DE2560001B1 - Optischer Schnellanalysator vom Drehkuvettentyp - Google Patents
Optischer Schnellanalysator vom DrehkuvettentypInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen optischen Schnellanalysator vom Drehküvettentyp mit einem Rotor, an dessen
Peripherie optische Küvetten angeordnet sind. Die Analyse erfolgt photometrisch, wozu daß LichtbUndel
einer Lichtquelle die Küvetten durchdringt und von einem in der Achse des Lichtbündels angeordneten
Lichtempfänger empfangen und die Intensität nach dem Durchtritt ermittelt wird (Transmissionsmessung).
Es ist ein Schnellanalysator vom Drehküvettentyp bekannt, bei dem der Rotor eine Reihe radialer
Aussparungen aufweist, die mit der an den äußeren Enden dieser Aussparungen angeordneten Küvetten in
Verbindung stehen. Jede dieser Aussparungen ist in wenigstens zwei Kammern unterteilt, die zur Aufnahme
des zu analysierenden Produktes und wenigstens eines Reaktionsmittels vorgesehen sind. Die durch die
Drehung des Rotors hervorgerufene Zentrifugalkraft bewirkt zunächst ein Verdrängen von Flüssigkeit aus
der inneren Kammer in die äußere Kammer und dann ein eintreten der Mischung in die Analysenküvette und
eine weitere Vermischung.
Um den Nachteil solcher Rotoren, die nach jeder Analyse vor einer neuen Beladung gereinigt, wieder mit
Reaktionsmittel und zu analysierender Flüssigkeit beladen werden müssen, zu vermeiden, wurde ein auf
dem gleichen Prinzip beruhender Rotor entwickelt, der nach Benutzung weggeworfen bzw. abgenommen wird
und fest auf einer drehbaren Halterung montiert ist. Ein solcher wegwerfbarer Rotor ist vergleichsweise kostspielig
und schwer genau zu temperieren.
Um genaue und reproduzierbare sowie mit denen vorhergehender Analysen vergleichbare Meßwerte zu
erzielen, ist es erforderlich, daß die photometrische Analyse jeweils bei gleicher Temperatur vorgenommen
wird. Die Temperaturstabilisierung macht bei den bekannten Analysatoren Schwierigkeiten. Im allgemeinen
versucht man die Analysen bei gleicher Umgebungstemperatur durchzuführen, eine Bedingung, die
nicht immer leicht einzuhalten lsi. Außerdem bedarf es
s zur Temperaturstabilisierung bei den bekannten Analysatoren einer größeren Zeit, die die Anpassungsfähigkeit
mindert und ein schnelles Arbeiten nicht zuläßt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs genannten Schnellanalysator dahingehend zu
verbessern, daß die Schnelligkeit und Anpassungsfähigkeit der Analyse erhöht und damit die Wirtschaftlichkeit
verbessert ist
Diese Aufgabe ist für den eingangs genannten photooptischen Schnellanalysator vom Drehküvetten-
ts typ dadurch gelöst daß erfindungsgemäß mit dem Rotor unten ein sich nach oben erweiterndes Gefäß
verbunden ist, welches in ein Flüssigkeitsbad eintaucht das auf konstanter Temperatur gehalten werden kann,
und mit dem es durch öffnungen nahe der Rotationsachse kommuniziert daß vom oberen Umfang des
Gefäßes wenigstens ein Kanal zu den Küvetten führt derart daß bei Rotation die nach außen getriebene
Flüssigkeit aus dem Gefäß die Küvette umspült und daß weitere Durchlässe nach unten vorgesehen sind, die die
Temperierflüssigkeit des Flüssigkeitsbads zurückführen.
Durch die Erfindung sind die Küvetten in bequemer
Weise mit Hilfe der Temperierflüssigkeit schnell und intensiv temperierbar, die durch die Rotation in einen
Zwangsumlauf versetzt wird und die Küvetten umspült.
Da die Temperierflüssigkeit in einem Thermostaten ohne weiteres auf einer vorgegebenen Temperatur
gehalten werden kann, ist eine Analyse bei dieser Temperatur gehalten werden kann, ist eine Analyse bei
dieser Temperatur unabhängig von der Temperatur der Küvetten beim Einbringen und den Umgebungsbedingungen
sehr schnell möglich.
Eine Ausgestaltung dieses Analysators sieht vor, daß die vom Rotor durch die Durchlässe abgespritzte
zurückgeführte Temperierflüssigkeit gegen einen Temperaturfühler eines Temperaturreglers gerichtet ist.
Diese Anordnung des Temperaturfühlers bewirkt, daß der Wärme- oder Kälteentzug im Rotor empfindlicher
gemessen wird, als dies mit einem in das Temperierflüssiigkeitsbad eintauchenden Temperaturfühler möglich
ist
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Analysators für die kein selbständiger Schutz beansprucht
ist, sieht vor, daß zusätzlich zum Drehantrieb des Rotors ,ein Antrieb, mit dem der Rotor in
Drehschwingungen versetzbar ist, und eine Einrichtung, mit der wahlweise der eine oder der andere Antrieb
betätigbar ist, vorgesehen sind. Da in den Stillstandsphasen, in denen die Küvetten neu beladen oder
ausgewechselt werden, keine Umwälzung und Bewegung der Temperierfiüssigkeit erfolgt, können sich
Temperaturschichtungen ergeben. Diese werden durch die Schwingbewegung bei der Mischung von Proben
und Reagenzien schnell ausgeglichen, so daß zum Zeitpunkt der optischen Analyse bereits stabilisierte
Temperaturverhältnisse vorliegen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand einer schematischen Zeichnung dargestellt, in der zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Schnellanalysator,
Fig.2 einen Längsschnitt längs der Linie H-II in Fig. 1;
Fig.3 einen Teillängsschnitt durch den Analysator während einer Analyse;
F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen vom Analyse-
tor abgenommenen Rotor während der Beladung mit neuen, verschlossenen Küvetten;
Fig.5 ein Blockschaltbild der Steuerschaltung für
den Analysator;
F i g. 6 bis 11 Schnittansichten der Küretten während
verschiedener Phasen des Analysevorgangs.
Der in den F i g. 1 bis 3 dargestellte photooptische Schnellanalysator vom Drehküvettentyp weist ein
Gehäuse 1 auf, daß durch eine waagerechte Trennwand 4 in zwei übereinander angeordnete Kammern 2 und 3
unterteilt ist, von denen die obere Kammer 3 zur Aufnahme eines Gleichstrommotors 5 dient, dessen
Welle 6 rohrförmig ist und die Trennwand 4 vertikal durchdringt Diese Welle 6 ist von einer in der
Trennwand 4 befestigten Hülse 7 umgeben, deren oberes Ende ein Wellenlager 8 aufnimmt Es steht über
die Hülse 7 vor und ist fest verbunden oder einteilig ausgebildet mit einem im Schnitt kreisförmigen und zur
Welle 6 koaxialen Gefäß 9, das sich zum Boden der Wanne hin erstreckt Dieses Gefäß 9 hai kegelförmige
Gestalt und weist mit der Spitze nach unten. Sein mit
der Welle 6 verbundener Deckel weist eine Reihe von Öffnungen 9a auf, während sein Boden eine ringförmige
Öffnung 9b mit der Hülse 7 bildet Der Oberrand des Gefäßes 9 ist von einer Reihe elastischer, nach oben
offener Klammern umgeben, die von elastischen Armen
10 gebildet sind, deren Druck radial in Richtung zur
Achse des Gefäßes 9 wirkt Jeder dieser Arme 10 endet in einer inneren Verdickung 10a.
Diese elastischen Klammern sind für die unverschiebbare Befestigung eines zur Analyse dienenden Rotors 11
bestimmt Zu diesem Zweck weist der Rotor U einen Befestigungsflansch 12 (F i g. 4) auf, der in die Klammern
unter Auseinanderspreizen der Arme 10 eingreift, so daß ein nach unten gerichteter axialer Druck den Rotor
11 auf das Gefäß 9 drückt Dieser Befestigungsflansch 12
weist außen ebenfalls eine Verdickung auf, die sich unter der inneren Verdickung 10a jedes Armes 10 einhakt
Der Rotor 11 weitet sich, ausgehend von dem Befestigungsflansch 12, auf. Dieser sich aufweitende Teil
endet in einer senkrecht absteigenden Ringwand 13, der eine waagerechte Ringwand 14 folgt, die zum Inneren
des Rotors hin führt und in einer zweiten senkrecht abfallenden Ringwand 15 endet, so daß eine Ringkammer
16 gebildet ist Die beiden senkrechten Ringwände 13 und 15 weisen radial fluchtende Öffnungen zur
Aufnahme einer Küvette 17 auf. Die Öffnungen der äußeren Ringwand 13 sind von Dichtungen 46 umgeben.
Ein Ringteil 18, der sich oberhalb des sich erweiternden Teils des Rotors 11 parallel zu diesem
erstreckt, bildet mit dem sich erweiternden Teil des Rotors einen Kanal zwischen den öffnungen 9a des
Gefäßes 9 und der Ringkammer 16. Das Ringteil 18 ist am Rotor 11 mit Hilfe von senkrechten Rohren 19
befestigt die den sich erweiternden Teil des Rotors durchdringen.
Das Gehäuse t ist mit einem Fenster 20 versehen, dessen Achse koplanar zur Bahn der Längsachse der
rohrförmigen Küvette 17 ist Außerhalb des Gehäuses 1 ist eine von einer Glühlampe 21 und einer Linse 22
gebildete Lichtquelle befestigt, daß der austretende Lichtstrahl koaxial zur Achse des Fensters 30 verläuft
Ein als Photomultiplier 23 ausgebildeter Lichtempfänger ist am Ende eines Arms 47 befestigt, der in einer
senkrechten Ebene um eine auf der Achse des Fensters 20 senkrecht stehende Achse schwenkbar ist. Diese
Schwenkbarkeit ermöglicht dem Arm zwei festgelegte Lagen einzunehmen, eine abgesenkte Lage, in der der
Photomultiplier 23 in der Achse des von der Glühlampe 21 ausgesandten Lichtbündels liegt, wie in Fig.3
dargestellt und eine angehobene Lage, in der der
Photomultiplier im Rotor 11 entfernt ist, wie in Fig.2
dargestellt Zu diesem Zweck weist der Arm 47 einen
verzahnten Sektor 50 auf, der mit einer Schnecke 51 kämmt, die an einer von einem Motor 52 angetriebenen
Welle ausgebildet ist
Jede Küvette 17 zur Beladung und Transmissionsmessung
ist aus zwei Teilen zusammengesetzt Der eine Teil ist ein Analysengefäß 24, das von einem zylindrischen
Rohr gebildet ist und an einem Ende von einer flachen Bodenwand verschlossen ist, die normal zur Rohrachse
steht Dieses Analysengefäß besteht aus lichtdurchlässi-
is gern Material, wie Glas oder duchsichtigem Kunststoff.
In Abänderung kann auch nur der Boden lichtdurchlässig sein und mit dem Rohr verbunden sein. In jedem
Falle ist die Bodenwand vorzugsweise relativ zum Ende des Rohrs zurückgesetzt Der andere Teil der Küvette
17 ist ein Deckel 25, der durch ein zweites an einem Ende verscMossenes Rohr gebildet ist und dessen
anderes Ende einen Endbereich mit einem Außendurchmesser aufweist der dem Innendurchmesser des offenen
Endes des ersten Rohrs bzw. Analysengefäßes 24 (F i g. 7) entspricht Dieser Endbereich, der in das erste
Rohr einpaßt endet in einem Bund 25a (F i g. 7), der das Eindringen des Deckels 25 in das Analysengefäß 24
begrenzt Der Deckel 25 besteht aus weichem Werkstoff das von einer hohlen, metallischen Nadel, beispielsweise
einer Injektionsnadel, durchdrungen werden kann. Der Zweck davon ist weiter unten erläutert Es ist nicht
notwendig, daß der Deckel durchsichtig ist Das Analysegefäß 24 und der Deckel 25 haben etwa die
gleichen Volumen.
Die in F i g. 2 dargestellte Analysevorrichtung weist weiter einen Mechanismus zum Auswerfen der Deckel
25 auf. Dieser Mechanismus hat eine Platte 26, die einteilig mit einer in dem axialen Durchlaß durch die
hohle Welle 6 angebrachten Stange 27 ausgebildet ist Diese Stange 27 steht unterhalb des Motors 5 vor und
trägt eine Scheibe 20 mit einer außen umlaufenden Nut (F i g. 2). Ein Ende eines Hebels 29 greift in die Nut der
Scheibe 28 ein, während das andere Ende des Hebels 29 am Anker eines Elektromagneten 30 gelagert ist Der
Hebel 29 ist weiter zwischen seinen Enden an einer fest mit dem Gehäuse 1 verbundenen, waagerechten Achse
gelagert. In seiner in F i g. 2 mit durchgehenden Linien dargestellten Ruhelage bildet die Platte 26 eine Auflage
für die Deckel 25, deren Zweck später erläutert werden wird, während in der gestrichelt eingezeichneten
Auswurflage die Platte 26 die Deckel 25 von den Analysegrfäßen 24 trennt
Der Boden der Wanne weist einen Heizkörper 31 auf, während ihre Seitenwand einen Kühlmantel 32 trägt,
der beispielsweise an eine (nicht dargestellte) Kaltwasserquelle angeschlossen ist. Zwei Temperaturfühler 33
und 34 sind in der Wanne und am Ausgang der vom Rotor U getragenen Rohre 19 angeordnet
Die Kontrolle und Steuerung der Temperatur des in der Wanne bzw. Kammer 2 enthaltenen Bades sowie die Steuerung der verschiedenen Mechanismen der beschriebenen Vorrichtung erfolgen mit Hilfe der Steuereinrichtung gemäß F i g. 5, die die Blockschaltung zeigt.
Die Kontrolle und Steuerung der Temperatur des in der Wanne bzw. Kammer 2 enthaltenen Bades sowie die Steuerung der verschiedenen Mechanismen der beschriebenen Vorrichtung erfolgen mit Hilfe der Steuereinrichtung gemäß F i g. 5, die die Blockschaltung zeigt.
Diese Blockschaltung weist eine automatische Folgesteuerschaltung 35 des Analysevorgangs auf, deren
Eingang E\ mit einem Betriebsschalter (nicht dargestellt) verbunden ist und deren sechs Ausgänge Si bis S6
zur Steuerung der verschiedenen Organe der Vorrichtung vorgesehen sind. Der Ausgang 5t liegt am Eingang
eines Meßwertermittlers 36, die Ausgänge 52 und 53
liegen an einem Steuerverstärker 37 für den Motor 5 verbunden, wobei der Ausgang 52 dem Steuerverstärker
37 Gleichstrom und der Ausgang 5s dem Verstärker
Wechselstrom zuführt. Der Ausgang 5s steuert einen an
den Elektromagneten 30 angeschlossenen Verstärker 48, der Ausgang 5t steuert einen Verstärker 53 für den
Motor 52 und der Ausgang S6 schließlich steuert ein ι ο
Steuerorgan 38 für die Temperatur des in der Wanne bzw. Kammer 2 enthaltenen Bades. Dieses Steuerorgan
38 empfängt von einem Verstärker 39 ein dem Mittelwert der von den Temperaturfühlern 33, 34
aufgenommenen Temperaturen entsprechendes Signa! !5
und steuert entsprechend der am Ausgang der Folgesteuerschaltung 35 eingestellten bzw. angezeigten
Temperatur den Heizverstärker 40 für den Heizkörper 31 oder den Kühlverstärker 44 für den Kühlmantel 32,
so daß der Mittelwert der von den Temperaturfühlern 33 und 34 aufgenommenen Temperaturen auf einen
Wert stabilisert wird, der im wesentlichen der von der
Folgesteuerschaltung 35 angegebenen Temperatur entspricht
Die Welle 6 des Rotors, die auch die Abtriebswelle des Motors 5 ist, ist fest mit zwei Spuren 42a und 42b
verbunden, die zur Erzeugung von Impulsen in zwei Photodetektoren 43a und 43b dienen, die an Eingänge
eines Verstärkers 43c gelegt sind, dessen Ausgänge zum Meßwertermittler 36 führen. Diese Photodetektoren
42a und 42b liefern Synchronisationsimpulse an den Meßwertermittler 36. Dazu weist die erste, mit dem
Photodetektor 43a zusammenarbeitende Spur eine Marke je Küvette 17 auf, während die zweite, mit dem
Photodetektor 43Z» zusammenarbeitende Spur eine Marke je Umdrehung des Rotors 11 aufweist, wodurch
die erste Küvette 17 und folglich auch die folgenden identifiziert werden können. Diese Identifizierung Findet
mit Hilfe eines in dem Meßwertermittler 36 enthaltenen Zählers statt, der bei jeder Umdrehung mit Hilfe der -to
Spur 32b auf Null rückgestellt wird und daraufhin jeden Impuls zählt, der durch das Vorbeibewegen jeder Marke
der Spur 42a am Photodetektor 43a erzeugt wird.
Für die Glühlampe 21 ist eine stabilisierte Stromquelle 44 vorgesehen. Der Photomultiplier 23 wird von einer
Hochspannungsquelle 45 gespeist Zusätzlich ist der Photomultiplier 23 an den Eingang eines Verstärkers 49
gelegt, dessen Ausgang mit dem Eingang des Meßwertermittlers 36 verbunden ist Aufgrund der von dem
Photodetektor 43a abgegebenen Synchronisationssi- so gnale werden nur die zu verschiedenen Proben
gehörenden Meßwerte am Ausgang 5 des Meßwertermittlers 36 im Augenblick des Vorbeibewegens jeder
Probe an dem Photomultiplier 23 geliefert, und jeder Meßwert ist als zu einer wohlbestimmten Probe wegen
der zweiten Spur 42ύ definiert, die das Vorbeibewegen
der ersten Probe bei jeder Umdrehung des Rotors 11, wie oben erläutert, signalisiert
Nach der Beschreibung der Vorrichtung werden im folgenden die verschiedenen Phasen während eines
Analysenvorgangs anhand vor allem der F i g. 6 bis 11
erläutert
In Fig.6 ist nur das Analysengefäß 24 sichtbar, auf
dessen Boden das Reaktionsmittel, falls es flüssig ist mit
Hilfe einer Pipette aufgebracht wird. Man sieht in der Figur nur das Abgabeende der Pipette, weil diese nicht
Teil der Erfindung ist Es ist auch möglich, feste Reaktionsmittel, beispielsweise in lyophilisierter Form,
zu verwenden. Die Küvetten 17 können auch so vorbereitet werden, daß sie mit den erwünschten
Reaktionsmitteln geliefert werden, die bereits bei der Herstellung der Küvetten 17 eingebracht werden. Wenn
das Reaktionsmittel in der einen oder anderen Form eingebracht ist, wird der Deckel 25 in die Öffnung des
Analysengefäßes 24 eingebracht, wie in F i g. 5 dargestellt.
Daraufhin wird der Rotor 11 beladen, indem die Küvetten 17 von außen her eingeschoben und dann in
Richtung auf die Achse des Rotors 11 bis in die in F i g. 8
dargestellte Lage eingedrückt werden. Die Dichtung 46 umschließt das rohrförmige Analysengefäß 24 derart,
daß die Ringwand 13 der Ringkammer 16 abgedichtet ist.
Wie aus F i g. 4 ersichtlich, wird beim Einbringen und
Anordnen der Küvette 17 das vorher verwendete Analysengefäß 24 ausgestoßen. Die Figur zeigt weiter,
daß das Anordnen der Küvette 17 auf dem Rotor 11 vorzugsweise vor der Befestigung des Rotors 11 auf
dem Gefäß 9 geschieht Dies hat den großen Vorteil, daß mehrere Rotoren 11 im voraus vorbereitet werden
können, ohne daß die Analysevorrichtung außer Betrieb gesetzt werden muß.
Der Rotor 11 kann im Hinblick auf die Beladung mit
Proben auf dem Gefäß 9 befestigt werden. F i g. 2 zeigt, daß wenn der Rotor 11 auf dem Gefäß 9 befestigt ist, die
Deckel 25 sich auf der Platte 26 abstützen. Somit ist es, wie in F i g. 8 dargestellt, möglich, die Deckel 25 mit
zwei hohlen Nadeln A\ und A2 zu durchstechen, wobei
die Nadel A\ das Abgabeende einer Pipette (nicht dargestellt) bildet, während die Pipette A2 lediglich
einen Auslaß bildet Mit der Nadel A\ wird eine Probe der zu analysierenden Flüssigkeit E und dann eine
bestimmte Menge an Verdünnungswasser zugeführt Das Einbringen der Probe mit Hilfe der Nadel und
Durchlochen der Wand des Deckels 25 hat den großen Vorteil, daß die Spitze der Nadel außen gereinigt wird,
während die innere Reinigung bei der Einleitung des Verdünnungswassers geschieht Dieses Wasser garantiert zusätzlich, daß die gesamte Probe in die Küvette 17
eingeleitet wird.
Der innere Durchmesser des Deckels 25 ist derart gewählt, daß die Oberflächenspannung der eingeleiteten Flüssigkeit einen Menislcus ausbildet der verhindert,
daß sich die Flüssigkeit in das Analysengefäß 24 ergießt. Die gesamte Probe und das gesamte Wasser sind somit
in dem Deckel 25 enthalten. Dies ist der Grund dafür, daß das letztere Gefäß im wesentlichen das gleiche
Volumen wie das Analysengefäß 24 aufweist
Sobald alle Proben in die Küvetten 17 eingebracht sind, werden die Flüssigkeiten mit Hilfe einer kurzen
Zentrifugation in das Analysengefäß 24 eingetrieben, wo sie in Berührung mit den flüssigen oder lyophilisierten Reaktionsmitteln (Fig.9) kommen. Daraufhin
geschieht eine Mischung und eine Homogenisation der Lösung. Dazu sendet die Folgesteuerschaltung 35
(Fig.5) an ihrem Ausgang 53 ein Signal so daß der
Steuerverstärker 37 dem Motor 5 mit Wechselstrom zuführt Weil der Motor 5 ein Gleichstrommotor ist ruft
seine Beaufschlagung mit Wechselstrom an der Welle 6 eine oszillierende Bewegung mit der Frequenz des dem
Motor 5 zugeführten Wechselstroms gleicher Frequenz hervor. Diese oszillierende Bewegung des Rotors 11 ruft
im Inneren der Einheiten 17 (Fig. 10) eine starke Agitation der Flüssigkeiten oder der Flüssigkeiten und
des festen Reaktionsmittels hervor. Diese Agitation mischt die Flüssigkeiten und/oder löst das feste
Reaktionsmittel in der Flüssigkeit.
Daraufhin wird dem Motor 5 Gleichstrom zugeführt, um die Lösung zu zentrifugieren, wobei der Rotor mit
etwa 1000 U/min dreht. Dieses Zentrifugieren dient dazu, die Lösung zu entgasen, indem die Blasen, die
leichter als die Flüssigkeit sind, ausgetrieben werden. Diese Blasen rufen eine Agitation der Flüssigkeit
hervor. Dieses Zentrifugieren dient auch dazu, die Gesamtheit der Lösung in das Analysengefäß 24
einzubringen. Die Deckel 25 werden dann abgeworfen, indem der Elektromagnet 30 betätigt wird, der die Platte
26 mit Hilfe des Hebels 29 anhebt.
Das Analysegefäß 24 ist zur Durchführung der optischen Analyse der darin enthaltenen Lösung
vorbereitet. Dazu ist ein Umwälzkreis mit Wasser geregelter Temperatur vorgesehen, so daß die Lösung
während der Messung auf einer wohlbestimmten Temperatur gehalten werden kann. Eine bestimmte
Menge des Wasser wird in die Kammer 2 bzw. Wanne eingeleitet Durch die ringförmige Öffnung 9b (Fig. 2
und 3) dringt dieses Wasser in das Gefäß 9 ein. Auf das im Gefäß 9 befindliche Wasser wirkt während der
Drehung des Käfigs die Zentrifugalkraft, so daß sich wegen der kegelstumpfförmigen Form dieses Gefäßes
auf dessen innerer, kegelstumpfförmiger Form eine> Wasserschicht ausbildet. Dieses Wasser wird durch die
öffnungen 9a ausgeschleudert und dringt in den Kanal des Rotors 11 ein, der zwischen dessen sich erweiternden
Teil und dem Ringteil 18 gebildet ist, und gelangt in die Ringkammer 16, die von den Analysengefäßen 24
durchquert wird. Das überschüssige Wasser, das ständig in die Kammer 14>
gelangt, wird durch die Abfführ-Rohre 19 in die Kammer 2 rückgeführt. Aufgrund der
Zentrifugalkraft, die ein Umwälzen über diesen Kreis hervorruft, wird das Wasser vom Ausgang dieser Rohre
19 nach außen geworfen. Der Temperaturfühler 34, der unterhalb und außerhalb des Ausgangsendes der Rohre
19 befestigt ist, wird daher von der Wasserströmung getroffen, die diese Rohre verläßt und kann ihre
Temperatur messen. Diese Umwälzung des Wassers mit geregelter Temperatur kann auch für andere Anwendungsgebiete,
als das Zentrifugieren verwendet werden, wenn nur ein Rotor vorgesehen ist.
Zur photometrischen Analyse der in jedem Analysengefäß 24 enthaltenen Flüssigkeiten liefert die Folgesteuerschaltung
35 ein Signal an den Verstärker 53, der den Motor 52 treibt, so daß dessen Schnecke 51 den Arm 47
mit dem Photomultiplier 23 bis in die in Fig.3 dargestellte Lage absenkt. Jede Marke der ersten Spur
des Photodetektors 42a löst am Ausgang des Meß- so Wertermittlers 36 die Abgabe eines Meßwertes aus. Die
Breite und die Lage der auf der ersten Spur des Photodetektors 42a enthaltenen Marken sind so
gewählt, daß jeder Meßwert in dem Augenblick geliefert wird, in dem die Längsachse des rohrförmigen
Analysengefäßes 24 mit der Achse des von der Glühlarhpe 21 abgegebenen und vom Photomultiplier
23 aufgenommenen Lichtbflndels zusammenfällt
Einer der wesentlichen Vorteile der Arbeitsweise der beschriebenen Analysenvorrichtung beruht darauf, daß
die Länge der vom Lichtbündel durchquerter Flüssigkeitsschicht in dem Analysengefäß 24 proportional zum
Volumen dieser Lösung ist. Die Genauigkeit hängt nicht mehr von der Menge der Reaktionsmittel in der
Flüssigkeit ab. In die Genauigkeit gehen nur noch die Probenmenge und der Durchmesser des rohrförmigen
Analysengefäßes 24 ein. Die Entfernung zwischen der Glühlampe 21 und dem Photomultiplier 23 in dessen
abgesenkter Lage ist aufgrund des Auswerfens des Deckels 25 gegenüber der Gesamtlänge der Küvette 17
wesentlich vermindert.
Der wiederverwendbare Rotor 11 wird zum Beladen
von der Vorrichtung getrennt. Nur die Küvetten 17 werden für jede Analyse ausgewechselt. Da diese
Küvetten geschlossen sind, können sie vorteilhafterweise der Reihe nach mit lyophilisierten Reaktionsmitteln
oder für die erwünschte Analyse geeigneten Flüssigkeiten vorher beladen werden. Der Operateur, der die
Analyse durchführt, muß die Arbeitsschritte der F i g. 6 und 7 nicht mehr durchführen, er kann den Rotor 11, wie
in F i g. 4 dargestellt, unmittelbar beladen und führt dann die Tätigkeiten gemäß den Fig.8 bis 11 aus. Der
Operateur kann mehrere Rotoren 11 an der gleichen Analysenvorrichtung anordnen, wodurch er mehrere
Rotoren im voraus fertig machen kann, ohne die Vorrichtung stillzusetzen.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der beschriebenen Vorrichtung liegt in der Art der Temperaturstabilisierung
mit Hilfe des Wasserbades, das das Analysengefäß 24 während der Analyse umgibt und das ständig
erneuert ist Die Temperatur dieses Wasser ist unter ständiger Kontrolle und seine Erneuerung geschieht
während jeder Umdrehung des Rotors 11.
Die Konzeption der Küvette 17 zum Beladen und zur Analyse ist ebenfalls wichtig. Diese Küvette 17 ist so
billig, daß sie nach Verwendung weggeworfen werden kann. Ein weiterer Vorteil dieser Küvetten liegt im
durchlochbaren Deckel 25, der ein Aufbewahrungsgefäß vor der Mischung der Probe mit dem Reaktionsmittel
bildet. Dieser Deckel verhindert desweiteren, daß die Flüssigkeit bei der oszillatorischen Bewegung des
Rotors 11 gemäß F i g. 10 ausläuft Der Vorteil des
durchlochbaren Deckels bezüglich der äußeren Reinigung der Spitze der Beladungsnadel wurde bereits
erwähnt. Ein weiterer Vorteil der Küvette 17 liegt darin, daß der Deckel leicht abtrennbar ist, wenn die Mischung
und die Homogenisation der Lösung beendet sind. Schließlich ist weil der Boden des Analysengefäßes 24
relativ zum Ende des Rohrs zurückgesetzt ist das durch den Boden gebildete Fenster, durch das das Lichtbündel
ein- oder austritt (je nachdem, ob die Lichtquelle innerhalb oder außerhalb des Rotors ist) vor Schmutz
und Spuren geschützt, die während der Handhabungen an ihm hervorgerufen werden können und die
Lichtdurchlässigkeit des Fensters und folglich die Meßgenauigkeit beeinflussen könnten.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Optischer Schnellanalysator vom Drehküvettentyp mit einem Rotor, an dessen Peripherie
optische Küvetten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Rotor (11)
unten ein sich nach oben erweiterndes Gefäß (9) verbunden ist, welches in ein Temperierflüssigkeitsbad
eintaucht, das auf konstanter Temperatur gehalten werden kann, und mit dem es durch
öffnungen (9b) nahe der Rotationsachse kommuniziert,
daß vom oberen Umfang des Gefäßes wenigstens ein Kanal zu den Küvetten (17) führt
derart, daß bei Rotation die nach außen getriebene Temperierflüssigkeit aus dem Gefäß die Küvetten
umspült und daß weitere Durchlässe (Rohre 19) nach unten vorgesehen sind, die die Temperierfiüssigkeit
■in das Temperierflüssigkeitsbad zurückführen.
2. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die vom Rotor (If) durch die Durchlässe (Rohre 19) austretende Temperierflüssigkeit
gegen einen Temperaturfühler (34) eines Temperaturreglers gerichtet ist
3. Analysator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zum Drehantrieb des
Rotors ein Antrieb, mit dem der Rotor in Drehschwingungen versetzbar ist, und eine Einrichtung,
mit der wahlweise der eine oder der andere Antrieb betätigbar ist, vorgesehen sind.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
CH1585974A CH589319A5 (de) | 1974-11-29 | 1974-11-29 |
Publications (2)
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DE2560001B1 true DE2560001B1 (de) | 1979-03-29 |
DE2560001C2 DE2560001C2 (de) | 1979-11-22 |
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ID=4412567
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2560001A Expired DE2560001C2 (de) | 1974-11-29 | 1975-11-25 | Optischer Schnellanalysator vom Drehküvettentyp |
DE2552833A Expired DE2552833C3 (de) | 1974-11-29 | 1975-11-25 | Optischer Schnellanalysator vom Drehküvettentyp |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2552833A Expired DE2552833C3 (de) | 1974-11-29 | 1975-11-25 | Optischer Schnellanalysator vom Drehküvettentyp |
Country Status (13)
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JP (1) | JPS552579B2 (de) |
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