DE2255471A1

DE2255471A1 - Verfahren zur fotometrischen analyse einer fluessigen probe und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2255471A1
Application number: DE2255471A
Authority: DE
Inventors: Stanford L Adler
Original assignee: Technicon Instruments Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1971-11-19
Filing date: 1972-11-13
Publication date: 1973-05-24
Also published as: JPS4860679A; DE2255471B2; FR2161618A5; AU4673372A; DE2255471C3; NL7212515A; SU646938A3; CH549212A; SE379586B; BE790280A; IT967560B; CA958246A; US3734622A; AU458038B2; GB1383681A

Description

Patentanwälte

Dr.-Ing. Wilhelm Reichel Dipi-Ing. Woligang fieichsl

6 Frankfurt a. M. 1
. PaiksiraiJe 13

7196

TECHNICON INSTRUMENTS CORPORATION, Tarrytown, N.Y., VStA

Verfahren zur fotometrischen Analyse einer flüssigen Probe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur fotometrischen Analyse einer flüssigen Probe, bei dem ein Lichtstrahl in die Probe gerichtet und eine aus der Probe austretende Strahlung ausgewertet wird. Ferner befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem eine horizontale Oberfläche aufweisenden Tragkörper zur senkrechten Anlagerung der zu analysierenden Probenflüssigkeit sowie mit einer Lichtquelle und einem Strahlungsdetektor.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen zur fotometrischen Analyse flüssiger Proben dienen zur qualitativen oder quantitativen Bestimmung einer in der Probe enthaltenen interessierenden Substanz.xpder auch zum Anzeigen des Endzeitpünkts

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einer in der Probe stattfindenden Reaktion.

Es ist bekannt, Naßchemikalien und biologische Substanzen auf fotometrischem Weg automatisch zu analysieren. So werden beispielsweise zur Durchführung derartiger Analysen getrennt behandelte Proben in Küvetten gegeben, in denen die Proben fotometrisch untersucht werden. Vorrichtungen dieser Art sind beispielsweise aus der US-PS 3 216 804 bekannt. In dieser Patentschrift ist auch ein Verfahren beschrieben, bei' dem gesonderte Probentröpfchen zur Behandlung auf ein bewegbares Band gegeben werden, das die Proben in Form von Flekken auf ein Testband überträgt, das die Probenflecken aufeinanderfolgend einer Meß- und Auswerteinrichtung zuführt. In dieser Einrichtung befinden sich auf der einen Seite des Bandes eine Lichtquelle und ein Lichtfilter, die mit einer auf der anderen Seite des Bandes angeordneten Fotozelle zusammenarbeiten. Diese bekannte Anordnung dient beispielsweise zum Bestimmen der Konzentration einer besonderen Substanz in einer Blutprobe.

In der US-PS 3 650 698 ist eine Vorrichtung zum automatischen Bestimmen der Koagulations-, Agglutinations- und bzw. oder Ausflockungszeit von Flüssigkeiten beschrieben, die beispielsweise zum Nachweis der Agglutinationszeit eine Änderung in der optischen Eigenschaft des Reaktionsendprodukts ausnützt. Diese optische Änderung in der behandelten Probe, die sich auf einem bewegbaren Band befindest, wird durch eine fotometrische Einrichtung festgestellt.

Ferner sind automatisch arbeitende Vorrichtungen bekannt, bei denen zur fotometrischen Analyse von Proben die einzelnen Proben nacheinander in Form eines Stroms durch eine Durchflußzelle geleitet werden. Hierzu wird beispielsweise auf die US-PS 3 241 432 verwiesen. Darüberhinaus ist es zur Bestimmung der Konzentration besonderer in einer flüssigen Probe vorkommender Substanzen üblich, die Lichtabsorption, Lichtstreuung oder Fluoreszenz auszunützen.

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Obwohl die auf dem kontinuierlichen Durchflußprinzip beruhende Analysiertechnik bei zahlreichen Anwendungsfällen gegenüber der Analyse getrennter Proben zahlreiche Vorteile aufweist, beispielsweise eine höhere Probenanalysiergeschwindigkeit, gibt es durchaus Fälle, bei· denen es angeraten scheint, die Proben in getrennter Form zu analysieren. So ist beispielsweise die Verwendung einer Durchflußzelle nachteilig, wenn die in den aufeinanderfolgenden Proben zu untersuchende Substanz die Neigung hat, die Durchflußzelle zu. verunreinigen oder zu verseuchen und die herkömmliche Waschtechnik mit zwischen den Proben angeordneten Waschflüssigkeitsschüben zur Reinigung nicht ausreicht. Es hat sich gezeigt, daß diese Schwierigkeit beim Bestimmen der Koagulationszeit von Blutproben auftritt. Auch die Verwendung einzelner Küvetten zur Analyse von derartigen Proben hat den Nachteil, daß die Küyetten vor der Eingabe der nächsten Probe gründlich gereinigt werden müssen.

Das oben erwähnte Analyseverfahren mit mehreren Probenflekken ist ebenfalls mit Nachteilen verbunden. So werden bei einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zahlreiche Trägerbänder verwendet, um eine gesonderte Probe von einem Probenaufnahmeband auf ein Testband zu übertragen. Weiterhin kommt hinzu, daß man ein verhältnismäßig großes . Probenvolumen benötigt, da ein Teil der Probe bei der Übertragung von dem Aufnahmeband auf irgendwelche Zwischenbänder verlorengeht. Mit einer solchen Anordnung ist es daher nicht möglich, sehr kleine Probenvolumina zu analysieren, beispielsweise in einer Größenordnung von 15 Mikroliter. Ein derart kleines Probenvolumen ginge verloren, oder der auf das Testband übertragene Rest wäre zum Ausführen einer genauen und zuverlässigen Analyse zu klein. Darüberhinaus stellt ein Probenflecken im Gegensatz zu einer flüssigen Probe nur einen verhältnismäßig kurzen Lichtpfad zur fotometrischen Analyse durch die Probe zur Verfügung. Mit einem längeren Lichtpfad wird eine höhere Empfindlichkeit erreicht,.. so daß auch Substanzen mit niedrigen Konzentrationen in der Probe nachgewiesen werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne die Verwendung einer Durchflußzelle oder einer Küvette eine flüssige Probe durch eine fotometrische Messung, beispielsweise unter Ausnutzung der Absorption, Trübung oder Fluoreszenz, sehr genau zu analysieren. Das zu schaffende Analyseverfahren soll einfach sein und automatisiert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das eingangs beschriebene Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Probentröpfchen mit einer an die Umgebungsatmosphäre angrenzenden, nach außen gewölbten Oberfläche und einer dieser gewölbten Oberfläche gegenüberliegenden ebenen Oberfläche gebildet wird und daß der Lichtstrahl durch die ebene Oberfläche in das Tröpfchen geworfen und die zur Auswertung herangezogene Strahlung ebenfalls durch die ebene Oberfläche abgefühlt wird.

Die eingangs beschriebene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper zwei seitlich gegeneinander abgeschirmte, senkrecht verlaufende Durchtrittsöffnungen aufweist, die sich bis zu dem horizontalen Oberflächenabschnitt erstrecken, daß die Durchtrittsöffnungen an den am horizontalen Oberflächenabschnitt austretenden Enden mit lichtleitendem Werkstoff angefüllt sind, daß an den dem horizontalen Oberflächenabschnitt gegenüberliegenden Enden die eine Durchtrittsöffnung mit der Lichtquelle und die andere Durchtrittsöffnung mit dem Strahlungsdetektor ausgerichtet ist, der gegenüber direkter Bestrahlung durch die Lichtquelle abgeschirmt ist, und daß eine lichtundurchlässige Abdeckung vorgesehen ist, die ein an dem horizontalen Oberflächenabschnitt des Tragkörpers angelagertes und sich über die Durchtrittsöffnungen erstreckendes Probentröpfchen gegenüber dem Umgebungslicht abschirmt.

Das Probentröpfcheii kann oben auf dem horizontalen Oberflächenabschnitt liegen oder unten an dem Oberiliichenabschni ti

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hängen. Die nach der Erfindung ausgebildete Anordnung bietet die Möglichkeit, einzelne getrennte Proben in Form des beschriebenen Probentröpfchens mit einer, gewölbten und einer ebenen Oberfläche in einfacher Weise qualitativ oder quantitativ zu analysieren oder den Endzeitpunkt einer Reaktion anzuzeigen. '

Die Probentröpfchen können sehr klein sein, beispielsweise 15 Mikroliter, und ermöglichen trotz des geringen Probenvolumens eine verhältnismäßig lange Lichtbahn d,urch die Probe, so daß die Analyse mit hoher Empfindlichkeit und . Genauigkeit vorgenommen werden kann.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand von Figuren beschrieben. Es zeigen?

Fig. Ί eine teilweise schematisch und teilweise im Längs-' schnitt dargestellte Vorrichtung nach der Erfindung, "-■.'■■■

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf einen . Teil der Vorrichtung nach der Fig» 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel und · . -

FLg₄ 4 eine beilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils des weiteren Ausführungsbeispiels,

Das Ln den Figuren. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel· enthält einen Tragkörper in Form eines sich vertikal er-Ή treckenden Blocks 10, der aus einem undurchsichtigen Werkstoff hergestellt ist, beispielsweise aus einem dafür geeigneten Kunststoff, Der Stützblock 10 weist einen oberen ebenen Oberflächeriabschnitt 12 auf„ der horizontal angeordnet Lot. Auf der oberen Oberfläche des Blocks 10 befindet sich Führungseinrichtung, die zur Führung eines auf der Ober-

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fläche 12 des Blocks schrittweise vorgeschobenen streifenförraigen Trägermittels dient und in Form von zwei in einem Abstand parallel verlaufenden Rippen 14 ausgebildet ist. Dabei stehen die auf der Oberfläche des Blocks vorgesehenen Rippen 14 mit den Seitenkanten des bandförmigen Trägermittels in Berührung, das schrittweise in einer Richtung über den Stützblock bewegt wird.

Der Stützblock 10 weist zwei in einem Abstand voneinander vertikal ausgerichtete Lichtdurchtrittsöffnungen 16 und 18 auf, die sich durch den mittleren Bereich des ebenen oberren Oberflächenabschnitts 12 des Blocks 10 erstrecken. Die unteren Enden der Durchtrittsöffnungen 16 und 18 weisen Aufweitungen 20 bzw. 22 auf.

Ein als Trägermittel vorgesehenes Band 24 wird von dem Oberflächenabschnitt 12 des Blocks 10 unterstützt. Das Band ist durchsichtig und kann aus einem passenden Kunststoff bestehen, beispielsweise aus Mylar. Das Band kann von einer nicht dargestellten Vorratsrolle abgewickelt werden und in Richtung der in der Fig. 1 dargestellten Pfeile durch Rollen angetrieben und unterstützt werden, wie es in der US-PS 3 650 698 beschrieben ist. Wenn das Band bei der Darstellung nach der Fig. 1 den Stützblock 10 nach rechts verläßt, kann es von einem Abfallbehälter aufgenommen werden. Das Band hat nämlich seinen Zweck erfüllt,, wenn es den Stützblock 10 verläßt. Wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, wird das Band 24 lediglich längs einer einzigen horizontalen ArbeLtsbahn bewogt.

In Längsrichtung des Dandes 24 sind in Abständen kreisförmige Behälter in Form von Begrenzungsringen 26 vorgesehen, die dazu dienen, im mittleren Bereich des Bandes eine Flüsr >igkeitsmenge zu begrenzen, die die Probe enthält. Die zur Aufnahme' der Flüssigkeit dienenden Begrenzungsringe 26 können nach einoin Formgebungsverfahren unter Anwendung von Wärme in dem Band 24 ausgebildet werden und stellen einen

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nach oben gerichteten ringförmigen Steg dar.

Eine getrennte, auf dem Band in einer noch zu beschreibenden Weise aufgebrachte und über den Stützblock 10 bewegte Flüssigkeitsmenge bildet einen Flüssigkeitstropfen 28 mit einer nach oben gewölbten Oberfläche 30 und einer ebenen Oberfläche 32. Die ebene.Oberfläche ruht auf dem Band 24. Die gewölbte Oberfläche 30 ist der umgebenden Atmosphäre ausgesetzt. Der Flüssigkeitstropfen 28, der die Probe enthält, kann aus einem einzigen oder aus einer verhältnismäßig großen Anzahl von Flüssigkeitstropfen entstanden sein, die zuvor in dem durch den Begrenzungsring 26 gebildeten Behälter aufgesammelt werden. Das Volumen des Flüssigkeitstropfens 28 kann verhältnismäßig klein sein, beispielsweise in einer Größenordnung von 15 Mikroliter.

Jede der Lichtdurchtrittsöffnungen 16 und 18 weist ein Eintritts- und ein Austrittsende auf. Das Lichteintrittsende der Durchtrittsöffnung 16 "befindet sich unten und das Lichtaustrittsende oben. Bei der Durchtrittsöffnung 18 ist es ■ umgekehrt, so daß das Lichteintrittsende oben und das Lichtaustrittsende unten ist. Wie es aus der Fig. 1 hervorgeht, befinden sich das Austrittsende der Durchtrittsöffnung 16 und das Eintrittsende der Durchtrittsöffnung 18 direkt unter der ebenen Oberfläche 32 des sich in der ruhenden Analysierstellung befindlichen Tropfens 28. Der Durchmesser der Lichtdurchtrittsöffnungen 16 und 18 und ihr^:Abstand voneinander hängen von gewissen Umständen ab, beispielsweise von dem Volumen des Tropfens 28. ;

In der Aufweitung 20 der Durchtrittsöffnung 16 ist.eine Lichtquelle in Form einer Lampe 34 angeordnet. Die von dieser Lampe ausgehenden Lichtstrahlen durchsetzen.das Eintritts- und Austrittsende der Durchtrittsöffnung^16 und dringen über das Band 16 und die ebene Tropfenoberfläche in den Tropfen 20 ein. Das in den Tropfen 28 eingedrungene Licht wird durch die ebene Oberfläche 32 und das Band 2k

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sowie durch die Eintritts- und Austrittsöffnung der Lichtdurchtrittsöffnung 18 auf eine fotoelektrische Einrichtung 36 zurückübertragen, die in Form einer Fotozelle in der Aufweitung 22 der Lichtdurchtrittsöffnung 18 angeordnet ist. Der Fotozelle 36 ist ein Verstärker 38 nachgeschaltet, der eine Aufzeichnungseinrichtung 40 speist. Die von der lichtelektrischen Einrichtung 36 abgegebenen Signale können dazu benutzt werden, um in dem Tropfen 28 die Existenz einer interessierenden Substanz nachzuweisen oder um die Konzentration einer interessierenden Substanz anzugeben.

Das dargestellte fotometrische Verfahren zum Bestimmen der Konzentration der interessierenden Substanz beruht auf der Absorption des Lichts einer besonderen Wellenlänge durch die interessierende Substanz in dem Tropfen 28. Dazu werden nicht dargestellte geeignete Filter benutzt. Abweichend davon kann man aber auch zur Analyse unter Verwendung von geeigneten Blenden und Filtern die Lichtstreuung ausnutzen, um die Konzentration von Partikeln in dem Tropfen 28 nachzuweisen. Dazu wird als lichtelektrische Einrichtung 36 eine Fotovervielfacherröhre verwendet. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Konzentration eines interessierenden Bestandteils in dem Tropfen 28 durch Fluoreszenz oder aber auch durch andere bekannte fotometrische Verfahren festzustellen.

Um zu verhindern, daß irgendwelche Schmutzteilchen in die Lichtdurchtrittsöffnungen 16 und 18 fallen, sind zumindest die oberen Enden der Durchtrittsöffnungen mit .einem lichtdurchlässigen Werkstoff abgeschlossen. Wenn der Durchmesser der Lichtdurchtrittsöffnungen sehr klein oder ihre Länge verhältnismäßig groß ist, wird es als zweckmäßig angesehen, lichtdurchlässige Bauelemente 42 bzw, 44 in die Durchtrittsöffnungen 16 und 18 einzusetzen. Die Bauelemente 42 und 44 haben lichtleitende Eigenschaften und erstrecken sich von den oberen Enden der Durchtrittsöffnungen 16 und 18 ein Stück nach unten, wie es dargestellt ist. Bei den Bauelementen 42 und 44 kann es sich um Glasstäbe handeln, die aus

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einer einzigen Glasfaser oder aus mehreren Glasfasern bestehen können, was wiederum vom Querschnitt der Lichtdurchtritt soffnungen 16 und 18 abhängt. Es sei bemerkt, daß die mit Glasfasern bestückten Lic'htdurchtrittsoffnungen 16 und 18 eine beliebige Querschnittsform haben können.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem zur fotometrischen Analyse des Tropfens 28 das Prinzip der Lichtabsorption durch die in dem Tropfen 28 enthaltene interessierende Substanz ausgenützt wird, wird das über die Durchtrittsöffnung 16 in den Tropfen eintretende Licht von der an die Umgebungsluft angrenzenden nach außen gewölbten Ober- _} fläche 30 reflektiert, wie es in der Figur durch die gestrichelten Linien dargestellt ist* Auf diese Weise wird über die Lichtdurchtrittsöffnung 18 eine Lichtmenge .reflektiert, die ausreicht, um bei der geeigneten Wellenlänge von der als Fotozelle dienenden lichtelektrischen Einrichtung 36 nach- * gewiesen und ggf. auch gemessen zu werden. Es sei bemerkt, daß die Achsen der Lichtdurchtrittsöffnungen 16 und 18 in bezug auf den Mittelpunkt des gewölbten Probentropfens 28 versetzt sind.

Um die äußere Oberfläche 30 des Tropfens 28 gegenüber dem Umgebungslicht abzuschirmen₉ ist eine lichtundurchlässige Abdeckung 46 vorgesehen, die aus einer Deckwand und vier nach unten verlaufenden Seitenwänden besteht, von denen zwei die Bandführungsrippen 14 seitwärts außen abdecken und auf dem oberen Oberflächenabscnnitt 12 des Stützblocks 10 ruhen. Die beiden anderen Seitenwände der Abdeckung 46-weisen fluchtende Öffnungen 48 auf, durch die mit einem lieh- ' ten Zwischenraum das Band 24 mit den Tropfen 28 ein- bzw. austritt. Die Abdeckung 46 kann noch mit weiteren nicht dargestellten Lichtschutzschirmen ausgerüstet sein; Ferner sei erwähnt, daß bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die lichtelektrische Einrichtung 36 durch den Werkstoff des Lichtblocks 10 von der Lampe 34 abgeschirmt ist»

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Die Art, in der die erforderliche Menge der flüssigen Probe und bzw. oder der Reagenzmittel sowie Verdünnungsmittel in jeden der Begrenzungsringe 26 eingebracht wird, ist hier nicht kritisch. In der Fig. 1 ist beispielsweise ein Probenabgaberohr 50 dargestellt, das einen Probenflüssigkeitstropfen zu einem Zeitpunkt in einen der Begrenzungsringe gibt, wenn das Band stillsteht und sich der betreffende Begrenzungsring 26 unter dem Probenabgaberohr 50 befindet. Die schrittweise Vorbewegung des Bandes kann von einer nicht dargestellten Programmeinrichtung gesteuert werden. Direkt neben dem Auslaß des Probenabgaberohrs 50 befindet sich der Einlaß eines Aufnahmerohrs 52, das zu einem Abfluß führt und an eine Ansaugeinrichtung angeschlossen ist. Zwischen dem Einlaß des Aufnahmerohrs 52 und der Ansaugeinrichtung befindet sich ein nicht dargestelltes magnetbetätigtes Absperrorgan, das von der Fotozelle eines herkömmlichen nicht dargestellten Tropfenzählers angesteuert wird, der die von dem Abgaberohr 50 auf das Band freifallenden Tropfen zählt. Wenn das Absperrorgan geöffnet ist, wird die gesamte an dem Probenabgaberohr 50 austretende Flüssigkeit vom Einlaß des Aufnahmerohrs 52 angesaugt und zu einer entfernten Sammelstelle befördert. Wenn hingegen das Absperrorgan geschlossen ist, fällt die aus dem Abgaberohr 50 austretende Flüssigkeit in Form von Tropfen auf das Band. Die Flüssigkeitsprobe wird in dem Probenabgaberohr 50 mit irgendeiner nicht dargestellten herkömmlichen Einrichtung weitergefördert, die in dem Abgaberohr 50 eine geeignete, praktisch konstante Druckdifferenz aufrechterhält.

Nachdem eine passende Menge der Flüssigkeitsprobe in" den betreffenden Begrenzungsring 26 gegeben worden ist, kann die Bandantriebseinrichtung betätigt werden, um diesen Begrenzungsring 26 unter eine andere Tropfenabgabeeinrichtung vorzuschieben, die beispielsweise ein dem Probenabgaberohr 50 ähnliches Abgaberohr 5^ für ein Reagenzmittel oder ein Verdünnungsmittel enthält. Andererseits ist es möglich,

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bereits bei der Herstellung des Bandes 24 in die Begrerzungsringe 26 ein geeignetes Reaktionsmittel· zu geben., das getrocknet ist und später bei der oben beschriebenen Zugabe der Probe mit dieser reagiert. Das Abgaberohr 54 ist daher nicht unbedingt erfprderlich. Dem Flüssigkeitsabgaberohr kann wiederum ein durch ein Absperrorgan gesteuertes Aufnahmerohr 56 zugeordnet sein, das in ähnlicher Weise wie das Aufnahmerohr 52 von einem Tropfenzähler gesteuert wird, der die von dem Abgaberohr 54 in den betreffenden Begrenzungsring 26 eingegebenen Tropfen zählt.

Wenn der Abgabevorgang an dieser Tropfenabgabeeinrichtung beendet ist, wird wiederum die Bandantriebsvorrichtung eingeschaltet, um den in dem betreffenden Begrenzungsring 26 enthaltenen Tropfen, der jetzt das in. der Fig. 1 dargestellte Volumen des Tropfens 28 angenommen hat, in der Analysiereinrichtung über den Stützblock 10 zu bringen. Während dieser Vorschubbewegung wird der zuvor in die Analysiereinrichtung eingebrachte Tropfen durch den Vorschub des Bandes aus dieser entfernt. Auf diese Weise werden nacheinander behandelte Probentropfen durch das Band 24 in die Analysiereinrichtung eingebracht und automatisch analysiert.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung ist auch zum Nachweis eines Reaktionsendzeitpunkts geeignet, beispielsweise zum Nachweis der Agglutinationszeit, wie es in der US-PS 3 650 698 beschrieben ist. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Vorrichtung kann darüberhinaus noch eine magnetische Rühreinrichtung enthalten, um eine auf das Band aufgebrachte Probenmenge mit einem Reagehzmittel oder einem Verdünnungsmittel zu mischen, wie es ebenfalls in der oben genannten US-PS beschrieben ist.

In der Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das in vieler Hinsicht der Vorrichtung nach· den Figuren 1 und 2 ähnlich ist, mit Ausnahme, daß kein Probenträgerband und keine Tropfenabgabeinrichtungen wie bei der

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Vorrichtung nach der Fig. 1 verwendet werden. Zur Abschirmung des Umgebungslichts ist zwar eine der Abdeckung 46 ähnliche Einrichtung vorhanden, die jedoch der besseren Übersicht halber nicht dargestellt ist. Bei der Vorrichtung nach der Fig. 3 wird der behandelte Tropfen, der eine ähnliche Form wie der Tropfen 28 nach der Fig. 1 hat, direkt von dem oberen Oberflächenabschnitt 12A eines Stützblocks 1OA getragen. Der Tropfen wird in ähnlicher Weise wie der Tropfen 28 von einem direkt auf dem Oberflächenabschnitt 12A des Stützblocks 1OA angeordneten ringförmigen Steg 26A begrenzt. Der zu analysierende Tropfen kann nach irgendeinem herkömmlichen Verfahren zum Aufbringen von Flüssigkeitstropfen auf eine Stützfläche in den Ring 26A eingebracht werden. Nach Beendigung der Analyse wird das Tröpfchen durch Waschen der oberen Oberfläche des Stützblocks 1OA entfernt.

Bei einem weiteren in der Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Block 1OB als längliche Tauchsonde ausgebildet, die von Hand mit ihrem einen*Ende in eine in einer Küvette 60 enthaltene behandelte Probenflüssigkeit eingetaucht werden kann. Wenn der eingetauchte Endabschnitt des Blocks 1OB aus der behandelten Probenflüssigkeit herausgezogen wird, bildet sich an seiner unteren Oberfläche infolge der Oberflächenspannung ein einziges Tröpfchen 62, das eine der Fläche 32 ähnliche ebene Oberfläche aufweist. Der sondenartige Block 1OB hat einen zylindrischen Querschnitt und besteht aus einem undurchsichtigen Werkstoff. Die Außenoberfläche des unteren Endabschnitts des Blocks 1OB kann mindestens in einem geringen Maß hydrophob sein und kann, um diese Eigenschaft zu erzielen, in herkömmlicher Weise behandelt worden sein.

Wie bereits erwähnt, hat der sandenartige Block die Form eines Stabes, und seine Außenwand kann sehr dünn in Form einer Schale ausgebildet sein. In dem Block 10B verlaufen, in axialer Richtung zwei Lichtdurchtrittsöffnungen 64 und 66, die den Lichtdurchtrittsöffnungen 16 und 18 ähnlich sind. Die Durch-

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trittsöffnungen 64 und 66 können konzentrisch -angeordnet sein, wie es jedoch nicht dargestellt ist. Die Durchtrittsöffnungen führen wie bei der Vorrichtung nach der Fig. 1 zu einer Lichtquelle: und zu einer lichtelektrischen Einrichtung. Wie es, aus der Fig. 4 hervorgeht, erstrecken sich die Lichtdurchtrittsöffnungen 64 und 66. durch dasjenige Ende des Blocks 1OB,. das in die Probenflüssigkeit eingetaucht wird. Die Lichtdurchtrittsöffnungen 64 und 66 sind mit nicht dargestellten lichtleitenden Bauelementen ausgerüstet, die den bereits beschriebenen Bauelementen 42 und 44 ähnlich sein können, um Licht durch die Durchtrittsöffnungen 64 und 66 zu leiten. - - , ,

Das Probentröpfchen 62 kann eine ähnliche Form wie das bereits beschriebene Probentröpfchen 28 haben. Allerdings ist bei diesem Ausführungsbeispiel kein Begrenzungsring 26A wie bei dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 erforderlich, da das Tröpfchen infolge der Oberflächenspannung an dem Block 1OB anhaftet und nach unten in'die umgebende Atmo- , Sphäre ragt., . ~ .... - - " ,

Um die gewölbte Aüßenoberfläche des Tröpfchens 62;. während der Analyse, des Tröpfchens gegenüber dem Umgebungslicht abzu-. .schirmen, ist eine Abdeckung mit einem rohrförmigen.Bauteil 68 vorgesehen, das den Endabschnitt des sondenartlgen Blocks 1OB umgibt und in axialer Richtung innerhalb von Grenzen, die durch nicht dargestellte herkömmliche Anschläge bestimmt sind, gleitend verschoben werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, das rohrförmige Bauteil 68 aus seiner in der Fig. 4 dargestellten zurückgezogenen Stellung in eine Stellung zu schieben, in der es sich über das Tröpfchen 62 er- · streckt. Die Abdeckung kann noch eine Abdeckplatte 70 enthalten, die am unteren Ende des rohrförmigen Bauteils 68 schwenkbar angebracht ist. Wenn sieh das rohrförmige Bauteil 80 über das Tröpfchen erstreckt, wird die Abdeckplatte nach innen geschwenkt, um das untere Ende des rohrförmigen ' Bauteils 68 vollkommen abzuschließen. In dieser Stellung ist

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zwischen der Abdeckplatte 70 und dem Tröpfchen 62 ein Zwischenraum vorhanden.

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Claims

Patentansprüche . > "

1A Verfahren zur fotometrischen Analyse einer flüssigen Probe, bei dem ein Lichtstrahl in die Probe gerichtet und eine aus der Probe austretende Strahlung ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Probe ein Tröpfchen mit einer an die Umgebungsatmosphäre angrenzenden, nach außen gewölbten Oberfläche und einer dieser gewölbten Oberfläche gegenüberliegenden ebenen Oberfläche gebildet wird und daß der Lichtstrahl durch die ebene Oberfläche in das Tröpfehen geworfen und die zur Auswertung herangezogene Strahlung ebenfalls durch die ebene Oberfläche abgefühlt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem eine horizontale Oberfläche aufweisenden Tragkörper zur senkrechten Anlagerung der zu analysierenden Probenflüssigkeit sowie mit einer Lichtquelle und einem Strahlungsdetektor,
dadurch 'gekennzeichnet, daß der Tragkörper (10; 1OA; 1OB) zwei seitlich gegeneinander abgeschirmte, senkrecht verlaufende Durchtrittsöffnungen (1.6, 18; 64, 66) aufweist, die sich bis zu dem horizontalen Oberflächenabschnitt.(12; 12A) des Tragkörpers erstrecken, daß die Durchtrittsöffnungen.mindestens an den am horizontalen Oberflächenabschnitt austretenden Enden mit lichtleitendem Werkstoff angefüllt sind, daß an den dem horizontalen Oberflächenabsehnitt gegenüberliegenden Enden die eine Durchtrittsöffnung (16) mit der Lichtquelle (34) und die andere Durchtrittsöffnung (18) mit dem Strahlungsdetektor (36) ausgerichtet ist, der gegenüber, einer direkten Bestrahlung durch die Lichtquelle abgeschirmt ist, und daß eine lichtundurchlässige Abdeckung (46; 68) vorgesehen ist, die ein an dem horizontalen Oberflächenabschnitt des Tragkörpers angelagertes und sich über die Durchtrittsöffnungen erstreckendes Probentröpchen (28; 62) gegenüber dem Umgebungslicht abschirmt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der lichtleitende Werkstoff ein Lichtleiterstab (42, 44) ist, der sich ein Stück in die Durchtrittsöffnung erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdurchtrittsöffnungen (16, 18; 64, 66) parallel zueinander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtdurchtrittsöffnungen koaxial zueinander verlaufen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung für das flüssige Probentröpfchen eine Abdeckkappe enthält.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeich η et, daß der horizontale Oberflächenabschnitt (12;12A) ein durchsichtiges Band (24) direkt unterstützt, das das Probentröpfchen (28) trägt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Band (24) zur seitlichen Begrenzung des Tröpfchens (28) einen Begrenzungsring (26) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Oberflächenabschnitt (12A) das flüssige Probentröpfchen direkt unterstützt und zur seitlichen Begrenzung des Tröpfchens einen Begrenzungsring (26A) aufweist.

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.10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (10B) als langgestreckte Eintauchsonde mit nach unten weisendem horizontalen Oberflächenabschnitt ausgebildet ist, an dem nach Eintauchen in eine flüssige Probe das Probentröpfchen (62) infolge Oberflächenspannung haftet. '

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsdetektor eine fotoleitende Einrichtung ist, die die Anwesenheit einer interessierenden Substanz in dem flüssigen Probentröpfchen nachweist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsdetektor eine fotoleitende Einrichtung ist, die unter Ausnutzung der Lichtabsorption die Konzentration einer in dem flüssigen Probentröpfchen vorhandenen interessierenden Substanz nachweist.

13- Vorrichtung nach einem- der Ansprüche 2 bis 10, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t ,-daß der Strahlungsdetektor eine fbtoleitende Einrichtung ist, die unter Ausnutzung der Lichtstreuung die Konzentration von in dem flüssigen Probentröpfchen vorkommenden Partikeln nachweist.

14. Vorrichtung nach, einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsdetektor eine fotoleitende Einrichtung ist, die unter Ausnutzung der Fluoreszenz die Konzentration einer in dem flüssigen Probentröpfchen vorkommenden interessierenden Substanz nachweist.

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