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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine in einem Bereich der Flüssigkeits-Chromatographie
oder dergleichen verwendete optische Absorptionsmessvorrichtung.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine optische Absorptionsmessvorrichtung vom
Flusszellen-Typ, wobei eine Flüssigkeit
zum Fließen
veranlasst wird, um die optische Absorption der Flüssigkeit
zu messen.
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In
den letzten Jahren wurden verschiedene Analysen unter Verwendung
von Flüssigkeits-Chromatographie
durchgeführt.
Insbesondere wird eine Hochgeschwindigkeits-Flüssigkeits-Chromatographie (HPLC) vielfältig verwendet,
nicht nur für
allgemeine Analysen, sondern auch für den Klinik-Diagnose-Bereich,
da sie exzellente Geschwindigkeits- und Separationseigenschaften
aufweist.
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Zum
Analysieren verdünnter
Substanzen aus einer Säule
in HPLC oder dergleichen wurde häufig
eine Analyse unter Verwendung einer optischen Absorptionsmessvorrichtung
wie einer UV-Detektion unter Verwendung einer Ultraviolett-Absorptionsmessvorrichtung
und dergleichen durchgeführt. Insbesondere
ist in verschiedenen Arten von Analysatoren eine optische Absorptionsmessvorrichtung vom
Flusszellen-Typ
installiert, bei welcher es einer verdünnten Substanz aus der Säule erlaubt
ist zu fließen,
um die Absorption der Substanz zu messen.
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In
der Flüssigkeits-Chromatographie
wird eine zu testende Probe aus der Säule eluiert. Um in diesem Fall
die Trenneigenschaften zu verbessern und eine Analysezeit zu reduzieren,
wird manchmal eine so genannte Gradientenanalyse eingesetzt, wobei
zwei oder mehr Arten von Lösungsmitteln
zugeführt
werden, indem ein Verhältnis
oder die Reihenfolge des Zuführens
verändert
wird. Bei der Gradientenanalyse besteht das Problem darin, dass,
wenn eine Differenz zwischen den Konzentrationen der Lösungsmittel,
welche verwendet werden, groß ist,
und wenn eine Differenz zwischen den Brechungsindizes der Lösungsmittel
groß ist,
die Schichten von den Lösungsmitteln
mit unterschiedlichen Brechungsindizes in dem Flussdurchgang der
Flüssigkeits-Chromatographie
vom Flusszellen-Typ gebildet werden, wodurch die Basis-Linie des
Chromatogramms variiert. Die Variation der Basislinie zeigt keinen
Wechsel der Absorption der zu testenden Probe an, sondern ein Rauschen,
welches einen Unterschied zwischen den Brechungsindizes der Lösungsmittel
anzeigt. Insbesondere, wenn die Konzentration der zu testenden Probe
niedrig ist, und wenn der Peak im Chromatogramm niedrig ist, ist
der verursachte Einfluss nicht vernachlässigbar.
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Um
das Problem zu lösen,
wurde ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem unter der Annahme, dass
der gleiche Test wiederholt unter der gleichen Bedingung durchgeführt wird,
eine typische Variation der Basislinie vorher aufgezeichnet wird,
und eine Variationsgröße von dem
erhaltenen Chromatogramm subtrahiert wird. Bei diesem Verfahren
kann allerdings eine von einer Differenz zwischen zu verwendenden
Testmaschinen und Tagen, an welchen Tests durchzuführen sind,
verursachte Variationsdifferenz der Basislinie nicht berücksichtigt
werden. Ferner kann das Verfahren nicht schnell reagieren, wenn
Gradientenbedingungen oder Messbedingungen variieren.
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Die
optische Absorptionsmessvorrichtung vom Flusszellentyp hat einen
Flussdurchgang für Flüssigkeit,
und einen Lichtpfad für
Licht zum Testen, welche in herkömmlicher
Weise verwendet werden. Bei einer solchen optischen Absorptionsmessvorrichtung
ist es bekannt, dass eine Änderung
der Basislinie proportional ist zu einer Lichtquantität, welche
im Falle, dass ein Verhältnis
von zwei oder mehr Arten von Lösungsmitteln
sich verändert,
oder dass von einer bestimmten Art von Lösungsmittel zu einer anderen
gewechselt wird, an der Innenwand des Flussdurchgangs unregelmäßig reflektiert
wird. Um einen solchen Nachteil zu vermeiden, wurde ein Flusszellen-(ein Schrägzellen-)Typ
verwendet, welcher einen Flussdurchgang vom kreisförmigen Kegeltyp
aufweist, wobei der Durchmesser des Flussdurchgangs an einer Lichtemissionsseite
größer ist
als der Durchmesser des Flussdurchgangs an einer Lichteinfallseite,
wobei unregelmäßige Reflexionen
von Licht an der Innenwand des Flussdurchgangs reduziert werden.
Allerdings geht mit dem Schrägzellen-Typ
eine Schwierigkeit bei der Bildung des Flussdurchgangs einher, wodurch
die Produktivität
niedrig ist, und eine Massenproduktion schwierig ist. Auch wenn
der Schrägzellen-Typ
unregelmäßige Reflexion
von Licht an der Innenwand des Flussdurchgangs reduzieren kann,
wenn das Verhältnis
DI/DE, wobei DI den Durchmesser des Flussdurchgangs an einer Lichteinfallseite
bezeichnet, und DE den Durchmesser des Flussdurchgangs an einer
Licht-Emissionsseite bezeichnet, groß ist, ist es ferner im Allgemeinen schwierig,
DI auf 1 mm oder kleiner zu reduzieren. Wenn andererseits DE erhöht wird,
wird das Volumen des Flussdurchgangs erhöht, mit dem Ergebnis, dass ein
Testansprechen vermindert wird.
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Es
ist eine optische Absorptionsmessvorrichtung vom Flusszellen-Typ
verwendet worden, bei welcher eine Konvexlinse an einer Lichteinfallseite angeordnet
ist, um einen Brennpunkt von Einfallslicht an einem Ende des Flussdurchgangs
zu bilden, wobei unregelmäßige Reflexionen
von Licht an der Innenwand des Flussdurchgangs reduziert werden.
In diesem Fall gibt es allerdings ein Problem, nämlich dass bei Verwendung einer
Konvexlinse von geringer Genauigkeit der Lichtbrechung an ihrem äußeren Rand
ein Lichtpfad, welcher von einem gewünschten Design abweicht, gebildet
wird, und unregelmäßige Reflexionen
auftreten. Darüber
hinaus treten unregelmäßige Reflexionen
auf, wenn die optische Achse der Konvexlinse nicht korrekt justiert
ist, und daher wird für
die Vorrichtung Wartung benötigt.
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Um
die unregelmäßige Reflexion
von Licht an der Innenwand des Flussdurchgangs zu verhindern, sollte
in der optischen Absorptionsmessvorrichtung vom Flusszellentyp die
Innenwand des Flussdurchgangs nicht mit Licht bestrahlt werden.
Hierzu ist es notwendig, dass Licht unter einem sehr spitzen Winkel
präzise
einfällt,
oder dass ideal-parallele Strahlen in den Flussdurchgang einfallen.
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Allerdings
wird ein präzises
optisches System benötigt,
um dies zu realisieren. Ferner wird eine komplizierte Wartung benötigt, und
die Produktivität ist
gering. Ferner ist es schwierig, Miniaturisierungsanforderungen
für HPLC-Vorrichtungen
zu genügen.
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Im
Allgemeinen ist eine Lichtempfangsvorrichtung, wie etwa eine Fotodiode
oder dergleichen, an einer Licht-Emissionsseite
des Flussdurchganges vom Flusszellen-Typ angeordnet, um hierdurch
passierendes Licht zu empfangen und zu analysieren. In diesem Fall
wird durch den Flussdurchgang emittiertes Licht nicht zu 100% von
der lichtempfangenen Vorrichtung absorbiert, sondern ein wesentlicher
Anteil des Lichts wird hiervon reflektiert, und tritt wieder in
den Flussdurchgang ein. Daher stellt die herkömmliche Technik keine Lösung bereit,
um die unregelmäßige Reflexion
von Licht an der Innenwand, welche durch die Rückkehr von Licht von der Lichtemissionsseite
verursacht wird, zu beseitigen.
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Eine
optische Absorptionsmessvorrichtung, welcher die im Oberbegriff
von Anspruch 1 zusammengefassten Merkmale aufweist, ist aus Dokument US-A-3516
752, und außerdem
aus Dokument US-A-4 019 372 bekannt. Bei dieser bekannten optischen
Absorptionsmessvorrichtungen sind die Durchmesser der ersten und
zweiten optischen Blende, einander gleich, und sind beide kleiner
als der kleinste Durchmesser des Flussdurchgangs.
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Dokument
EP-A-0 626 574 offenbart eine optische Absorptionsmessvorrichtung,
welcher eine ersten optische Blende an der Lichteinfalls-Seite und eine
zweite optische Blende an der Licht-Emissions-Seite aufweist. Beide
optischen Blenden haben den gleichen Durchmesser, welcher größer ist
als der kleinste Durchmesser des Flussdurchgangs.
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die optische Absorptionsmessvorrichtung,
welche die im Oberbegriff von Anspruch 1 zusammengefassten Merkmale
aufweist, derart weiterzuentwickeln, dass unregelmäßige Reflexion
von Licht an der Innenwand des Flussdurchgangs effektiv verhindert
wird, während
ein einfacher Aufbau der optischen Absorptionsmessvorrichtung aufrecht
erhalten werden kann.
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Gemäß der Erfindung
wird dieses Ziel durch die in Anspruch 1 definierte optische Absorptionsmessvorrichtung
erreicht.
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Vorteilhafte
Weiterentwicklungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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In
den Figuren zeigt:
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1 ein
Diagramm, welches eine Ausführungsform
der optischen Absorptionsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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2(a) und 2(b) sind
Diagramme, welche herkömmliche
optische Absorptionsmessvorrichtungen zeigen;
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3 ist
ein Diagramm, welches eine modifizierte Ausführungsform der in 1 gezeigten
optischen Absorptionsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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4 ist
ein Diagramm, welches eine andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt; und
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5 ist
ein Diagramm, welches eine Beziehung zwischen dem Durchmesser der
optischen Blende X und dem Durchmesser des Flussdurchgangs Y der
optischen Absorptionsmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der optischen Absorptionsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
mit Bezug auf die Zeichnungen im Detail beschrieben, wobei die gleiche
Bezugszeichen die gleichen oder entsprechende Teile bezeichnen.
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1 zeigt
eine Ausführungsform
der optischen Absorptionsmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ein Hauptkörper 6 der
optischen Absorptionsmessvorrichtung weist auf: einen zylindrischen
Freiraum 7 als einen Flussdurchgang, einen Einführpfad 10 zum
Einführen
von Flüssigkeit in
den Flussdurchgang, einen Abgabepfad 11 zum Abgaben von
Flüssigkeit
aus dem Flussdurchgang, flache Platten 9a, 9b zum
Schließen
von Enden des Flussdurchgangs und eine erste und eine zweite optische
Blende 8a, 8b, welche dazu geeignet sind, die flachen
Platten an dem Hauptkörper 6 zu
fixieren.
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Die
Form des Flussdurchgangs 7 ist nicht speziell beschränkt, solange
sie nicht die eingeführte Flüssigkeit
daran hindert zu passieren, und Licht zum Testen nicht daran hindert
zu passieren. Beispielsweise kann sie eine polygonale Form wie etwa
einen quadratischen Pol aufweisen. Obwohl sie einen konischen Flussdurchgang
aufweisen kann, ist unter dem Gesichtspunkt der Leichtigkeit des
Herstellens und der Produktivität
ein zylinderförmiger
Flussdurchgang besonders bevorzugt.
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Der
Flussdurchgang selbst ist mit beiden Enden geöffnet ausgeführt. Allerdings
werden beide Enden mit den flachen Platten 9a, 9b geschlossen,
was dem Licht ermöglicht,
hindurch zu passieren, und welche einen geschlossenen Raum bilden.
Wie in 1 gezeigt, sind der Einführpfad und der Abgabepfad an
Abschnitten in der Nähe
des Endes des Flussdurchgangs bzw. an der gleichen Seite des Hauptkörpers 6 ausgeführt. Allerdings
können
der Einführpfad
und der Abgabepfad an verschiedenen Seiten ausgeführt sein.
Eine vom Einführpfad
zu dem Flussdurchgang zugeführte
Probenflüssigkeit
wird durch den Abgabepfad abgegeben, nachdem sie den Flussdurchgang
passiert hat. Es ist bevorzugt, dass der Einführpfad mit einem Diffusionspfad
versehen ist, welcher die einzuführende
Probenflüssigkeit durchmischt.
Beispielsweise wird, wie in 3 gezeigt,
ein Abschnitt 10a mit vergrößertem Durchmesser in einem
Teil des Einführpfads
ausgebildet, so dass eine Flüssigkeitszuführgeschwindigkeit
in diesem Abschnitt reduziert wird und dort eine turbulente Strömung resultiert,
wobei die Probenflüssigkeit
in Form einer Gauß-Verteilung
diffundiert.
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Anstelle
der flachen Platten 9a, 9b zum Verschließen beider
Enden des Flussdurchgangs, können
konvexe Linsen 13a, 13b verwendet werden, wie in 4 gezeigt.
Diese flachen Platten 9a, 9b oder die konvexen
Linsen 13a, 13b werden mittels der ersten optischen
Blende 8a beziehungsweise der zweiten optischen Blende 8b an
den Flussdurchgang gepresst und hieran fixiert. In der vorliegenden
Erfindung ist es nicht immer notwendig, dass die flachen Platten
oder die konvexen Linsen mittels der optischen Blenden gepresst
und fixiert werden. Allerdings ist der Aufbau dieser Ausführungsform
bevorzugt, weil die optische Absorptionsmessvorrichtung mit einer
kleinen Anzahl von Einheiten ausgeführt werden kann. Daher dient
der Flussdurchgang, dessen beide Enden mit konvexen Linsen oder
Lichtübertragungsplatten
verschlossen sind, als Flussdurchgang für die Probenflüssigkeit
sowie als optischer Pfad für
Licht.
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Der
Blenden-Durchmesser der ersten optischen Blende in Richtung senkrecht
zu der Axiallinie des Flussdurchgangs wird so bestimmt, dass er
kleiner als der kleinste Durchmesser des Flussdurchgangs in der
Richtung senkrecht zu der Axiallinie des Flussdurchgangs ist, und
die erste optische Blende ist derart angeordnet, dass die Axiallinie
in Übereinstimmung
mit der optischen Achse des Flussdurchgangs ist. Der Durchmesser
und die Form des Flussdurchgangs und die optische Blende sollten
eine solche Positions-Beziehung aufweisen, dass der Durchmesser
und die Form des Flussdurchgangs für passierende Lichtflüsse größer ist
als der Maximaldurchmesser von Lichtflüssen, welche von einer Lichteinfallseite
des Flussdurchgangs aus eintreten, um über den Flussdurchgang die
Licht-Emissionsseite zu erreichen, und dass Licht, welches in den
Flussdurchgang eintritt, nicht dessen Innenwand bestrahlt. Unter
Berücksichtigung
des oben Genannten, wird ein zylinderförmiger Durchgang bevorzugt
verwendet, weil der Durchmesser sich nicht ändert. In der vorliegenden
Erfindung ist es insbesondere bevorzugt, den Flussdurchgang in einer
Relation eines Verhältnisses
von Y/X von 1,5 oder mehr auszubilden, wobei X den Durchmesser der
optischen Blende repräsentiert
und Y den kleinsten Durchmesser des Flussdurchgangs in Richtung
senkrecht zu der Axiallinie repräsentiert
(5). Beispielsweise kann eine Platte, welche ein
oder mehr als zwei kleine Löcher
("pinholes") aufweist, eine
geeignete erste optische Blende sein.
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Es
ist bevorzugt, dass die erste optische Blende direkt vor der konvexen
Linse oder der an einer Licht-Einfallsseite
des Flussdurchgangs angeordneten Übertragungsplatte angeordnet
ist, und insbesondere bevorzugt, dass sie sich der konvexen Linse
oder der flachen Platte so weit wie möglich nähert. Das dient dazu, dass
eine kein paralleles Licht darstellende Komponente von Licht von
der Lichtquelle, insbesondere eine Komponente von Licht, welche
unregelmäßige Reflexion an
der Innenwand des Flussdurchgangs verursacht, effektiv entfernt werden
kann.
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Der
Blendendurchmesser der zweiten optischen Blende in der Richtung
senkrecht zu der Axiallinie des Flussdurchgangs ist größer als
der der ersten optischen Blende.
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Es
ist außerdem
bevorzugt, dass die zweite optische Blende gerade hinter der an
der Licht-Emissionsseite des Flussdurchgangs angeordneten konvexen
Linse oder flachen Lichtübertragungsplatte
angeordnet ist, und weiter bevorzugt, dass sie sich der konvexen
Linse oder der flachen Platte so weit wie möglich nähert, um beispielsweise effektiv
zu verhindern, dass an der Lichtempfangsvorrichtung reflektiertes
Reflexionslicht in den Flussdurchgang einfällt.
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Die
erste und zweite optische Blende bestehen bevorzugt aus schwarz
gefärbtem
Material, welches exzellente lichtabsorbierende Eigenschaften aufweist.
Insbesondere ist die Verwendung von optischen Blenden, welche eine
schwarze Farbe und eine zylinderförmige Öffnung aufweisen, wie in der Figur
gezeigt, als erste und zweite optische Blende wünschenswert, weil die optischen
Blenden von zylinderförmiger
Form in effektiver Weise eine nicht-parallele Lichtkomponente im Licht von
der Lichtquelle absorbieren können.
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Ferner
können
abweichend von den in der Figur gezeigten optischen Blenden sowohl
beide, oder jede von den optischen Blenden einem Aufdampfen, Drucken
oder Beschichten mittels Maskierens mit einem Material unterworfen
sein, welches geeignet ist, Licht auf der konvexen Linse oder der flachen
Lichttransmissionsplatte zu absorbieren und/oder zu unterbrechen.
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Die
optische Absorptionsmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann
natürlich
als eine einzelne Einheit und unabhängig von anderen Elementen
ausgebildet sein. Allerdings wird sie, wie in der Figur gezeigt,
im Allgemeinen zusammen mit der Lichtquelle verwendet.
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Ein
Beispiel eines solchen Aufbaus wird unter Bezug auf die Figur beschrieben.
Eine Lichtquelle 1, wie etwa eine Lichtemissions-Diode,
ist an einer Licht-Einfalls-Seite der optischen Absorptionsmessvorrichtung
angeordnet. Ein Lichtdiffusionsblatt 2 ist an der Lichtemissionsdiode 1 angebracht.
Licht von der Diode 1 passiert durch eine Pinhole-Platte 3,
deren Zentrum mit dem Lichtemissionspunkt der Diode 1 ausgerichtet
ist. Dann wird das Licht mittels einer Linse 4 in Licht
transformiert, welches reich an einer Komponente von parallelem
Licht ist, und das transformierte Licht erreicht die erste optische
Blende über einen
Interferenzfilter 5. Diese auf der Lichteinfallseite angeordneten
Elemente sollen nahe beieinander angeordnet sein, um einen Lichtverlust
zu vermeiden. Anstelle des Anbringens des Lichtdiffusionsblattes,
wird die Vorderfläche
der Lichtemissionsdiode mit Sandpapier poliert, um die Leistungsfähigkeit
effektiv zu erhöhen.
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Das
Licht, welches reich ist an einer parallelen Lichtkomponente, läuft durch
die erste optische Blende 8a, bevor es in den Flussdurchgang
eintritt, um in Lichtflüsse
transformiert zu werden, welche einen kleineren Durchmesser, als
denjenigen des Flussdurchgangs aufweisen. Als ein Resultat erreicht das
Licht eine Lichtemissionsdeite, ohne unregelmäßige Reflexion an der Innenwand
des Flussdurchgangs zu verursachen. Natürlich ist das axiale Zentrum
der optischen Blende in Übereinstimmung
mit der optischen Achse des Flussdurchgangs. Das durch die Lichtemissionsseite
emittierte Licht wird von der Lichtempfangsvorrichtung, wie etwa
einer Fotodiode oder dergleichen, empfangen. In einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Lichtempfangsvorrichtung unter
einem Neigungs-Winkel mit Bezug auf den Lichtpfad angeordnet, wie
in der Figur gezeigt, wobei verhindert wird, dass auf die Lichtempfangsvorrichtung
reflektiertes Licht von der Licht-Emissionsseite aus in den Flussdurchgang
eintritt.
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Anstelle
des oben beschriebenen Aufbaus kann ein magischer Spiegel ("magic mirror") oder dergleichen,
welcher die Richtung der Transmission von Licht zu einer angegebenen
Orientierung steuert, an der Lichtemissionsseite angeordnet sein,
oder ein optisches System, welches eine Kombination aus einem Spiegel
und einem Rayleigh-Horn ist, kann an einer Lichtemissionsseite angeordnet
sein, wobei es möglich
ist, zu verhindern, dass Licht von der Lichtemissionsseite aus in
den Flussdurchgang eindringt.
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Insbesondere
kann Emissionslicht von dem Rayleigh-Horn gesammelt werden, um der
Lichtempfangsvorrichtung, wie etwa einer Fotodiode, zugeführt zu werden.
Dementsprechend ist es möglich, dass
Licht, welches in den Flussdurchgang eintritt, durch Reduzieren
des Durchmessers der ersten optischen Blende in ein annähernd paralleles
Licht überführt wird,
wobei unregelmäßige Reflexion
von Licht in dem Flussdurchgang reduziert wird.
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Ferner
kann außer
der in 1 gezeigten Anordnung, eine Anordnung verwendet
werden, welche eine aus einer einzelnen an einer Lichteinfallseite angeordneten
Lichtquelle bestehende Licht-Emissionsvorrichtung, eine Licht-Trennvorrichtung
zum Trennen von durch den Flussdurchgang emittiertem Licht, eine
Filtervorrichtung, um nur einer begrenzten Wellenlänge den
Durchgang zu ermöglichen,
und einer an einer Lichtemissionsseite der Flusspassage angeordneten
Licht-Empfangsvorrichtung zum Empfang des emittierten Lichts aufweist.
Insbesondere kann die Lichtemissionsvorrichtung aufweisen: eine Lichtemissionsdiode,
welche an der Licht-Diffusions-Platte 2 angebracht
ist, oder welche eine mit Sandpapier polierte Vorderfläche aufweist,
eine Pinhole-Platte und eine Linse, und die Lichtempfangs-Vorrichtung
kann aufweisen: einen dichroitischen Spiegel, zwei verschiedene
Filter und zwei Fotodioden. Mit dieser Anordnung ist es möglich, durch geeignete
Wahl eines dichroitischen Spiegels und Filters Referenz bereitzustellen.
Um eine Messvorrichtung für
saccharifizierendes Hämoglobin
zu bilden, besteht die erste lichtempfangende Vorrichtung aus einem
dichroitischen Spiegel und einem Filter, welcher eine Wellenlänge durchlässt, in
welcher der Absorptions-Peak einer Komponente von saccharifizierendem
Hämoglobin
als Referenz am kleinsten ist, und die zweite lichtempfangende Vorrichtung
besteht aus einem dichroitischen Spiegel, welcher Licht einer Wellenlänge reflektiert,
bei welcher der Absorptionspeak des saccharifizierenden Hämoglobins
am größten ist,
und einem Filter, welcher es erlaubt, die Wellenlänge durchzulassen.
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Ein
Beispiel der vorliegenden Erfindung wird detaillierter mit Bezug
auf die Zeichnung beschrieben.
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Allerdings
ist verständlicherweise
die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf das spezifische Beispiel
beschränkt.
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Es
wurde eine Messvorrichtung für
saccharifizierendes Hämoglobin,
welche die in 1 gezeigte optische Absorptionsmessvorrichtung
aufweist, verwendet. Drei Arten von Flüssigkeiten wurden in gesteuerter
d. h. geschalteter Weise gemäß einem Schritt-Gradienten-Verfahren zugeführt, und
das durch Schalten des Zuführens
der drei Arten von Flüssigkeit
verursachte Verhalten des Wechsels der Basislinie beobachtet.
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Die
Besonderheiten der tatsächlich
verwendeten optischen Absorptionsmessvorrichtung waren wie folgt.
Das Lichtquellensystem 1 in 1 bestand aus:
einer Lichtemissionsdiode von sehr hoher Helligkeit mit einer Zentral-Wellenlänge von
450 mm und einer Halb-Bandbreite von 50 mm, in welcher eine Vorderkante
der Diode an einem Abschnitt nahe der Lichtquelle abgeschnitten
war; einem an der Vorderfläche
der Diode angebrachten Licht-Diffusions-Blatt 2;
einer gegenüber
dem Licht-Emissions-Punkt
der Diode ausgerichteten Platte 3 mit einer Pinhole von
1 mm Durchmesser; eine konvexe Linse 4 mit einem Außendurchmesser
von 10 mm, mittels welcher Licht, welches durch die Pinhole-Platte 3 verläuft, in Licht
verwandelt wird, welches reich an einer parallelen Lichtkomponente
ist, und ein Interferenzfilter 5, welches an einer Position
10 mm entfernt von einem Licht-Einfallseite
der optischen Absorptionsmessvorrichtung angeordnet ist.
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Der
Hauptkörper 6 der
optischen Absorptionsmessvorrichtung war derart ausgeführt, dass
er einen zylinderförmige
Flussdurchgang 7 mit einem Innendurchmesser von 1,3 mm
und einer Gesamtlänge
von 10 mm aufweist (d. h. ungefähr
13 μl an
Volumen). An beide Enden des Flussdurchgangs wurden Quarzplatten 9a, 9b mit
einem Außendurchmesser
von 7 mm durch Anschrauben von Andruckelementen 8a, 8b von
einer ausgehöhlten
zylinderförmigen
Form an den Hauptkörper 6 angefittet.
Die die erste optische Blende bildenden Andruck-Elemente 8a waren
zylinderförmig
und wiesen eine Gesamtlänge
von 5 mm auf, wobei ein hohler Abschnitt mit einem Innendurchmesser
von 0,8 mm am Zentrum des zylinderförmigen optischen Blende 8a ausgebildet war.
Andererseits waren die Andruck-Elemente 8b als zweite optische
Blende zylinderförmig
und mit einer Gesamtlänge
von 5 mm ausgebildet, wobei ein hohler Abschnitt mit einem Innendurchmesser
von 1,3 mm an dem Zentrum der optischen Blende 8b ausgebildet
war.
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Der
Lichteinführpfad 10 war über eine
Pumpe mit einer Proben-Einführ-Vorrichtung
(einer Probenahmevorrichtung) verbunden, und ein Abgabepfad 11 war
mit einem Ableitungstank verbunden.
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Eine
aus einer Fotodiode bestehende Lichtempfangs-Vorrichtung 12 war 20 mm entfernt
von dem Hauptkörper 6 der
optischen Absorptionsmessvorrichtung an einer Lichtemissionsseite
des Flussdurchgangs angeordnet. Die Fotodiode war mit einem Steigungswinkel
A von ungefähr
20° bezüglich der
Richtung senkrecht zu der optischen Achse von Licht angeordnet,
welches sich in dem Flussdurchgang der optischen Absorptionsmessvorrichtung ausbreitete,
so dass auf die Fotodiode reflektiertes Licht nicht von der Lichtemissions-Seite
aus in den Flussdurchgang eintritt. Als ein Ergebnis des Beobachtens
einer Änderung
der Basis-Linie wurde festgestellt, dass ein Wechsel der Basislinie
des Absorptionssignals maximal 2,2 × 10–4 betrug.
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Zum
Vergleich wurde ein Wechsel der Basislinie in der gleichen Weise
wie oben beobachtet, mit dem Unterschied, dass das in 2a gezeigte herkömmliche optische Absorptions-Messgerät verwendet
wurde, und dass die Lichtempfangs-Vorrichtung in der Richtung senkrecht
zu der optischen Achse von Licht, welches in dem Flussdurchgang
verläuft, angeordnet
war. Als ein Ergebnis wurde gefunden, dass ein Wechsel der Basis-Linie
des Absorptionssignals maximal 16,0 × 10–4 betrug,
was ungefähr
das 8-fache dessen war, was mit der optischen Absorptionsmessvorrichtung
der vorliegenden Erfindung erreicht wurde.
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Die
in 2a gezeigte optische Absorptionsmessvorrichtung,
welche tatsächlich
verwendet wurde, war derart ausgebildet, dass sie einen zylindrischen
Flussdurchgang mit einem Innen-Durchmesser von 1,3 mm und einer
Gesamtlänge
von 10 mm aufwies (ungefähr
13 μl an
Volumen), und war mittels Anschrauben von hohlen zylinderförmigen Andruckelementen
an dem Hauptkörper
wurden an beide Enden des Flussdurchgangs Quarzplatten mit einem Außendurchmesser
von 7 mm angebracht. Jedes der Andruckelemente war derart ausgebildet,
dass es eine Zylinderform mit einer Gesamtlänge von 5 mm aufwies, in welcher
ein hohler Abschnitt mit einem Innendurchmesser von 6,5 mm in seinem
Zentrum ausgebildet war. Die Andruckelemente dienen lediglich dazu,
die Quarzplatten in Presssitz an den Hauptkörper zu setzen.
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2b zeigt ein anderes Beispiel einer herkömmlichen
optischen Absorptionsmessvorrichtung, wobei konvexe Linsen anstelle
der Quarzplatten verwendet werden.
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Bei
einer optischen Absorptionsmessvorrichtung vom Flusszellen-Typ ist
es ideal, ein vollständig paralleles
Licht in den Flussdurchgang einzuführen, wobei unregelmäßige Reflexion
von Licht an der Innenwand des Flussdurchgangs verhindert wird.
Um einen solchen idealen Aufbau zu realisieren, werden allerdings
ein kompliziertes optisches System und häufige Wartungsarbeiten notwendig,
und daher ist die oben genannte Anordnung nicht realistisch.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine erste optische Blende mit einem Blendendurchmesser,
welcher in der Richtung senkrecht zu der Axiallinie des Flussdurchgangs
kleiner ist als der kleinste Durchmesser des Flussdurchgangs, an
einer Licht-Einfalls-Seite angeordnet. Demgemäß ist es möglich, unregelmäßige Reflexion
von Licht an der Innenwand des Flussdurchgangs selbst dann zu verhindern,
wenn nicht ein vollständig
paralleles Licht in den Flussdurchgang einfällt. Ferner ist eine zweite optische
Blende an einer Licht-Emissions-Seite
des Flussdurchgangs angeordnet, wobei unregelmäßige Reflexion von Licht aufgrund
des Eintretens von Licht von einer Lichtemissionsseite verhindert
wird. Als ein Ergebnis ist die Möglichkeit
von unregelmäßiger Reflexion
von in den Flussdurchgang vom Flusszellen-Typ eintretenden Lichts
an der Innenwand der Flusspassage reduziert. Es ist ferner möglich, eine Veränderung
der Basis-Linie selbst dann zu vermindern, wenn sich ein Verhältnis von
zwei oder mehr Arten von gemischten Lösungsmitteln ändert, oder sogar,
wenn vom Zuführen
einer bestimmten Art von Lösungsmittel
auf ein anderes umgeschaltet wird. Da ferner die vorliegende Erfindung
durch Ersinnen des Aufbaus der optischen Blende, bei welchem die
anderen Elemente, wie das Volumen des Flussdurchganges, die gleichen
sein können
wie bei herkömmlichen
optischen Absorptionsmessvorrichtungen, erreicht wird, besteht kein
Risiko, ein neues Problem zu bewirken, wie etwa eine Verminderung
bei dem Test-Ansprechen.
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Die
optische Absorptionsmessvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann
durch verhältnismäßig einfache
Bearbeitung hergestellt werden, und die Wartung kann einfach sein.