorescence generated by the excitation light in the medium to be analyzed and guided in the tube, the light guide and/or the light guide bundle being designed in such a way that the generated absorbed, backscattered and/or fluorescent light components are fed to the evaluation device through the same light guide or through the same optical fibers or parts of the same light guide bundle that are not supplied with excitation light. The device according to the invention solves the problem of simply, quickly and reproducibly attaching one or more light guides to a tube in order to irradiate the tube and its contents with light, including the excitation of fluorescence of the medium located in the tube, the backscattered or fluorescent Light can be passed through the one or more light guides to the evaluation device. The device according to the invention can be implemented inexpensively and can also be used in a mobile manner. With the device according to the invention, for example, fluorescence measurements can be carried out on a hose or on the contents of a hose. In particular, erythrocyte-bound zinc Protoporphyrin (ZnPP) and/or protoporphyrin IX (PPIX) can be detected in the blood, which can be used to diagnose iron deficiency.
Vergleichbare, bekannte Vorrichtungen erzeugen Signale aus dem Blut in einem transparenten Schlauch, indem von einer Seite beleuchtet wird und das transmittierte Licht auf der anderen Seite detektiert wird. Vorteilhafterweise erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Beleuchtung und Detektion von derselben Seite des Schlauches aus. Diese „Frontface“-Geometrie erlaubt es, nicht nur die Absorption zu messen sondern auch die Fluoreszenz, was mit bekannten Vorrichtungen nicht oder nur sehr eingeschränkt möglich ist. Beispielsweise erfordert die Anregung von Porphyrinen im Blut eine kurzwellige Anregung, was zu einer sehr geringen Eindringtiefe des Lichts führt. Bereits eine einzelne Schicht von Erythrozyten absorbiert Licht dieser Wellenlängen vollständig. Das emittierte Fluoreszenzlicht könnte zwar eine dünne Blutschicht durchdringen, aber eine Messung durch einen nichtmodifizierten Schlauch für die Dialyse oder die Blutspende wäre wegen der großen Blutmenge zwischen Emissionspunkt und Detektor in der Transmission nicht möglich. Vorteilhafterweise ist es mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, das emittierte Fluoreszenzlicht direkt auf der Seite einzufangen, auf der es angeregt wird, wodurch eine maximale Empfindlichkeit garantiert wird. Im Gegensatz hierzu liegen bei den Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik Beleuchtung und Detektion auf gegenüberliegenden Seiten des Schlauchs.Comparable, known devices generate signals from the blood in a transparent tube by being illuminated from one side and the transmitted light is detected on the other side. In the case of the device according to the invention, the illumination and detection are advantageously carried out from the same side of the hose. This "front face" geometry makes it possible to measure not only the absorption but also the fluorescence, which is not possible or only possible to a very limited extent with known devices. For example, the excitation of porphyrins in the blood requires short-wavelength excitation, which results in a very low penetration depth of the light. Even a single layer of erythrocytes completely absorbs light of these wavelengths. Although the emitted fluorescent light could penetrate a thin layer of blood, a measurement through an unmodified tube for dialysis or blood donation would not be possible because of the large amount of blood between the emission point and the detector in the transmission. Advantageously, the device according to the invention makes it possible to capture the fluorescent light emitted directly on the side on which it is excited, thereby guaranteeing maximum sensitivity. In contrast, the prior art devices have illumination and detection on opposite sides of the tubing.
In weiteren vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind das Medium Blut und der Schlauch ein Dialyseschlauch. Vorteilhafterweise können bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung Anteile an ZnPP und/oder PPIX aus dem Blut im Dialyseschlauch während der Dialyse ermittelt werden.In further advantageous configurations of the device according to the invention, the medium is blood and the hose is a dialysis hose. Advantageously, when using the device according to the invention, proportions of ZnPP and/or PPIX can be determined from the blood in the dialysis tube during dialysis.
Weitere Merkmale und deren Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts und umgekehrt anzusehen sind.Further features and their advantages can be found in the descriptions of the first aspect of the invention, advantageous configurations of the first aspect of the invention being to be regarded as advantageous configurations of the second aspect of the invention and vice versa.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.Further features of the invention result from the claims, the figures and the description of the figures. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and/or shown alone in the figures can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations without departing from the scope of the invention . The invention is therefore also to be considered to include and disclose embodiments that are not explicitly shown and explained in the figures, but that result from the explained embodiments and can be generated by separate combinations of features. Versions and combinations of features are also to be regarded as disclosed which therefore do not have all the features of an originally formulated independent claim. Furthermore, embodiments and combinations of features, in particular through the embodiments presented above, are to be regarded as disclosed which go beyond or deviate from the combinations of features presented in the back references of the claims.
Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; -
2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; -
3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; -
4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform; und -
5 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum quantitativen Bestimmen mindestens einer fluoreszierenden, lichtabsorbierenden und/oder lichtrückstreuenden Komponente.
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1 a schematic representation of a holding device according to the invention according to a first embodiment; -
2 a schematic representation of a holding device according to the invention according to a second embodiment; -
3 a schematic representation of a holding device according to the invention according to a third embodiment; -
4 a schematic representation of a holding device according to the invention according to a fourth embodiment; and -
5 a schematic representation of a device according to the invention for the quantitative determination of at least one fluorescent, light-absorbing and/or light-backscattering component.
Die in den
Man erkennt, dass im ersten Teilkörper 14 des Aufnahmekörpers 12 eine Aufnahmeöffnung 20 zur Aufnahme des Lichtleiterbündels 26 ausgebildet ist. Das Lichtleiterbündel 26 endet dabei in einer sogenannten Ferrule 28, dessen zylindrisches Gehäuse passgenau in die Aufnahmeöffnung 20 eingefügt werden kann. Zur Fixierung der Ferrule 28 in der Aufnahmeöffnung 20 dient zudem eine Befestigungsschraube 24. Des Weiteren erkennt man, dass in dem Aufnahmekörper 12 eine Ausnehmung 22 zur Aufnahme eines mit einem zu analysierenden Medium 32 befüllbaren, zumindest teilweise transparenten Schlauchs 30 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 22 ist dabei mit einer größeren Auskerbung in den zweiten Teilkörper 16 ausgebildet. Zur Anordnung des Schlauchs 30 innerhalb der Ausnehmung 22 ist der zweigeteilte Aufnahmekörper 12 geöffnet. Der Schlauch 30 wird dabei in die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel größer ausgebildete Kerbe beziehungsweise Teilausnehmung der Ausnehmung 22 eingelegt. Durch das Verschließen des Aufnahmekörpers 12 mittels dem Zusammenfügen des ersten und zweiten Teilkörpers 14, 16 wird der Schlauch 30 innerhalb der Ausnehmung 22 fixiert und vollständig von dieser von dem Aufnahmekörper 12 umschlossen. Die Teilkörper 14, 16 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel vollständig aus einem opaken Material gefertigt. Dadurch ist sowohl der sich in der Aufnahmeöffnung 20 befindliche Abschnitt des Lichtleiterbündels 26 wie auch der sich in der Ausnehmung 22 befindliche Abschnitt des transparenten Schlauches 30 von dem Umgebungslicht abgeschottet. Dies erhöht die Qualität der Messungen bei dem bestimmungsgemäßen Gebrauch der Haltevorrichtung 10. Bei dem dargestellten Schlauch 30 kann es sich um einen Blutspende- oder Dialyseschlauch handeln. Zudem wird deutlich, dass die Aufnahmeöffnung 20 derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie lichtleitend mit der Ausnehmung 22 verbunden ist. Eine Längsachse der Aufnahmeöffnung 20 ist dabei senkrecht zu einer Längsachse der Ausnehmung 22 angeordnet. Sowohl die Aufnahmeöffnung 20 wie auch die Ausnehmung 22 sind im Querschnitt kreisförmig ausgebildet.It can be seen that a receiving
Die Elemente des Aufnahmekörpers 12 können aus Metall, Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material gefertigt werden.The elements of the receiving
- Methoden zur Bestimmung der ZnPP- und PPIX-Fluoreszenz von Vollblut in einer Küvette sind bekannt. Bei einer bekannten Anwendung gehen Anregungs- und Fluoreszenzlicht als freier Strahl zur/von der Probe. Gegenüber dieser Methode bietet die Verwendung der Haltevorrichtung 10 beziehungsweise der Vorrichtung 60 den Vorteil, dass das zu untersuchende
Medium 32 beziehungsweise der Analyt Blut durchden Schlauch 30 fließt, wodurch das Fluorochrom, kontinuierlich ausgetauscht wird und damit die Gefahr des Photobleichens des Analyten während der Messung erheblich verringert wird. Durch entsprechende Untersuchungen wurde bestätigt, dass die Fluoreszenzintensität bei der bekannten Methode mit der Zeit abnimmt, was auf das Photobleichen der ZnPP-Moleküle im angeregten Volumen zurückzuführen ist. Dieser Effekt tritt bei der Verwendung der Haltevorrichtung 10 beziehungsweise der Vorrichtung 60 nicht oder nur in sehr geringen Maßen auf. Aufgrund des kontinuierlich ausgetauschten Blutvolumens und damit der kontinuierlich ausgetauschten Fluorophore bleibt die gemessene Fluoreszenzintensität annähernd konstant. Dies ermöglicht eine längere Messzeit und eine genauere Bestimmung der ZnPP-Fluoreszenzintensität.
- Methods for determining the ZnPP and PPIX fluorescence of whole blood in a cuvette are known. In one known application, excitation and fluorescence light go to/from the sample as a free beam. Compared to this method, the use of the holding
device 10 or thedevice 60 offers the advantage that the medium to be examined 32 or the analyte blood flows through thetube 30, whereby the fluorochrome is continuously exchanged and thus the risk of photobleaching of the analyte during the measurement is significantly reduced. Appropriate investigations confirmed that the fluorescence intensity in the known method decreases over time, which can be attributed to the photobleaching of the ZnPP molecules in the excited volume. This effect does not occur or occurs only to a very small extent when the holdingdevice 10 or thedevice 60 is used. Due to the continuously exchanged blood volume and thus the continuously exchanged fluorophores, the measured fluorescence intensity remains approximately constant. This enables a longer measurement time and a more accurate determination of the ZnPP fluorescence intensity.
In einer weiteren Anwendung wird die Haltevorrichtung 10 und die Vorrichtung 60 zur Messung von ZnPP und/oder PPIX aus dem Blut im Dialyseschlauch während der Dialyse verwendet. In einer anderen Anwendung wird es verwendet, um ZnPP und/oder PPIX aus dem Blut in dem Schlauch während der Blutentnahme während einer Blutspende zu messen. Die Haltevorrichtung 10 wird dabei an dem mit einem Blutspendebeutel verbundenen Schlauch 30 angeordnet. Der Schlauch 30 wird dabei in die Ausnehmung 22 der Haltevorrichtung 10 eingeklickt, wodurch der Lichtleiter oder das Lichtleiterbündel 26 in Kontakt mit dem Schlauch 30 kommt.In a further application, the holding
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