DE3027317C2 - Durchflußfluorometer - Google Patents

Description

25

Die Erfindung betrifft ein Durchflußfluorometer, insbesondere zum zeitaufgelösten Messen von Lumineszenzlichtspektren sowie deren An- und Abklingverhalten, mit einer Lichtlumineszenz-Anregungseinrichtung zum Anregen einer Meßprobe zur Lichtlumineszenz und einer Lumineszenzlichtsammei- und -nachweiseinrichtung zum Messen des von der angeregten Meßprobe abgegebenen Lumineszenzlichts, sowie mit einem Meßprobendurchflußsystem zum aufeinanderfolgenden Hindurchleiten der Meßprobe durch die Lichtlumineszenz-Anregungseinrichtung und die Lumineszenzlichtsammel- und -nachweiseinrichtung.

Ein derartiges Durchflußfluorometer ist insbesondere zur Messung von schwacher Lumineszenz, zur Analyse von Lösungen und Suspensionen aus dem Bereich der Biologie, Medizin, Chemie und des Umweltschutzes geeignet.

Bei der fluorometrischen Analyse werden Flüssigkeiten mit einer Lichtquelle optisch angeregt, und das Lumineszenzlicht wird getrennt vom Anregungslicht gemessen. Das Lumineszenzsignal besteht aus breiten spektralen Banden und setzt sich in der Regel aus mehreren Komponenten mit Abklingzeiten zwischen IO-⁹ und 10 s zusammen. Es ist deshalb notwendig, nicht nur die prompte Lumineszenz, d. h. Fluoreszenz im Zeitbereich von IO-⁹ bis 10~⁷ s, sondern auch die verzögerten Anteile, d. h. Phosphorphoreszenz und verzögerte Fluoreszenz im Zeitbereich von mehr als IO-⁷ s zu messen. Das läßt sich dadurch erreichen, daß man entweder eine spektrale Trennung des Lumineszenzlichtes vom Anregungslicht durch Monochromatoren oder Filter vornimmt. Man kann auch noch die Komponenten mit verschiedenen Abklingzeiten voneinander separieren, um so eine wesentliche Erhöhung der Trennschärfe der Analysenmethode zu erreichen,

Gemäß dem Stande der Technik werden am häufigsten Durchflußfluorometer verwendet, bei denen ausschließlich eine spektrale Trennung von Anregungslicht und Fluoreszenzlicht erfolgt. Durch eine gepulste Anregung wird in einigen Fällen eine wesentlich günstigere Streulichtunterdrückung erreicht, die besonders bei Flüssigkeiten, wehhe Trübstoffe enthalten, von Bedeutung ist.

Es sind Laborapparaturen bekannt, bei denen sowohl die Anregung gepulst als auch die Detektion in einem bestimmten gewählten Zeitintervall erfolgt,

Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Durchflußfluorometer zur Verfugung gestellt werden, das es gestattet, sehr schwache Lumineszenzlichtemission in Flüssigkeiten auch bei langen Abklingzeiten zu messen, und das die hierfür erforderlichen, besonders hohen Anforderungen, die sowohl an die Unterdrückung des Anregungslichts als auch an das Lumineszenzlichtsammelsystem gestellt werden, erfüllt

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Durchflußfluorometer der eingangs genannten Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß im Meßprobendurchflußsystem zwischen der Lichtlumineszenz-Anregungseinrichtung und der Lumineszenzlichtsammei- und -nachweiseinrichtung eine Lichtfalle angeordnet ist

Auf diese Weise kann praktisch kein Anregungslicht oder Fremdlicht durch einen Lichteffekt der Meßprobenzufühningsleitung zur Lumineszenzlichtsammel- und -nachweiseinrichtung gelanget-;, wodurch eine außerordentlich hohe Empfindlichkeit de.» Durchflußfluorometers erreicht wird.

Zur weiteren Steigerung dieser Empfindlichkeit kann auch stromabwärts von der Lumineszenzlichtsammel- und -nachweiseinrichtung, vorzugsweise unmittelbar hinter derselben, im Meßprobendurchflußsystem eine Lichtfalle angeordnet sein. Dadurch wird auch eine Zuführung von Fremdlicht über die Meßprobenabführungsleitung von der Lumineszenzlichtsammei- und -nachweiseinrichtung über einen Lichtleitereffekt zu letzterer verhindert.

Die Messung von Lumineszenzlicht mit langer Abklingzeit im Zeitbereich von 10~³ bis 10 s setzt die Einstellung eines definierten Zeitintervalls zwischen der Anregung der Meßprobe und der Detektion des von der Meßprobe emittierten Lumineszenzlichts voraus. Diese Verzögerungszeit wird vorliegend durch die Laufzeit der Meßprobenflüssigkeit definiert, die zwischen dem Eintritt derselben in die in der Meßprobenzuführungsleitung liegende Lichtfalle und ihrem Eintritt in die Küvette des Lumineszenzlichtsammelsystems verstreicht. Diese Verzögerungszeit läßt sich bei fester Leitungslänge durch Veränderung der Durchflußmenge der Meßprobenflüssigkeit durch das MeQproberdurchflußsystem einstellen; bei konstantem Durchfluß kann die Einstellung auch dadurch erfolgen, daß definierte Verzögerungsleitungen in die Meßprobenzuführungsleitung eingeschaltet werden.

Die Lichtfalle kann mehrere hintereinander angeordnete, vorzugsweise gleich ausgebildete, Lichtfallenabschnitte umfasen, von denen jeder einen Durchflußk^- nalabschnitt aufweist, der optisch von zu seinen Slrömungsbegrenzungswänden im wesentlichen koaxialen oder mit letzteren identischen lichtabsorbierenden, insbesondere geschwärzten, und/oder -reflektierenden Wänden begrenzt ist, die zumindestens in einem Querschnittsbereich des Lichtfallenabschnitts in Durchflußrichtung so «'ark konvergieren, daß sie den Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln wenigstens in diesem Querschnittsbereich verhindern, wobei außerdem die Achsen aufeinanderfolgender Durchflußkanalabschnitte so stark gekrümmt oder gegeneinander geneigt sind, daß der Durchtritt achsenparalleler Lichtbündjl zwischen aufeinanderfolgenden Lichtfallenabschnitten blockiert ist. Insbesondere können die den jeweiligen Durchflußkanalabschnitt optisch begrenzenden Wände im gesamten Querschnitt des

jeweiligen Lichtfallenabschnitts in Durchflußrichtiing so stark konvergieren, daß sie den Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln in diesem gesamten Querschnitt verhindern.

Wenn der Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln nur in einem bestimmten Querschnittsbereich verhindert wird, dann wird die Lichtfalle jo ausgebildet, daß sich die Querschnittsbereiche, in denen der Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln verhindert wird, in mehreren aufeinanderfolgenden Lichtfallenabschnitten, bezogen auf eine gedachte axiale Flüchtling der Lichtfallenabschnitte, zum im wesentlichen dem gesamten Querschnitt der Lichtfallenabschnitte ergänzen. Bei gleich ausgebildeten Lichtfallenabschniiten mit langgestreckten Querschnittsbereichen, in denen der Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln verhindert wird, sind zu diesem Zweck aufeinanderfolgende Lichtfallenabschnitte um ihre Arhip um pinpn vnrhpslimmlrn Winlcrl inshrvrmdrri¹ um 90". gegeneinander verdreht.

Insbesondere kann der mittlere Strömungsquerschnitt in den Lichtfallenabschnitten, in denen die Slrömungsbegrenzungswände identisch mit den lichtabsorbierenden und/oder -reflektierenden Wänden sind, längs der Lichtfallenabschnitte konstant sein, und zwar insbesondere dann, wenn eine Ausführungsform nach der zuletzt genannten Art vorgesehen ist. weil es eine solche Ausführungsform mit langgestreckten Querschnittsbereichen, in denen der Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln verhindert wird, ermöglicht, die innerhalb dieser Querschnittsbereiche notwendige Verengung des Strömungsquerschnitts durch eine entsprechende Erweiterung des Strömungsquerschnitts in den zu diesen langgestreckten Querschnittsbereichen senkrechten Querschnittsbereichen auszugleichen. Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Art zeichnet sich dadurch aus. daß die Querschnittsfläche in der Mitte der Lichtfallenabschnitte eine Ellipsenfläche ist. die unter gleichbleibender Querschnittsflächengröße in je eine Kreisfläche als Qiierschnittsfläche an beiden Enden der Lichtfallenabschnitte übergeht, und daß die Längsachsen der Ellipsen aufeinanderfolgender Lichtfallenabschnitte um einen vorbestimmten Winkel, vorzugsweise um 90 . gegeneinander verdreht sind. Es ist im Prinzip auch möglich, an Stelle der Ellipsenflächen langgestreckte Rechteck- oder Vieleckflächen und an Stelle der Kreisflächen Quadratflächen oder regelmäßige Vieleckflächen anzuwenden, die jedoch wegen ihrer Ecken gegenüber den Ellipsen- und Kreisflächen nicht so vorteilhaft sind; gegebenenfalls könnten die Ecken der vorgenannten eckigen Querschnittsflächen gerundet ausgeführt werden.

Schließlich ist es auch möglich, die lichtabsorbierenden und/oder -reflektierenden Wände jedes Lichtfallenabschnitts doppelkonisch auszubilden, bei welcher Ausführungsform sich jedoch, wenn man einen gleichbleibenden Strömungsquerschnitt vorsieht, ein verhältnismäßig hoher Strömungswiderstand wegen des geringen verbleibenden Querschnitts ergibt-

Die Lichtfallenabschnitte können zu einer schleifenförmigen. vorzugsweise kreisförmigea Lichtfalle zusammengefügt sein, wodurch sich eine einfache, strömungsgünstige relativ raumsparende Ausbildung der Lichtfalle ergibt, es ist jedoch auch möglich, die einzelnen Lichtfallenabschnitte beispielsweise zickzackförrnig. mäanderförmig oder spiralförmig aneinander anzufügen oder in jeder anderen möglichen Anordnung, die sich auf Grund einer entsprechenden Neigung der optischen Achsen aufeinanderfolgender Lichtfallenabschnitte erhallen läßt.

Die Lichtfalle beruht insbesondere auf Hern Prinzip, daß das Licht mit einer bestimmten Apertur in den ersten sich verengenden Lichtfallenabschnitt eintritt und sich dort wegen der sich verengenden Wandung die Apertur des Lichts erhöht, und zwar geht die Verengung so weit, daß das Licht schließlich wieder zurückgeworfen wird, weil sich der Reflexionswinkel, d. h. der Winkel

ίο zwischen dem Lichtstrahl und dem LoI auf die Wand, bei jeder Reflexion verkleinert. Wegen des Erfordernisses eines ausreichenden .Strömungsdurchgangs der Meßprobe ist es jedoch erforderlich, eine bestimmte Durchgangsöffnung am Ende der ersten Verengungsab-Schnitts zu lassen. Durch diese Durchgangsöffnung tritt daher Licht einer gewissen kleinen Apertur noch hindurch. Dieses Licht wird im nächsten Lichtfallenabschnitt erneut »reduziert«, wie im ersten Lichtfallenabsrhnill. du die optische Achse des ersten l.ichtfallenah Schnitts gegenüber derjenigen des zweiten Lichtfallenabschnitts gekippt ist. So wird die Apertur im zweiten l.ichtfallenabschnitl künstlich erhöht und schließlich über mehrere Lichtfallenabschnitte eine so hohe Lichtunterdrückung erreicht, daß die Intensität der verbleibenden Untergrundstrahlung nicht mehr innerhalb der Nachweisgrenze des Lumineszenzlichtdetektors liegt. Die Lichtfallen, die im Rahmen der vorlieg,'nden Anmeldung offenbart sind, stellen, obwohl sie bevorzugt in einem Durchflußfluorometer anwend-

jn bar sind, auch selbständig erfinderische Gegenstände der vorliegenden Anmeldung dar

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen DurchfliiPfluorometers zeichnet sich dadurch aus, daß in der Lumineszenzlichtsammei· und -nachweiseinrichtung zur Abgabe des Lumineszenzlichts von der flüssigen Meßprobe an die Lumineszenzlichtnachweiseinrichtung eine transparente Zyklonströmungss-Kugeldurchflußküvette vorgesehen ist. Hierdurch wird sowohl eine hydraulische Anpassung an das Meßprobenströmungssystem als auch eine optische Anpassung an das Lumineszenzlichtsammelsystem erzielt. Die Strömungsverhältnisse in der Zyklonsirömungs-Kugeldurchflußküvette sind so gestaltet, daß der gesamte Küvetteninhalt kontinuierlich ausgetauscht wird. Außerdem sind die Geschwindigkeiten in der Küvette so hoch, daß darin Grenzschichtturbulenzen auftreten, wodurch die inneren Küvettenoberflächen frei von Ablagerungen gehalten werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die

so Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette eine in das transparente Kugelteil derselben, insbesondc s in dessen obere Hälfte, tangential mündende Meßproben· zuführungsleitung auf. sowie eine von dem transparenten Kugelteü. insbesondere an dessen unterem Ende, axial wegführende Meßprobenaustrittsleitung. Eine für die Praxis besonders günstige Ausführungsform ist so ausgebildet daß die Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette eine axial durch das transparente Kugelteil derselben hindurchverlaufende oder axial in dasselbe mündende Meßprobenzuführungsleitung aufweist, die gegenüber der Innenwand des Kugelteils in einem Diffusor ausläuft sowie eine von der Eintrittsstelle der Meßprobenzuführungsleitung in das Kugelteil von letzterem wegführende Meßprobenaustrittsleitung. die koaxial um die Meßprobenzuführungsleitung herum vorgesehen ist

Bevorzugt ist die zur Abgabe des Lumineszenzlichts von der flüssigen Meßprobe an die Lumineszenzlicht-

nachweiseinrichtung vorgesehene Durchflußküvette, insbesondere eine Zyklonströmungs-Kugeldurchflußkü- vette, in demjenigen Brennpunkt eines elliptischen Hohlspiegels angeordnet, welcher sich innerhalb des von der Spiegelfläche begrenzten Halbraums des elliptischen Hohlspiegels befindet, während in dem anderen Halbraum des elliptischen Hohlspiegels ein Licht'titkonus angeordnet ist, der vorzugsweise im wesentlichen den gesamten Halbraum ausfüllt und an den sich ein zu einem Lumineszenzlichtdetektor führendes optisches System anschließt, dat vorzugsweise ein Lichtleitrohr sowie gegebenenfalls ein oder mehrere Lichtfilter und/oder eine oder mehrere Linsen umfaßt.

Eine andere Weiterbildung des Durchflußfluorometers zeichnet sich dadurch aus, daß in der Meßprobenabführungsleitung des Meßprobendurchflußsystems ein Umschaltventil zum wahlweiseti Zurückführen der abzuführenden Flüssigkeit zur eingangsseitigen MeB-probenzuführungsleitung über eine Querleitung vorgesehen ist, die ihrerseits zur Umwälzung von geheizter Flüssigkeit durch das Meßprobendtirehfluösystem mit einer Heizeinrichtung versehen ist. Eine solche Ausbildung ermöglicht es, einer Verschmutzung des Meßprobendurchflußsystems einschließlich der Küvetten, Lichtfallen usw. entgegenzuwirken, und zwar insbesondere im biologischen Anwendungsbereich, in dem häufig Suspensionen lebender Zellen oder Zellorganellen untersucht werden, welche die Wände von durchströmten Leitungen, Gefäßen oder dergleichen leicht bedecken und damit optische Messungen durch das Auftreten unterschiedlicher Konzentrationen beeinträchtigen können. Die Heizeinrichtung in der Querleitung dient dazu, die umwälzende Flüssigkeit auf einer bestimmten Temperatur zu halten, bei welcher die Zellen abgetötet und anhaftende Substanzen abgelöst werden. Die Heizung kann auch benutzt werden, um eine Lumineszenzlichtemission bei einer definiert erhöhten Temperatur zu messen. Der Reinigungskreislauf der vorerwähnten Art bietet auch die Möglichkeit, bei Fluoreszenz von lebenden Zellen eine Nullmessung mit einer neutralen Suspension vorzunehmen.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger, in den Fig. 1 bis 10 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Durchflußfluorometers nach der Erfindung, das außer der eigentlichen Meßeinrichtung im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Datenverarbeitungs-, Regel- und Steuereinrichtung, die in dieser Ausführungsform von einem Rechner gebildet wird, der über eine Zwischenelektronik an die Meßeinrichtung angekoppelt ist, sowie Datenein- und -ausgabegeräte umfaßt,

Fig.2 eine Darstellung der Meßeinrichtung der F i g. 1 in näheren Einzelheiten,

Fig.3 eine Veranschaulichung der Lumineszenzlichtsammei- und -nachweiseinrichtung der Fig.2 in näheren Einzelheiten,

Fig.4 eine Gesamtansicht einer Ausführungsform einer Lichtfalle, wobei Einzelheiten der geometrischen Ausbildung des schleifenförmig gebogenen Teils der Lichtfalle aus Vereinfachungsgründen in dieser Ansicht weggelassen sind,

F i g. 5 eine Darstellung einer besonders bevorzugten Ausführungsform der einzelnen Lichtfaiienabschnitte der in F i g. 4 gezeigten Lichtfalle mit Querschnittsdarstellungen,

Fig. 6 eine Veranschaulichung der geometrischen Ausbildung einer anderen Ausführungsform der Lichtfallenabschnitte der in Fig.4 im Prinzip gezeigten Lichtfalle,

F i g. 7 eine erste Ausführungsform einer /yklonströmungs-Kugeldurchflußküvette, wie sie zur Abgabe des Lumineszenzlichts von der Meßprobe an die Lumineszenzlichtnachweiseinrichlung vorgesehen sein kann,

Fig.8 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette, die an Stelle der Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette nach F i g. 7 verwendet werden kann.

F i g. 9 einen Querschnitt durch die Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette der F ι g. 8 längs der Linie Vl-Vl.

ι? gesehen in Pfeilrichtiing; und

Fig. 10 einen Längsschnitt durch eine besonders bevorzugte bauliche Ausführungsform einer Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette der in den F i g. 8 und 9 gezeigten Art.

Es sei zunächst auf F i g. I Bezug genommen, in der ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines insgesamt mit I bezeichneten Durchflußfluorometers dargestellt ist. Dieses Durchflußfluorometer I umfaßt eine Meßeinrichtung 2, in der eine Meßprobe zur Lumineszenz angeregt und diese Lumineszenz gemessen wird. Die Meßeinrichtung 2 ist über eine Interface 3 mit einem Rechner 4 verbunden, und zwar mittels Steuer- und Regelgrößenübertragungsleitungen 5 sowie mittels Meßgrößenübertragungsleitungen 6. Da nämlich der

3n Rechner 4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht nur die von der Meßeinrichtung 2 ermittelten Meßgrößen bzw. -werte verarbeitet, sondern gleichzeitig auch zur Steuerung und Regelung der Meßeinrichtung 2 eingesetzt wird, werden dem Rechner nicht nur die von der Meßeinrichtung 2 ermittelten Meßwerte zugeführt, sondern es ist außerdem eine Übertragung entsprechender Steuer- und Regelgrößen zwischen dem Rechner 4 und der Meßeinrichtung 2 erforderlich. Selbstverständlich kann die Steuerung und Regelung der Meßeinrichtung 2 auch ganz oder teilweise über eine gesonderte Steuer- und Regeleinrichtung, die vom Rechner 4 unabhängig ist. vorgenommen werden.

Die Interface 3 ist in bekannter Weise eine Zwischenelektronik, die dazu dient, die externen Größen, die von der Meßeinrichtung 2 geliefert werden, an den Rechner 4 anzupassen, sowie umgekehrt dazu, die Größen, die der Rechner 4 an die Meßeinrichtung 2 zu deren Steuerung und Regelung abgibt, an diese Meßeinrichtung anzupassen.

An den Rechner 4 sind entsprechende Datenein- und -ausgabegeräte angeschlossen, und zwar im vorliegendtn Beispiel ein Terminal 7, das zur Ein- und Ausgabe der vom Rechner zu verarbeitenden bzw. aufzunehmenden Daten und Befehle dient, sowie ein Bandgerät 8 und ein Schreiber 9, die zur Aufzeichnung der von der Meßeinrichtung 2 abgegebenen Meßdaten dienen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine sogenannte »on-line«-Datenverarbeitung vorgesehen, durch die die Daten in geeigneter Weise reduziert und gespeichert werden; diese »on-line«-Datenverarbeitung kann jedoch auch durch eine analoge, d. h. nichtreduzierende Datenausgabeeinrichtung, beispielsweise einen sogenannten *,f-Schreiber ersetzt oder ergänzt werden. Es sei nun auf F i g. 2 Bezug genommen, in der die Meßeinrichtung 2 des Durchflußfluorometers 1 in näheren Einzelheiten veranschaulicht ist Diese Meßeinrichtung 2, von der Steuer- und RegelgröBenübertragungsleitungen 5a, 56, 5c und 5t/ sowie Meßgrößenübertra-

gungsleitungen 6a, 66 und 6c, die jeweils in ihrer Gesamtheit, gegebenenfalls ergänzt durch weitere, nicht-dargestellte Leitungen, die zur Interface 3 führenden Steuer- und Regelgrößenübertragungsleitungen 5 bzw. Meßgrößenübertragungsleitungen 6 bilden, weggehen, besteht im wesentlichen aus einer Meßprobeneingabeeinrichtung 10, über die eine flüssige Meßprobe in das Meßprobendurchflußsystem 11 eingegeben und in die diese Meüprobe nach erfolgter Messung wieder zurückgeführt wird. Weiterhin besteht die Meßeinrichtung 2 aus einer Reinigungseinrichtung 12 zum Reinigen des MeBproberidurchflußsystems und einer Meßprobenumwälzeinrichtung 13 zum einmaligen oder vorzugsweise mehrmaligen Umwälzen der Mel.iprobe durch das Meßprobendurchflußsystem sowie alternativ zum Umwälzen einer Reinigungsflüssigkeit durch das Meßprobendurchflußsystem 11. Außerdem umfaßt die Meßeinrichtung 2 eine Durchflußsystemunterbrechungseinrichtung 14. die dazu dient, den Anregungs- und Meßteii der Mebeinrichtung 2, der in K ι g. 3 rechts von der Durchflußsystemunterbrechungseinrichtung 14 dargestellt ist, von der Meßprobenumwälzeinrichtung 13 abzukoppeln, wenn Abklingzeiten langlebiger Lumineszenzlichtemissionskomponenten direkt gemessen werden sollen.

Der erwähnte Anregungs- und Meßteil der Meßeinrichtung 2 besteht aus einer Lichtlumineszenz-Anregungseinrichtung 15, in der die Meßprobe zur l.ichtlumineszenz angeregt wird, einem Lichtfallenabschnitt 16 und einer Lumineszenzlichtsammei- und -nachweiseinrichtung 17, in der das von der Meßprobe abgegebene Lumineszenzlicht gemessen wird und die mittels des Lichtfallenabschnitts optisch vom übrigen Teil der Meßeinrichtung 2 abgekoppelt ist.

Es sei nun näher auf die einzelnen Einrichtungen, aus denen die gesamte Meßeinrichtung der Fig. 2 aufgebaut ist, eingegangen, wobei zunächst die Reinigungseinrichtung 12 und die Durchflußsystemunterbrechungseinrichtung 14 unberücksichtigt bleiben und erst später näher erläutert werden sollen, da es sich hierbei um Weiterbildungen des Durchflußfluorometers handelt, ohne die dieses Durchflußfluorometer auch betriebsfähig ist.

Die Meßprobeneingabeeinrichtung 10 kann beispielsweise aus einem gemeinsamen Vorratsgefäß für die flüssige Meßprobe bestehen, aus dem die Meßprobe über eine Leitung 18 in das Meßprobendurchflußsystem 11 hineingesaugt wird, wie durch den Pfeil A angedeutet ist, und in welches die Meßprobe nach Durchgang durch das Meßprobendurchflußsystem 11 über eine Leitung 19, wie durch den Pfeil B angedeutet ist, zurückgeführt wird. Will man die Meßprobe nur ein einziges Mal durch das Meßprobendurchflußsystem 11 hindurchführen, dann kann die Meßprobeneingabeeinrichtung 10 auch aus zwei gesonderten Vorratsgefäßen bestehen, von denen das eine an eine Leitung 18 und das andere an die Leitung 19 angeschlossen ist

Die Meßprobenumwälzeinrichtung 13 weist eine Pumpe 20 auf, die von einem Motor 21 angetrieben wird und deren Saugseite an die Leitung 18 angeschlossen ist Die Druckseite der Pumpe 20 ist an ein Puffergefäß 22 angeschlossen, durch das die Pumpenstöße geglättet werden und an dessen Ausgang ein Durchflußmesser 23 vorgesehen ist Ober die beiden Leitungen 5b und 5c, von denen erstere die Stromversorgungsleitung des Motors 21 ist während über letztere ein dem gemessenen Durchflußwert entsprechendes Signal erhalten wird, erfolgt mitteis des Rechners 4 eine Regelung der Drehzahl des Motors 21 derart, daß der Durchfluß der Meßprobe durch das Meßprobendurchflußsystem 11 auf einem konstanten, einstellbaren Sollwert gehalten wird. An Stelle einer Regelung durch den Rechner 4 kann auch zwischen den Leitungen 5b und Seein gesonderter Regler vorgesehen sein.

Von der Meßprobenumwälzeinrichtung 13 gelangt die Meßprobe über die Leitung 24 in die Lichtlumineszenz-Anregungseinrichtung 15. die im wesentlichen aus

ίο einem Anregungsgefäß, durch welches die Meßprobe hindurchströmt, einer das Anregungsgefäß bestrahlenden Lichtquelle und einem oder mehreren zwischen dieser Lichtquelle und dem Anregungsgefäß vorgesehenen optischen Filtern besteht. Über die Meßgrößenübertragungsleitung 6a, die vorzugsweise eine Mehrfachleitung ist, werden dem Rechner 4 Meßwerte über die Strahlung zugeführt, mit der die Meßprobe in der Lichtlumineszenz-Anregiingseinrichtung 15 bestrahlt wird, beispielsweise Meßwerte über die Wellenlänge.

die Intensität, die zeitliche Dauer der Einwirkung der Anregungsstrahlung, usw. Das Filter kann ein auswechselbares Farbfilter sein, oder die Anregung der Meßprobe kann stattdessen auch über einen Monochromator erfolgen. Das Anregungsgefäß ist vorzugsweise eine Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette, wie sie weiter unten in näheren Einzelheiten im Zusammenhang mit der Lumineszenzlichtsammel- und -nachweiseinrichtung 17 näher beschrieben ist. Eine solche Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette hat den Vorteil, daß jedes Volumenelement der flüssigen Meßprobe einer gleichen definierten Bestrahlungszeit ausgesetzt wird. Im Prinzip ist es jedoch auch möglich, jede sonstige bekannte Lichtlumineszenz-Anregungseinrichtung, von denen es verschiedenartigste Ausführungsformen gibt, zu verwenden, insbesondere Zyklonströmungs-Durchflußküvetten.

Der Lichtfallenabschnitt 16 umfaßt eine erste Lichtfalle 26. die zwischen die an den Ausgang der Lichtlumineszenz-Anregungseinrichtung 15 angeschlossene Leitung 25 und die zum Eingang der Lumineszenzlichtsammel- und -nachweiscinrichtung führende Leitung 27 eingefügt ist, sowie eine zweite Lici.tfalle 28, die zwischer die an den Ausgang der Lumineszenzlichtsammel- und -nachweiseinrichtung 17 angeschlossene Leitung 29 und die zur Meßprobeneingabeeinrichtung 10 zurückführende Leitung 30 eingefügt ist. Diese hocheffizienten Lichtfallen 26 und 28. die zwischen dem Anregungsort, an dem die Meßprobe zur Lumineszenz angeregt wird, und dem Emissionsort, an dem die Lichtlumineszenz der Meßprobe gemessen wird, sowie zwischen dem Emissionsort und dem Teil des Meßprobendurchflußsystems 11. über das die Meßprobe abgeführt wird, eingeschaltet sind, bewirken, daß praktisch kein Anregungslicht oder Fremdlicht über einen Lichtleitereffekt in den Leitungen, über die die Meßprobe zur Lumineszenzlichtsammel- und -nachweiseinrichtung 17 zugeführt und von letzterer abgeführt wird, dem Lumineszenzlichtdetektor der Nachweiseinrichtung erreichen kann. Die Lichtfallen 26 und 28 sind aus diesen Gründen vorzugsweise so nahe wie möglich an der Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette 31 der Lumineszenzlichtsammel- und -nachweiseinrichtung 17 angeordnet von der aus das von der Meßprobe emittierte Lumineszenzlicht über ein insgesamt mit 32 bezeichnetes optisches System einem Lumineszenzlichtdetektor 33 zugeführt wird.

Von der Lumineszenzlichtsammel- und -nachweiseinrichtung 17 gehen zwei Meßgrößenübertragungsleitun-

gen üb und 6c weg, von denen über die erstere die Temperatur der Meßprobe am Eingang der Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette 31 und über die letztere mittels des Lumineszenzlichtdetektors 33 ermittelte Meßgrößen dem Rechner 4 zugeführt werden. Die zuletzt genannten Meßgrößen können beispielsweise Wellenlängen, Intensitäten, zeitliche Änderungen der Intensitäten usw. sein; selbstverständlich können auch andere gewünschte Meßwerte über entsprechende Leitungen zum Rechner 4 übertragen werden, insbesondere wird das Meßsignal des Durchflußmessers nicht nur als Regelgröße sondern auch als wichtige Meßgröße für die Lumineszenzmessung verwendet.

Die in Fig. 3 etwas genauer dargestellte Lumineszenzlichtsbmnd- und -nachweiseinrichtung ist so aufgebaut, daß sich die Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette 31 in demjenigen Brennpunkt eines elliptischen Hohlspiegels 34 befindet, welcher sich innerhalb des von der Spiegelfläche begrenzten Halbraums dieses elliptischen Hohlspiegels 34 befindet. Der andere Halbraum des elliptischen Hohlspiegels 34 wird von einem Lichtleitkonus 35 ausgefüllt. Das aus dem Lichtleitkonus 35 austretende Lumineszenzlicht, von dem zwei beispielsweise Strahlen L in F i g. 3 eingezeichnet sind, gelangt über ein Lichtleitrohr 36. in dem sich ein Filterblock 37 und eine oder mehrere Linsen 38 befinden, durch das Eintrittsfenster 39 auf die Detektionsflächen 40 des Lumineszenzlichtdetektors 33. Das gesamte Lichtleitsystem, das von der Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette Jl zur Detektionsfläche >i0 führt, ist so aufgebaut, daß die Lichtverluste an den Übergangsstellen zwischen einzelnen Teilen dieses Lichtleitsystems so klein wie möglich gehalten werden und zwischen dem Emissionsort des Lumineszenzlichts und der Detektionsfläche vom Lumineszenzlicht eine größere Strecke nahezu ohne Verluste überwunden werden kann, so daß praktisch alle aus der Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette 31 emittierten Photonen des Lumineszenzlichts die Detektionsfläche 40 durch Mehrfachreflexion erreichen können. Damit ist es möglich, als Lumineszenzlichtdetektor 30 auch gekühlte Photomultiplier zu verwenden. Es sei nun an Hand der Fig.4. 5 und 6 auf zwei Ausführungsformen von Lichtfallen 26, 28 eingegangen:

Die Fig. 4 zeigt zunächst den Gesamtaufbau einer Lichtfalle, der eine schleifenförmige Durchflußleitung 41 für die flüssige Meßprobe umfaßt, an dessen tangential und entgegengesetzt wegführenden Enden je ein Anschlußteil 42 bzw. 43 vorgesehen ist. mit denen die i.ichtfalle in das Meßprobendurchflußsystem 11 eingefügt, beispielsweise als Lichtfalle 26 einerseits an die Leitung 25 und andererseits an die Leitung 27 angeschlossen wird. In der F i g. 4 ist die schleifenförmige Durchflußleitung 41 aus Gründen einer vereinfachten Darstellung als rundes Rohr dargestellt, obwohl sie tatsächlich aus einzelnen hintereinander angeordneten Lichtfallenabschnitten 44 besteht, deren geometrische Form für zwei Ausführungsbeispiele in den F i g. 5 und 6 gezeigt ist.

Es sei zunächst auf die einfachere Ausführungsform der Lichtfallenabschnitte eingegangen, die in F i g. 6 dargestellt sind. Hier besteht je ein Lichtfallenabschnitt 44 aus einem Durchflußkanalabschnitt 45 für die flüssige Meßprobe, der im Querschnitt kreisförmige Strömungsbegrenzungswände 46 hat Die einzelnen, hintereinander angeordneten Durchflußkanalabschnitte 45 bilden einen, vorzugsweise kreisförmig, gekrümmten Durchflußkanal gleichbleibenden Strömungsquerschnitts. Die Mittelachse dieses Durchflußkanals ist mit 47 bezeichnet. Die Durchflußkanalabschnitte sind je in einem Doppelkonus 48 aus lichtdurchlässigem Material, beispielsweise Kunststoff, so vorgesehen, daß die äußeren Wände 49 des Doppelkonus im wesentlichen koaxial zu den Strömungsbegrenzungswä.idtn 46 sind. Diese Wände 49 sind durch Schwärzen lichtdicht gemacht, so daß an ihnen ein Teil des auftreffenden Lichts absorbiert und ein Teil reflektiert wird. Wenn dl·¹

ίο Brechungszahl des Materials der Doppelkonen 48 /?2 ist und die Brechungszahl der flüssigen Meßprobe π, ist, dann muß weiterhin noch /)2 größer als n\ sein, da sonst ein Lichtleitereffekt innerhalb der Durchflußkanalabschnitte 45 infolge Totalreflexion des Lichts an den

Ii Strömungsbegrenzungswänden 46 auftreten würde.

Der Konuswinkel der Wände 49. durch die jeder der Durchflußkanalabschnitte 45 optisch begrenzt ist, ist so gewählt, daß diese Wände 49 in Durchflußrichtung Cso stark konvergieren, daß sie den Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln verhindern. Außerdem ist die Achse 47 so stark gekrümmt, daß der Durchtritt achsenparalleler Lichtbündel (bezogen auf die Achse 47). die an dem einen Ende in einen Lichtfallenabschnilt 44 eintreten, an dessen anderem Ende blockiert ist. Im vorliegenden Falle besteht jeder Doppelkonus aus zwei gleich großen, entgegengesetzt gerichteten Konen, so daß deren Wände sowohl in der Durchflußrichtung CaIs auch entgegengesetzt zu dieser Durchflußrichtung gleichermaßen konvergieren. Während bei dem Ausführungsbeispiel der Lichtfallenabschnitte nach F i g. 6. die alle gleich ausgebildet sind, die den jeweiligen Durchflußkanalabschnitt 45 optisch begrenzenden Wände 49 im gesamten Querschnitt des jeweiligen Lichtfallenabschnitt 44 in Durchflußrichtung C in gleichem Maße konvergieren, weil die Doppelkonen 48 rotationssymmetrisch sind, so daß der Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln in diesem gesamten Querschnitt verhindert wird, ist in F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel von Lichtfallenabschnitten 44 gezeigt, bei den>_,i nur in einem bestimmter: Querschnittsbereich ein entsprechendes Konvergieren erfolgt, dagegen in einem anderen Querschnittsbereich eine Divergenz vorhanden ist. die jedoch dadurch ausgeglichen wird, daß aufeinanderfolgende Li 'Ufallenabschnitte 44 um ihre Mittelachse 50 gegeneinander um 90" verdreht sind.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind die Wände 51 gleichzeitig Strömungsbegrenzungswände der einzelnen Durchflußkanalabschnitte 52, von denen

so der eine von der Schnittlinie H-Il b's zur Schnittlinie IV-IV und der andere von der Schnittlinie V-V bis zur Schnittlinie H-Il reicht. Die Wände 51.die beispielsweise aus Glas, Metall oder. z. B. rotationsgeformten Kunststoff bestehen, sind aus dem gleichen Grunde wie die Wände 49 der Ausführungsform nach Fig.6 innen geschwärzt oder reflektierend und lichtdicht nach außen beschichtet.

Wie man insbesondere aus dem unteren Teil der F i g. 5 ersieht, in der die Querschnitte an den Enden und in der Mitte der beiden dargestellten Lichtfallenabschnitte 44 veranschaulicht sind, hat jeder dieser Lichtfallenabschnitte an seinen Enden jeweils einen kreisförmigen Querschnitt, während er in seiner Mitte einen elliptischen Querschnitt besitzt. Die Querschnittsflächen dieser Querschnitte, die kontinuierlich ineinander übergehen, sind gleich, und zwar auch im Obergangsbereich, so daß sich ein gleichbleibender Strömungsquerschnitt ergibt

Die Wände 51 konvergieren in dem Querschnittsbereich, der sich um die große Achse der den Querschnitt im Mittelteil repräsentierenden Ellipse herum erstreckt, so stark, daß sie den Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln in diesem Querschnitt verhindern. Da zwei aufeinanderfolgende Lichtfallenabschnitte 44 um 90° gegeneinander gedreht sind (siehe die beiden Querschnitte I-l und ΙΠ-ΙΠ in Fig.5), wird insgesamt eine ausgezeichnete Lichtsperrwirkung der gesamten Lichtfalle durch Reflexion oder Totalreflexion und Absorption an der Innenseite der Wände 51 erreicht, da diese den Durchtritt aller nichtachsenparallelen Bündel verhindert, es ergibt sich jedoch gegenüber der Ausführungsform nach F i g. 6 ein wesentlich geringerer Strömungswiderstand.

Genauer gesagt wird der Strömungswiderstand einer Lichtfalle, -Jie aus Lichtfallenabschnitten 44 gemäß Fig.5 aufgebaut ist, durch zwei Maßnahmen gering gehalten, nämlich einerseits dadurch, daß, wie erwähnt, der mittlere Strömungsquerschnitt den ganzen Raum zwischen den äußerer. Wänden 51 ausfüllt, jedoch trotz wechselnder Querschnittskonfiguration in seiner Größe gleich bleibt, und andererseits dadurch, daß sie wegen der wechselnden Strömungsquerschnittskonfigurationen zwangsweise auftretenden Transversalschwingungen der Strömung infolge der periodischen Struktur der Lichtfalle, die sich aus der Aneinanderreihung gleicher Lichtfallenabschnitte 44 gemäß Fig.5 ergibt, im stationären Strömungszustand keine Energie verbrauchen, so daß sich im Ergebnis nur ein Strömungswiderstand ergibt, wie er der Oberfläche der Strömungsbegrenzungswände entspricht

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Lichtfalle, die gemäß Fig.5 aus 10 Lichtfallenabschnitten aufgebaut war und die an der Stelle der Lichtfalle 26 in ein Durchflußfluorometer eingebaut wurde, konnte eine nahezu vollständige Unterdrückung des Anregungslichts der Lichtluniineszenz-Anregungseinrichtung 15 festgestellt werden, und zwar wurde mit einem Helium-Neon-Laser eine Dämpfung von 300 Dezibel gemessen.

Eine erste Ausführungsform einer Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette 53, die an Stelle der in den Fig.2 und 3 angedeuteten Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette 31 vorgesehen werden kann, ist in Fig.7 perspektivisch dargestellt Sie umfaßt ein transparentes, hohles Kugelteil 54, in desen obere Hälfte tangential eine Meßprobenzuführungsleitung 55 mündet, die vor ihrer Einmündung in das Kugelteil 54 eine Verengungsstelle 56 aufweist damit die Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird. Die Zyklonströmung ist in F i g. 7 durch Pfeile angedeutet Außerdem ist an dem unteren Ende des Kugelteils 54 eine axial wegführende Meßprobenaustrittsleitung 57 vorgesehen.

Nachstehend sei nun die Ausführungsform einer Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette 31 an Hand der Fig.8, 9 und 10 näher erörtert die schematisch in den Fig.2 und 3 eingezeichnet ist:

Hier erfolgt eine koaxiale Injektion der flüssigen Meßprobe in ein transparentes Kugelteil 58 durch eine durch dasselbe mündende Meßprobenzuführungsleitung 59, die ihrerseits gegenüber der Innenwand des Kugelteils 58 in einem Diffusor 60 ausläuft. Die Meßprobenaustrittsleitung 61 verläuft koaxial um die Meßprobenzuführungsleitung 59 herum, und zwar geht sie von der Eintrittsstelle der Meßprobenzuführungsleitung 59 in das Kugelteil 58 aus nach außen weg.

Die Strömungsverhältnisse in einer solchen Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette 31 sind von der Art daß sich um die Kante T des Diffusors 60, dessei Enddurchmesser d beträgt, ein geschlosener Wirbe stabil einstellt, zu dessen Unterdrückung der Abstand. zwischen der Kante K und der Innenwand de. Kugelteils die folgende Bedingung erfüllen muß:

.v- -L- (D

ίο Dieser Wirbel muß deswegen weitgehendst unter drückt werden, damit kein Totvolumen in der Strömun{ entsteht d. h. damit ein laufender Flüssigkeitsaustauscl in der gesamten Küvette stattfindet Der Abschluß de Meßprobenzuführungsleitung 59 durch den Diffusor 6( ist zur weitgehenden Unterdrückung der Rotationsen ergie des Wirbels erforderlich, wobei folgende Bezie hungen zu dieser weiteren Unterdrückung der Rotati onsenergie erfüllt sein müssen.:

d, S d_K

Für du - D_K verschwindet der Wirbel vollständig wenn

d,=D_K- I/ -j-

Die letztere Bedingung bedeutet jedoch eine nui halbkugelförmige Ausbildung des Kugelteils 58. Da eine solche vollständige Unterdrückung des Wirbels nich unbedingt erforderlich ist und demgegenüber einei optimaleren Anpassung des Kugelteils 58 an da:

optische System 32 (s. Fig.2 und 3) der Vorzug zi geben ist, für die eine weitgehende Annäherung an eine vollständige Kugelform des Kugelteils 58 anzustreber ist, wird die Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvetu 31 vorzugsweise nicht so ausgebildet, daß der Wirbe vollständig verschwindet.

Die Leitung 59, der Diffusor 60 und das Kugelteil 5i sind aus transparentem Material, z. B. Glas odei Epoxidharz oder sonstigem durchsichtigen Kunststoff hergestellt Zwar können prinzipiell für die Leitung 5* und den Diffusor 60 auch ein anderes Material gewähl werden, was aber für die vollständige Messung de: Lumineszenzlichts ungünstiger ist.

Bei der baulichen Ausführungsform der Fig. 10 is das Kugelteil 58 zusammen mit der Meßprobenaustritts

leitung 61 mittels einer Überwurfmutter 62 und eine: O-Dichtungsrings 63 leicht austauschbar in einem Block 64 angebracht, in dem auch die Meßprobenzuführungs leitung 59 mit dem Diffusor 60 über eine Stopfbüchsen dichtung 65 austauschbar befestigt ist. Auf dei entgegengesetzten Seite des Blocks 64 gehen die Leitungen 27 und 29 ab.

Abschließend sei noch kurz auf die Reinigungsein richtung 12 und die Durchflußsystemunterbrechungs einrichtung 14 gemäß F i g. 2 eingegangen:

Die zuletzt genannte Einrichtung weist ein Umschalt ventil 66 auf, das in die Leitung 24 eingefügt ist und it der gezeigten Stellung den Durchfluß durch die Leitung 24 freigibt, während es in der anderen Stellung die Leitung 24 unterbricht und den linken Teil der Leitung 24 mit der Leitung 30 verbindet. Wenn das Umschalt ventil 66 von der ersteren in die andere Stellung umschaltet wird, wird augenblicklich, d. h. beispielsweise in etwa 0,5 ms, die weitere Zufuhr von Meßprobenflüs

sigkeit zu dem aus den Einrichtungen 15, 16 und 17 bestehenden Anregungs- und Meßteil der Meßeinrichtung 2 unterbunden, wodurch genaue Messungen der Fluoreszenzlichtemissionsabklingzeiten langlebiger Emissionskomponenten direkt durchgeführt werden können.

Die Reinigungseinrichtung 12 umfaßt ein in der Leitung 19 vorgesehenes Umschaltventil 67, das in der gezeigten Stellung eine Verbindung zwischen der Leitung 19 und der Leitung 30 herstellt, während es in seiner anderen Stellung die Leitung 19 sperrt und die Leitung 30 über eine mit einer Heizeinrichtung 68 versehene Leitung 69 mit der Ansaugleitung der Pumpe 20 verbindet Auf diese Weise ergibt sich in der letzteren Stellung des Umschaltventils 67 ein halboffener

Reinigungskreislauf für praktisch die gesamte Meßeinrichtung 2, zu dessen Betrieb die umlaufende Flüssigkeit mittels der Heizeinrichtung 68 auf eine vorbestimmte erhöhte Temperatur gebracht werden kann, welche lebende Zellen abtötet und in den Durchflußleitungen und -gefäßen anhaftende Substanzen ablöst Ein solcher Reiniguiigskreislauf kann je nach Notwendigkeit beliebig in das jeweilige Meßprogramm eingeschoben werden.

Endlich sei noch erwähnt daß die Umschaltventile 66 und 67 über die Leitungen 5a bzw. Sd vom Rechner 4 gesteuert werden können; selbstverständlich können diese Ventile auch so ausgebildet werden, daß sie von einer anderen Stelle aus oder von Hand betätigbar sind.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Durchflußfluorometer, insbesondere zum zeitaufgelösten Messen von Lumineszenzlichtspektren sowie deren An- und Abklingverhalten, mit einer Lichtlumineszenz-Anregungseinrichtung zum Anregen einer Meßprobe zur Lichtlumineszenz und einer Lumineszenzlichtsammei- und -nachweiseinrichtung zum Messen des von der angeregten Meßprobe abgegebenen Lumineszenzlichts, sowie mit einem Meßprobendurchflußsystem zum aufeinanderfolgenden Hindurchleiten der Meßprobe durch die Lichtlumineszenz-Anregungseinrichtung und die Lumineszentlichtsammel- und -nachweiseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß im Meßprobendurchflußsystem (11) zwischen der Lichtlumineszenz-Anregungseinrichtung (15) und der Lumineszenzlichtsammei- und -nachweiseinrichtung (17) eine Lichtfalle (26) angeordnet ist

2. Durchilußfluorometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch stromabwärts von der Lumineszenzlichtsammei- und -nachweiseinrichtung (17), vorzugsweise unmittelbar hinter derselben, im Meßprobendurchflußsystem (28) angeordnet ist

3. Durchflußfluorometer nac'i> Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtfalle (26, 28) mehrere hintereinander angeordnete, vorzugsweise gleich ausgebildete Lichtfallenabschnitte (44) umfaßt, von denen jeder einen Durchflußkanalabschnitt (45, 52) aufweist, der optisch von zu seinen Strömungsbegrenzungs-vänder <46,51) im wesentlichen koaxialen oder mit letzteren identischen lichtabsorbierenden, insbesondre geschwärzten, und/oder -reflektierenden Wänden (49,51) begrenzt ist, die zumindest in einem Querschnittsbereich des Lichtfallenabschnitts (44) in Durchflußrichtung (Q so stark konvergieren, daß sie den Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln wenigstens in diesem Querschnittsbereich verhindern, wobei außerdem die Achsen aufeinanderfolgender Durchflußkanalabschnitte (45,52) so stark gekrümmt oder gegeneinander geneigt sind, daß der Durchtritt achsenparalleler Lichtbündel zwischen aufeinanderfolgenden Lichtfallenabschnitten (44) blockiert ist.

4. Durchflußfluorometer nach Anspruch 3, dadurch gekenzeichnet, daß die den jeweiligen Durchflußkanalabschnitt (45) optisch begrenzenden Wänden (49) im gesamten Querschnitt des jeweiligen Lichtfallenabschnitts (44) in Durchflußrichtung (Q so stark konvergieren, daß sie den Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln in diesem gesamten Querschnitt verhindern.

5. Durchflußfluorometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Querschnittsbereiche, in denen der Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln verhindert wird, in mehreren aufeinanderfolgenden Lichtfallenabschnitten (44), bezogen auf eine gedachte axiale Fluchtung der Lichtfallenabschnitte (44), zum im wesentlichen dem gesamten Querschnitt der Lichtfallenabschnitte (44) ergänzen.

6. Durchflußfluorometer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleich ausgebildeten Lichtfallenabschnitten (44) mit langgestreckten Querschnittsbereichen, in denen der Durchtritt von nichtachsenparallelen Lichtbündeln verhindert wird, aufeinanderfolgende Lichtfallenabsehnitte (44) um ihre Achse um einen vorbestimmten Winkel, insbesondere um 90°, gegeneinander verdreht sind,

7. Durcbflußfluorometer nach Anspruch 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Strömungsquerschnitt in den Lichtfallenabschnitten (44), in denen die Strömungsbegrenzungswände (51) identisch mit den lichtabsorbierenden und/oder -reflektierenden Wänden (51) sind, lär.^s des Lichtfallenabschnitts (44) konstant ist.

8. Durchflußfluorometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche in der Mitte der Lichtfallenabsehnitte (44) eine Ellipsenfläche ist, die unter gleichbleibender Querschnittsflächengröße in je eine Kreisfläche als Querschnittsfläche an beiden Enden der Lichtfallenabsehnitte (44) übergeht, und daß die Längsachsen der Ellipsen aufeinanderfolgender Lichtfallenabsehnitte (44) um einen vorbestimmten Winkel, vorzugsweise um 90°, gegeneinander verdreht sind.

9. Durchflußfluorometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtabsorbierenden und/oder -reflektierenden Wände (49) jedes Lichtfallenabschnitts (44) doppelkonisch sind.

10. Durchflußfluorometer nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtfallenabschcute (44) zu einer schleifenförmigen, vorzugsweise kreisförmigen, Lichtfalle zusammengefügt sind.

11. Durchflußfluorometer nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lumineszenzlichtsammei- und -nachweiseinrichtung (17) zur Abgabe des Lumineszenzlichts von der flüssigen Meßprobe an die Lumineszenzlichtnachweiseinrichtung eine transparente Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette (31, 53) vorgesehen ist.

12. Durchflußfluorometer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette (53) eine in das transparente Kugelteil (54) derselben, insbesondere in dessen obere Hälfte, tangential mündende Meßprobenzuführungsleitung (55) aufweist, sowie eine aus dem transparenten Kugelteil (54), insbesondere an dessen unterem Ende, axial wegführende Meßprobenaustrittsleitung (57).

13. Durchflußfluorometer nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß die Zyxklonströmungs-Kugelduivhflußküvette (31) eine axial durch das transparente Kugelteil (58) derselben hindurchverlaufende oder axial in dasselbe mündende Meßprobenzuführungsleitung (59) aufweist, die gegenüber der Innenwand des Kugelteils (58) in einem Diffusor (60) ausläuft, sowie eine von der Eintrittsstelle der Meßprobenzuführungsleitung (59) in das Kugelteil (58) von letzterem wegführende Meßprobenaustrittsleitung (61), die koaxial um die Meßprobenzuführungsleitung (59) herum vorgesehen ist.

14. Durchflußfluorometer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Abgabe des Lumineszenzlichts von der flüssigen Meßprobe an die Lumineszenzlichtnachweiseinrichtung vorgesehene Durchflußküvette, insbesondere eine Zyklonströmungs-Kugeldurchflußküvette (31, 53), in dem Brennpunkt eines elliptischen Hohlspiegels (34) angeordnet ist, welcher sich innerhalb des von der Spiegelfläche begrenzten Halbraums des

elliptischen Hohlspiegels (34) befindet, während in dem anderen Halbraum des elliptischen Hohlspiegels (34) ein Lichtleitkonus (35) angeordnet ist, der vorzugsweise im wesentlichen den gesamten Halbraum ausfüllt und an den sich ein zu einem Lumineszenzlichtdetektor (33) führendes optisches System anschließt, das vorzugsweise ein Lichtleitrohr (36) sowie gegebenenfalls ein oder mehrere Lichtfilter (37) und/oder eine oder mehrere Linsen (38) umfaßt

15. Durchflußfluorometer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Meßprobenabführungsleitung (30) des Meßprobendurchflußsystems (11) ein Umschaltventil (67) zum wahlweisen Zurückführen der abzuführenden Flüssigkeit in der Meßprobenabführungsleitung (30) zur eingangsseitigen Meßprobenzuführungsleitung (18) über eine Leitung (69) vorgesehen ist, die ihrerseits zur Umwälzung von geheizter Flüssigkeit durch das Meßprobendurchflußsystem (11) mit einer Heizeinrichtung (68) versehen ist