JP2007519926A - 互換性チップ−オープンセル蛍光光度計 - Google Patents
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Abstract
前記プローブチップは、オープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置(arrangement)を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、
前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、
前記励起源は、試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に直接向けられていることを特徴とする互換性チップ−オープンセル蛍光光度計が記載され、クレームされている。また、自然の又は工業的な水システムからの試料からの1以上の蛍光体により放射された蛍光信号を検出するために、この互換性チップ−オープンセル蛍光光度計を使用する方法がクレームされている。上記蛍光光度計は、コントローラと対にすると、工業プロセス又はシステムの監視および任意の制御をすることができる。
Description
前記プローブチップは、オープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置(arrangement)を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、
前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、
前記励起源は、オープンセル内の試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に向けられていることを特徴とする互換性チップ−オープンセル蛍光光度計である。
a)ハウジングと、前記ハウジングに互換性があるように接続された蛍光分析プローブチップとを有し、前記プローブチップはオープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、前記励起源はオープンセル内の試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に向けられていることを特徴とする蛍光光度計を準備し;
b)自然の又は工業的なプロセス流に由来する1以上の試料を準備し;
c)前記試料中の蛍光体の蛍光信号を検出するために蛍光光度計を用い;および
d)前記蛍光光度計により検出された蛍光信号が、前記試料が採取された自然の又は工業的なプロセスを監視および/又は制御するためにコントローラに使用されるように、前記コントローラを作動させる工程を有する方法である。
「蛍光体」とは:エネルギー(hν)の光子の吸収に際し、分子の電子的な基底状態(S0)から電子的な励起状態(S1またはS2またはS3)へ電子が昇進され、続いて励起状態S1の最低振電状態へ緩和し、吸収されたものよりも(波長は長いが)低いエネルギーであるエネルギー「E」(hν)の光子を放射する分子。この関係は式:E(吸収)>E(蛍光)で表すことができる。このエネルギーの放射は、分子の電子状態が基底状態(S0)に戻る事につながる。プロセス全体では、等方性の分布での蛍光光子の放射につながる。本発明の蛍光光度計により検出可能な蛍光体は、約200nm〜約1200nmの波長の励起光を吸収し、励起光よりも長い波長でそれを放射できなければならない。
一つの互換性プローブチップを他の互換性プローブチップに交換する際、操作者の最小限の努力で又は実質的に努力なしで、蛍光光度計は使用可能な状態である。これは、特に2個の異なる蛍光光度計をセットアップして使用するために必要な努力と比べると、ここにクレームされた発明の非常に大きな実用的な利点である。
図1を参照すると、本発明の一態様が説明されている。互換性プローブチップ10は、励起光源12および第2光源14を有する。上記励起源12は、紫外線発光ダイオード16(UV LED)を有する。図1に示すように、励起源12は、ダイクロイックミラー等のような反射部材20に向けられた平行励起光ビーム18を放射する。上記反射部材20は、例えば約98%反射又はそれ以下のように、相当量の励起光ビーム18に対して反射性である。また、上記反射部材20は、例えば約2%透過又はそれ以上のように、励起光ビームの残りの部分に対しては透過性である。励起光源12に関連する励起光の反射された部分22は第1のフィルタ24に対して垂直又はほぼ垂直の角度で、上記第1のフィルタ24に向けられる。励起光ビーム26は、試料30がオープンセル配置に設けられている測定セル28内へ通過する。励起光26の投射は、上記試料30中の蛍光体の量に基づいた蛍光発光32をもたらす。上記蛍光発光32は、第2のフィルタ34を通過し、少なくとも相当量の蛍光発光32の平行ビームを受けるサイズの孔40を有する開口38を介して蛍光検出器36へと通過する。上記蛍光検出器36はその後、監視および/又は制御目的のために上記試料内のターゲットである蛍光体又は複数の蛍光体の濃度と任意の適した方法により相互に関連付けることができる、蛍光の量を測定するように働く。
図2を参照すると、本発明の互換性プローブチップのほかの態様が提供されている。上記互換性プローブチップ60は、UV LED源を含有するシングル光源62を含有する。励起源62は平行光ビーム64を放射して第1のフィルタ66を通過させ、さらに試料70が位置する測定セル68へ通過させる。これは、上記試料中の蛍光体の量に関連した蛍光をもたらす。上記蛍光発光72は検出目的のため、第2のフィルタ74を蛍光検出器76へと通過する。上記蛍光発光72は、検出可能な蛍光における濁り度の影響を最小にするために開口78を通過する。上記開口78は、蛍光発光の全て又は相当部分がそれを通過して検出器へ達するような大きさである。互換性プローブチップは、励起源に由来する光の部分の測定に用いることができる参照検出器80をさらに含有する。上述したようにこれは、その後励起光源における偏差を明らかにするために用いることができる。
図3を参照すると、互換性プローブチップの他の態様が提供されている。互換性プローブチップ90は、UV LED源を含有する励起源92含有する。これは、実施例2に提供されているのと同様の方法により、測定セル193内の試料94中の蛍光を測定するために用いられる。この点において、励起光源92は光96の平行ビームを、第1のフィルタ98を介して試料94へ放射し、蛍光発光100が生じ、第2のフィルタ102を通過し、開口106を介して検出器104へと達する。上述したようにフィルタの光学特性により、励起光96は効果的に又は少なくともその相当部分が検出器104へと通過することを遮断される。このように、いくらかでもあれば、わずかな励起光による効果で蛍光測定をすることができる。上記プローブチップは、励起源に由来する励起光の部分を検出する参照検出器107をさらに含有する。上述したように、これはプローブチップの検出能力も向上させることができる。
図4を参照すると、互換性チップを説明する他の態様が提供されている。一般的にこの実施例は、互換性プローブチップの蛍光検出能力を向上させるために用いることができる光源の対に対する位置に関する他のバリエーションを提供する。
上述したように本発明の蛍光光度計は、1つのプローブチップが他のプローブチップと交換された際に蛍光光度計を使用可能な状態にすることができる、自己識別特性を有する。図5を参照すると、蛍光光度計150は、ハウジング152と、プローブチップ154とを含有する。ハウジングエレクトロニクス(図示せず)を、蛍光光度計150に動力を供給するために任意の適した方法において構成することができる。この点において蛍光光度計は、バッテリー作動されてもよい。また、蛍光光度計は、ハウジングを通してなど、電気的に蛍光光度計に接続された外部電源により作動されることもできる。ハウジング152は、蛍光測定を監視するための表示装置156を含有することができる。少なくとも数々の蛍光光度計の機能を、スイッチなどを通じて自動化してもよい。例えば、ハウジング152が、図5に示すような較正モードにおいて作動するためのオン/オフスイッチ158および較正スイッチ160を含有することができる。ハウジング152のエレクトロニクスからの配線は、任意の適した種類の電気コネクタ162に至る。
Claims (27)
- ハウジングと、前記ハウジングに互換性があるように接続された蛍光分析プローブチップとを有する互換性チップ−オープンセル蛍光光度計であって、
前記プローブチップは、オープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置(arrangement)を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、
前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、
前記励起源は、オープンセル内の試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に向けられていることを特徴とする互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。 - それぞれが前記試料と接触している励起フィルタと、発光フィルタとをさらに有する請求項1に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
- 前記励起フィルタは励起帯を含有し、発光フィルタは発光帯を含有しており、
前記励起帯および発光帯は、励起源由来の光ビームの少なくとも相当量が前記発光フィルタを蛍光検出器へと通過できないように、十分に分離されていることを特徴とする請求項2に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。 - 前記プローブ光学配置が前記励起源に加えて第2の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対して垂直の角度の反射部材を介して前記試料に光ビームを放射することを特徴とする請求項2に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。 - 前記反射部材がダイクロイックミラーを含有することを特徴とする請求項4に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
- 前記第2の光源は、前記励起フィルタおよび発光フィルタを通過することができ、汚損および濁り度の少なくとも一つに由来する蛍光分析検出に対する補正を可能にする光ビームを放射することを特徴とする請求項4に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
- 前記励起源は、励起光ビームに励起フィルタを通過させることにより前記試料に由来する蛍光発光を生じさせるシングル励起源を含有し、
前記蛍光発光は発光フィルタを通過して検出されるのに対し、前記励起光ビームはそれを通過することを効果的に遮断され、
前記シングル励起源は前記蛍光検出器に直接向けられていることを特徴とする請求項2に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。 - 前記プローブ光学配置は前記励起源に加えて第2の光源を含有し、
前記励起源は、前記励起フィルタに対して垂直な角度の励起光ビームを放射し、
前記第2の光源は、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度の第2の光ビームを放射することを特徴とする請求項2に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。 - 前記第2の光ビームは、前記励起フィルタに対する垂直から約12°以下オフセットしていることを特徴とする請求項8に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
- 蛍光分析検出を濁り度および汚損の少なくとも一つに対して補正できるように、前記第2の光ビームは励起フィルタおよび発光フィルタを通過できることを特徴とする請求項8に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
- 前記プローブ光学配置は、前記励起源に加えて第2の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度で前記励起フィルタを通過することを特徴とする請求項2に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。 - 前記角度がおよそ9°以下であることを特徴とする請求項11に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
- 前記蛍光分析プローブチップに加え、1以上の追加的なプローブチップをさらに有し、
前記蛍光分析プローブチップは、前記1以上の追加的なプローブチップと互換性を有して用いることができることを特徴とする請求項1に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。 - 前記蛍光分析プローブチップおよび1以上の追加的なプローブチップは自己識別し、いったんプローブチップが互換されると前記蛍光光度計を使用可能な状態にできることを特徴とする請求項13に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
- 前記1以上の追加的なプローブチップが、濁り度プローブチップと、比色プローブチップとを少なくとも含有することを特徴とする請求項13に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
- 試料中に存在する蛍光体を蛍光分析的に検出する方法であって、
a)ハウジングと、前記ハウジングに互換性があるように接続された蛍光分析プローブチップとを有し、前記プローブチップはオープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、前記励起源はオープンセル内の試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に向けられていることを特徴とする蛍光光度計を準備し;
b)自然の又は工業的なプロセス流に由来する1以上の試料を準備し;
c)前記試料中の蛍光体の蛍光信号を検出するために蛍光光度計を用い;および
d)前記蛍光光度計により検出された蛍光信号が、前記試料が採取された自然の又は工業的なプロセスを監視および/又は制御するためにコントローラに使用されるように、前記コントローラを作動させる工程を有する方法。 - それぞれが前記試料と接触している励起フィルタと、発光フィルタとをさらに有する請求項16に記載の方法。
- 前記励起フィルタは励起帯を含有し、発光フィルタは発光帯を含有しており、
前記励起帯および発光帯は、励起源由来の光ビームの少なくとも相当量が前記発光フィルタを蛍光検出器へと通過できないように、十分に分離されていることを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記プローブ光学配置が前記励起源に加えて第2の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対して垂直の角度の反射部材を介して、およびほぼ同じ経路に沿って前記試料に光ビームを放射することを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記第2の光源は、前記励起フィルタおよび発光フィルタを通過することができ、汚損および濁り度の少なくとも一つに由来する蛍光分析検出に対する補正を可能にする光ビームを放射することを特徴とする請求項19に記載の方法。
- 前記光源は、励起光ビームに励起フィルタを通過させることにより前記試料に由来する蛍光発光を生じさせるシングル励起源を含有し、
前記蛍光発光は発光フィルタを通過して検出されるのに対し、前記励起光ビームはそれを通過することを効果的に遮断され、
前記シングル励起源は前記蛍光検出器に直接向けられていることを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記プローブ光学配置は前記励起源に加えて第2の光源を含有し、
前記励起源は、前記励起フィルタに対して垂直な角度の励起光ビームを放射し、
前記第2の光源は、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度の第2の光ビームを放射することを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 蛍光分析検出を濁り度および汚損の少なくとも一つに対して補正できるように、前記第2の光ビームは励起フィルタおよび発光フィルタを通過することができることを特徴とする請求項22に記載の方法。
- 前記プローブ光学配置は、前記励起源に加えて第2の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度で前記励起フィルタに光ビームを通過させることを特徴とする請求項17に記載の方法。 - 前記蛍光分析プローブチップに加え、1以上の追加的なプローブチップをさらに有し、
前記蛍光分析プローブチップは、前記1以上の追加的なプローブチップと互換性を有して用いることができることを特徴とする請求項16に記載の方法。 - 前記1以上の追加的なプローブチップが、濁り度プローブチップと、比色プローブチップとを少なくとも含有することを特徴とする請求項25に記載の方法。
- 前記試料は、工業的なプロセス流の水からのものであり、前記工業的プロセス流は工業用水システムであることを特徴とする請求項16に記載の方法。
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