JP3236936B2 - 光学的に活性な材料を検出するための光ファイバープローブ及び方法 - Google Patents

光学的に活性な材料を検出するための光ファイバープローブ及び方法

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JP3236936B2 JP50517393A JP50517393A JP3236936B2 JP 3236936 B2 JP3236936 B2 JP 3236936B2 JP 50517393 A JP50517393 A JP 50517393A JP 50517393 A JP50517393 A JP 50517393A JP 3236936 B2 JP3236936 B2 JP 3236936B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、流体媒体に浸積された光ファイバープロー
ブにより該流体中の光学的に活性な成分の存在及び濃度
の決定に関する。
背景技術 光学的に純粋な材料の生成は、化学工業特に農業用及
び製薬化学品の製造に次第に重要になってきている。特
に、これらの化学品の多くのものでは、1種の光学的に
活性な異性体は、所望の生物学的又は製薬的な活性をも
たらすが、他の異性体は、不活性であるか又は有害な或
は望ましくない生物学的又は化学的な作用をもたらすか
の何れかである。これらの化学品の製造では、最終の生
成物として1種の特定の異性体を単離する必要がある。
従来、異性体の単離を達成するのに2種の方法が使用
されてきた。一つの方法は、1種の光学的に活性な異性
体が他のものを排除するのに製造される立体特異的な合
成よりなり、そして他の方法は、種々の異性体が同時に
製造され次に分離カラムを使用して互いに物理的に分離
される光学的分離よりなる。立体特異的合成の場合で
は、光学的活性の成分のその場の測定は、反応の過程を
モニターするための技術を提供する。一方、分離方法で
は、分離カラムからの流出物の光学活性のその場の測定
は、適切な光学的に活性な異性体が溶離するとき決定す
るための技術を提供する。
一度光学的に純粋な材料が製造されると、それは、一
般に光学的に活性か又は活性でない他の材料とちょうど
良いときに或る点でブレンドされ、最終の用途に望まし
い処方を提供する。ブレンドする操作では、ブレンドの
光学的活性の測定は、特定の処方が得られるとき、決定
する技術を提供する。
手動及び自動の旋光計が、例えば立体異性体の液体ク
ロマトグラフ分離における検出器のような流体媒体中の
光学的に活性な成分の濃度を測定するのに利用できる。
これらの旋光計は、偏光により立体異性体を含む液体の
一面を照明し、そして反対の面からの発光を偏光分析器
により検出することにより操作する。これらの旋光計で
は、入射光の偏光軸は、固定され周知であるが、分析器
の偏光軸も又知られている。液体の光学活性の測定は、
静的或は動的な液体のサンプルが、偏光源と偏光分析器
との間の旋光計に置かれることを必要とする。同軸的に
置かれた光源及び分析器は、液体サンプルを通る適切な
長さの単一の光路を提供する。光源と分析器との間に液
体サンプルを置くことが必要なことは、化学的な製造及
び処方の方法で光学的に活性な成分のその場の分析にお
けるこれらの旋光計の使用を制限している。
発明の開示 特に、本発明は、流体媒体中の光学活性成分の存在を
決定するのに使用される光学プローブであり、それは、
(a)該媒体を収容するための室を有するハウジング、
(b)該媒体の光学活性成分に起因する入射光に第一の
旋光を誘発するために該媒体を通る第一のパス(pass)
に関して該室に平面偏光を透過するための入射光入力手
段、(c)該媒体を通る第二のパスに関して該室を通っ
て該室に戻る入射光を反射するための手段、(d)該光
学活性成分に起因しそして第一の旋光と組み合わされる
とき検出可能な光学的効果を生ずる前記の第二のパス中
第二の旋光を達成するように、該媒体を通る前記の第二
のパス前に第一の旋光を偏光するための入射光及び反射
光の路の反射手段と室との間の手段、並びに(e)反射
された光を集めるための光出力手段を含む。本発明は、
又流体媒体中の光学活性成分の存在を決定するのに使用
される光学プローブであり、それは、(a)流体媒体中
に浸積可能でありしかも該媒体を収容するためにその中
に室を有する流体を通さないハウジング、(b)該媒体
の光学活性成分に起因する入射光に第一の旋光を与える
ために該媒体を通る第一のパスのための該室の一端にそ
の源からの路の沿って入射する偏光を透過するための光
入力手段、(c)該媒体を通る第二のパスのための該室
への逆の路に沿って入射光を元に反射するための該室の
反対の端の該光の路の反射手段、(d)該光学活性成分
に起因しそして前記の第一の旋光に付加する前記の第二
のパス中第二の旋光を達成するように該媒体を通る前記
の第二のパス前に第一の旋光を変えるための反射された
光の逆の路にあって反射手段と室との間の四分の一波長
板、並びに(e)反射光を集めるための集光手段を含
む。さらに、本発明は、流体媒体中の光学活性成分の濃
度を決定するための装置であり、その装置は、光出力手
段がその強度が流体媒体を通る第一及び第二のパス中誘
発される旋光により影響される光出力を提供する請求項
1の光学プローブ、光出力の強度を測定するための該プ
ローブの光出力手段に組み合わされた手段、並びにその
中に光学活性成分の既知の濃度を有する同様な流体媒体
から得られる参照強度と測定された強度を比較するため
の手段を含む。最後に、本発明は、流体媒体中の光学活
性成分の存在を決定する方法であり、それは、(a)光
学活性成分に起因する偏光面の第一の旋光を誘発するた
めに第一の方向の流体媒体を通る第一のパスに平面偏光
を向ける段階、(b)流体媒体を経る前記の第一のパス
後光の第一の旋光を変更し、第一の旋光の変更後第二の
パスで該媒体を経る光を反射して検出可能な光学的効果
を生ずるために第一の旋光と組合せ可能でありしかも光
学活性成分に起因する第二のパスの間第二の旋光を達成
する段階、並びに(c)分析の第二のパスから光を集め
る段階を含む。
図面の簡単な説明 図1は、本発明の一つの態様に従って構築された光フ
ァイバープローブの縦断面図である。
図2は、偏光子部材の背後で虚線で示された出力光フ
ァイバーを有する、図1のプローブの光入力偏光子部材
及び光出力偏光分析器部材の正面図である。
図3は、流体媒体を通る第一及び第二のパスの間の平
面偏光の旋光を示しさらにプローブ体の範囲内の偏光子
及び分析器を示す本発明のプローブのおおよその概略図
である。
図4は、図3に似た図であるが、プローブ体から離れ
た位置の偏光子及び分析器を示す。
図5は、既知の光学活性の砂糖溶液を使用して得られ
た図1のプローブの較正グラフである。
発明を実施するための最良の形態 本発明の一つの態様に従って構築された光ファイバー
プローブ1は、図1において、1種以上の光学活性成分
を含む流体媒体中で有害な結果なしに浸積可能な好適な
金属(例えばタイプ316オーステナイトステンレス鋼)
又は他の材料から形成される中空の円筒状の細長いボデ
ー又はハウジング2よりなるとして示される。ハウジン
グ2は、内部でねじを切られた反対の末端2a、2b並びに
分析されるべき流体媒体を受容するためのその間の細長
い室4を含む。室4は、全く反対の開放した側面4aを有
し、それを通って流体媒体が分析のために室4に入りそ
して出る。図1に示されるように、室4は、窓を通過す
る流体の漏れを防ぐためにそれぞれの平らな環状のガス
ケット10、12を経てハウジング4にシールされたそれぞ
れの石英の段のある窓6、8により閉じられた軸方向の
末端4b、4cを含む。
プローブ1は、いわゆる一末端の光ファイバープロー
ブとして構築され、その中に、光入力手段20及び光出力
手段22の両者が、ハウジング2の同じ末端2a(近い末
端)に位置する。光入力手段20は、実質的に均一の直径
を有する第一及び第二のクラッディング光入力ファイバ
ー30、32及び入力偏光子部材34(図2参照)を含む。図
3の態様において、偏光子34は、プローブボデーの範囲
内にある。入力ファイバー30、32は、50:50スプライス
ファイバー光スプリッタ35(図3参照)により所定の波
長の単色光の源33に接続される。λ=632.8nmの波長で
操作する2mWのHeNeレーザーが、砂糖溶液を分析するこ
とに関して本発明を実施するのに有用である。しかし、
他の光源例えばナトリウムランプD線も他の流体の分析
に使用できる。
レーザーからの単色光のファイバーを通る伝達は、入
力偏光子部材34に達する光が偏光せずしかもそれぞれの
入力ファイバー30、32で等しい強度を有するように、そ
の偏光を進む。偏光子部材34は、室4に向ってそれから
出る光に平面偏光を与えるように機能する。本発明を実
施するのに有用な偏光子部材34は、偏光子部材の偏光軸
Aに平行に偏光する光が、偏光軸Aに垂直に偏光する光
より1000倍大きい強度で通過するように、約1:1000の吸
光比を示す。図2に最も良く示されるように、偏光子部
材34は、入力ファイバー30、32の両者がそれに隣接して
位置する半円のプロフィルを有する。別々の偏光子部材
は、示される単一の偏光子部材の代りに使用できる。
光出力手段22は、実質的に均一の直径の第一及び第二
のクラッディング光出力ファイバー40、42並びに組み合
わされた出力偏光分析器部材44、46を含む(図2参
照)。出力ファイバー40、42は、ハウジング2内で光入
力ファイバー30、32の周辺でしかもそれに沿っており、
ハウジングの外でオプトエレクトロニクス光から電圧へ
の変換器48(図3参照)及びコンピュータ50に接続す
る。図1及び3に示された態様の偏光分析器部材44、46
は、プローブボデーの範囲内にあり、そして互いに角度
を変えて配置されたそれらの偏光軸A1、A2により配向さ
れる。好ましくは、軸A1、A2は、図2に最も良く示され
ているように、それらの間で90゜内包角を画成するよう
にプラス及びマイナス45゜で配向される。軸A1、A2は、
又入力偏光子部材34の偏光軸Aに対して反対の45゜で配
向される。
図2に示される入力及び出力ファイバー30、32;40、4
2の配置は、組み合わされた入力ファイバー30、32に関
して反対に配置された出力ファイバー40、42により環状
のパターンを画成する。半円状の入力偏光子部材34及び
四分の一円状の出力偏光分析器部材44、46は、入力及び
出力ファイバーの環状パターンに直面する円を画成す
る。
入力及び出力ファイバー30、32;40、42並びに組み合
わされた偏光子及び分析器部材34及び44、46は、平らな
環状のガスケット52により段のある窓6にシールされて
いる真鍮の支持プラグ51に結合している。入力及び出力
ファイバーは、プラグ51から、アダプタリング56の縦孔
54、一連のベルビル(Bellville)ワッシャ58、並びに
ハウジング2のねじを切った末端2aにねじ込みで受容さ
れる取り付け挿入具62の縦孔60を経て延在する。挿入具
62は、O−リング64を経てハウジングにシールされる。
図1から明らかなように、ハウジング2への挿入具62の
ねじ込みは、ベルビルワッシャ58の圧縮を行い、そして
ガスケット10にバイアスを作りハウジングの末端2aに配
置された光学コンポーネントと室4との間に流体を通さ
ないシールをもたらす。
本発明を実施するのに、Ensign−Bickford Optics
Co.P.O.Box 1260、150 Fisher Dr.Avon、CT06001か
ら入手できる600μの直径のHCS光ファイバーからなる光
入力及び出力ファイバー30、32;40、42がうまく使用で
きた。これらのファイバーは、高温度硬化エポキシを使
用して支持プラグ51に取り付けられ、次にファイバーの
末端は、細かいサンドペーパーにより研かれた。段のつ
いた窓8に隣接するハウジング2の他の末端2b(離れた
末端)に、以下にさらに詳細に記載されるやり方で機能
する四分の一波長板70(光変更手段)並びに鏡72(光反
射手段)を配置する。四分の一波長板70は、Melles Gr
iot、East River Road、Rochester、New York14623
から市販されている一次波板又は多次波板よりなる。波
板の厚さは、所望の波遅延効果をもたらすために入射平
面偏光の波長に依存して選択される。好ましい態様で
は、四分の一波長板70の取り付けは、その主要な軸が偏
光子34の偏光に平行であるようなものである。鏡72は、
四分の一波長板70の付近にある表面72aにアルミニウム
処理されたBK7板よりなる。
好ましい態様では、四分の一波長板70の取り付けは、
その主要な軸が偏光子34の偏光に平行になるようなもの
である。
アダプタ板80、ベルビルワッシャ82及び細長いキャッ
プ84もハウジング2の末端2bに受容される。O−リング
86は、ハウジング2にキャップ84をシールする。図1か
ら明らかであるように、ハウジング2へのキャップ84の
ねじ込みは、ベルビルワッシャ82の圧縮を行い、そして
ガスケット12にバイアスを作りハウジングの末端2bに位
置する光学コンポーネントと室4との間に流体を通さな
いシールをもたらす。
上記のプローブのパーツの構築及び組み立てでは、関
係する光学コンポーネントの適切な平行性を確保するよ
うに注意しなければならない。示されたプローブでは、
集束光学器は、プローブのデザインを簡単にするために
入力及び出力ファイバーから除かれる。その結果、入力
及び出力ファイバー30、32;40、42は、プローブの縦軸
に関して僅かな角度(例えば3.6゜)で配向し、入力及
び出力ファイバーの軸の延長は、鏡72の反射面72a(ア
ルミニウム処理表面)で交差する。これは、集束なしに
光のスループットを最大にする。しかし、集束光学器
は、光のスループットを改良するやり方で光学コンポー
ネントのデザイン及び構築に含まれる。
プローブ1の操作は、図3に概略的に示され、光源33
からの分れた平行なランダムに偏光した光ビームは、偏
光子部材34を通過して光に平面偏光を与える。平面偏光
は、次にプローブ室4を占めしかも1種以上の光学活性
成分を含む流体媒体5を経て第一のパスを通る。流体媒
体の例は、複数の立体異性体の混合物又は溶媒中の1種
以上の立体異性体の溶液である。
光学活性は、偏光子部材34から生ずる入射面偏光の時
計回り及び反時計回りの円状に偏光した光ビームコンポ
ーネント(0゜相置換)のような電磁気放射の偏光した
コンポーネントと差別的に相互反応する材料の能力であ
る。材料により示される光学活性の一つの態様は、入射
偏光の方向に関して所定の波長の平面偏光を回転する光
学活性材料の能力に関する円副屈折よりなる。平面偏光
の2本の円偏光ビームが光学活性材料を通過するとき、
零以外の相置換は、2種の光コンポーネントにより経験
される等しくない伝達速度により生じ、そして偏光の平
面に回転を与える。回転のサイン又は向きは、時計回り
の回転が正と名付けられそして反時計回りの回転が負と
名付けられるように、偏光のビームが観察者に近付くこ
と(即ち分析器部材44、46に近付くこと)を観察するこ
とから決定される。
従って、第一のパスで流体媒体5を通る平面偏光の移
動の結果、例えば10゜の一つの方向(例えば時計回り)
の光学回転が、偏光の平面に与えられる。
光が第一のパスで流体媒体5を通り抜けた後、それ
は、四分の一波長板70を通過し、次に第一のパスのそれ
と反対の方向で四分の一波長板70を鏡72により反射して
戻る。四分の一波長板70を2回光が通過した結果、流体
媒体を経る第一のパスの間誘発される旋光は、等しい量
(例えば−10゜)で分析器部材44、46に関して正から負
の向きに逆になる。事実、そのため、四分の一波長板70
は、光がそれを2回通ることにより半波長板として働
く。
四分の一波長板は、従って光が流体媒体5を経る第二
のパスをする前に、旋光a′を変更する光変更手段とし
て機能する。旋光a′のこの変化は、流体媒体5を経る
光の第二のパスの間第二の旋光a″を達成するために選
択され、第二の旋光は、第一の旋光と組み合わされると
き、流体媒体の特別の光学活性成分の存在及び濃度を指
示する検出可能な光学的効果を生ずる。記述された態様
では、流体媒体を経る光の第二のパス中達成される旋光
の変化は、等しくそして第一の旋光に付加される第二の
旋光を与える。例えばこの態様の合計の検出された旋光
は、出力偏光分析器部材44、46に関して−20゜の検出可
能な旋光aを与えるように、第一の旋光(四分の一波長
板70を2回通すことにより逆転した後)プラス第二の旋
光に等しいだろう。
反射された光は、光学活性成分の濃度を決定するやり
方で分析のために流体媒体5を経る第二のパス後上記の
光出力手段22(ファイバー40、42)により集められる。
特に、光出力手段22の出力偏光分析器部材44、46は、各
コンポーネントの強度が測定できるコンバータ48への伝
達のために反射された光の二つのコンポーネントC、C1
を選択する。集められた光に付与される旋光は流体媒体
中の光学活性成分の濃度に依存して二つの成分の強度に
影響するので、これらの強度の測定は、流体媒体5中の
光学活性コンポーネントの濃度を決定する技術をもたら
す。
例えば、直交偏光分析器部材44、46により選択される
光コンポーネントC、C1の強度は、以下のように表現で
きる。
IA=1o[cos2(θ+45゜-a)+Ecos2(θ−45゜−a)] IB=1o[cos2(θ-45゜-a)+Ecos2(θ+45゜−a)] (但し、記号A及びBは、出力ファイバー40、42を経る
偏光分析器部材44、46から伝達される二つの光出力C、
C1の強度に関し、θは、偏光子部材34の偏光軸と直交分
析器部材44、46の二等分線との間の有効角であり、角+
45゜及び−45゜は、θを修飾して、図2に示されるよう
にそれぞれ偏光軸Aと軸A1、A2との間の実際の有効角を
記載する。)用語「有効角」は、以下に説明される。IA
及びIBの合計及び差は、以下に明らかになるように、旋
光oについて比較的簡単な表現を生ずる。
サンプルが存在しないとき、もし四分の一波長板70の
主要な軸が偏光軸Aに平行であるならば、第二のパスか
らの反射された偏光は、第一のパスからの光に平行であ
り、そして有効角θは、偏光子部材34の偏光軸Aと直交
分析器部材44、46の二等分線との間の物理的な角度θ′
に等しいだろう。又、サンプルが存在しないとき、もし
四分の一波長板70の主要な軸が、それに対して平行であ
る代りに偏光軸Aに関して角度βであるならば、第二の
パスからの反射された光は、偏光軸Aに関して角度2β
であるだろう。そうすると、偏光子部材34の偏光軸Aと
直交分析器部材44、46の二等分線との間の有効角θは、
物理的な角度θ′及び2βの合計に等しい、即ちθ=
θ′+2βである。この例では、θ=0゜である。
もしaが全旋光を表しそしてθが偏光子及び分析器の
物理的な位置による未旋光の偏光並びに偏光子軸Aと四
分の一波長板の主要な軸との間の角βθ′+2βの有効
なオフセットを表すならば、IA及びIBの式は、出力ファ
イバー40、42により伝達される二つの光出力の強度を記
述するのに直接使用できる。IA及びIBの式の三角法の同
一性を利用しそして要約及び簡略化すると、以下の式
(II)を生ずる。
(IA−IB)/(IA+IB) =−sin(2θ−2α)×(1−E)/(1+E) この式は、光出力手段22の二つの光出力の測定された
強度に対する旋光aの関係を記述している。2個の定数
即ち係数θ及びE(偏光子/偏光部材並びに四分の一波
長板に関する合計の吸光係数)は、較正サンプルにより
決められる。
図3に関して、光強度から電圧への変換器48は、Unit
ed Detector Technology、3939 Landmark St.Culve
r City、California 90230から入手可能な感光ダイオ
ード装置よりなり、それは、二つの光出力の測定された
光強度を表すコンピュータ50に電圧信号をもたらす。コ
ンピュータ50は、Cambridge、MassachusettsのGW Inst
rumentsからのGWI−625 SEデータアクイジョンボード
並びにAustin、TexasのNational InstrumentsからのLa
bVIEWデータアクイジョンソフトウエアを備え、そして
上記の式(II)に示された強度比(IA−IB)/(IA
IB)を計算するようにプログラムされたApple Compute
r、Cupertino、CaliforniaからのMacintosh SEであ
る。コンピュータは、又上記と同じ分析技術を使用して
その中の光学活性成分の既知の濃度を有する同様な流体
媒体の分析により決定された貯えられた参照強度比と計
算された強度比を比較するために、計算コンパレータを
含む。これらの計算及び比較の段階後、コンピュータ
は、分析される流体媒体中の光学活性成分の測定された
濃度を表示及び/又は印刷するだろう。
本発明の上記の態様に従って構築されたプローブの操
作は、既知の光学活性のテスト溶液により確かめられ
た。これらのテスト溶液の測定は、上記の式(II)の定
数θ及びEの値を決定するのに最終的に使用された。以
下に示された表は、溶液の組成、予想された旋光及び較
正溶液のための測定された光出力を提供する。
表に示されたデータは、2mW HeNeレーザーからの=6
32.8nmの光波長を使用し、そして1.95cmの長さを有する
室4を使用して生じた。定数又は係数θ及びEは、溶液
濃度から計算した既知の旋光aに、表からの(IA−IB
/(IA+IB)の測定価を適合させることにより決定され
る。最良の適合価は、式(II)で、θ=107.7゜であ
り、E=0.05795であった。
適合する式のデータ及びプロットは、図5に示され
る。0.9993の回帰係数rの価は、データへの上記の式の
かなり良好な適合を示している。プローブは、約1.0゜
の旋光への感度を示した。
本発明は、二つの光入力及び二つの光出力をもたらす
スプリッタを使用するものとして記述されたが、本発明
は、それに制限されるものではなく、そして一つの光入
力及び一つの光出力を使用して実施できる。しかし、二
つの光出力スケームが、旋光角aの広い範囲の検出をも
たらし、そして分析中の強度の変動に伴う問題を避ける
のに好ましい。
本発明の前記の記述は、偏光子34及び分析器44及び46
がプローブボデーの範囲内にある図1及び3に示された
態様に限定されている。しかし、その偏光を保存しつ
つ、平面偏光を伝達できる偏光保存性を有する周知の光
ファイバーを使用することによりプローブボデーの外に
偏光子及び分析器を位置することもできる。本発明のこ
の特徴は、図4に示され、偏光子34及び分析器44及び46
は、前記のものと同じであるが、プローブボデーの外に
位置し後者から離れている。
図4の態様の光ファイバーが偏光保存ファイバーであ
るという事実を除いて、図3及び4の態様は同じであ
る。
図4の態様では、それぞれに関してそして入力偏光に
関し分析器により選択された出力光の偏光コンポーネン
トの角度は、分析器44、46に関する出力ファイバー40、
42の配向に依存するだろう。
もし光源が安定な偏光をもたらすものでありそしてス
プリッタ35が偏光を保存するものであるならば、スプリ
ッタと室4との間の偏光保存ファイバーの使用は、偏光
子を外すことができる。
本発明のプローブは、それからサンプルを取り出すこ
となく、流体媒体中の光学活性成分の存在及び濃度の分
析的決定をもたらす。プローブは、直接的なその場の分
析のために、静的又は動的である流体媒体に浸積でき
る。本発明は、分析のためにサンプルを取り出すことが
困難又は逆効果である、流体媒体の光学活性の測定に有
用性を有する。例えば、本発明は、立体特異性の合成及
び分離をモニターするのに使用できる。本発明は、実験
室及び生産のスケールの両方での処方プロセス並びにそ
の場の反応動力学及び反応の程度をモニターするのに使
用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−43983(JP,A) 特開 昭61−83924(JP,A) 特開 昭63−144236(JP,A) 特開 昭62−135740(JP,A) 特開 昭61−124834(JP,A) 特開 昭60−107546(JP,A) 特開 平2−118416(JP,A) 米国特許3797940(US,A) 米国特許3740155(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/61 G01J 4/00 - 4/04 G02B 6/36 EPAT(QUESTEL) WPI(DIALOG)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体媒体中の光学活性成分の存在を決定す
    るのに使用される光学プローブであって、 (a)該媒体を収容するための室を有するハウジング、 (b)該媒体の光学活性成分に起因する入射光に第一の
    旋光を誘発するために該媒体を通る第一のパスに関して
    該室に平面偏光を透過するための入射光入力手段、 (c)該媒体を通る第二のパスに関して該室を通って該
    室に戻る入射光を反射するための手段、 (d)該光学活性成分に起因しそして第一の旋光と組み
    合わされるとき検出可能な光学的効果を生ずる前記の第
    二のパス中第二の旋光を達成するように、該媒体を通る
    前記の第二のパス前に第一の旋光を偏光するための入射
    光及び反射光の路中の反射手段と室との間に配置された
    四分の一波長板、並びに (e)反射された光を集めるための光出力手段を含む光
    学プローブ。
  2. 【請求項2】入射光入力手段は、少なくとも1本の光フ
    ァイバーを含む請求項1のプローブ。
  3. 【請求項3】該光を偏光するための該室と光の源との間
    に偏光手段を含む請求項1のプローブ。
  4. 【請求項4】第一の旋光を変更するための手段は、第二
    の旋光が第一の旋光に付加されるように前記の第一の旋
    光を逆にする請求項1のプローブ。
  5. 【請求項5】第一の旋光を変更するための手段は、一度
    は第一のパスの間そしてもう一度は反射手段による反射
    の結果として、その中の二回の光の通過により前記の第
    一の旋光を逆にする四分の一波長板を含む請求項3のプ
    ローブ。
  6. 【請求項6】流体媒体中の光学活性成分の存在を決定す
    るのに使用される光学プローブであって、 (a)流体媒体中に浸積可能でありしかも該媒体を収容
    するためにその中に室を有する流体を通さないハウジン
    グ、 (b)該媒体の光学活性成分に起因する入射光に第一の
    旋光を与えるために該媒体を通る第一のパスのための該
    室の一端にその源からの路の沿って入射する偏光を透過
    するための光入力手段、 (c)該媒体を通る第二のパスのための該室への逆の路
    に沿って入射光を元に反射するための該室の反対の端の
    該光の路の反射手段、 (d)該光学活性成分に起因しそして前記の第一の旋光
    に付加する前記の第二のパス中第二の旋光を達成するよ
    うに該媒体を通る前記の第二のパス前に第一の旋光を変
    えるための反射された光の逆の路にあって反射手段と室
    との間の四分の一波長板、並びに (e)反射光を集めるための集光手段 を含む光学プローブ。
  7. 【請求項7】光入力手段は、該光を伝達するための第一
    及び第二の光入力ファイバー並びに室を通過する光に平
    面偏光を与えるための入力ファイバーと室との間の入力
    偏光子手段を含む請求項6のプローブ。
  8. 【請求項8】光を集める手段は、それぞれの第一及び第
    二の光入力ファイバーから反射した光を集めるように配
    向された第一及び第二の光出力ファイバー、並びにそれ
    ぞれの出力ファイバーと室との間のそれぞれの第一及び
    第二の出力偏光分析器部材を含む請求項7のプローブ。
  9. 【請求項9】偏光分析器部材は、互いに角度を有して配
    置された偏光軸を有する請求項8のプローブ。
  10. 【請求項10】流体媒体中の光学活性成分の濃度を決定
    するための装置であって、光出力手段がその強度が流体
    媒体を通る第一及び第二のパス中誘発される旋光により
    影響される光出力を提供する請求項1の光学プローブ、
    光出力の強度を測定するための該プローブの光出力手段
    に組み合わされた手段、並びにその中に光学活性成分の
    既知の濃度を有する同様な流体媒体から得られる参照強
    度と測定された強度を比較するための手段を含む装置。
  11. 【請求項11】流体媒体中の光学活性成分の存在を決定
    する方法であって、 (a)光学活性成分に起因する偏光面の第一の旋光を誘
    発するために第一の方向の流体媒体を通る第一のパスに
    平面偏光を向ける段階、 (b)該光の垂直なコンポーネントに関して該光の一つ
    のコンポーネントを半波長遅らすことにより該流体媒体
    を経る前記の第一のパス後光の第一の旋光を変更し、第
    一の旋光の変更後第二のパスで該媒体を経る光を反射し
    て検出可能な光学的効果を生ずるために第一の旋光と組
    合せ可能でありしかも光学活性成分に起因する第二のパ
    スの間第二の旋光を達成する段階、並びに (c)分析の第二のパスから光を集める段階 を含む方法。
  12. 【請求項12】第一の旋光は、第二の旋光が第一の旋光
    に等しくそして付加するように、該媒体を経る第一のパ
    ス後でもう一度該媒体を経る第二のパス前に光が四分の
    一波長板を通過することにより変更される請求項11の方
    法。
  13. 【請求項13】光学活性成分の濃度を決定するために集
    めた光を段階c後分析することを含む請求項11の方法。
  14. 【請求項14】該成分の濃度は、その強度を測定しそし
    てその中の光学活性成分の既知の濃度を有する同様な流
    体媒体から得られる参照強度と測定された強度とを比較
    することにより決定される請求項13の方法。
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4317551C2 (de) * 1993-05-26 1997-02-20 Fraunhofer Ges Forschung Anordnung zum Messen der Konzentration von in einer Lösung gelösten optisch aktiven Substanzen
US5710626A (en) * 1996-11-15 1998-01-20 Westinghouse Savannah River Company Rugged fiber optic probe for raman measurement
FR2757271B1 (fr) * 1996-12-13 1999-01-15 Benichou Robert Appareil de controle du niveau d'un fluide dans un reservoir
US6137108A (en) * 1998-06-17 2000-10-24 Foss Nirsystems Incorporated Instrument and method for spectroscopic analysis by reflectance and transmittance
JP4507372B2 (ja) * 2000-09-08 2010-07-21 パナソニック株式会社 尿検査装置
EP1422512A1 (en) * 2001-08-28 2004-05-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Apparatus for measuring information on particular component
DE10321356A1 (de) * 2003-05-13 2004-12-23 Ses-Entwicklung Gmbh Verfahren zur reflexions-polarimetrischen Bestimmung der Konzentration optisch aktiver Bestandteile in Medien sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE102005036898B4 (de) * 2005-08-05 2008-01-10 Hellma Gmbh & Co. Kg Vorrichtung für die Analyse oder Absorptionsmessung an einer kleinen Flüssigkeitsmenge
US7826050B2 (en) 2007-09-05 2010-11-02 Baker Hughes Incorporated System and method for dual path length optical analysis of fluids downhole
DE102010048651B3 (de) * 2010-10-15 2012-03-22 Berthold Detection Systems Gmbh Vorrichtung zur photometrischen Untersuchung einer Flüssigkeitsprobe
US9936904B2 (en) * 2012-06-05 2018-04-10 Alan J. Leszinske Method and apparatus for automated measurement of chiral analyte concentration
US20160231176A1 (en) * 2015-02-05 2016-08-11 Polarization Solutions, Llc Light irradiation device having polarization measuring mechanism

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3164663A (en) * 1960-10-27 1965-01-05 Beckman Instruments Inc Probe for colorimetric measurement
GB1375834A (ja) * 1970-12-09 1974-11-27
US3747940A (en) * 1971-03-15 1973-07-24 Motorola Inc Tape cartridge ejection mechanism
US3740155A (en) * 1971-04-01 1973-06-19 Syntex Corp Colorimeter probe
JPS5930203B2 (ja) * 1978-10-18 1984-07-25 株式会社東芝 光センサ
JPS5653430A (en) * 1979-10-05 1981-05-13 Olympus Optical Co Ltd Measuring method by use of photoelasticity
US4573761A (en) * 1983-09-14 1986-03-04 The Dow Chemical Company Fiber-optic probe for sensitive Raman analysis
KR900000659B1 (ko) * 1984-09-18 1990-02-02 미쓰비시 전기주식회사 광계측(光計側)장치
JPS61124834A (ja) * 1984-11-21 1986-06-12 Sharp Corp 光応用センサ
US4707134A (en) * 1984-12-04 1987-11-17 The Dow Chemical Company Fiber optic probe
DE58903504D1 (de) * 1988-07-19 1993-03-25 Siemens Ag Verfahren zur messung der konzentration optisch aktiver substanzen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens.
US4909588A (en) * 1988-08-25 1990-03-20 The Dow Chemical Company Sealed fiber optic probe
DE3829103A1 (de) * 1988-08-27 1990-03-01 Philips Patentverwaltung Optische sensoranordnung
US5044755A (en) * 1989-03-03 1991-09-03 Lt Industries Probe for transmitting and receiving light from a sample

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US5311283A (en) 1994-05-10

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