DE4444676A1 - Lichtübertragungsmittel und Vorrichtung zum Messen der Lichtabsorption - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Wasser oder wäßri­ gen Flüssigkeiten als lichtführendes Kernmedium eines langgestreckten, festen Gefäßes mit geringem Durchmesser, das zur Lichttransmission ver­ wendet wird. Insbesondere ist die Erfindung auf feste, rohrförmige Lichtleiter gerichtet, die für spektrofotometrische Anwendungen geeignet sind, und auf Methoden und Vorrichtungen zum Messen der Absorption von Licht in geringvolumigen, wäßrigen Flüssigkeitsproben unter Verwendung derartiger Lichtleiter. Dementsprechend besteht die allgemeine Aufgabe der Erfindung darin, neue und verbesserte Methoden und Vorrichtungen dieser Art zu schaffen.

Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Faseroptik anwendbar, ob­ wohl nicht hierauf beschränkt. Flüssigkernfaseroptikwellenleiter, d. h. Lichtleiterfasern in der Form einer Kapillare, gefüllt mit einer Flüs­ sigkeit, die als Lichtübertragungskern arbeitet, sind aus der US-PS 3,894,788 bekannt. Da Licht nicht wirksam durch eine flüssigkeitsgefüll­ te Kapillare geschickt werden kann, es sei denn der Brechungsindex der Kapillare ist geringer als der der Kernflüssigkeit, wird bei den Wellen­ leitern dieses Patents eine organische Flüssigkeit als Kernflüssigkeit verwendet. Diese organischen Flüssigkeiten sind speziell ausgewählt, da­ mit sie Brechungsindices aufweisen, die größer als derjenige des beson­ deren Materials sind, aus dem die Kapillare hergestellt ist, um eine Ausbreitung der Lichtwellen über die Kernflüssigkeit über eine große Di­ stanz zu ermöglichen.

Es bestand seit langem das Bedürfnis, Wasser oder eine andere wäßrige Flüssigkeit in einer Flüssigkernfaseroptikumgebung zum Erleich­ tern der chemischen Analyse von wäßrigen Lösungen durch lichtinterakti­ ve Prozesse, wie Lichtabsorption, Colorimetrie und Fluoreszenz, zu ver­ wenden. Jedoch wurde in Übereinstimmung mit der Lehre der US-PS 3,894,788 bisher allgemein angenommen, daß der niedrige Brechungsindex von Wasser und anderer wäßriger Flüssigkeiten es unmöglich macht, der­ artige Materialien als lichtleitendes Kernmedium eines Flüssigkernfaser­ optikwellenleiters oder dergleichen zu verwenden.

Verschiedenste Techniken zur Analyse von Flüssigkeitsproben sind bekannt. Diese umfassen optische Methoden, insbesondere Fotometrie und Spektrofotometrie, wobei die Zusammensetzung und Konzentration von gelösten Substanzen bestimmt werden durch Messen der Absorption von Licht in einer Flüssigkeit, die solche Substanzen enthält. Diese opti­ schen Analysetechniken basieren auf der Tatsache, daß unterschiedliche Substanzen Licht bei unterschiedlichen Wellenlängen absorbieren. In der Praxis dieser optischen Methoden kann die Lichtabsorption bei diskreten Wellenlängen oder über ein breites Lichtspektrum, einschließlich ultra­ violettes, sichtbares oder infrarotes Licht, gemessen werden.

Der Bedarf an Instrumenten, die zur optischen Analyse von wäßrigen Proben im Sub-Milliliterbereich geeignet sind, ist in den letzten Jahren gewachsen. Ein wesentlicher Grund für diesen wachsenden Bedarf ist die Tatsache, daß Protein- und DNA-Proben gewöhnlich in kleinvolumigen, wäßrigen Proben vorliegen. Beispielsweise ist es häufig schwierig, große Mengen von tierischen, insbesondere menschlichen Gewe­ beproben zu erhalten, die analysiert werden müssen. Es ist ferner ko­ stenreich, Protein-, Enzym-, Antikörper- und DNA-Proben in großen Mengen zu synthetisieren und zu reinigen.

Konventionelle Absorptionsspektrometer sind nicht genügend empfindlich, um Lösungen zu analysieren, die aus sehr kleinvolumigen Proben der oben erwähnten Art hergestellt sind. Beispielsweise beträgt die ungefähre Detektionsgrenze, definiert als die niedrigste Konzentra­ tion, die gegenüber dem Hintergrundsignal für doppelt gedrehte DNA unter Verwendung der Absorption bei einer Wellenlänge von 260 nm unterschieden werden kann, etwa 250 ng für eine 0,5 ml-Küvette mit einem Lichtweg von 10 mm.

Es wurden Anstrengungen unternommen, um das erforderliche Pro­ benvolumen der Küvette zu reduzieren. Diese führten zu einer Reduktion der Lichtweglänge, die ihrerseits die Instrumentenempfindlichkeit redu­ ziert. Die kleinsten, kommerziell erhältlichen Flüssigkeitsproben-Küvet­ ten mit 10 mm langen Lichtwegen enthalten Flüssigkeitsvolumen im 30 µl bis 50 µl-Bereich. Für eine 5 µl-Zelle würde jedoch die Weglänge auf 0,5 mm reduziert, was somit zur Analyse nicht zufriedenstellend ist.

Gegenstand der Erfindung ist daher eine Spektrofotometerzelle in Form einer festen, mit einer wäßrigen Flüssigkeit gefüllten Kapilla­ re oder einem anderen, geeignet geformten, unflexiblen Gefäß, das mit einer wäßrigen Flüssigkeit gefüllt werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein geeignet ge­ formtes Gefäß, d. h. ein fester Wellenleiter, hergestellt aus einem amor­ phen Polymermaterial mit einem Brechungsindex kleiner als derjenige von Wasser. Ein Beispiel eines derartigen Materials ist Fluorkohlenstoff, der bei normalen Umgebungstemperaturen fest ist und der einen Brechungs­ index kleiner als 1,33 besitzt. Das resultierende Gefäß besitzt eine rohrförmige Form und ist unter normalen Gebrauchsbedingungen unflexibel. Alternativ kann eine feste Kapillare aus Glas oder einem ähnlichen Mate­ rial verwendet werden, dessen Innenwandung mit einem Polymer mit niedri­ gem Brechungsindex beschichtet ist.

Als Probenküvette wird somit ein fester Wellenleiter mit wäß­ rigem Flüssigkeitskern verwendet, der axial beleuchtet wird, wobei die Probe in den Wellenleiter eingezogen wird.

Ein Meßinstrument umfaßt daher eine Spektrofotometerzelle oder Küvette der beschriebenen Art, die einen effektiven Lichtweg in der ent­ haltenen Flüssigkeitsprobe aufweist, der bis zu hundertmal länger als derjenige von Spektrofotometerzellen ist, die bisher in Gebrauch sind. Die Lichtsammelleistung ist durch direkte Wechselwirkung des Flüssig­ kernwellenleiters mit Faseroptik maximiert. Die erforderliche Lichtweg­ länge durch die Probe wird durch Hindurchschicken des Meßlichtes durch die Probe in mehreren Malen, typischerweise durch zweimaliges Hindurch­ schicken, erreicht. Die Kombination des kleinen Volumens, des relativ langen Lichtweges in der Probe und der hohen Wirksamkeit der Lichtsamm­ lung verbessert die Absorptionsdetektionsgrenze um wenigstens zwei bis vier Größenordnungen in bezug auf die Gesamtmenge der zu analysierenden Probe, die erforderlich ist. Durch Eliminieren teurer optischer und me­ chanischer Komponenten, wie Linsen und in einigen Fällen auch Spiegeln, werden die Kosten eines derartigen Instruments wesentlich im Vergleich zu bisher erhältlichen Absorptionsfotometern und Spektrofotometern ver­ ringert.

Ein Gerät zum Messen der Lichtabsorption in kleinen, wäßrigen Flüssigkeitsproben ist so gestaltet, daß der feste Wellenleiter mit wäßrigem Flüssigkeitskern optisch mit einer Lichtquelle und einem Mit­ tel zum Analysieren von Licht, beispielsweise einem Fotometer oder einem Spektrofotometer, mittels optischer Fasern gekoppelt wird. Kleinvolumige Proben werden in den Wellenleiter mittels eines Kolbens eingezogen bzw. aus diesem herausgedrückt, der ein Teil der vorgenannten koppelnden op­ tischen Fasern ist. Licht wird von der Lichtquelle axial in ein erstes Ende der Probe, d. h. den Flüssigkernbereich des Wellenleiters, über den Faseroptikkolben eingeleitet. Der Wellenleiter schließt das Licht auf den Wellenleiterkernbereich der Probe ein. Die Kapillarkonfiguration des Wellenleiters ist derart, daß der Wellenleiter die effektive Länge des Lichtweges für ein vorgegebenes Probenvolumen maximiert. Nach Hindurch­ laufen durch die wäßrige Probe in einer ersten Richtung gemäß einer er­ sten Ausführungsform wird das Licht durch die Probe zu dem Faseroptik­ kolben zurückreflektiert, wo es gesammelt und zu der Analyseeinrichtung übertragen wird.

Die Erfindung wird nachstehend an den in den beigefügten Ab­ bildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Abschnitt einer analytischen Zelle.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Gerätes zum Mes­ sen der Lichtabsorption in kleinen, wäßrigen Flüssigkeitsproben.

Fig. 3 ist eine Teilansicht des Wellenleiterabschnitts des Ge­ räts von Fig. 2.

Fig. 4 bis 7 zeigen geänderte Ausführungsformen des Abschnitts des Geräts von Fig. 2 entsprechend Fig. 3.

Um Licht mit vernachlässigbarem Verlust durch eine optische Faser zu schicken, ist es notwendig, das Licht durch einen lichtführen­ den Kernbereich zu kanalisieren, der von einem Material umgeben oder um­ kleidet ist, das einen niedrigeren Brechungsindex gegenüber Licht als das in dem Kern enthaltene Material aufweist. Diese Anordnung resul­ tiert darin, daß das meiste Licht, das versucht, durch die Wandung des Lichtleiters auszutreten, reflektiert wird, wodurch es in dem Kernbe­ reich unter der Voraussetzung eingeschlossen wird, daß natürlich das auftreffende Licht in den Kernbereich in einem geeigneten Winkel relativ zur Achse des Kerns eintritt. Die meisten heutigen festen, optischen Fa­ sern bestehen aus speziellen Siliciumoxid- oder Glaskernen, die mit dün­ neren, äußeren Beschichtungen aus Siliciumoxid oder anderen Materialien von geringerem Brechungsindex als das Kernmaterial umgeben sind. Feste Polymerkerne mit Beschichtungen werden ebenfalls weitgehend verwendet. Die Polymer-beschichteten Fasern werden gewöhnlich für relativ kurze Übertragungen verwendet, während die beschichteten Glaskernfasern typi­ scherweise für längere Lichtausbreitungsdistanzen verwendet werden.

Die Verwendung von Wasser als Kernmaterial wurde bisher als unmöglich wegen des Mangels eines geeigneten Materials, d. h. eines Mate­ rials mit einem niedrigeren Brechungsindex als derjenige von Wasser, mit dem der Wasserkanal umgeben wird, betrachtet. Der Brechungsindex von Wasser ist etwa 1,33.

Erfindungsgemäß wird ein fester Kanal zum Enthalten eines flüssigen Kerns, beispielsweise eine Kapillare, durch die Verwendung ei­ nes Materials definiert, das einen Brechungsindex geringer als 1,33 be­ sitzt. Amorphe Polymere mit genügend niedrigen Brechungsindices können erzeugt werden, wenn ihre strukturellen Elemente einige oder sämtliche der Fluorkohlenstoffgruppen -CF₃, -CF₂O, -CF(CF₃)₂ und -CH(CF₃)₂ umfas­ sen. Ein kommerziell erhältliches Fluorkohlenstoffmaterial mit einem Brechungsindex, der hier verwendbar ist, wird von der Dupont Company un­ ter dem Namen "Teflon AF" vertrieben. Dieses kommerziell erhältliche Fluorkohlenstoffmaterial besitzt einen Brechungsindex im Bereich von et­ wa 1,29 bis 1,31 und kann in eine feste Kapillarröhre geformt werden. Alternativ kann das Polymer auf die Innenwandung einer geeignet präpa­ rierten, festen Röhre aus Glas oder dergleichen aufgebracht werden, so das eine Innenauskleidung mit einem Brechungsindex geringer als 1,33 ge­ bildet wird.

Eine externe Lichtquelle kann mit dem wäßrigen Kernmaterial einer Kapillare oder Gefäßes einfach durch Einsetzen einer festen opti­ schen Faser in die Kernflüssigkeit gekoppelt werden.

Wie aus der Beschreibung der Fig. 2 bis 7 hervorgeht, kön­ nen Wellenleiter verwendet werden, um in Wasser gelöste Substanzen durch Hindurchschicken von ultraviolettem, sichtbarem oder infrarotem Licht durch die wäßrige Probe optisch zu analysieren. Der eingespeiste Licht­ strahl kann eine größere Distanz durch die zu analysierende Flüssigkeit, die in dem Kernbereich eines Wellenleiters enthalten ist, zurücklegen, als bisher möglich war, da das meiste Licht, das austreten möchte, durch die Polymer- oder polymerbeschichtete Gefäßwandung total reflektiert wird, wodurch das Licht in dem Kern eingeschlossen wird, wodurch die ef­ fektive Länge des Lichtwegs durch die Kernflüssigkeit vergrößert wird. Die Vergrößerung des Lichtwegs vergrößert ihrerseits stark die erzielba­ re Empfindlichkeit einer Flüssigkeitsanalyse, wie die Lichtabsorption, Colorimetrie oder Fluoreszenz, und zwar wegen des vergrößerten Betrags der Lichtwechselwirkung mit der zu analysierenden wäßrigen Flüssigkeit.

Gemäß Fig. 1 ist der übertragene Pfad des Lichts, das von ei­ ner Punktquelle 10 ausgeht, die Summe der vielen kleinen Vielfachrefle­ xionen von der Polymerwand 12 der festen Kapillare, wenn das Licht durch den wäßrigen Kern 14 fortschreitet. Der effektive Lichtpfad durch die wäßrige Flüssigkeit ist daher sehr viel länger als er nicht im Falle der vorliegenden Erfindung sein würde, und dementsprechend wird mehr Lichtenergie in der Flüssigkeit zerstreut als es sonst der Fall sein würde. Dies resultiert in einer größeren Empfindlichkeit, wenn Licht­ spektroskopie, Lichtabsorption oder Fluorimetrie unter Verwendung der Erfindung durchgeführt wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie die Analyse von sehr geringen Mengen von flüssigen Analyseproben ermöglicht, da diese aufnehmende Kapillare einen inneren Durchmesser aufweisen kann, der 0,1 mm oder kleiner sein kann. Flüssigkeitsproben mit einem Volumen kleiner µl oder weniger können direkt in Kapillaren mit derart kleinen Durchmessern durch Beleuchten der Kernprobe mit Licht von geeigneten Wellenlängen analysiert werden.

Gemäß Fig. 2 bis 6 umfaßt ein Gerät 16 zum Messen der Lichtabsorption in kleinen, wäßrigen Flüssigkeitsproben einen festen Wellenleiter 18, der als eine Spektrofotometerzelle arbeitet, eine opti­ sche Faser 20, eine Lichtquelle 22 und einen Lichtanalysator 24. Der Wellenleiter 18 ist in der gleichen Weise wie der Wellenleiter von Fig. 1 mit flüssigem Kern konstruiert und umfaßt daher ein festes Kapillar­ rohr, bestehend aus oder inwändig beschichtet mit einem Material, das einen Brechungsindex aufweist, der kleiner als 1,33 ist.

Das freie Ende 26 des Wellenleiters 18 wirkt als eine Pipet­ tenspitze, in die wäßrige Flüssigkeitsproben gezogen oder ausgestoßen werden, indem die optische Faser 20 als ein Kolben verwendet wird, der in das zweite oder obere Ende des Wellenleiters eingesetzt wird. Nachdem eine Probe gezogen wurde, wird das freie Ende 26 des Wellenleiters 18, d. h. die Pipettenspitze, oder eine Flüssigkeitseinlaß/Auslaßöffnung, die darin vorgesehen ist, abgedichtet.

Die optische Faser 20 wird in einer Führung 28 geführt und verläuft durch diese. Die Führung 28 ist axial relativ beweglich zu ei­ nem Zylinder 30. Mittels eines Schiebearms 32, der an der Führung 28 be­ festigt ist, wird der Führung 28 und daher der als Kolben wirkenden Fa­ ser 20 eine hin- und hergehende Bewegung verliehen.

Die optische Faser 20 ist mit der Lichtquelle 22 über einen Koppler 34 und eine optische Faser 36 verbunden. Dasjenige Ende der op­ tischen Faser 20, das dem Koppler 34 abgewandt ist, ist in den Wellen­ leiter 18 eingesetzt und relativ zu diesem beweglich, so daß sie als Kolben wirkt. Die optische Faser 20 ist auch mit dem Lichtanalysator 24, d. h. einem Spektrofotometer, über den Koppler 34 und eine optische Faser 38 gekoppelt.

Licht, das von der Quelle 22 emittiert wird, wird auf eine Probe 40 übertragen, die in den Wellenleiter 18 durch die optische Faser 20 gezogen worden ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Der Wellenleiter 18 bewirkt, daß das empfangene Licht axial durch die Flüssigkeitsprobe 40 ausgebreitet wird, wie nachstehend beschrieben wird. Nach Durchlaufen der Probe 40 wird das Licht wieder am optischen Filter 20 empfangen und an den Lichtanalysator 24 übermittelt.

Die optische Faser 20 sollte steif und gegen Wasser und Abrieb resistent sein, um als Kolben zu wirken. Die Faser 20 sollte das maximal erreichbare Verhältnis von Kerndurchmesser zu Faseraußendurchmesser auf­ weisen, um die Lichtsammelwirkung zu erhöhen. Ein Siliciumoxidkern mit einem Überzug aus dotiertem Siliciumoxid wird bevorzugt, da eine solche Konstruktion steif ist und eine gute Lichttransmission liefert. Der Überzug sollte so gewählt sein, daß er die Kabelsteifheit, Abriebfestig­ keit und, wie erwähnt, das Maximalverhältnis von Kern-/Faserdurchmesser erhöht. Metallgepufferte Fasern werden hier bevorzugt, da sie dünner, steifer, abriebfester und wasserresistenter als alternative polymerge­ pufferte Fasern sind. Metalle, die üblicherweise zum Puffern in der Be­ schichtung verwendet werden, sind Gold, Aluminium und Kupfer. Einige der polymergepufferten Fasern, beispielsweise Polyimid, "Tefzel" und "Te­ flon AF" können ebenfalls verwendet werden. Das freie Ende der Faser 20 kann flach oder zu einer konvexen Form poliert sein, um Lichtverluste an der Faser-Flüssigkeits-Grenzschicht zu minimalisieren.

Die Kapillarkonfiguration des als Spektrofotometerzelle wir­ kenden Wellenleiters 20 maximiert den Lichtpfad für irgendein vorgegebe­ nes Probenvolumen. Das angelegte Licht wird sich daher auf einer größeren Distanz durch die Probe 40 ausbreiten, als es bisher möglich war, da das meiste Licht, das durch die Polymer- oder polymerbeschichte­ te Wellenleiterwandung auszutreten versucht, total reflektiert und daher im Kern gehalten wird, wodurch die Länge des Lichtwegs durch die Probe vergrößert wird. Die Vergrößerung des Lichtwegs vergrößert ihrerseits erheblich die Empfindlichkeit einer Flüssigkeitsanalyse wegen der Ver­ größerung der Lichtwechselwirkung mit der wäßrigen Flüssigkeit 40.

Das Abdichten des Endes des Wellenleiters 18 wird gemäß der Ausführungsform von Fig. 4 mittels eines Spiegels 42 bewirkt. Licht, das von der optischen Faser 18 durch die Probe 40 geschickt wird, wird durch den Spiegel 42 zurück zur Faser 18 reflektiert. Der Lichtweg durch die Probe 40 beträgt dementsprechend das Doppelte der Länge des Abschnitts des Wellenleiterkerns, der durch die Probe eingenommen wird. Der Spiegel 42 ist an einem ersten Ende eines ringförmigen Wellenleiterempfängers 44 befestigt, der in Form einer Hülse auf dem Wellenleiter 18 sitzt. Wenn notwendig, können geeignete Mittel verwendet werden, um ein Lecken der Probe 40 zu verhindern, indem beispielsweise ein Dichtungsring an der Innenseite des Empfängers 44 vorgesehen wird.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform für den Wellen­ leiter und die spiegelnde Grenzfläche. Gemäß Fig. 5 ist das Wellenleite­ rende 26 dargestellt als in Kontakt gebracht mit einem Quecksilbertrop­ fen 46, nachdem die Probe 40 gezogen worden ist. Der Quecksilbertropfen 46 wirkt als ein Spiegel.

Als weitere Alternative kann gemäß Fig. 6 der Spiegel 42 per­ manent an dem Ende 26 des Wellenleiters befestigt sein und die Probe 40 in den Wellenleiter 18 über eine seitliche Probeneinlaßbohrung 48 in dem Wellenleiterende 26 gezogen werden.

Der Spiegel der Ausführungsform gemäß Fig. 7 ist in Form eines polierten Drahtes 50 ausgebildet, der in das Wellenleiterende 26 bis zu einer Stelle eingesetzt ist, wo er nicht mit der Einlaßbohrung 48 kolli­ diert.

Die optische Faser 20 wirkt sowohl als Lichtüberträger als auch als Lichtempfänger. Der Koppler 34 führt die Lichtaufspaltung zwi­ schen den speisenden und empfangenden Kanälen durch. Bei dem Faseroptik­ koppler 34 handelt es sich um einen 1 × 2 Koppler in der Faseroptiktech­ nik und besitzt typischerweise ein Aufspaltverhältnis von 50/50 zu 99/1, wobei der Lichtweg mit höherem Prozentsatz dem Lichtanalysator zugeord­ net ist.

Claims (18)

1. Lichtübertragungsmittel, umfassend eine Kapillare (18), die einen Kernbereich definiert, der von einer wäßrigen Flüssigkeit ge­ füllt ist, wobei die Kapillare (18) fest ist und einen Brechungsindex gegenüber Lichtwellen, die sich in der wäßrigen Flüssigkeit ausbreiten, aufweist, der kleiner als derjenige der wäßrigen Flüssigkeit ist.

2. Lichtübertragungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Grenzfläche zwischen der Kapillare (18) und der wäß­ rigen Flüssigkeit aus einem amorphen, festen Fluorkohlenstoffmaterial besteht.

3. Lichtübertragungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Fluorkohlenstoffmaterial einen Innenüberzug auf einem rohrförmigen Substrat umfaßt.

4. Lichtübertragungsmittel nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluorkohlenstoff einen Brechungsindex kleiner als 1,33 aufweist.

5. Lichtübertragungsmittel nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine feste optische Faser in den Kernbereich an einem Ende hiervon eingesetzt ist, um Licht zu der wäßrigen Flüssig­ keit einzukoppeln, und ein Lichtempfangsmittel mit dem entgegengesetzten Ende des Kernbereichs gekoppelt ist.

6. Verfahren zur Verwendung einer wäßrigen Flüssigkeit als Lichtübertragungsmedium, umfassend die Schritte:
Bilden eines festen Kanals mit einer Innenwandung, die durch ein festes, amorphes Polymermaterial mit einem Brechungsindex kleiner als 1,33 gebildet wird;

Füllen des Kanals mit einer wäßrigen Flüssigkeit;
Schicken von Licht in die wäßrige Flüssigkeit an einem Ende des Kanals; und
Empfangen des durch die wäßrige Flüssigkeit übertragenen Lichtes an einem vorgewählten Punkt längs des Kanals.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal durch Formen des Polymers in ein Kapillarrohr gebildet wird, wobei das Polymer einen Fluorkohlenstoff umfaßt, der wenigstens eine der Grup­ pen -CF₃, -CF₂O, -CF(CF₃)₂ und -CH(CF₃)₂ enthält.

8. Verfahren zur Verwendung einer wäßrigen Flüssigkeit als Lichtübertragungsmedium, umfassend die Schritte:
Bilden eines Kanals, der eine Innenwandung aufweist, die durch ein festes, amorphes Polymermaterial definiert wird, das einen Bre­ chungsindex kleiner als 1,33 aufweist, wobei der Kanal durch Beschichten der Innenwandung eines Rohrs mit dem Polymer gebildet wird;

Füllen des Kanals mit einer wäßrigen Flüssigkeit;
Schicken von Licht in die wäßrige Flüssigkeit an einem Ende des Kanals; und
Empfangen des durch die wäßrige Flüssigkeit übertragenen Lichts an einem ausgewählten Punkt längs des Kanals.

9. Vorrichtung zum Messen der Lichtabsorption in kleinen wäß­ rigen Flüssigkeitsproben, umfassend
eine Spektrofotometerzelle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 als ein Aufnehmer für zu analysierende Flüssigkeitsproben;
Mittel zum Herstellen von Flüssigkeitskommunikation zwischen dem Kernbereich des Wellenleiters und dem Äußeren des Wellenleiters, wo­ durch eine Flüssigkeitsprobe in den Wellenleiter eingezogen und aus die­ sem ausgestoßen werden kann;
einen Faseroptikkolben, der in den Wellenleiter am ersten Ende hiervon eingesetzt ist, um die zu analysierende Flüssigkeitsprobe zu be­ wegen;
eine Quelle für Analyselicht;
Mittel zum optischen Koppeln der Lichtquelle mit dem Kolben, wodurch Licht durch eine Flüssigkeitsprobe, die in den Wellenleiter ein­ gezogen wurde, sich ausbreiten kann;
Lichtanalysemittel; und
Mittel zum optischen Koppeln des Kolbens mit den Anaylsemit­ teln.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenleiter eine feste Kapillarröhre ist, die eine Innenfläche zum definieren einer Grenzschicht mit einer zu analysierenden Flüssigkeits­ probe besitzt, wobei diese Innenfläche einen Brechungsindex kleiner als 1,33 besitzt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wellenleiter in Form einer festen Kapillare aus einem Flu­ orpolymer mit einem Brechungsindex kleiner als 1,33 gebildet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wellenleiter einen Reflektor umfaßt, der den Wel­ lenleiter am zweiten Ende verschließt, wodurch an einem Ende des Wellen­ leiters in die Probe geleitetes Licht zurück zu diesem Ende des Wellen­ leiters reflektiert wird.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß eine seitliche Probeneinlaßbohrung in dem Wellenleiter benachbart zum zweiten Ende hiervon angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit dem Kolben ein Lichtkopplungs- und -aufspaltungs­ mittel zum Richten von Licht von der Lichtquelle zum Faseroptikkolben zum Übertragen in die wäßrige Flüssigkeit und zum Richten von durch den Faseroptikkolben empfangenen Licht zu den Mitteln zum Koppeln des Kol­ bens mit dem Analysemittel umfaßt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wellenleiter einen Reflektor zum wahlweisen Ver­ schließen des zweiten Endes des Wellenleiters umfaßt, nachdem eine Probe in den Wellenleiter eingezogen wurde, wobei vom ersten Ende des Wellen­ leiters in die Probe gerichtetes Licht zurück zu dem ersten Ende des Wellenleiters reflektiert wird.

16. Vorrichtung zum Messen der Lichtabsorption in kleinen, wäßrigen Flüssigkeitsproben, umfassend:
eine Spektrofotometerzelle in Form eines hohlen Lichtwellen­ leiters mit axialem, hohlem Kern und einem ersten und einem zweiten En­ de, der im wesentlichen fest ist, wobei das erste Ende als eine Pipet­ tenspitze wirkt, durch die wäßrige Flüssigkeitsproben in den Kern auf­ einanderfolgend zur Analyse eingesaugt und dann ausgestoßen werden;
Reflektormittel, die in Ausrichtung mit dem Kern benachbart zu dem ersten Ende des Wellenleiters angeordnet sind, wobei von dem zweiten Ende des Wellenleiters übertragenes Licht durch die Probe vom zweiten Ende zum ersten Ende und dann zurückreflektiert zum zweiten Ende ver­ läuft;
einen Faseroptikkolben, der teilweise in den Wellenleiter am zweiten Ende hiervon eingesetzt ist, wodurch der Kontakt zwischen dem Faseroptikkolben und der Probe hergestellt wird und der Kolben optisch mit einer Probe in dem Kern gekoppelt und Analyselicht in die Probe ge­ leitet und aus dieser über den Kolben empfangen wird;
eine Lichtquelle, die optisch mit dem Faseroptikkolben gekop­ pelt ist; und
Lichtanalysemittel, die optisch mit dem Faseroptikkolben ge­ koppelt sind, wodurch Licht von der Lichtquelle, das an den Faseroptik­ kolben abgegeben wird, axial in zwei Richtungen durch die Probe verläuft und zu dem Faseroptikkolben zurückkehrendes Licht an das Analysemittel abgegeben wird.