JP2005530986A - 特に水性系、好ましくは多成分系の分光測定法のための赤外線測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
非特許文献2では、中央赤外線範囲の放射線を使用して、水様媒体を分析するためにセンサを用いることができる。このセンサは弱まる全反射の原理を用いて、エバネッセント波の吸収を利用する。これにより、例えば適当なポリマーコーティング上で富化された検体を検査することができる。量子カスケードレーザの使用によって、新しい用途が開拓されることを意味するが、この一般的な希望的観測を越えて、それ以上記載されていない。
2 ATR体
3 円筒状通路
4,4′ 量子カスケードレーザ
4a 干渉計を備えたIR光源
5a ATR体2の平行で平らな画成面
5b ATR体2の平らな画成面
6,6′ 検出器
7,7′ 評価ユニット
8 ポンプ
9 制御弁
10 洗浄溶液および/または基準溶液のための別個の容器
11 測定ユニット
12 コーティングされたATR体
13 ホルダ
14 コーティング、ダイヤモンド層
15 ATR体12内の中空室
16 測定ユニット11の自動温度調節のための通路系
17 光学式マルチプレクサ
Claims (51)
- 少なくとも1個のATR体と少なくとも1個の赤外線光源を有する少なくとも1個の測定ユニット、特に測定セルを備えた、赤外線測定装置、特に水性系の分光測定法のための赤外線測定装置において、
測定ユニットが少なくとも1個のATR体(2)を備え、このATR体が少なくとも2つの平らでほぼ平行な画成面(5a,5b)を有し、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きな、特に1.5以上の屈折率を有し、IR測定放射線がATR体(2)の少なくとも1つの平らで平行な画成面(5a)で、弱まりながら少なくとも6回全反射可能であることを特徴とする赤外線測定装置。 - 特にコンピュータ支援された少なくとも1個の評価ユニット(7,7′)および/または少なくとも1個の検出器(6,6′)を備えていることを特徴とする、請求項1記載の赤外線測定装置。
- 評価ユニット(7,7′)が第2の評価ユニット(7,7′)または他の評価ユニット(7,7′)と交換可能であることを特徴とする、請求項2記載の赤外線測定装置。
- 赤外線光源が1個または複数の量子カスケードレーザ(4,4′)あるいは連続的なスペクトルまたは多波長スペクトルを放出する放射源(4a)であり、この放射源(4a)の放射線が測定ユニットに収容可能な試料系と相互作用し、検出器(6)によって検出されたインターフェログラムが評価ユニット(7)でフーリエ変換によって評価可能であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 平らでほぼ平行な画成面(5a,5b)がほぼミラー化されていないことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- IR測定放射線が中央赤外線(MIR)であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 特に設定された所定の強さを有する、少なくとも1つの所定の周波数の電磁放射線または特に設定された所定の強さを有する、少なくとも1つの所定の周波数帯域の電磁放射線が、量子カスケードレーザ(4,4′)から放射可能であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 特にそれぞれ設定された所定の強さを有する、異なる周波数の電磁放射線および/または特に中央赤外線範囲の異なる周波数帯域の電磁放射線および/または特にそれぞれ設定された所定の強さを有する電磁放射線が、2個以上の量子カスケードレーザ(4,4′)から放射可能であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 特にそれぞれ設定された所定の強さを有する、異なる周波数の電磁放射線および/または特に中央赤外線範囲の周波数帯域の電磁放射線および/または特にそれぞれ設定された所定の強さを有する電磁放射線が、少なくとも2個の量子カスケードレーザ(4,4′)から同時にまたはほぼ同時に放射可能であることを特徴とする、請求項8記載の赤外線測定装置。
- 特にそれぞれ設定された所定の強さを有する、異なる周波数の電磁放射線および/または特に中央赤外線範囲の異なる周波数帯域の電磁放射線および/または特にそれぞれ設定された所定の強さを有する電磁放射線が、1個以上の量子カスケードレーザ(4,4′)から順番に放射可能であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 量子カスケードレーザ(4,4′)から放出される電磁放射線が、パルスの形で発生可能であり、このパルスが所定の持続時間を有し、特にそれぞれ設定された所定の強さを有することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 特に異なる周波数または周波数帯域の電磁放射線の場合、パルスの持続時間が異なる長さであり、および/またはパルスの強さが異なっていることを特徴とする、請求項11記載の赤外線測定装置。
- 1個または複数の量子カスケードレーザ(4,4′)からの電磁放射線の異なる周波数または周波数帯域が逐次的な順序または任意の順序で放射可能であることを特徴とする、請求項11または12記載の赤外線測定装置。
- 電磁測定放射線および/またはその強さが、マルチプレックスパターンに従って、特に波長によって制御可能であり、パルス状に放射可能であり、および/またはマルチプレックスパターンに従って、特にパルス測定放射線のマルチプレックスパターンに対応して検出可能であることを特徴とする、請求項13記載の赤外線測定装置。
- 測定セル(1)が特に圧力に対して安定性を有するフローセルまたは入口範囲と出口範囲でそれぞれ可逆閉鎖可能で特に圧力に対して安定性を有するフローセルであるかあるいは測定セル(1)またはATR体(2)が特に圧力に対して安定性を有する浸漬プローブであることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- ATR体(2)が測定セルの少なくとも1つの壁部または測定セルの一部または測定セル(1)であることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- ATR体(2)がダイヤモンド、サファイア、テルル化カドミウム、臭化タリウム−ヨウ化物、珪素、ゲルマニウム、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、二フッ化マグネシウム、ヨウ化セシウム、塩化銀、二フッ化カルシウム、臭化カリウム、塩化ナトリウムおよび/または赤外線を透過する材料、特に好ましくは1.5以上の屈折率を有するポリマー材料、特にポリエチレンによって形成されていることを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 因子分析、マルチプル最小二乗アルゴリズムまたは神経ネットワーク分析が、評価ユニット(7,7′)を介して、検出器(6,6′)に入力される信号に基づいてこの信号の評価のために実施可能であることを特徴とする、請求項2〜17のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 少なくともATR体(2)および/または測定ユニット(1)が自動温度調節可能であることを特徴とする、請求項1〜18のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 測定ユニット(1)が圧力に対して、特に100バールまでの圧力に対して安定していることを特徴とする、請求項1〜19のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- ATR体(2,12)が少なくとも、分析すべき媒体にさらすことができる画成面(5)に、測定放射線、特にエバネッセント場を透過するコーティング(14)を備えていることを特徴とする、請求項1〜20のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- コーティング(14)の厚さが、使用される赤外線測定放射線の波長、好ましくは半分の波長よりも薄く、特に約2nmから約25μmまでの範囲、好ましくは約2nmから約10μmまでの範囲内にあることを特徴とする、請求項21記載の赤外線測定装置。
- コーティング(14)の厚さが使用される測定放射線の波長の4分の1の範囲内にあることを特徴とする、請求項21記載の赤外線測定装置。
- コーティング(14)がATR体材料層、特にダイヤモンド層を備えていることと、被覆されたATR体が好ましくはセレン化亜鉛および/または硫化亜鉛を備えていることを特徴とする、請求項21〜23のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 検出器(6,6′)が光音響式検出器を備えていることを特徴とする、請求項2〜24のいずれか一つに記載の赤外線測定装置。
- 非水性系および特に水性系の成分、特に糖類、尿素、クレアチニン、トリグリセリド、炭酸、タンパク質、アルコールおよび/またはリン酸エステルを、特にほぼ同時に質的および/または量的に測定するための、請求項1〜25のいずれか一つに記載の赤外線測定装置の使用。
- 水性系として特にビール、ワイン、果汁、アルコール飲料またはソフトドリンクが使用されることを特徴とする、請求項26記載の使用。
- 水性系として尿および/または糞便が使用されることを特徴とする、請求項26記載の使用。
- 水性系としてリンパ液、唾液および/または血液が使用されることを特徴とする、請求項26記載の使用。
- 水性系として、透析時に生じる洗浄液が使用されることを特徴とする、請求項26記載の使用。
- 水性系として、プロセス液体、排水または石鹸水が使用されることを特徴とする、請求項26記載の赤外線測定装置の使用。
- 果物と野菜の成分を質的および/または量的に測定するめの、請求項1〜25のいずれか一つに記載の赤外線測定装置の使用。
- 牛乳と乳製品の成分を質的および/または量的に測定するめの、請求項1〜25のいずれか一つに記載の赤外線測定装置の使用。
- 尿器および/または少なくとも1本の流出管を備えた小便所であって、この尿器が少なくとも1つのATR体を備え、このATR体が特にほぼ平行な少なくとも2つの平らな画成面を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、レーザ光線、特に量子カスケードレーザの少なくとも1つの光線がこのATR体内に入射可能であり、前記流出管内に測定ユニット、特に測定セルが設けられ、この測定ユニットが少なくとも1つのATR体を備え、このATR体が特にほぼ平行な少なくとも2つの平らな画成面を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、レーザ光線、特に量子カスケードレーザの少なくとも1つの光線がこのATR体内に入射可能である小便所。
- ATR体が少なくとも1つの量子カスケードレーザおよび/または検出器および/または評価ユニットに作用連結されていることを特徴とする、特に請求項1〜25のいずれか一つに記載の赤外線測定装置を備えた、請求項34記載の小便所。
- 便器および/または少なくとも1本の流出管を備えた便所であって、この便器が少なくとも1つのATR体を備え、このATR体が特にほぼ平行な少なくとも2つの平らな画成面を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、レーザ光線、特に量子カスケードレーザの少なくとも1つの光線がこのATR体内に入射可能であり、前記流出管内に測定ユニット、特に測定セルが設けられ、この測定ユニットが少なくとも1つのATR体を備え、このATR体が特にほぼ平行な少なくとも2つの平らな画成面を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、レーザ光線、特に量子カスケードレーザの少なくとも1つの光線がこのATR体内に入射可能である便所。
- ATR体が少なくとも1つの量子カスケードレーザおよび/または検出器および/または評価ユニットに作用連結されていることを特徴とする、特に請求項1〜25のいずれか一つに記載の赤外線測定装置を備えた、請求項36記載の便所。
- 尿器および/または少なくとも1本の流出管を備えた小便所であって、この尿器が少なくとも1つのATR体を備え、このATR体が特にほぼ平行な少なくとも2つの平らな画成面を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、連続的なスペクトルまたは多波長スペクトルを有する、特に中央赤外線範囲の光線がこのATR体内に入射可能であり、前記流出管内に測定ユニット、特に測定セルが設けられ、この測定ユニットが少なくとも1つのATR体を備え、このATR体が特にほぼ平行な少なくとも2つの平らな画成面を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、連続的なスペクトルまたは多波長スペクトルを有する、特に中央赤外線範囲の光線がこのATR体内に入射可能である小便所。
- ATR体が赤外線範囲の連続的なスペクトルまたは多波長スペクトルを放出する少なくとも1つの光源および/または検出器および/または評価ユニットに作用連結されていることを特徴とする、特に請求項1〜25のいずれか一つに記載の赤外線測定装置を備えた、請求項38記載の小便所。
- 便器および/または少なくとも1本の流出管を備えた便所であって、この便器が少なくとも1つのATR体を備え、このATR体が特にほぼ平行な少なくとも2つの平らな画成面を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、連続的なスペクトルまたは多波長スペクトルを有する、特に中央赤外線範囲の光線がこのATR体内に入射可能であり、前記流出管内に測定ユニット、特に測定セルが設けられ、この測定ユニットが少なくとも1つのATR体を備え、このATR体が特にほぼ平行な少なくとも2つの平らな画成面を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、連続的なスペクトルまたは多波長スペクトルを有する、特に中央赤外線範囲の光線がこのATR体内に入射可能である便所。
- ATR体が赤外線範囲の連続的なスペクトルまたは多波長スペクトルを放出する少なくとも1つの光源および/または検出器および/または評価ユニットに作用連結されていることを特徴とする、特に請求項1〜25のいずれか一つに記載の赤外線測定装置を備えた、請求項40記載の便所。
- 透明でない側壁、特に先細の端部を備えた中空体、特に針、管または浸漬プローブにおいて、中空体の一端範囲内または一端、特に先細の端部にまたは中空体の外周面に、ATR体が封止的に取付けられ、このATR体が少なくとも2つの平らでほぼ平行な画成面を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、少なくとも1つのレーザ光線が中空体の内部を通ってATR体に入射可能であり、少なくとも1つのIR測定ビームがATR体の平らで平行な少なくとも1つの画成面で、測定区間に沿って弱まりながら少なくとも6回全反射可能であることを特徴とする中空体。
- 赤外線測定装置、特に請求項1〜25記載の測定装置の測定ユニットとしてまたは測定ユニットの構成部材としての、請求項42記載の中空体の使用。
- 生物の体液、特に血液内の成分を観血的に測定するための、請求項42記載の中空体、特に管または針の使用。
- 少なくとも1つの測定セル、特にフローセルおよび/または請求項42記載の少なくとも1つの中空体を備えたカニューレ、特にステントであって、測定セルが少なくとも1個のATR体を備え、このATR体が少なくとも2つの平らでほぼ平行な画成面を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、レーザ光線、特に量子カスケードレーザの少なくとも1つの光線がATR体に入射可能であり、少なくとも1つのIR測定ビームがATR体の少なくとも1つの平らで平行な画成面で、測定区間に沿って弱まりながら少なくとも6回全反射可能であるカニューレ。
- ATR体が少なくとも1個の量子カスケードレーザおよび/または検出器および/または評価ユニットに作用連結されていることを特徴とする、特に請求項1〜25のいずれか一つに記載の赤外線測定装置を備えた、請求項45記載のカニューレ。
- 多成分混合物、特に生物の体液の特に2つ、3つ、4つ、5つ、6つまたはそれ以上の成分、特に糖類、尿素、クレアチニンおよび/またはトリグリセリドを特にほぼ同時に質的および/または量的に測定するための、請求項45または46記載のカニューレの使用。
- 少なくとも1個のATR体を備えた測定ユニット、特に測定セルにおいて、測定ユニットが少なくとも1個のATR体(2)を備え、このATR体が少なくとも2つの平らでほぼ平行な画成面(5a,5b)を備え、ATR体が測定放射線を透過するかまたは部分的に透過し、ATR体の屈折率が少なくとも1つの画成面に接する検査すべき媒体の屈折率よりも大きく、特に1.5以上であり、測定ユニットが圧力、特に100バールまでの圧力に対して安定しており、少なくとも1つのIR測定ビームがATR体(2)の少なくとも1つの平らで平行な画成面(5a)で、測定区間に沿って弱まりながら少なくとも6回全反射可能であることを特徴とする測定ユニット。
- 請求項1〜25のいずれか一つに記載の少なくとも1個の赤外線測定装置、請求項42記載の中空体および/または請求項48記載の測定ユニット、測定ユニットおよび/またはATR体のための少なくとも1個の洗浄装置および/または測定ユニットおよび/またはATR体のための少なくとも1個の乾燥装置を備えた自動分析装置。
- 第1のATR体と第2のATR体を備えたATR体であって、少なくとも測定ビームが第1のATR体を経て第2のATR体に入射可能であるようにかつこの測定ビームが第2のATR体から第1のATR体に再び出射可能であるように、第1と第2のATR体が接触し、第2のATR体が少なくとも2つの平らでほぼ平行画成面を備え、第1の画成面が分析すべき媒体にさらすことが可能であり、第2の画成面が第1のATR体の方に向き、この第1のATR体と共に、特に排気されたまたはガスを充填した閉じた少なくとも1つの中空室を形成しているATR体。
- 測定ビームが検査すべき多成分系の媒体に直接接するかまたはコーティングを介して接するATR体の少なくとも1つの平らな画成面の測定区間に沿って弱まりながら、少なくとも6回、特に7回全反射する、請求項1〜25のいずれか一つに記載の赤外線測定装置、請求項48記載の測定ユニット、請求項49記載の自動分析装置または請求項50記載のATR体を使用して、特に水性の多成分系の成分を特にほぼ同時に質的および/または量的に測定するための方法。
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