DE2510777C2 - Photometrischer Analysator des Drehküvettentyps - Google Patents

Description

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Beleuchtung der in den Küvetten 9 enthaltenen Proben, Lichtstrahlstellung und Fokussierung vorsieht Sodann wenn sie durch den Lichtstrahl gedreht werden. Der werden die Knöpfe dadurch angezogen, daß man sie Linsenhalter 16 ist in Vertikalrichtung mittels einer soweit dreht, bis sie am Rahmen 2 befestigt sind, wobei (nicht gezeigten) Schlitz- und Stift-Anordnung einstell- der Linsenhalter und der Spiegel in ihrer Stellung verbar, und zwar ähnlich derjenigen, wie sie später unter 5 riegelt oder festgelegt werden. Eine ähnliche (nicht ge-Bezugnahme auf das Fluoreszenz-Optiksystem be- zeigte) Anordnung wird verwendet, um die Einstellung schrieben wird. Der Rotor 8 ist sandwichartig mit durch- des Linsenhalters 16 vorzusehen. Die Fokussierung und sichtigen Abdeckplatten 21 und 22 aufgebaut, welche Anordnung des Lichtstrahls kann in bequemer Weise die innerhalb einer mittigen undurchsichtigen Scheibe dadurch erreicht werden, daß man eine Mattscheibe 23 ausgebildeten Küvetten verschließen. Ein eine Viel- 10 oder ein anderes durchscheinendes Material innerhalb zahl von unterschiedlichen Interferenzfiltern 25 enthal- der Rotorhalterung 7 anordnet, und zwar mit der Rotortender Absorptionsfilterhalter 24 ist gleitend innerhalb halterung in Ruhelage in ihrer Betriebs- oder Meßsteleines sich durch Rahmen 2 rechtwinklig zur Achse von lung, wobei man das darauf projizierte Lichtbild beob- :-; Kanal 17 erstreckenden Anpassungskanals eingepaßt achtet, während man die Spiegel und Fokussierlinse ein- h Der Füterhalter 24 ist mit Hilfe eines federbelasteten 15 stellt Die endgültigen Feineinstellungen zur Optimie-

■ mechanischen Rastelements und V-förmigen Nuten in rung des Lichtdetektoransprechens können mit einem : der Seite des Halters angeordnet, um so ein Interferenz- Küvettenrotor durchgeführt werden, der fluoreszentes

filter 25 von gewünschter Wellenlänge innerhalb des Probenmaterial am Platz enthält

optischen Weges zwischen dem Rotor 8 und dem Pho- Es kann auch eine begrenzte axiale Einstellung der

'; todetektor 13 anzuordnen. 20 Lampe 12 vorgenommen werden, um den durch die Kü-

; Es sei nunmehr das den Fluoreszenzmessungen züge- vetten während einer Absorptionsmessung projizierten

■": ordnete optische System betrachtet, bei welchem Licht Lichtstrahl zu versetzen. Ein Einstellschraube 41 kann

Jf von Lampe 12 um 90° durch einen Vorderoberflächen- benutzt werden, um die Lampenbasis 42 an irgendeiner

r spiegel 26 reflektiert wird, wie dies durch die gestrichel- gewünschten Axialstellung innerhalb des Rahmens 2

, te Linie 27 angedeutet ist Der reflektierte Lichtstrahl 25 fest zu verriegeln.

: läuft durch eine Vielzahl von Interferenzfiltern 28, die in Photoemittierende und Photodetektor-Elemente ent- !■i einem Filterhalter 29 angeordnet sind, der gleitend in- haltende Lichtreflektionswandler 43 stellen die reflek-α nerhalb eines Anpassungskanals angeordnet ist, der sich tierenden Markierungen am Boden der Rotorhalterung durch den Rahmen 2 unter einem rechten Winkel ge- 7 fest, um Küvettensynchronisationssignale zur Vergenüber der Achse von Kanal 31 erstreckt Ein mechani- 30 Wendung in einem (nicht gezeigten) Datenverarbei-,; sches Rastelement kommt mit V-förmigen Nuten in der tungssystem zu erzeugen. Ein für den erfindungsgemä- ■■l Seite des Halters 29 in Eingriff, um eine wirksame und ßen Analysator geeigneter, im Handel verfügbarer ίί genaue Anordnung eines ausgewählten Filters inner- Wandler ist der Modell FPA 105-Wandler, der von der ; halb des Kanals 31 sicherzustellen. Eine undurchsichtige Fa. Fairchild Microwave and Optoelectronics, einer Dij. Leerstelle ist in einer der Filteröffnungen vorgesehen, 35 vision der Fairchild Camera and Instrument Corpora-.3 um zu verhindern, daß Licht durch den Kanal 31 dann tion, hergestellt wird. Eine Leistungsquelle und ein Daläuft, wenn der Analysator in der Absorptionsbetriebs- tenverarbeitungssystem, die mit der erfindungsgemä- >' art betrieben wird. ßen Analysevorrichtung verwendet werden können, ! Nach dem Durcnlauf durch das Interferenzfilter wird sind in der deutschen Patentanmeldung P 24 49 718 beil der Lichtstrahl durch eine innerhalb eines einstellbaren 40 schrieben.

' ■ Linsenhalters 33 befestigte Fokussierlinse 32 fokussiert Zusammenfassend kann man sagen, daß die Erfin- und sodann durch einen zweiten Vorderseitenspiegel 34 dung einen kompakten Schnellanalysator der Drehküum 135° durch einen Kanal 35 in den Bodenenden der vetten-Bauart vorsieht, der zur gleichzeitigen Bestim-Küvetten 9 reflektiert. Die Fluoreszenzemission von der mung von Konzentrationen in einer Vielzahl von diskre- * Probe in jeder Küvette läuft nach unten durch ein geeig- 45 ten Proben dient, und zwar unter Verwendung von ent-ί netes Emissionsfilter in Halter 24 zum Lichtdetektor 13. weder Absorptions- oder Fluoreszenz-Meßverfahren. ' Eine spezielle Rotorkonstruktion wird verwendet, die Dabei ist ein starrer im allgemeinen rechteckiger Rahähnlich der bei den Absorptionsmessungen verwende- men vorgesehen, der optische Durchlässe für die Ab- '■ ten ist, wie dies oben beschrieben ist, aber die eine un- sorptions- und Fluoreszenz-Meßsysteme definiert Der durchsichtige und nicht eine durchsichtige obere Ab- so Rahmen dient auch als ein Halterungsgebilde für ver-I deckplatte 21 besitzt, um den Lichtdurchgang durch die schiedene optische Komponenten und auch für die Ku-Küvetten über das Absorptions-Optiksystem zu verhin- vettenrotorhalterung und das Antriebssystem. Eine ein-

■ dern. zige Lichtquelle und Photodetektor werden zur Durch-

An den Komponenten des Fluoreszenz-Optikiystems führung sowohl der Absorptions- als auch der Fluores-

' können verschiedene Einstellungen vorgenommen wer- 55 zenz-Messungen verwendet Das Entnehmen und Ein-

den, um die optimale Einstellung zu erhalten und um den setzen des Rotors ist durch einen herausschwingbaren

' Fluoreszenz-Aktivationslichtstrahl zu fokussieren, wo Antriebsmotor und Rotorhalterung erleichtert

1 er sich mit den Küvetten schneidet Der Spiegel 26 kann Die Erfindung wird in klinischen und analytischen La-

um seine Achse verdreht und/oder axial bezüglich der bors verwendet, wo zahlreiche photometrische und

\ Lampe 12 versetzt werden, um jede gewünschte seitli- 60 Fluoreszenz-Messungen gemacht werden.

r^ Cite T erSClltCLrüiig \i€5 ι-ιϊΟιιι5ΐΠΐιιι5 Zu ciTCiCiiCH. LsCr lsic LjiiiHuUng loot in5LrC5Gnu€r£ \aiC uürCii ι ciimüa-

Linsenhalter 33 und der Spiegel 34 sind ebenfalls axial richtung des beweglichen optischen Systems bei be-

innerhalb des Kanals 31 einstellbar. Der Linsenhalter 33 kannten Analysevorrichtungen auftretenden Probleme,

und der Spiegel 34 sind, wie gezeigt, schraubenmäßig Der erfindungsgemäße Schnellanalysator ist für das durch Einstellknöpfe 36 und 37 in Eingriff, die sich durch 65 Einsetzen und das Entfernen von Probenanalyseküvet-

längliche Schlitze 38 bzw. 39 erstrecken. Bei gelösten ten definierenden Rotoren konstruiert, ohne daß das

Einstellknöpfen werden der Liusenhalter und der Spie- optische System der Analysevorrichtung gestört wird,

gel in eine Axialstellung bewegt, die die gewünschte Dies bedeutet einen beträchtlichen Vorteil gegenüber

6 \

bekannten Systemen mit beweglichen optischen Syste- \i

men, und zwar infolge der dort auftretenden Schwierig- ;

keit, die Ausrichtung aufrechtzuerhalten und eine abso- S

lute Wiederholbarkeit der Messung in aufeinanderfol- _f,

genden Versuchen zu erreichen, wenn das optische Sy- 5 ι

stem jedesmal gestört werden muß, um das Ersetzen des
Küvettenrotos zu gestatten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen {, ίο

■"■■'I 15 I

20

25

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50

55

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65

Claims (6)

1 2 Licht in die Probenhalteküvetten zu richten, während Patentansprüche: diese umlaufen. Selektiv während der Fluoreszenzmes sung betätigbare Mittel zur übertragung der von den

1. Photometrischer Analysator des Drehküvetten- Proben innerhalb der Kfivetten zu einem Photodetektor typs mit einer angetriebenen Rotoreinheit, die eine 5 emittierten Fluoreszenz werden ebenfalls durch die op-Anzahl von peripheren Küvetten sowie den einzel- tische Kopfanordnung gehaltert und selektiv angeordnen Küvetten zugeordnete Ladehohlräume auf- net Die Entfernung des Rotors und dessen Einsetzen weist, mit einer stationären photometrischen Ein- wird dadurch erreicht, daß man die schwenkbar angerichtung, durch die die Küvetten hindurchbewegt ordnete Kopfanordnung von ihren Betriebsstellungen werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein io wegverschwenkt, den notwendigen Zwischenraum zu aufrechter Rahmen (2) vorgesehen ist mit Ausneh- schaffen.

mungen, in die die Rotoreinheit in die Betriebsstel- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

lung einschwenkbar ist, mit einem ersten Kanal (17) Schnellanalysator gemäß dem Oberbegriff des An-

für einen Lichtweg, der eine Ausnehmung und den spruchs 1 zu schaffen, bei dem das optische System fest

Rotor (8) schneidet und der Messung der Absorption 15 angeordnet ist und sowohl ein Wechsel zwischen den

der Küvetteninhalte dient, mit einem zweiten Kanal Beobachtungsarten Absorption/Lumineszenz als auch

(31) für einen Lichtweg, der die Rotoreinheit auf der ein Wechsel der Rotoreinheit mit exakter Reproduzier-

Seite beaufschlagt, wo sich der Lichtdetektor (13) barkeit durchführbar sind.

der photometrischen Einrichtung befindet und der Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die der Messung der Lumineszenz der Küvetteninhalte 20 Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Andient, mit Mitteln (29) zum Unterbrechen jeweils des spruchs 1 vor. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfinersten oder zweiten Lichtweges. dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

2. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Im folgenden seien bevorzugte Ausführungsbeispiele zeichnet, daß in den Lichtwegen Fokussiermittel (14, der Erfindung beschrieben. Die Zeichnung stellt eine 15,32) angeordnet sind. 25 vollständig geschnittene perspektivische Ansicht eines

3. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekenn- erfindungsgemäßen Schnelianalysators dar. Ein aufzeichnet, daß in den Lichtwegen Mittel zur selekti- rechter, im allgemeinen rechteckiger Rahmen 2 ist senkven Filterung (25,28) des Lichtes vorgesehen sind. recht innerhalb eines kastenartigen Gehäuses 3 befe-

4. Analysator nach Anspruch 3, dadurch gekenn- stigt Ar der einen Seite des Rahmens 2 ist mittels eines zeichnet, daß längliche, verschiebbare Halter (24,29) 30 Angelstiftes 4 und eines Bügels 5 ein herausschwingbafür eine Vielzahl von Filtern in den Lichtwegen vor- rer Antriebsmotor 6 und eine Rotorhalterung 7, die gesehen sind. durch den Motor angetrieben ist, schwenkbar befestigt

5. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Ein eine Kreisanordnung von Probenanalyseküvetten 9 zeichnet, daß die Lichtquelle (12) innerhalb des Rah- definierender entfernbarer Rotor 8 ist in eine Rotorhalmens (2) angeordnet ist 35 terung eingesetzt, die sich in der Zeichnung in ihrer

6. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekenn- , eingeschwenkten normalen Betriebs- oder Meßstellung zeichnet, daß der Lichtdetektor (13) innerhalb des befindet Die Rotorhalterung 7 ist mit einer Kreisanord-Rahmens (2) angeordnet ist nung von Löchern in ihrer Basis ausgestattet, und zwar

entsprechend und in Ausrichtung mit den entsprechen-

40 den Probenanalyseküvetten im Rotor 8, um so den

Lichtdurchgang durch die Küvetten zu ermöglichen. Das Rahmenglied 2 ist in geeigneter Weise genutet um

Die Erfindung bezieht sich auf einen photometrischen den Rotorhalter und den Rotor aus Gründen aufzuneh-

Analysator des Drehküvettentyps gemäß dem Oberbe- men, die sich aus der folgenden Beschreibung ergeben

griff des Anspruchs 1. 45 werden. Ein unter Federdruck stehendes mechanisches

Ein repräsentatives Beispiel eines solchen Analysa- Rastelement 11 kommt mit Bügel 5 in Eingriff, um den

tors ist im US-Patent 35 55 284 beschrieben. Bei dem in Motor und den Rotorhalter in ihrer Betriebsstellung zu

diesem Patent beschriebenen Schnellanalysator werden halten. Alternativ kann eine übliche magnetische Ver-

bei der Drehung auftretende Beschleunigungskräfte riegelung benutzt werden, um Rastelement 11 zu erset-

verwendet um Proben und Reagenzien in einem Mehr- 50 zen oder zu ergänzen.

küvettenrotor zu übertragen und zu mischen. Absorp- Innerhalb des Rahmens 2 sind zur Durchführung der

tionsmessungen werden dabei mittels einer stationären Absorptions- und Fluoreszenz-Messungen gesonderte

Lichtquelle und eines Photometers durchgeführt, wel- Lichtwege (optische Bahnen) definiert. Eine einzige, ei-

ches die Küvetten während der Drehung abtastet Die ne Quarzhalogenlampe aufweisende Lichtquelle 12 und

auf diese Weise erzeugten Signale werden durch einen 55 ein Photovervielfacherröhrenlichtdetektor 13 werden

Computer ausgewertet, was gestattet, daß die in den jedoch gemeinsam für die beiden Meßarten verwendet,

entsprechenden Küvetten erfolgende Reaktion wäh- Als erstes sei das optische System für die Absorp-

rend des Auftretens beobachtet wird. Da sämtliche Re- tionsmessungen betrachtet welches Quarzfokussierlin-

aktionen gleichzeitig eingeleitet werden und mit der sen 14 und 15 und einen Linsenhalter 16 aufweist, die

kontinuierlichen Bezugnahme des spektrophotometri- 60 unmittelbar unterhalb der Lampe 12 innerhalb eines

sehen Systems des Analysators gekoppelt sind, werden sich vertikal erstreckenden Kanals (Durchlasses) 17 an-

die Fehler infolge elektronischer, mechanischer oder geordnet sind. Der Kanal 17 erstreckt sich in axialer

chemischer Drift minimiert. Ausrichtung zwischen Lampe 12 und einer Lichtein-

Ein kompakter Schnellanalysator zur Durchführung trittsöffnung 18 in der Photovervielfacherröhrenab-

von entweder Absorptions- oder Fluoreszenzmessun- 65 schirmung. Die gestrichelte, sich zwischen Lampe 12

gen ist im US-Patent 38 00 161 beschrieben. Gemäß die- und Öffnung 18 erstreckende Linie 19 stellt den bei

ser Konstruktion trägt eine in viele Positionen ver- Absorptionsmessungen verwendeten Lichtweg dar.

schwenkbare optische Kopfanordnung Mittel, um das Die Fokussierlinsen 14 und 15 erzeugen eine intensive