DE2415049A1 - Mehrkanalanalysator zur optischen messung von bei der chromatographie von fluessigkeiten erhaltenen fraktionen - Google Patents
Mehrkanalanalysator zur optischen messung von bei der chromatographie von fluessigkeiten erhaltenen fraktionenInfo
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Booker Street 24
Westwood, N.J. (USA)
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Westwood, N.J. (USA)
Mehrkanalanalysator zur optischen Messung von bei der Chromatographie von Flüssigkeiten erhaltenen Fraktionen
Die Erfindung betrifft einen Mehrkanalanalysator zur optischen Messung von aus einzelnen Fraktionen bestehenden Proben, die
bei der Chromatographie von Flüssigkeiten erhalten werden. Mittels der Vorrichtung nach der Erfindung sollen beispielsweise
Unterschiede oder Verhältnisse zwischen de^ Vergleichsprobe
und der zu untersuchenden F2robe, zwischen dero Lösungsmittel
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und der zu untersuchenden Probe, zwischen dem Puffermittel
und der zu untersuchenden Probe oder zwischen zwei verschiedenen
Proben festgestellt werden. Die Vorrichtung nach der Erfindung besteht aus.einer Lichtquelle, einem Streuungs- bzw. Dispersionselement und einem jedes erzeugte Spektrum refocusierendem bzw.
Strahlen vereinigenden Kollimator, wobei die Vergleichsprobe und die zu untersuchende Probe, die durch Durchflußküvetten durchgehen, und das Verhältnis oder der Unterschied zwischen den
optischen Eigenschaften der beiden Proben gemessen werden.
Die Vorrichtung nach den. Erfindung eignet sich vorzugsweise zur
Messung d&r optischen Eigenschaften von transparenter, oder semitransparenten
Substanzen in flüssiger oder halbflüssiger Form und insbesondere für Messungen, die bei der Hochdruckchromatographie
von Flüssigkeiten durchgeführt werden sollen, bei der die Auftrennung in einzelne Fraktionen mittels Säulen erreicht wird.
Bei äer Chromatographie von Flüssigkeiten, wird die Auftrennung
dadurch erreicht, daß die zu analysierenden Proben in einen Flüssigkeitsstrom oberhalb der Auftrennungssäule eingespritzt
werden, die aus einem röhrenartigen Behälter besteht, der mit dem Adsorptionsmittel gefüllt ist. Die Auftrennung der Proben erfolgt
aufgrund von kapillaren Wirkungen und anderen Erscheinungen, die bei der modernen Chromatgraphie auftreten. Die Flüssigkeiten,
Lösungsmittel oder Puffermittel und die aus der Säule heraustretenden Flüssigkeiten enthalten die fraktionierten Bestandteile der
ursprünglich, eingeführten Substanzen. Diese Fraktionen sind optisch
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feststellbar, wenn der Flüssigkeitsstrom durch eine Durchflußküvette
durchgeführt wird, die ein optisches Eingangs- und Ausgangsfenster besitzt, das den Durchgang eines Lichtstrahls ermöglicht. Der Lichtstrahl verändert seine Intensität, wenn er
durch die durchlaufenden Fraktionen unterbrochen wird. Die durchlaufenden Fraktionen werden aufgrund ihrer charakteristischen
Eigenschaften mehr oder weniger durch die unterschiedlichen spektralen Frequenzen angezeigt.
Die bei der Chromatographie von Flüssigkeiten erhaltenen und durch das Lösungsmittel transportierten Fraktionen bestehen im
allgemeinen aus einer sehr kleinen Menge der eingesetzten Substanz und zeigen nur extrem geringe Absorptions- oder Transmissionsveränderungen,
wodurch ihre Feststellung sehr schwierig wird. Die bei der. Chromatographie verwendeten Lösungsmittel
oder Puffermtttel sowie viele der zu untersuchenden und dann aufgetrennten Verbindungen besitzen oft eine geringe chemische
Stabilität über gegebene Zeiträume, die notwendig sind, um zuverlässige Messungen durchzuführen. Aus diesem Grunde entstehen
nicht-reproduzierbare'Fehler von einem Flüssigkeitschromatogram
zum anderen. Es ist daher wünschenswert, daß die charakteristischen
Eigenschaften der Puffermittel oder der Lösungsmittel zur gleichen Zeit gemessen werden, . zu der die charakteristischen
Eigenschaften der aufgetrennten Materialien festgestellt werden. Die Verwendung eines Doppelstrahls hat sich als vorteilhaft erwiesen,
da dadurch die Benutzung einer Probsnküvette und einer Vergleichsprobenküvette ermöglicht wird. Da wie oben bereits ei—
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wähnt die Absorptions- oder Ί ransmissionsveränderungen bei
kleinen Probenmengen wie beispielsweise 5 Mikrolitern eine
genaue und· praktizierbare Darstellung erfordern und da diese Absorptions— und Transmissionsveriinderungen nur einige Zehntausendstel
der optischen Dichte ( O. D. ) ausmachen können, ist eine langfristige Stabilität des Gesamtsystems ein Hauptziel der
vorliegenden Erfindung, um die Meßprobleme in erfolgreicher Weise zu lösen. Daher hatte man sich bei der vorliegenden Erfindung
zum Ziele gemacht, eine Vorrichtung zu entwickeln, bei der das für die Messung verwendete Licht nur äußerst gering
durch die optischen oder mechanischen Bestandteile beeinträchtigt
wird und über lange Zeiträume hinweg optische Eigenschaften gleicher Natur bei dem Lichtstrahl für die Probe; und die Vergleichsprobe geliefert werden. Da eine kontinuierlich einstellbare
UV- und sichtbare Strahlung erforderlich ist, um die günstigsten Absorptionsmaxima für das eluierte Medium herauszufinden
durch die Verwendung eines monochromatischen Lichtes, das durch ein Streuungs- bzw. Dispersionselement erzeugt wird,
wie beispielsweise durch ein Brechungsgitter bzw. ein EVechungsrost, werden die Stabilität der Lichtquelle und die Gleichförmigkeit
des Strahlungsflusses, der auf die Küvetten oder den Durchflußzellen
auftrtfft, Kriterien von äußerster Wichtigkeit.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung war es, die oben geschilderte Gleichmässigkeit und Stabilität der Lichtquelle zu ermöglichen. Bei
den herkömmlichen Vorrichtungen auf dem Gebiete der Spektrophotometrie, bei denen Lichtquellen verwendet werden, werden
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optische Eintrittsschlitzbeleuchtungsvorrichtungen, ein Monochromator»
mit Austrittsschhtzen, Austrittsstrahlungskollimatoren
und optische rotierende oder modulierende Zerhacker (chopper) benutzt, um die Strahlung für die Vergleichsproben
und i-robenmessungen zu erhalten. Bei den herkömmlichen' Vorrichtungen
muß die Strahlung, die cius denn Ausgangsschlitz bzw.
Ausgangsspalt der Monochromatoren austritt, die einenlänglichen Aufbau besitzen, kondensiert bzw. konzentriert und optisch behandelt
werden, um einen vorteilhaft kollimierten Strahl geeigneter Größe zu erzeugen, der durch die Küvetten durchgehen
soll, die eine 1-mm-Öffnung und eine Strahlendurchgangsstrecke von 10 mm besitzen. Diese .Behandlung der Strahlen, die aus
den Standardmonochromatorspalten austreten, führt zu Lichtverlusten
und zu einer niedrigen Energie der durch die Küvetten gehenden Lichtstrahlen, so daß eine beträchtliche Verstärkung
der Detektorsignäle erforderlich wird. Dadurch entstehen unstabile
und gestörte Signale und nachteilige Aufzeichnungen.
Da mindestens acht optische Bestandteile normal erweise bei den herkömmlichen Spektrophotometern vom Doppelstrahltyp verwendet
werden und diese Bestandteile aus einer die Strahlen zusammenfassenden Optik zwischen der Lampe und dem Monochromator bestehen,
aus einem 45° Reflektor, um den Eintrittsspalt des Monochrornators zu erreichen, aus einem Hauptkollimator im Monochromator
(und zwar einer, wenn eine Anordnung nach Littrow verwendet wird und zwei, wenn eine Anordnung nach Fibert verwendet wird), aus einem die Strahlen zerstreuenden Element, das
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aue einem Prisma oder einem Gitter bzw. einem Rost besteht,
etnem Kondensator und aus einer Kollimatoroptik nach dem Aus
trittsspalt des Monochromators, aus einer Strahlspaltvorrichtüng
oder einer Zerhackeranordriung, die normalerweise aus zwei stehenden und zwei zerhackenden oder oszillierenden Spiegeln besteht (wobei von dem letzteren ein stehender und ein zerhackender
Spiegel ausschließlich für die Vergleichsprobe dient und ein Paar ähnlicher Bestandteile für den Probekanal verwendet wird, um
die Vergleichsküvette und die Probenküvette alternativ zu erreichen) wird eine große Anzahl ungleicher Oberflächenbereiche
oder Bereiche möglicher mechanischen Instabilität eingeführt, die die Feststellung und Messung von geringen Unterschieden zwischen
den Proben und den Vergleichsproben äußerst schwierig machen. Daher ist ein bestimmter Fehler in allen zur Zeit bekannten monochromatischen Meß- und Anzeigesystemen vorhanden, falls keine
Vorrichtungen eingebaut werden, um die optische Unbeständigkeit und die mechanischen Instabilitäten auf ein Mindestmaß zu reduzieren.
Der hatte die vorliegende Erfindung zum Ziele eins Vorrichtung zu entwickeln, die die Fehler im System el iminiert und
die Anzahl der optischen Bestandteile, die für die Erzeugung von zwei identischen Spektren für die Ausleuchtung der Vergleichsprobe
und der Probe erforderlich sind, auf ein Mindestmaß von drei Bestandteilen zu reduzieren. Weiterhin sollte die Zerhackervorrichtung, die rotierende oder oszillierende optische Oberflächen
verwendet zum Zwecke der Aufteilung der Strahlung in Vergleichsproben- und Probenstrahlen, durch zwei individuelle Detektoren
oder durch ein nicht-optisches hin- und herbewegliches Nivellier- und Signalauswertungsgerät für eine maximale Ablesestabilität er—
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setzt werden.
D*r Erfindung lag weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen ähnlichen
oder gleichen Teil der Flussfülle zu verwenden, die durch eine Lichtquelle
imitiert wird und den ursprünglichen Ausgangspunkt der Lichtquelle in einer dispergierten Art in der Form von zwei definierten
identischen Spektren zu focusieren, d.h. in den Brennpunkt zu bringen, wobei die zwei Spektren erzeugt werden mittels eines
Brechungsgitters vom Reflektionstyp oder einer Streuungsoptik vom Brechungstyp auf zwei ähnliche Küvetten oder auf die unbekannten
Proben und Vergleichsprobenbereiche. Dies wird dadurch erreicht, daß entweder die Strahlen der Lichtquelle mittels einer sphärischen
oder asphärischen, korrigierten, refocusierten, brechenden Mehrrichtungsoptik vom Spiegeltyp wiedervereinigt werden, wobei die
Optik mit einer geschliffenen, polierten und beschichteten Reflektionsoberfläche
versahen ist, oder durch eine Wiedervereinigung der Strahlen mittels einer Mehrrichtungs-Transmissionsoptik, die zwei
identische spektral gestreute Bilder der Lichtquelle in der Fläche der Vergleichsproben- und Probenküvette reproduziert oder auf dem
Vergleichsproben- oder Probehbereich, nachdem die Strahlen durch ein Brechungsgitter vom Reflektionstyp oder einer Streuungsoptik
vom Refraktionstyp bzw. vom Brechungstyp reflektiert und gebrochen worden sind.
Durch die Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung werden
eventuelle Energieschwankungen oder -Veränderungen der Lichtquelle,
die einen höheren oder niederen Strahlungsfluß über kurze
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oder lange Zeiträume ergeben, im Vergleichsprobenstraht und im
Probenstrahl in gleicher Weise ausgedrückt. Der Erfindung liegt daher auch die Aufgabe zugrunde; die Schwankungen der Lichtquelle
in die getrennten Proben und Vergleichsprobenbereiche zu über—
mitteln und zwar nur über eine Streuungsvorrichtung und eine refocusierende Mehrrichtungsoptik für einen schnellen photoelektrischen
Vergleich und zur Bildung von Verhältnissen zwischen der Probenenergie und Vorgleichsprobenenergie mit einem dabei entstehenden
Verhältnis von 1 für den elektrischen Ausdruck eines zuverlässigen
Nullpunktes für Messzwecke, da die Energien der Probe und der VergleichsDrcbe fast identisch sind.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung nach der Erfindung kann auch
folgenderweise erklärt wenden: Das Licht, das von dem Strahlen
imitierenden Bereich der Lichtquelle unterbrochen wird, erreicht zwei Bereiche nach öer Streuung von zwei gerichteten Strahlen
durch ein Streuungselement. Die zwei Bereiche enthalten die gleiche Energie. Diese Energie kann jedoch eine unterschiedliche
Intensität besitzen aufgrund öbs reduzierten Strahlungsflusses über
die Lebensdauer der Lichtquelle und aufgrund von Beschädigungen auf den optischen Oberflächen. Da identische Bereiche der reflektierenden
und/oder transmittierenden optischen Vorrichtungen und der gleiche Bereich einer Streuungs- oder Brechungsoptik
verwendet werden, wird die Reduzierung der Energie in gleicher Weise wiedergegeben und das Verhältnis der Energie zwischen
dem Probenstrahl und dem Vergleichsprobenstrahl wird 1:1 betragen, wenn diese Strahlen unbeeinflusst bleiben durch die energiereduzierenden oder Energie zuführenden Substanzen, wie dies
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z.B. abadsorbierende oder fluoreszierende Substanzen sind, und
zwar unabhängig von dem Energieniveau, das von der Lichtquelle imitiert wird oder durch optische Effekte beeinträchtigt wird. Es
kann beispielsweise angenommen werden, daß der Probenstrahl eine Strahlung enthält, die ein photoelektrisches Signal von 5 V
erzeugen kann, und der Vergleichsprobenstrahl eine Strahlung enthält, die ein photoelektrisches Signal von 5 V zru Beginn eines
Langzeittestes erzeugt. Das Verhältnis von 5 V zu 5 V entspricht
1 . Während der Versuch durchgeführt wird und fortschreitet, nimmt die Lichtabgabe bzw. die Lichtleistung der Lichtquelle und dei
streuenden und refocusierenden und optischen Vorrichtung ab und
ergibt lediglich noch 2 V in dem Probenstrahl und 2 V in dem Vergleichsprobenstrahl. Das Verhältnis von 2 V zu 2 V entspricht
1 . Fralls das Verhältnis von 1 verwendet wird, um eine Messung
(readout) der Transmission zu liefern, dann liegt die Transmission der Energie durch eine leere Probenküvette immer bei 100 % der
Energie die durch die leere Vergleichsküvette zur Verfugung steht
oder die optische Dichte der leeren Probenküvette liegt bei 0 bevor die zu messende Probe in diese eingeführt wird und zwar unabhängig
von dem tatsächlichen Lichtenergieniveau, das durch die Lichtquelle imitiert wird oder durch das System übermittelt wird.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zu entwickeln, bei der eine Apertur sich innerhalb der Lichtquelle oder direkt vor der Lichtquelle befindet und die Größe einer solchen
Lichtquelle beschränkt. Diese wird in der gleichen Weise refocusiert
in die Fläche des Probenstrahls und des Vergleichsprobenstrahls
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mittels der gleichen refocusierenden Mehrrichtungsoptik und nur einem Streuungselement.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine einzelne reflektierende Strahlen konzentrierende und zusammenfassende
Optik nach der Fläche der Vergleichsprobenküvette und der Probertküvette
anzuordnen, urn die Energie rru unterbrechen, die aus diesen Proben- und Vergleichsprobenküvetten ausgeht.und solche Energien
mittels Verkleinerung in einen Bereich gröi3ter Nähe auf einem
einzelnen Photodetektorelement zu refocusieren.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde zwei gleiche Abschnitte
des gleichen reflektierenden Elementes nach der Probenküvette und der Vergleichsprobenküvette zu verwenden, um wahre
Bilder der Apertur zu rekombinieren, d.h. wieder zu vereinigen und zu überlagern, wodurch die Größe der Lichtquelle limitiert
wird.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, di& Lichtenergie,
die aus ähnlichen Spektral be reichen der dargestellten Spektren in der Probefläche und der Vergleichsprobefläche austritt,
zu verwenden, um Küvetten vom Fluoreszens- und Brechungstyp 2u beleuchten für die photoelektrische Bestimmung der Veränderungen
der Fluoreszenz- oder des Brechnungsindexes in dem gemessenen Medium über die gleichen Aperturen.
Eine weitere Aufgabe d&r Erfindung liegt darin, daß ein Lichtzugang zu dem Ablese-Fotodetektor ermöglicht wird in einer wechseln-
— 1 1 —
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den Art für. die Bestimmung des Vergleichsproben- und Probenverhältmsses
über eine hin- und hergehende nicht optische Verschluß-NivelUerungsvorrichtung, die durch einen Stufenantrieb angetrieben
wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, daß der Stufenantrieb
für eine wechselnde bzw. alternierende Signalunterbrechnung
verwendet wird, um die herkömmlichen Unregelmässigkeiten und
nicht reproduzierbaren Fehler zu beseitigen, die durch mechanische
Nachteile, Temperaturabhängigkeiten von Motormagneten und durch Spulen über genau zeitlich eingestellte elektronische Gitter der
Signale verursacht werden, wodurch das vordere und hintere Gefälle
eliminier; wird ( eliminating the leading and trailing slopes) und nur der flache Teil des Probensignals und des Vergleichsprobensignals
benutzt wird.
In der folgenden Beschreibung wird die Vorrichtung nach der ti
findung anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung bei der die Vergleichsproben und Probenanordnung doppelt vorhanden ist und
zwei Vergleichsprobenstrahlen und nwei Probenstrahlen et—
gibt.
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Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsforn*\
der Vorrichtung nach d&r Erfindung, bei der eine einzetne reflektierende Strahler^zusammenrassende und re-
- focusierende Optik sowie Teile davon für eine Unterbrechung der Energie gezeigt werden sowie eine nicht optische Ver—
schluß-.Nivelliervorrichtung auf einem sich hin- und herbewegenden elektromechanischen Antrieb.
Fig. 4 ist ein funktionelles Blockdiagrarnrn, das die haupisächlichsten
elektronischen Elemente zum Antrieb des Stufenmotors zeigt und die Präzisionsgitterelektronik sowie die graphischen
Darstellungen der Signale gegenüber öcr Zeit an ausgewählten
Punkten des Stromkreises.
Fig. 5 ist ein teilweise im Schnitt gezeigter Aufriß einer Durchflußküvette,
die in der Vorrichtung nach der Erfindung für eine Fluoreszenzbestirnmung verwendet wird.
In Fig. 1 ist die Lichtquelle mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Diese Lichtquelle 1 ist als ein Lichtbogen dargestellt, der durch
einen vollen Kreis von 360 seine Strahlung abgibt. Da der volle Kreis d&r Strahlung nicht durch eine optische Vorrichtung unterbrochen werden kann, ist eine Spaltmaske 7 so nah wie möglich
an der Lichtbogenquelle angeordnet, um lediglich eine Beleuchtung bzw. Bestrahlung der refocusierenden bzw. die Strahlung wieder
zusammenbringende Mehrrichtungsoptik zu ermöglichen, die sich aus den Bestandteilen 2 und 3 zusammensetzt.
- 13 -
509838/08 3 2
Diese refocusierende Mehrrichtungsoptik besitzt einen Scharnierteil
2* um ein genaues Schleifen und Polieren zu ermöglichen sowie
identische Radien für die Bestandteile 2 und 3 zu liefern. Nach dem Überziehen bzw. Beschichten der polierten Oberfläche mit einem reflektierenden
Material werden reflektierende Oberflächen erzeugt, die es ermöglichen, daß identische Bereiche auf einem Gitter 4 beleuchtet
werden durch jeden Teil der refocusierenden Mehrrichtungsoptiken 2 und 3. Daß das Gitter 4 erreichende Licht wird durch dieses Gitter
in die Spektren 8 und 9 zerstäubt bzw. verteilt. Das Licht, das den Bereich der projektierten Spektren erreicht wird durch die Aperturplatte
bzw. Lochplatte 14 begrenzt, die zwei identische Öffnungen 8' und 9' besitzt. Aufgrund dieser identischen Öffnungen 8* und 9'
können nur bestimmte Teile der Spektren die Durchfluß- oder spektrometrischen Küvetten 5 und 6 erreichen. Das durch die Küvetten
S und .6 durchgehende Licht erreicht dann die Fotodetektoren 10 und
11, die mit dem Verhältnis-Stromkreis 12 verbunden sind, um die Signale zu vergleichen in dem Verhältnisse davon erzeugt werden für
die Anzeige- oder Ablesevorrichtung 13. Das Gitter 4 kann zwischen den Drehzapfenpunkten 20 mittels eines Armes 22 innerhalb eines
Winkels 25 die kipp bzw. schräg eingestellt werden indem ein Aufhaltestift 24 verwendet wird sowie ein Standardsinusantrieb wie er
von herkömmlichen Monochromatoren bekannt ist. Die Veränderung des
Winkels des Gitters 4 ermöglicht das Bestreichen (sweeping) der Spektren 8 und 9 durch die öffnungen 8' und 9*. Falls das Gitter 4
bewegt wird wie durch den Pfeil 25 angegeben, bewegen sich zwei identische Spektren durch die zwei öffnungen 8* und 9' in der Lochplatte
14, damit die erwünschten spektralen E3ereiche ausgewählt
- 14 -
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wurden, um die KüVetten 5 und 6 zu beleuchten. Die zwei identischer»
Spektren werden durch den gleichen [Bereich des Gitters erzeugt
und stammen her von denn gleichen Apex bzw. Scheitel der zentralen Strahlen, die von der Lichtquelle kommen und auf das
Gitter gerichtet werden mittels der refocusierenden Mehrrichtungsoptik
2 und 3.
Fig. 2 zeigt ein ähnliches System wie in Fig. 1 beschrieben, das jedoch zwei zusätzliche Bestandteile in der rerocusierenden Mehrrichtungsoptik enthält, die mit den Bezugsziffern 35 und 36 bezeichnet
werden. Die zusätzliche Verwendung dieser zwei Bestandteile, die ähnliche Oberflächen haben wie die Bestandteile 2 und
ermöglicht die Beleuchtung eines einzelnen Gitters mit zwei zusätzlichen Lichtstrahlen, die den gleichen Scheitelpunkt auf dem
Gitter 4 erreichen und durch das Gitter 4 in zwei zusätzliche
Spektren 42 und 44 gestreut werden und durch die Öffnungen 43' •und 44 auf der Lochplatte 14 durchgehen. Die zwei zusätzlichen
Spektren erreichen die Fotodetektoren 41 und 42. Die zusätzliche Verwendung dieser zwei Fotodetektoren zeigt klar die Vorteile der
Vorrichtung nach der Erfindung, indem mehrere identische Spektren in mindestens Paaren zu zwei erzeugt werden wie sie durch die Bezugsziffern
8 und 9 oder 43 und 44 angegeben sind, um eine spektrophotometrische Vorrichtung zu bilden, die nur ein Gitter
enthält, jedoch mehrere analysierende Kanäle besitzt ohne daß strahlverteilende Zerhackvorrichtungen verwendet werden und die
Spektren aus einer Strahlungsquelle stammen. Für4 die spektrophotometrischen
Messungen werden die Küvetten 5, 6, 39 und 40 verwendet und der Vergleich wie bereits oben beschrieben mittels
ο
- 15 -
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2Ä15049
des Verhältnis-Stromkreises und der Ablesevorrichtungen durchgeführt
wird.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung,
bei der zwei Kanäle, die zur Bestimmung der Verhältnisse zwischen der Probe und der Vergleichsprobe verwendet werden,
durch einen einzigen Photodetektor 19 bedient werden können indem eine elliptische oder eine andere asphärische Strahlenkombinationsoptik
17 verwendet wird oder Teile davon wie dargestellt und mit den Bezugsziffern 18 und 18' bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform werden die Strahlen 15 und 16, die die zentralen Strahlen der
Spektren 8 und 9 darstellen und die Küvetten 5 und 6 erreichen, alternativ durch das Zerhackerblatt 28 durchgelassen, um den
Photovervielfacher 19 zu erreichen. Das Zerhacker blatt 28 wird
durch den Motor 27 angetrieben und zwar in einer Hin— und Herbewegung wie durch den Pfeil 28' angezeigt.
Im Rahmen der Erfindung können auch zwei solche Zerhacker oder einer mit zwei sich hin- und herbewegenden Blättern verwendet
werden und zwei Photodetektoren mit der Vierkanalkontruktion
nach Fig. 2.
Fig. A zeigt einen Sinuswellengenerator 56 und einen Antriebsverstärker 57 zur Kontrolle und Steuerung des Stufen- oder Zer™
hackermotors. 27 und des Zerhackerblatts 28, um eine Stufe im Uhrzeigersinne während der positiven Wellenhälfte zu bewegen, um
den Strahl 16 passieren zu lassen, und eine Stufe im Gegenuhr— zeigersinne, um den Strahl 15 während der negativen Wellenhälfte
16 -
509833/0832
passieren zu lassen. Der Detektor 19 registriert daher das Signal,
da* mit dem. Lichtstrahl 16 erhalten wird, der durch die Küvette 6
geht. Dieses Signal wird als das Probensignal S in den graphischen
Darstellungen 58 und 59' angezeigt, die die Signale zeigen, die bei
den Punkten 50' und 52* erscheinen. Da die Trägheit bzw. das Beharrungsvermögen
des Stufenmotors 27 eine Zeitverschiebung oder eine Phasenverschiebung verursacht verschiebt der Phasenverschieber
55 die Phase der Sinuswelle, die durch 56 erzeugt wird um die gleiche Menge wie der Stufenmotor seine mechanische Wirkung verschiebt. Die verschobene Sinuswelle am Ausgang dos Phasenver-Schiebers
55 erzeugt einen genauen Zeitimpuls mittels des Impulsgenerators 53 während der positiven Wellenhälfte. Der Impulsgenerator
54 erzeugt einen genauen Zeitimpuls während der negativen Wellenhälfte* Diese Impulse treiben die Festkörpei—Schalter 51 oder
52 in der Weise an, daß die Signalwelle vom Photodetektor 19, der durch den Verstärker 50 verstärkt worden ist (siehe graphische Darstellung 58), nur während des Plateauteiles des Signals R und S
geleitet wird. Das Signal nach graphischer Darstellung 58 wird zur gleicher Zeit in zwei Signale aufgeteilt, die in den graphischen Darstellungen
59 und 59' dargestellt sind. Die graphische Darstellung 59 erscheint an Punkt 51*. Ein Signalkanal enthält nur R-Signale
und der andere Signalkanal enthält nur S-Signale. Die "AN"-Zeit
der Antriebsimpulse von den Generatoren 53 und 54 ist identisch und
daher repräsentiert die integrierte Fläche des Impulses R in der graphischen Darstellung 59 das Referenzsignal bzw. das Vergleichs«-
probensignal R und der integrierte Bereich des Impulses S in der
graphischen Darstellung 59' repräsentiert das Probensignal S, wodurch
— ι ; —
509338/0832
der Einfluß der unsicheren Bereiche am Anfang und am Ende der
Kurven der Signale R und S (wie fn der graphischen Darstellung
68 gezeigt) eliminiert werden. Die Schaltpunkte der Schalter 51 und 52 sind in den graphischen Darstellungen 58, 59 und 59* mit
•den gleichen Zahlen angegeben und zeigen, welcher Teil der in
der graphischen Darstellung 58 dargestellten Kurve durch die Schalter 51 und 52 transferiert bzw. übermittelt worden ist wie
in den graphischen Darstellungen 59 und 59* dargestellt. Der Verhältnis-Stromkreis 12 enthält VerKältnis- elektronische Vorrichtungen
mit Ausgängen, um die bekannten AbIesevorrichtungen
zu speisen.
Fig. 5 zeigt eine besondere Ausführungsform einer Küvette 5' für Fluoreszensuntersuchungen mittels der Vorrichtung nafch der
Erfindung. Der Küvettenkörper 5' besteht aus Quarz oder einem anderen geeigneten Material, durch den die zu untersuchende
Flüssigkeit durchfließt*. Diese Küvette 5' ist in einem klaren bzw. durchsichtigen Block 70 aus Plastik oder Glas eingebettet,
der eine sphärische, asphärische oder elyptische Konfiguration besitzt oder von einem elliptischen, sphärischen oder asphärischen
Reflektor umgeben ist, um die heraustretende Fluoreszens von den Wänden der Küvette 5 durch ein Filter 32 zu dem Photodetektor
19 zu richten. Der Verlauf der Strahlen wird durch die Bezugsziffer 30 Und gestrichelten Linien angegeben. Die Küvette
5' arbeitet so, daß Spektralenergie, die aus den Strahlen 15 und 16 stammt (siehe Fig. 1) durch das Fenster 34 erregt wird.
Fluoreszierende Proben, die durch die Öffnung 31 in die Küvette geführt werden und im Hauptkörperteil 34* des Küvetterkörpers
- 18 -
509838/0832
vorhanden sind, werden durch diese hineinkommende Strahlung erregt.
Diese Strahlung kann nicht aus der Küvette direkt auf den Photodetektor
19 auftreffen aufgrund der Maske 71. Die so erzeugte Strahlungs·*
energie der Fluoreszensproben wird wie oben beschrieben reflektiert.
Patentansprüche:
— 1 Q —
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Claims (7)
- Patentansp rue he( .1. J Mehr4<analanalysator zur optischen Messung von bei-der Chromatographie von Flüssigkeiten erhaltenen Fraktionen, wobei mindestens zwei Flüssigkeiten als eine Vergleichsprobe und einer unbekannte Probe gemessen werden, gekennzeichnetdurcheine einzige Lichtquelle (1)Reflektionsvorrichtungen (2) zur Erzeugung von mehreren Strahlen von der einzigen Lichtquelle,ein optisches Gitter (4). das so angeordnet ist, daß alle Strahlen einen identischen Bereich an dem Gitter beleuchten und identische Spektren erzeugen,Aperturvorrichtungen (14) zum Durchlassen von ausgewählten Teilen der Spektren,mehrere Behälter (5, 6) für die zu analysierenden Flüssigkeiten, Detektorvorrichtungen (TO, 11) für die getrennte Feststellung und Messung des Lichts, das durch jede Behältervprrichtung durchgeht, undVergleichsvorrichtung. (12) zum Vergleich der verschiedenen von der Detektorvorrichtung gelieferten Signale.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Aperturvorrichtungen und zwei Detektorvorrichtungen vorhanden sind, wobei jede rr.it einer Aperturvorrichtung zusammenwirkt,
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h -.3 3/0332net, daS diese vier Aperturv/orrichtun^en und vier Detektor— vorrichtungen besitzt.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Aperturvorrichtungen und eine einzige Detfiktorvorrichtung enthalten ist, die ein undurchlässiges Blatt (28), eine Antriebsvorrichtung (27) zum Bewegen des lichtundurch— lässigen Blatts zwischen einer ersten Position, in der das Licht direkt in Richtung auf die erste Aperturvorrichtung durch diese erste -Aperturvorrichtung geht und das Licht, das aur die zweite Aperturvorrichtung ger:chtet ist davon abgehalten wird, die zweite Aperturvorrichtung" zu erreichen , und eine zweite Position, in der das Licht, das auf die zweite Aperturvorrichtung gerichtet ist, durch diese zweite Aperturvorrichtung durchgeht und das Licht, das gegen die erste Aperturvorrichtung gerichtet ist davon abgehalten wird, die erste Aperturvorrichtung zu erreichen, und eine die Strahlen vereinigende bzw. focusie rende Vorrichtung (18, 18*) besitzt durch die die Strahlen, die durch die Aperturen durchgehen, auf cie einzige Detektorvorrichtung gerichtet werden.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sätze von zwei Ape rturvor richtungen, zwei Detektorvorrichtuno.enj zwei lichtundurchlässige Blätter, zwei Antriebsvorrichtungen und zwei FocusiervorricKungen vorhanden sind, wobei ein lichtundurchläasiges Blatt und eine Focusiervorrichtung mit: zwei Ape rturvor richtungen und eine· Detektorvorrichtung zusammer :wi rken,6i3 ' C 8
- 6. Mehrkanalanaiysator für die chromatography ehe Auftrennung einer Flüssigkeit mit einem Zerhacker- bzw. Unte^brechermotor, der ein lichturtdurchlcissiges Blatt betreibt, um den Durchgang von einem von zwei Lichtstrahlen zu einem gegebenen Zeitpunkt zu verhindern und einem einzigen Detektor zur Messung öer unbehinderten Lichtstrahlfocusiervorrichtung, eine einzelne Detektorvorrichtung, Photodetektorvorrichtungen und Verhältnis-Stromkreis, gekennzeichnet durchErzeugervorrichtungen für die Erzeugicng eines Sn nats, Vorrichtungen für die Zuführung dieses Signais zu dem Zerhacker— motor, um diesen Motor anzutreiben,eine Vorrichtung für eine Phasenverschiebung, separat verbunden mit der Erzeugervorrichtung zum Verschieben der Phase des Ausgangs davon in einer Menge, die der mechanischen Verschiebung des Zerhackermofors entspricht,ein Paar irrpulserzeugenden Vorrichtungen, die mit dem Ausgang der Phasenverschiebungsvorrichtung verbunden ist, wobei eine der zwei Vorrichtungen bei einem halben Zyklus des erzeugten Signals arbeitet und das Arbeitende auf dem anderen halben Zyklus, und Schaltvor— richtungen, die durch die impulserzeugenden Vorrichtungen betrieben werden, wobei zwei Signale von der Photodetektorvorrtchtung alternierend in dsn Verhältnis-Stromkreis eingespeist werden.
- 7. Küvette für die Untersuch ung der Fluoreszenzerscheinungenbei chromatographisch^n Auftrennungen von Flüssigkeiten, g e" k e η η zeichnet durchein Körperteil, der mit dem Lichtstrahl in Übereinstimmung gebracht509338/0832ein Fenster am Ende des Körperteils, der der Lichtquelle gegenüber liegt zwecks Einführung des Lichtstrahls in den Körper, ein Block aus transparentem Material urn den Körper, Efnleitungsvorrichtung zum Einführen der Flüssigkeit in den Körper, AusleitungsVorrichtung zum Herausführen der Flüssigkeit aus dem Körper, wobei der Block aus transparentem Material so geformt ist, daß er die von den Wänden des Körpers herauskommende Fluoreszenz ausrichtet.509838/0832Leerseite
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