PL193266B1 - Sposób znakowania węglowodorów i mieszanin węglowodorów oraz sposób wykrywania znaczników w węglowodorach i mieszaninach węglowodorów - Google Patents

Abstract

1. Sposób znakowania w eglowodorów i mieszanin w eglowodorów z u zyciem co najmniej dwóch znaczników, znamienny tym, ze te znaczniki poch laniaj a promieniowanie w obszarze widma 600 - 1200 nm i reemituj a swiat lo fluorescencyjne, a zakres absorpcji co najmniej jednego znacznika cz esciowo pokrywa si e z zakresem absorpcji co najmniej jednego innego znacznika, przy czym jako znaczniki stosuje si e rozpuszczalne w tych w eglowodorach i mieszaninie w eglowo- dorów zwi azki wybrane z grupy obejmuj acej wolne od metalu i zawieraj ace metal ftalocyjaniny, wolne od metalu i zawieraj ace metal naftaloftalocyjaniny, kompleksy nikiel-ditiolen, pochodne ami- niowe amin aromatycznych, barwniki metynowe, barwniki na bazie kwasu skwarynowego i barwniki na bazie kwasu krokonowego. PL PL PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób znakowania węglowodorów i mieszanin węglowodorów oraz sposób wykrywania znaczników w węglowodorach i mieszaninach węglowodorów.

Znakowanie cieczy jest często niezbędne w celu umożliwienia ich wykrywania, np. przy ich użytkowaniu, z zastosowaniem odpowiednich metod. Umożliwia to np. odróżnienie oleju opałowego, który zwykle jest obłożony mniejszą stawką podatkową, od oleju napędowego, przeważnie wyżej opodatkowanego, względnie znakowanie strumieni produktów w dużych zakładach przemysłowych, np. w rafineriach naftowych, oraz ich ś ledzenie.

Jeśli znakowanie cieczy ma być niewidoczne dla oka ludzkiego, niezbędne jest stosowanie znaczników, które absorbują i/lub emitują promieniowanie poza widzialnym zakresem widma. Dzięki niezwykle wysokiej czułości metod wykrywania i związanej z tym możliwości osiągnięcia niezawodnego znakowania z użyciem małej ilości dodanego znacznika, użyteczne są przede wszystkim takie znaczniki, które reemitują pochłonięte promieniowanie jako światło fluorescencyjne. To wyemitowane promieniowanie zwykle ma niższą częstotliwość niż promieniowanie pochłonięte (promieniowanie Stokesa), a rzadziej ma taką samą częstotliwość (promieniowanie rezonansowe) albo nawet wyższą częstotliwość (promieniowanie anty-Stokesa).

Znakowanie węglowodorów i mieszanin węglowodorów (np. różnych klas oleju napędowego i benzyn silnikowych albo innych olejów mineralnych) ma duż e znaczenie ekonomiczne. Te ciecze zwykle same wykazują wysoką absorpcję i/lub fluorescencję w zakresie widma poniżej około 600 nm, toteż nie jest zaskakujące, że stosowane znaczniki pochłaniają i/lub fluoryzują powyżej około 600 nm.

Zatem idealnie związki użyteczne jako znaczniki powinny mieć następujące podstawowe właściwości:

- wysoką absorpcję w obszarze widma 600 - 1200 nm,

- niewielką lub żadną absorpcję/fluorescencję w zakresie widzialnym widma,

- silną emisję ś wiatła fluorescencyjnego w obszarze widma 600 - 1200 nm,

- wykrywalne poziomy emitowanego promieniowania fluorescencyjnego po dodaniu do danej cieczy w ilości poniżej 1 ppm (części na milion), oraz

- odpowiednią rozpuszczalność w cieczy przeznaczonej do znakowania.

Ponadto, w zależności od konkretnych wymagań, związki użyteczne jako znaczniki powinny spełniać jedno lub więcej z następujących wymagań:

- ł atwość mieszania się z innymi znacznikami i ewentualnie innymi dodatkami obecnymi w cieczy (ciecze znakowane i ewentualnie zawierające dodatki również powinny mieszać się ze sobą),

- odpowiednia trwałość pod wpływem działania czynników zewnętrznych (np. temperatury, ś wiatła, wilgoci itp., samego związku oraz związku rozpuszczonego w cieczy do znakowania,

- nie powinny one być szkodliwe dla środowiska, w którym są stosowane, np. w silnikach spalinowych, zbiornikach magazynowych, itp., oraz

- powinny one być bezpieczne pod wzglę dem toksykologicznym i ekologicznym.

W publikacji WO 94/02570 opisano znakowanie cieczy z uż yciem znaczników o maksimum absorpcji w zakresie 600 - 1200 nm i/lub maksimum fluorescencji w zakresie 620 - 1200 nm, wybranych z grupy obejmującej wolne od metalu i zawierające metal ftalocyjaniny, wolne od metalu i zawierające metal naftalocyjaniny, kompleksy nikiel-ditiolen, pochodne aminiowe amin aromatycznych, barwniki metynowe i barwniki na bazie kwasu azulenoskwarynowego. Opisano również sposób zasadniczo polegający na wykrywaniu światła fluorescencyjnego znacznika obecnego w cieczy, który to znacznik pochłania promieniowanie w podanym obszarze widma. W tej publikacji opisano również detektor do wykrywania znacznika. Jednakże równoczesne zastosowanie dwóch lub większej liczby znaczników nie zostało wyraźnie ujawnione.

W opisie patentowym US 5525516 opisano sposób znakowania olejów mineralnych z użyciem związków, których emisja fluorescencyjna znajduje się w zakresie bliskiej podczerwieni. Jako takie znaczniki stosuje się podstawione ftalocyjaniny, podstawione naftalocyjaniny oraz pochodne kwasu skwarynowego lub krokonowego. W opisie stwierdzono w części opisowej (kolumna 3, wiersze 35 - 40), że zgodnie z wynalazkiem możliwe jest również znakowanie jednego lub większej liczby olejów mineralnych, nie tylko z użyciem jednego, lecz także z użyciem dwóch lub większej liczby związków, których emisja fluoroscencyjna jest w zakresie podczerwieni. Ponadto dalej stwierdzono, że te dwa lub większą liczbę związków dobiera się tak, że pochłaniają one promieniowanie podczerwone i/lub reemitują światło fluoroscencyjne o długościach fal na tyle różniących się między sobą, że nie następują

PL 193 266 B1 zakłócenia podczas wykrywania poszczególnych związków. W przypadku zastosowania znanych urządzeń wykrywających stwierdzono (kolumna 4, wiersze 25 - 28), że różnice w absorpcji/emisji fluorescencyjnej tak małe jak 20 nm w długości fali mogą być rozróżnialne. W opisie wyraźnie wykluczono stosowanie znaczników o częściowo pokrywających się zakresach absorpcji. Co więcej, wskazane jest (kolumna 3, wiersze 41 - 44), że taki związek fluorescencyjny lub takie związki fluorescencyjne powinny korzystnie pochłaniać przy długości fali poniżej 850 nm, ponieważ oleje mineralne pochłaniają powyżej tej długości fali.

W opisie patentowym US 5525516 ujawniono także sposób identyfikacji olejów mineralnych, które zostały oznakowane z użyciem jednego lub większej liczby znaczników. Oznakowany olej mineralny lub zawarte w nim znaczniki wystawia się na działanie promieniowania elektromagnetycznego w zakresie 670 - 850 nm (zakres absorpcji). Jednak poza tym nie podano dalszych informacji jak należy postępować gdy oleje mineralne zostaną oznakowane z użyciem więcej niż jednego znacznika.

W opisie patentowym US 5710046 opisano sposób znakowania benzyny, poprzez wykrywanie wolnych od metalu barwników fluorescencyjnych rozpuszczonych w benzynie. Odpowiednio znakowaną benzynę wzbudza się za pomocą promieniowania z pasma o długości fali 600 - 2500 nm, wykrywa się emitowane przez barwnik światło fluorescencyjne w paśmie o długości fali 600 - 2500 nm, i wynikowy sygnał wykrywają cy stosuje się do identyfikowania znakowanej próbki. Ponadto w opisie tym dokładnie opisano budowę detektora do wykrywania barwników fluorescencyjnych w znakowanych próbkach benzyny. Jednakże zastosowanie większej liczby znaczników (barwników) nie zostało omówione.

Jeżeli ciecze, np. węglowodory i mieszaniny węglowodorów (takie jak np. benzyny, oleje napędowe i inne oleje mineralne), z różnych źródeł lub od różnych producentów mają być oznakowane, wymaganych jest wiele różnych znaczników gdy tylko jeden znacznik stosuje się dla jednej cieczy. Te różne znaczniki muszą wystarczająco różnić się pod względem ich charakterystyk absorpcji i/lub fluorescencji dla umożliwienia identyfikacji cieczy ze względu na ich pochodzenie i/lub producenta. Ponadto znakowanie cieczy z użyciem tylko jednego znacznika ułatwia innym fałszowanie nieoznakowanych cieczy poprzez dodawanie odpowiedniego znacznika. Jest to niezmiernie ważne gdy ciecze równoważne chemicznie i jakościowo mają różne stawki podatkowe. Przykładowo, są to olej opałowy i olej napę dowy.

Istniała potrzeba opracowania sposobu znakowania cieczy z użyciem dwóch lub większej liczby znaczników do znakowania cieczy za pomocą odpowiedniego znaku jak „odcisk palca”, trudnego do odtworzenia.

Wynalazek dotyczy sposobu znakowania węglowodorów i mieszanin węglowodorów z użyciem co najmniej dwóch znaczników, polegającego na tym, że te znaczniki pochłaniają promieniowanie w obszarze widma 600 - 1200 nm i reemitują ś wiatł o fluorescencyjne, a zakres absorpcji co najmniej jednego znacznika częściowo pokrywa się z zakresem absorpcji co najmniej jednego innego znacznika, przy czym jako znaczniki stosuje się rozpuszczalne w tych węglowodorach i mieszaninie węglowodorów związki wybrane z grupy obejmującej wolne od metalu i zawierające metal ftalocyjaniny, wolne od metalu i zawierające metal naftaloftalocyjaniny, kompleksy nikiel-ditiolen, pochodne aminiowe amin aromatycznych, barwniki metynowe, barwniki na bazie kwasu skwarynowego i barwniki na bazie kwasu krokonowego.

Korzystnie stosuje się znaczniki, których odpowiednia długość fali maksimum absorpcji znajduje się w obszarze widma 600 - 1200 nm.

Korzystnie dodaje się liczbę n znaczników, przy czym n oznacza liczbę całkowitą 2 - 10.

Korzystnie dodaje się liczbę n znaczników, przy czym n oznacza liczbę całkowitą 2 - 6.

Korzystnie dodaje się liczbę n znaczników, przy czym n oznacza liczbę całkowitą 2 - 4.

Wynalazek dotyczy również sposobu wykrywania znaczników w węglowodorach i mieszaninach węglowodorów znakowanych wyżej opisanym sposobem, polegającego na tym, że stosuje się źródła światła, które emitują promieniowanie w zakresach absorpcji tych znaczników i wykrywa się światło fluorescencyjne reemitowane przez te rozpuszczone w tych węglowodorach i mieszaninie węglowodorów znaczniki, przy czym co najmniej jedno z tych źródeł światła emituje promieniowanie w zakresie absorpcji co najmniej jednego znacznika częściowo pokrywającym się z zakresem absorpcji co najmniej jednego innego znacznika, a liczba źródeł światła jest równa liczbie znaczników lub mniejsza.

Korzystnie jako źródła światła stosuje się lasery półprzewodnikowe, diody półprzewodnikowe lub lasery z ciałem stałym.

PL 193 266 B1

Zastosowanie dwóch lub większej liczby znaczników, gdy zakres pochłaniania co najmniej jednego znacznika częściowo pokrywa się z zakresem pochłaniania co najmniej jednego innego znacznika, umożliwia stosowanie większej liczby znaczników w obrębie rozważanego zakresu długości fali. Ważniejsze jest jednak to, że jakikolwiek związek chemiczny użyty przez innych w celu oszukańczego podrobienia, musi mieć nie tylko maksima pochłaniania podobne do oryginalnych znaczników, ale także podobne charakterystyki do tych oryginalnych znaczników w pozostałym obszarze zakresu absorpcji.

Przykładowo przyjmijmy, że każdy podrobiony znacznik ma tylko jedno stosunkowo wąskie maksimum absorpcji, które odpowiada temu dla oryginalnego znacznika. Przyjmijmy następnie, że oryginalne znaczniki mają dodatkowo zakresy absorpcji, które częściowo pokrywają się w pewnym obszarze, to jest, że znakowanie zostało przeprowadzone zgodnie z wynalazkiem. Następnie gdy zastosuje się źródła światła, które emitują tylko w obszarach maksimów absorpcji, podobne widma fluorescencyjne osiągnie się prawdopodobnie w obu przypadkach. Jednak gdy zastosuje się źródła światła, które emitują widmo o długościach fali, przy których podrobione znaczniki nie wykazują absorpcji, a oryginalne znaczniki wykazują pokrywające się zakresy absorpcji, wówczas należy się spodziewać, że emitowane przez te znaczniki światło fluorescencyjne zostanie wykryte w tym ostatnim przypadku, a nie zostanie wykryte w poprzednim.

Ponadto przykładowo przyjmijmy, że maksimum pochłaniania dla oryginalnego znacznika M1 znajduje się w zakresie pokrywania się absorpcji pomiędzy maksimum pochłaniania znacznika M1 i tego dla nastę pnego oryginalnego znacznika M2. Jeż eli nast ę pnie każ dy z tych znaczników M1 i M2 jest wzbudzony w ich maksimum absorpcji, wówczas sygnał fluorescencji od znacznika M1 powinien pochodzić tylko od jego wzbudzenia, podczas gdy sygnał fluorescencji znacznika M2 będzie zawierał składnik pochodzący od jego indywidualnego wzbudzenia (w maksimum pochłaniania znacznika M2), oraz następny składnik pochodzący od wzbudzenia znacznika M1 (w jego maksimum absorpcji i jednocześnie w zakresie pokrywania się obszarów absorpcji pomiędzy znacznikami M1 i M2). W przeciwieństwie do tego, odpowiadające znaczniki podrobione bez pokrywających się w taki sposób zakresów absorpcji, przy wzbudzeniu w ich maksimum absorpcji wykażą tylko ich poszczególne, indywidualne sygnały fluorescencyjne. Zostanie to omówione bardziej szczegółowo w dalszej części opisu.

Jako znaczniki stosuje się np. ftalocyjaniny o wzorze la

w którym

Me¹ oznacza dwa atomy wodoru, dwa atomy litu, atom magnezu, cynku, miedzi, niklu, VO, TiO, AlCl, AlO-C1-C20-alkil, AlNH-C1-C20-alkil, AlN(C1-C20-alkil)2, AlO-C6-C20-aryl, Al-NH-C6-C20-aryl lub

AlN(C6-C20-aryl)2, AlN-Het, gdzie N-Het oznacza nasycony lub nienasycony pięcio-, sześcio- lub siedmioczłonowy pierścień heterocykliczny, który oprócz co najmniej jednego atomu azotu może zawierać jeden lub dwa dodatkowe atomy azotu i/lub dodatkowy atom tlenu lub siarki w pierścieniu, oraz jest ewentualnie podstawiony 1 - 3 podstawnikami wybranymi z grupy obejmującej C1-C4-alkil, fenyl, benzyl i fenyloetyl, przy czym jest on przyłączony do atomu glinu poprzez atom azotu w pierścieniu, albo

16

Si(OH)2, co najmniej 4 spośród podstawników R¹ - R¹⁶ niezależnie oznaczają podstawnik o wzorze W-X¹, w którym W oznacza wiązanie chemiczne, atom tlenu, atom siarki, grupę iminową, grupę C1-C4-alkiloiminową lub fenyloiminową, a X¹ oznacza C1-C20-alkil lub C3-C10-cykloalkil, ewentualnie zawierający 1 - 4 atomy tlenu jako człony i ewentualnie podstawiony fenylem, adamantyl lub ewentualnie podstawiony fenyl, nasycone pięcio-, sześcio- lub siedmioczłonowe pierścienie heterocykliczne, które mogą zawierać jeden lub dwa dodatkowe atomy azotu i/lub jeden dodatkowy atom tlenu lub siarki

PL 193 266 B1 w pierś cieniu, oraz są ewentualnie podstawione 1 - 3 podstawnikami z grupy obejmującej C1-C4-alkil, fenyl, benzyl i fenyloetyl, przy czym są one przyłączone do pierścienia benzenu poprzez atom azotu w pierś cieniu, a pozostał e podstawniki R¹ - R¹⁶ oznaczają atom wodoru, atom chlorowca, hydroksysulfonyl lub C1-C4-dialkilosulfamoil.

Ponadto jako znaczniki stosuje się np. ftalocyjaniny o wzorze Ib

w którym

R¹⁷ i R¹⁸ lub R¹⁸ i R¹⁹ lub R¹⁹ i R²⁰ razem tworzą podstawnik o wzorze X²-C2H4-X³, w którym jeden z X² 3 19 20 17 20 i X³ oznacza atom tlenu, a drugi oznacza grupę iminową lub C1-C₄-alkiloiminową, R¹⁹ i R²⁰ lub R¹⁷ i R²⁰ lub R¹⁷ i R¹⁸ niezależnie oznaczają atom wodoru lub chlorowca, a Me¹ ma wyżej podane znaczenie.

Inne odpowiednie ftalocyjaniny, jeśli nie zostały już wymienione wśród wyżej opisanych ftalocyjanin, są przedstawione w opisie patentowym US 5526516 jako związki o ogólnym wzorze I i przykładowo w tabeli 3, a także w opisie patentowym US 5703229 jako związki o ogólnym wzorze II i przykładowo w tabeli 3.

Jako znaczniki stosuje się np. naftalocyjaniny o wzorze II

w którym

Y¹, Y², Y³, Y⁴, Y⁵, Y⁶, Y⁷ i Y⁸ niezależnie oznaczają atom wodoru, hydroksyl, C1-C20-alkil, C3-C10-cykloalkil lub C1-C20-alkoksyl, przy czym grupy alkilowe mogą zawierać 1 - 4 atomy tlenu jako człony i mogą być podstawione fenylem, nasycone pięcio-, sześcio- lub siedmioczłonowe pierścienie heterocykliczne, które mogą zawierać jeden lub dwa dodatkowe atomy azotu i/lub dodatkowy atom tlenu lub siarki w pierścieniu, oraz są ewentualnie podstawione 1 - 3 podstawnikami z grupy obejmującej C1-C4-alkil, fenyl, benzyl i fenyloetyl, przy czym są one przyłączone do pierścienia benzenu poprzez atom azotu w pierścieniu, Y⁹, Y¹⁰, Y¹¹ i Y¹² niezależnie oznaczają atom wodoru, C1-C₂₀-alkil lub C1-C20-alkoksyl, przy czym grupy alkilowe mogą zawierać 1 - 4 atomy tlenu jako człony łańcucha, atom chlorowca, hydroksysulfonyl lub C1-C4-dialkilosulfamoil, a Me² oznacza Me¹ lub grupę o wzorze

PL 193 266 B1 _r17

Si ,18 w którym

Y¹⁷ i Y¹⁸ niezależnie oznaczają hydroksyl, C1-C20-alkoksyl, C1-C20-alkil, C2-C20-alkenyl, C3-C20-alkenyloksyl lub grupę o wzorze

w którym

Y¹⁹ oznacza C₁-C₂₀-alkil, C₂-C₂₀-alkenyl lub C₄-C₂₀-alkadienyl, a Y²⁰ i Y²¹ niezależnie oznaczają C1-C12-alkil, C2-C12-alkenyl lub wyżej podany podstawnik OY¹⁹.

Szczególnie interesujące są naftalocyjaniny o wzorze II, w którym co najmniej jeden z podstawników Y¹ - Y⁸ ma znaczenie inne niż atom atomu wodoru.

Inne odpowiednie naftalocyjaniny, jeśli nie zostały już wymienione wśród wyżej określonych naftalocyjanin, są przedstawione w opisie patentowym US 5526516 jako związki o ogólnym wzorze II i przykładowo w tabeli 4, a także w opisie patentowym US 5703229 jako związki o ogólnym wzorze III i przykładowo w tabeli 4.

Jako znaczniki stosuje się np. kompleksy nikiel-ditiolen o wzorze III

w którym

L¹, L², L³ i L⁴ niezależnie oznaczają C1-C20-alkil ewentualnie zawierający 1 - 4 atomy tlenu jako człony łańcucha, fenyl, C1-C20-alkilofenyl, C1-C20-alkoksyfenyl, przy czym grupy alkilowe mogą zawierać 1 - 4 atomy tlenu jako człony łańcucha, albo L¹ i L² i/lub L³ i L⁴ razem tworzą podstawnik o wzorze

Jako znaczniki stosuje się np. związki aminiowe o wzorze IV

w którym

Z¹, Z², Z³ i Z⁴ niezależnie oznaczają C1-C20-alkil ewentualnie zawierający 1 - 4 atomy tlenu jako człony łańcucha, C₁-C₂₀-alkanoil lub podstawnik o wzorze

PL 193 266 B1 w którym Z⁶ oznacza atom wodoru, C1-C20-alkil ewentualnie zawierający 1 - 4 atomy tlenu jako człony łańcucha lub C1-C20-alkanoil, Z⁷ oznacza atom wodoru lub C1-C20-alkil ewentualnie zawierający 1 - 4 atomy tlenu jako człony łańcucha, Z⁸ oznacza atom wodoru, C1-C20-alkil ewentualnie zawierający 1 - 4 atomy tlenu jako człony łańcucha lub atom chlorowca, a A^n- oznacza równoważnik anionu.

Jako znaczniki stosuje się np. barwniki metynowe o wzorze V

w którym pierścienie A i B mogą być niezależnie benzoskondensowane i podstawione, E¹ i E² niezależnie oznaczają atom tlenu, atom siarki, grupę iminową lub grupę o wzorze

-C(CH₃)₂— lub — CH=CH—

D oznacza grupę o wzorze

w których to wzorach E³ oznacza atom wodoru, C1-C6-alkil, atom chloru lub atom bromu, a E⁴ oznacza atom wodoru lub C1-C6-alkil, Q¹ i Q² niezależnie oznaczają fenyl, C5-C7-cykloalkil, C1-C12-alkil ewentualnie zawierający 1 - 3 atomy tlenu jako człony łańcucha i ewentualnie podstawiony podstawnikiem wybranym z grupy obejmującej hydroksyl, atom chloru, atom bromu, karboksyl, C1-C4-alkoksykarbonyl, akryloiloksyl, metakryloiloksyl, hydroksysulfonyl, grupę C1-C7-alkanoiloaminową, C1-C6-alkilokarbamoil, C1-C₆-alkilokarbamoiloksyl lub podstawnik o wzorze G®(K)₃, w którym G oznacza atom azotu lub fosforu, a K oznacza fenyl, C5-C7-cykloalkil lub C1-C12-alkil, A^n- oznacza równoważnik anionu, a n oznacza 1, 2 lub 3.

Odpowiednimi barwnikami na bazie kwasu skwarynowego są np. związki przedstawione w opisie patentowym US 5526516 jako związki o ogólnym wzorze III i przykładowo w tabeli 2 oraz są wymienione w opisie patentowym US 5703229 jako związki o ogólnym wzorze IV i przykładowo w tabeli 2.

Do odpowiednich barwników na bazie kwasu skwarynowego należą także barwniki na bazie kwasu azulenoskwarynowego, np. związki o wzorze VI

w którym

J oznacza C1-C12-alkilen, T¹ oznacza atom wodoru, atom chlorowca, grupę aminową, hydroksyl, C1-C12-alkoksyl, fenyl, podstawiony fenyl, karboksyl, C1-C12-alkoksykarbonyl, grupę cyjanową lub podstawnik o wzorze -NT⁷-CO-T⁶, -CO-NT⁶T⁷ lub O-CO-NT⁶T⁷, gdzie T⁶ i T⁷ niezależnie oznaczają atom wodoru, C1-C12-alkil, C5-C7-cykloalkil, fenyl, 2,2,6,6-tetrametylopiperydyn-4-yl lub cykloheksyloaminokarbonyl, a T², T³, T⁴ i T⁵ niezależnie oznaczają atom wodoru lub C1-C12-alkil, ewentualnie podstawione atomem chlorowca, grupą aminową, C1-C12-alkoksylem, fenylem, podstawionym fenylem, karboksylem, C1-C12-alkoksykarbonylem lub grupą cyjanową, przy czym pozycje podstawników J-T¹ i T⁴ w pierścieniu azulenu mogą także być zamienione w jednym lub obydwu pierścieniach azulenu gdy T⁵ oznacza atom wodoru.

Do innych odpowiednich barwników na bazie kwasu skwarynowego należą np. związki o wzorze VIa

PL 193 266 B1

w którym każdy Ar niezależnie oznacza ewentualnie podstawiony grupą C1-C20-alkoksylową, C1-C20-alkiloaminową, C1-C20-dialkiloaminową lub C1-C20-alkilotio pięcio- lub sześcioczłonowy pierścień aromatyczny lub heteroaromatyczny, np. fenylowy, naftylowy, tiofenowy, pirydynowy lub tiazolowy. Grupy alkilowe mogą zawierać 1 - 4 atomy tlenu jako człony łańcucha i mogą być podstawione fenylem.

Ar korzystnie oznacza fenyl, który jest monopodstawiony, dipodstawiony lub tripodstawiony wymienionymi podstawnikami w pozycjach 2,2,4 lub 2,4,6. Korzystnie gdy fenyl jest wielopodstawiony, te podstawniki są takie same. Szczególnie interesujące są te związki, w których dwa Ar są takie same.

Odpowiednimi barwnikami na bazie kwasu krokonowego są np. związki przedstawione w opisie patentowym US 5526516 jako związki o ogólnym wzorze IV i przykładowo podane w tabeli 5.

Każdy alkil, alkilen lub alkenyl w wyżej wymienionych wzorach może być prostołańcuchowy lub rozgałęziony.

We wzorze Ia, II, III, IV lub VIa odpowiednimi podstawnikami C1-C20-alkilowymi, które mogą zawierać 1 - 4 atomy tlenu jako człony łańcucha, są np. metyl, etyl, propyl, izopropyl, butyl, izobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, izopentyl, neopentyl, t-pentyl, heksyl, 2-metylopentyl, heptyl, oktyl,

2-etyloheksyl, izooktyl, nonyl, izononyl, decyl, izodecyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, 3,5,5,7-tetrametylononyl, izotridecyl (powyższe określenia izooktyl, izononyl, izodecyl i izotridecyl mają znane nazwy i pochodzą od alkoholi otrzymywanych w procesie okso - patrz Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie, wydanie 4, tom 7, strony 215 - 217, a także tom 11, strony 435 i 436), tetradecyl, pentadecyl, heksadecyl, heptadecyl, oktadecyl, nonadecyl, eikozyl, 2-metoksyetyl, 2-etoksyetyl,

2- propoksyetyl, 2-izopropoksyetyl, 2-butoksyetyl, 2- lub 3-metoksypropyl, 2- lub 3-etoksypropyl, 2- lub

3- propoksypropyl, 2- lub 3-butoksypropyl, 2- lub 4-metoksybutyl, 2- lub 4-etoksybutyl, 2- lub

4- propoksybutyl, 2- lub 4-butoksybutyl, 3,6-dioksaheptyl, 3,6-dioksaoktyl, 4,8-dioksanonyl, 3,7-dioksaoktyl, 3,7-dioksanonyl, 4,7-dioksaoktyl, 4,7-dioksanonyl, 4,8-dioksadecyl, 3,6,8-trioksadecyl, 3,6,9-trioksaundecyl, 3,6,9,12-tetraoksatridecyl lub 3,6,9,12-tetraoksatetradecyl.

We wzorze Ia lub II odpowiednimi podstawnikami C3-C10-cykloalkilowymi są ewentualnie rozgałęzione podstawniki cykloalkilowe, które mogą zawierać 1 - 4 atomy tlenu jako człony, np. cyklopropyl, cyklobutyl, cyklopentyl, tetrahydrofuranyl, cykloheksyl, tetrahydropiranyl, cykloheptyl, oksepanyl,

1-metylocyklopropyl, 1-etylocyklopropyl, 1-propylocyklopropyl, 1-butylocyklopropyl, 1-pentylocyklopropyl, 1-metylo-1-butylocyklopropyl, 1,2-dimetylocyklopropyl, 1-metylo-2-etylocyklopropyl, cyklooktyl, cyklononyl lub cyklodecyl.

We wzorze la, Ib lub II odpowiednie podstawniki C6-C20-arylowe w ugrupowaniach AlO-C6-C20-aryl-, Al-NH-C6-C20-aryl-lub AlN(-C6-C20-aryl)2- grup Me¹ i Me² oznaczają np. fenyl ewentualnie podstawiony 1 - 2 C1-C7-alkilami, 1 - 3 C1-C4-alkilami, 1 - 4 C1-C3-alkilami lub 1 - 5 metylami lub etylami, albo naftyl ewentualnie podstawiony 1 - 2 C1-C5-alkilami, 1 - 3 C1-C3-alkilami lub 1 - 4 metylami lub etylami, przy czym te ewentualnie obecne podstawniki alkilowe zostały wymieniane wśród wyżej podanych podstawników C1-C20-alkilowych.

We wzorze Ia, Ib lub II odpowiednie grupy N-Het w AlN-Het grup Me¹ i Me² pochodzą np. z pirolu, pirolidyny, pirazolu, pirazolidyny, imidazolu, imidazoliny, 1H-1,2,3-triazolu, 1,2,3-triazolidyny, 1H-1,2,4-triazolu, 1,2,4-triazolidyny, pirydyny, piperydyny, pirazyny, piperazyny, pirydazyny, morfoliny, 1H-azepiny, 2H-azepiny, azepanu, oksazolu, oksazolidyny, tiazolu, tiazolidyny, 1,2,3-, 1,2,4- lub

1.3.4- oksadiazolu, 1,2,3-, 1,2,4- lub 1,3,4-oksadiazolidyny, 1,2,3-, 1,2,4- lub 1,3,4-tiadiazolu lub 1,2,3-,

1.2.4- lub 1,3,4-tiadiazolidyny, heterocyklicznych pierścieni niepodstawionych albo monopodstawionych, dipodstawionych lub tripodstawionych C1-C4-alkilem, fenylem, benzylem lub fenyloetylem. Odpowiednie ewentualnie podstawniki C1-C4-alkilowe wymieniono powyżej w odniesieniu do podstawników C1-C20-alkilowych.

16

We wzorze Ia lub II odpowiednie pierścieniowe podstawniki heterocykliczne dla R¹ - R¹⁶ lub dla

Y¹ - Y⁸ pochodzą od nasyconych pięcio-, sześcio- lub siedmioczłonowych pierścieni heterocyklicznych, które mogą zawierać jeden lub dwa dodatkowe atomy azotu i/lub dodatkowy atom tlenu lub siarki w pierścieniu, np. od pirolidyny, pirazolidyny, imidazoliny, 1,2,3-triazolidyny, 1,2,4-triazolidyny, piperyPL 193 266 B1 dyny, piperazyny, morfoliny, azepanu, oksazolidyny, tiazolidyny, 1,2,3-, 1,2,4-lub 1,3,4-oksadiazolidyny lub 1,2,3-, 1,2,4- lub 1,3,4-tiadiazolidyny, heterocyklicznych pierścieni niepodstawionych albo monopodstawionych, dipodstawionych lub tripodstawionych C1-C4-alkilem, fenylem, benzylem lub fenyloetylem. Odpowiednie podstawniki C1-C4-alkilowe wymieniono powyżej w odniesieniu do podstawników C1-C20-alkilowych.

We wzorze I, II lub VIa, odpowiedni C1-C20-alkil podstawiony fenylem oznacza np. benzyl lub

1- lub 2-fenyloetyl.

We wzorze II, III, IV lub VIa odpowiednie podstawniki C1-C20-alkoksylowe, które mogą zawierać 1 - 4 atomy tlenu jako człony łań cucha, oznaczają np. metoksyl, etoksyl, propoksyl, izopropoksyl, butoksyl, izobutoksyl, pentyloksyl, heksyloksyl, heptyloksyl, oktyloksyl, 2-etyloheksyloksyl, izooktyloksyl, nonyloksyl, izononyloksyl, decyloksyl, izodecyloksyl, undecyloksyl, dodecyloksyl, tridecyloksyl, izotridecyloksyl, tetradecyloksyl, pentadecyloksyl, heksadecyloksyl, heptadecyloksyl, oktadecyloksyl, nonadecyloksyl, eikozyloksyl, 2-metoksyetoksyl, 2-etoksyetoksyl, 2-propoksyetoksyl, 2-izopropoksyetoksyl, 2-butoksyetoksyl, 2- lub 3-metoksypropoksyl, 2-lub 3-etoksypropoksyl, 2 lub 3-propoksypropoksyl, 2- lub 3-butoksypropoksyl, 2- lub 4-metoksybutoksyl, 2- lub 4-etoksybutoksyl, 2- lub 4-propoksybutoksyl, 2- lub 4-butoksybutoksyl, 3,6-dioksaheptyloksyl, 3,6-dioksaoktyloksyl, 4,8-dioksanonyloksyl, 3,7-dioksaoktyloksyl, 3,7-dioksanonyloksyl, 4,7-dioksaoktyloksyl, 4,7-dioksanonyloksyl, 4,8-dioksadecyloksyl, 3,6,8-trioksadecyloksyl, 3,6,9-trioksaundecyloksyl, 3,6,9,12-tetraoksatridecyloksyl lub 3,6,9,12-tetraoksatetradecyloksyl.

We wzorze II lub VIa odpowiedni C1-C20-alkoksyl podstawiony fenylem oznacza np. benzyloksyl albo 1- lub 2-fenylo-etoksyl.

We wzorze Ia, III lub VI odpowiedni podstawiony fenyl oznacza fenyl podstawiony np. C1-C6-alkilem, C1-C20-alkoksylem, hydroksylem lub atomem chlorowca. Liczba podstawników może ogólnie wynosić 1 - 3. W szczególności fenyl jest podstawiony 1 lub 2 podstawnikami C1-C6-alkilowymi lub C1-C6-alkoksylowymi. W przypadku monopodstawienia podstawnik korzystnie znajduje się w pozycji para. W przypadku dipodstawienia podstawniki korzystnie znajdują się w pozycjach 2,3, 2,4, 3,4 i 3,5.

Atom chlorowca we wzorze Ib, II, IV lub VI oznacza np. atom fluoru, chloru lub bromu.

W we wzorze la oraz X² lub X³ we wzorze Ib oznaczają np. grupę metyloiminową, etyloiminową, propyloiminową, izopropyloiminową lub butyloiminową.

R¹ - R¹⁶ we wzorze Ia oraz Y⁹ - Y¹² we wzorze II oznaczają np. dimetylosulfamoil, dietylosulfamoil, dipropylosulfamoil, dibutylosulfamoil lub N-metylo-N-etylosulfamoil.

C1-C20-Alkenyl oraz C4-C20-alkanodienyl we wzorze II oznaczają np. winyl, allil, prop-1-en-1-yl, metallil, etallil, but-3-en-1-yl, pentenyl, pentadienyl, heksadienyl, 3,7-dimetylokta-1,6-dien-1-yl, undec10-en-1-yl, 6,10-dimetyloundeka-5,9-dien-2-yl, oktadec-9-en-1-yl, oktadeka-9,12-dien-1-yl, 3,7,11,15-tetrametyloheksadec-1-en-3-yl lub eikoz-9-en-1-yl.

C3-C20-Alkenyloksyl we wzorze II oznacza np. alliloksyl, metalliloksyl, but-3-en-1-yloksyl, undec10-en-1-yloksyl, oktadec-9-en-1-yloksyl lub eikoz-9-en-1-yloksyl.

Z⁶ we wzorze IV oznacza np. formyl, acetyl, propionyl, butyryl, izobutyryl, pentanoil, heksanoil, heptanoil, oktanoil lub 2-etyloheksanoil.

Gdy pierścienie A i/lub B we wzorze V są podstawione, do odpowiednich podstawników należą np. C1-C6-alkil, fenylo-C1-C6-alkoksyl, fenoksyl, atom chlorowca, hydroksyl, grupa aminowa, grupa C1-C6-mono- lub -dialkiloaminowa i grupa cyjanowa. Liczba podstawników w pierścieniu ogólnie wynosi 1 - 3.

E³, E⁴, Q¹ i Q² we wzorze V oznaczają np. metyl, etyl, propyl, izopropyl, butyl, izobutyl, s-butyl, pentyl, izopentyl, neopentyl, t-pentyl lub heksyl.

Q¹ i Q² mogą także oznaczać np. heksyl, 2-metylopentyl, heptyl, oktyl, 2-etyloheksyl, izooktyl, nonyl, izononyl, decyl, izodecyl, undecyl, dodecyl, cyklopentyl, cykloheksyl, 2-metoksyetyl,

2- etoksyetyl, 2- lub 3-metoksypropyl, 2- lub 3-etoksypropyl, 2-hydroksyetyl, 2- lub 3-hydroksypropyl,

2- chloroetyl, 2-bromoetyl, 2- lub 3-chloropropyl, 2- lub 3-bromopropyl, 2-karboksyetyl, 2- lub

3- karboksypropyl, 2-metoksykarbonyloetyl, 2-etoksykarbonyloetyl, 2- lub 3-metoksykarbonylopropyl, 2- lub 3-etoksykarbonylopropyl, 2-akryloiloksyetyl, 2- lub 3-akryloiloksypropyl, 2-metakryloiloksyetyl, 2- lub 3-metakryloiloksypropyl, 2-hydroksysulfonyloetyl, 2- lub 3-hydroksysulfonylopropyl,

2- acetyloaminoetyl, 2- lub 3-acetyloaminopropyl, 2-metylokarbamoiloetyl, 2-etylokarbamoiloetyl, 2- lub

3- metylokarbamoilopropyl, 2- lub 3-etylokarbamoilopropyl, 2-metylokarbamoiloksyetyl, 2-etylokarbamoiloksyetyl, 2- lub 3-metylokarbamoiloksypropyl, 2- lub 3-etylokarbamoiloksypropyl, 2-(trimety10

PL 193 266 B1 loamonio)etyl, 2-(trietyloamonio)etyl, 2- lub 3-(trimetyloamonio)propyl, 2- lub 3-(trietyloamonio)propyl, 2-(trifenylofosfonio)etyl albo 2- lub 3-(trifenylofosfonio)propyl.

A^n- we wzorze IV lub V pochodzi np. od anionów kwasów organicznych lub nieorganicznych. Szczególnie korzystne są np. ugrupowania metanosulfonianu, 4-metylobenzenosulfonianu, octanu, trifluorooctanu, heptafluoromaślanu, aniony chlorkowy, bromkowy i jodkowy oraz ugrupowania nadchloranu, tetrafluoroboranu, azotanu, heksafluorofosforanu lub tetrafenyloboranu.

J we wzorze VI oznacza np. metylen, etylen, 1,2- lub 1,3-propylen, 1,2-, 1,3-, 2,3- lub 1,4-butylen, pentametylen, heksametylen, heptametylen, oktametylen, nonametylen, dekametylen, undekametylen lub dodekametylen.

T², T³, T⁴ i T⁵ we wzorze VI oznaczają np. metyl, etyl, propyl, izopropyl, butyl, izobutyl, s-butyl, t-butyl, pentyl, izopentyl, neopentyl, t-pentyl, 2-metylobutyl, heksyl, 2-metylopentyl, heptyl, oktyl, 2-etyloheksyl, izooktyl, nonyl, izononyl, decyl, undecyl, dodecyl, fluorometyl, chlorometyl, difluorometyl, trifluorometyl, trichlorometyl, 2-fluoroetyl, 2-chloroetyl, 2-bromoetyl, 1,1,1-trifluoroetyl, heptafluoropropyl, 4-chlorobutyl, 5-fluoropentyl, 6-chloroheksyl, cyjanometyl, 2-cyjanoetyl, 3-cyjanopropyl,

2- cyjanobutyl, 4-cyjanobutyl, 5-cyjanopentyl, 6-cyjanoheksyl, 2-aminoetyl, 2-aminopropyl,

3- aminopropyl, 2-aminobutyl, 4-aminobutyl, 5-aminopentyl, 6-aminoheksyl, 2-hydroksyetyl, 2-hydroksypropyl, 3-hydroksypropyl, 2-hydroksybutyl, 4-hydroksybutyl, 5-hydroksypentyl, 6-hydroksyheksyl, 2-metoksyetyl, 2-etoksyetyl, 2-propoksyetyl, 2-izopropoksyetyl, 2-butoksyetyl, 2-metoksyetyl, 2-etoksypropyl, 3-etoksypropyl, 4-etoksybutyl, 4-izopropoksybutyl, 5-etoksypentyl, 6-metoksyheksyl, benzyl, 1-fenyloetyl, 2-fenyloetyl, 4-chlorobenzyl, 4-metoksybenzyl, 2-(4-metylofenylo)etyl, karboksymetyl, 2-karboksyetyl, 3-karboksypropyl, 4-karboksybutyl, 5-karboksypentyl, 6-karboksyheksyl, metoksykarbonylometyl, etoksykarbonylometyl, 2-metoksykarbonyloetyl, 2-etoksykarbonyloetyl, 3-metoksykarbonylopropyl, 3-etoksykarbonylopropyl, 4-metoksykarbonylobutyl, 4-etoksykarbonylobutyl,

5-metoksykarbonylopentyl, 5-etoksykarbonylopentyl, 6-metoksykarbonyloheksyl lub 6-etoksykarbonyloheksyl.

T¹ we wzorze VI oznacza np. metoksykarbonyl, etoksykarbonyl, propoksykarbonyl, izopropoksykarbonyl, butoksykarbonyl, izobutoksykarbonyl, s-butoksykarbonyl, t-butoksykarbonyl, pentyloksykarbonyl, izopentyloksykarbonyl, neopentyloksykarbonyl, t-pentyloksykarbonyl, heksyloksykarbonyl, heptyloksykarbonyl, oktyloksykarbonyl, izooktyloksykarbonyl, nonyloksykarbonyl, izononyloksykarbonyl, decyloksykarbonyl, izodecyloksykarbonyl, undecyloksykarbonyl, dodecyloksykarbonyl, metoksyl, etoksyl, propoksyl, izopropoksyl, butoksyl, izobutoksyl, pentyloksyl, heksyloksyl, grupę acetylaminową, karbamoil, mono- lub dimetylokarbamoil, mono- lub dietylokarbamoil, monocykloheksylokarbonyl, fenylokarbamoil, dimetylokarbamoiloksyl lub dietylokarbamoiloksyl.

Do szczególnie godnych uwagi znaczników należą ponadto naftalocyjaniny o wzorze IIa

w którym

Y¹, Y², Y³, Y⁴, Y⁵, Y⁶, Y⁷ i Y⁸ niezależnie oznaczają atom wodoru, hydroksyl, C1-C4-alkil lub C1-C20-alkoksyl, a Me² oznacza Me¹ lub grupę o wzorze _γ20 ¹ 19

Si(-O-Si—O—Y )₂ γ-21 w którym Y¹⁹ oznacza C1-C13-alkil lub C10-C20-alkadienyl, a Y²⁰ i Y²¹ niezależnie oznaczają C1-C13-alkil lub C2-C4-alkenyl.

PL 193 266 B1

Szczególne znaczenie mają naftalocyjaniny o wzorze lla, w którym Y¹, Y², Y³, Y⁴, Y⁵, Y⁶, Y⁷ i Y⁸ niezależnie oznaczają hydroksyl, C1-C20-alkoksyl, a zwłaszcza C1-C10-alkoksyl. Podstawniki alkoksylowe mogą być takie same lub różne. Szczególne znaczenie mają także naftalocyjaniny o wzorze IIa, w którym Me² oznacza dwa atomy wodoru.

Do szczególnie godnych uwagi znaczników należą ponadto kompleksy nikiel-ditiolen o wzorze III, w którym L¹, L², L³ i L⁴ niezależnie oznaczają fenyl, C1-C20-alkilofenyl, C1-C20-alkoksyfenyl lub fenyl podstawiony hydroksylem lub C₁-C₂₀-alkilem, albo L¹ i L² oraz L³ i L⁴ razem tworzą podstawniki o wzorze

CH₃

Szczególne znaczenie mają kompleksy nikiel-ditiolen o wzorze III, w którym L¹ i L⁴ oznaczają fenyle, a L² i L⁴ oznaczają podstawniki o wzorze 4-[C2H5-C(CH3)2]-C6H4.

W sposobie według wynalazku jako znaczniki korzystnie stosuje się wyżej przedstawione ftalocyjaniny o wzorze Ia, a także ftalocyjaniny wymienione w tabeli 3 w opisie patentowym US 5525516, wyżej przedstawione naftalocyjaniny o wzorze II, naftalocyjaniny wymienione w tabeli 4 w opisie patentowym US 5525516, a szczególnie korzystnie wyżej przedstawione naftalocyjaniny o wzorze IIa. Szczególne znaczenie mają ftalocyjaniny i naftalocyjaniny, w których Me¹ lub Me² oznacza dwa atomy wodoru.

W obszarze widma od 600 do około 850 nm zwykle stosuje się ftalocyjaniny, a w obszarze widma powyżej około 800 nm zwykle stosuje się naftalocyjaniny.

Ftalocyjaniny o wzorze Ia są znane i opisane np. w DE-B-1073739 lub EP-A-155780 albo można je otrzymać znanymi sposobami stosowanymi do wytwarzania ftalocyjanin lub naftalocyjanin, opisanymi np. w F.H. Moser, A.L. Thomas „The Phthalocyanines, CRC Press, Boca Rota, Florida, 1983, lub J. Am. Chem. Soc. tom 106, strony 7404 - 7410, 1984. Ftalocyjaniny o wzorze Ib są również znane i opisane np. w EP-A-155780 albo można je otrzymać sposobami znanymi z wyżej podanego stanu techniki (Moser, J. Am. Chem. Soc.).

Naftalocyjaniny o wzorze II są również znane i opisane np. w EP-A-336213, EP-A-358080, GB-A-2168372 lub GB-A-2200650 albo można je otrzymać sposobami znanymi z wyżej podanego stanu techniki (Moser, J. Am. Chem. Soc.).

Kompleksy nikiel-ditiolan o wzorze III są również znane i opisane np. w EP-A-192215.

Związki aminiowe o wzorze IV są również znane i opisane np. w US-A-3484467 albo można je otrzymać podanymi tam sposobami.

Barwniki metynowe o wzorze V są również znane i opisane np. w EP-A-464543 albo można je otrzymać podanymi tam sposobami.

Wytwarzanie barwników na bazie kwasu skwarynowego opisano w opisach patentowych US 5525516 i US 5703229 oraz w podanych tam pozycjach literaturowych.

Wytwarzanie barwników na bazie kwasu krokonowego opisano w opisie patentowym US 5525516 oraz w podanych tam pozycjach literaturowych.

Barwniki na bazie kwasu azulenoskwarynowego o wzorze VI są również znane i opisane np. w EP-A-310080 lub US-A-4990649 albo można je otrzymać podanymi tam sposobami.

Do cieczy znakowanych sposobem według wynalazku, z użyciem połączenia co najmniej dwóch wyżej opisanych związków jako znaczników, należą zazwyczaj ciecze organiczne, np.:

- alkohole, takie jak metanol, etanol, propanol, izopropanol, butanol, izobutanol, s-butanol, pentanol, izopentanol, neopentanol lub heksanol,

- glikole, takie jak glikol 1,2-etylenowy, glikol 1,2- lub 1,3-propylenowy, glikol 1,2-, 2,3- lub 1,4-butylenowy, glikol di- lub trietylenowy albo glikol di- lub tripropylenowy,

- etery, takie jak eter metylowo-t-butylowy, eter monometylowy glikolu 1,2-etylenowego, eter dimetylowy glikolu 1,2-etylenowego, eter monoetylowy glikolu 1,2-etylenowego, eter dietylowy glikolu 1,2-etylenowego, 3-metoksypropanol, 3-izopropoksypropanol, tetrahydrofuran lub dioksan,

- ketony, takie jak aceton, keton etylowy-metylowy lub alkohol diacetonowy,

- estry, takie jak octan metylu, octan etylu, octan propylu lub octan butylu,

PL 193 266 B1

- alifatyczne lub aromatyczne wę glowodory, takie jak pentan, heksan, heptan, oktan, izooktan, eter naftowy, toluen, ksylen, etylobenzen, tetralina, dekalina, dimetylonaftalen, benzyna lakowa,

- oleje naturalne, takie jak olej oliwkowy, olej sojowy lub olej s ł onecznikowy, albo naturalne lub syntetyczne oleje silnikowe, hydrauliczne lub przekładniowe, np. olej silnikowy do samochodów lub olej do maszyn do szycia, albo płyn hamulcowy

- oraz oleje mineralne, takie jak benzyna, nafta, olej napędowy lub olej opałowy.

Wyżej wymienione związki są szczególnie użyteczne do znakowania olejów mineralnych gdy jakaś forma identyfikacji jest obowiązkowa, np. z powodów podatkowych. Aby zmniejszyć koszty do minimum, a także zminimalizować możliwe oddziaływania znakowanych olejów mineralnych z jakimkolwiek innym obecnym składnikiem, pożądane jest stosowanie możliwie jak najmniejszej ilości znacznika. Kolejnym powodem stosowania możliwie jak najmniejszej ilości znacznika może być zmniejszenie ich ewentualnego szkodliwego działania, np. na obszar zasysania mieszanki i wydechu w silnikach spalinowych.

Jak już wspomniano powyżej, jest ogólnie pożądane znakowanie cieczy z użyciem związków znakujących, które wykazują wysoką kwantową wydajność fluorescencji, to znaczy reemitują dużą część promieniowania pochłoniętego jako światło fluorescencyjne.

Te związki stosowane jako znaczniki trzeba dodawać do cieczy w ilości umożliwiającej niezawodne wykrywanie. Całkowita ilość (wagowo) znaczników w znakowanej cieczy wynosi zwykle 0,1 - 5000 ppb, korzystnie 1 - 2000 ppb, a najkorzystniej 1 - 1000 ppb (części na miliard).

W celu znakowania cieczy zwią zki zdefiniowane powyżej jako znaczniki lub, dokładniej, mieszaninę co najmniej dwóch znaczników, zazwyczaj dodaje się w postaci gotowych roztworów. W szczególności, w przypadku olejów mineralnych, rozpuszczalnikami do przygotowywania tych gotowych roztworów są korzystnie węglowodory aromatyczne, takie jak toluen, ksylen lub mieszaniny aromatyczne o wyższej temperaturze wrzenia.

Aby lepkość takich gotowych roztworów nie była zbyt wysoka (dla uniknięcia trudności w odmierzaniu i manipulowaniu), całkowite stężenie znaczników zwykle wynosi 0,5 - 50% wagowych w przeliczeniu na całkowitą masę gotowych roztworów.

Stosowane będą następujące definicje: zakres(y) długości fali znacznika Μμ, przy czym współczynnik ekstynkcji wynoszący x%, lub więcej, wartości w maksimum absorpcji znacznika Mμ będzie określany jako „x% przedziału długości fali” Lμ(x). Ponieważ np. liczba „n znaczników wynosi w korzystnych rozwiązaniach od 2 do 10 lub od 2 do 6 lub od 2 do 4, μ może więc przyjmować odpowiednio wartości liczb całkowitych od 1 do 10 lub od 1 do 6 lub od 1 do 4, (odpowiadając znacznikom M1, M2, M3, ..., M9, M10 lub M1, M2, M3, ..., M5, M6 lub M1, M2, M3, M4). Odpowiadające przedziały wynoszą L1(x), L2(x), ..., L9(x), L10(x) lub L1(x), L2(x), ..., L5(x), L6(x) lub L1(x), L2(x), L3(x), L4(x). Przedziały te ogólnie mogą być połączone lub rozłączne. Przykładowo konkretny przedział Lμ(x) może także zawierać dwa lub większą liczbę podprzedziałów, w którym to przypadku ich całość (zestaw łączny) jest określany jako Lμ(x).

W zależności od znaczników i/lub cieczy do znakowania, wartość x może być wybrana indywidualnie lub stosowana w celu „zdefiniowania zakresu absorpcji znacznika Mμ w zależności od szczegółowych wymagań. W przypadku wysokiej absorpcji cieczy do znakowania, wartości np. 10, 20, 25 lub nawet 50 mogą silnie zależeć od wartości x. Odwrotnie, wartości x np. 5 lub 3 mogą być wystarczające w przypadku znaczników o wysokiej zdolności absorpcji i/lub cieczy do znakowania, które wykazują niewielką lub żadną zdolność absorpcji w rozpatrywanym zakresie długości fali. Zgodnie z tym wartości x, przykładowo, L3(10), L3(20) lub L3(25) oznaczają przedziały długości fali, w których współczynnik ekstynkcji znacznika M3 wynosi co najmniej odpowiednio 10%, 20% lub 25% wartości w maksimum absorpcji dla znacznika M3. Podobnie wartości L3(5) i L3(3) są używane np. do zdefiniowania przedziałów długości fali, w których współczynnik ekstynkcji znacznika M3 wynosi odpowiednio co najmniej 5% i 3% wartości w maksimum absorpcji dla znacznika M3. Może być nawet korzystne stosowanie różnych wartości x dla każdego ze zbioru znaczników. Dla ułatwienia przedział Lμ(x) (oznaczający x% przedziału długości fali znacznika Mμ) jest poniżej po prostu oznaczany jako Lμ.

Definicja przedziałów Lμ(x) różnych znaczników Mμ przeznaczonych do znakowania zgodnie z wynalazkiem jest ponadto oparta na ich odpowiednim widmie absorpcji, określonym w porównywalnych warunkach, które zostały skorygowane o wartość widma czystego rozpuszczalnika użytego przy określaniu widma znacznika.

PL 193 266 B1

Zgodnie z powyższymi stwierdzeniami, przedział długości fali, w którym znajduje się maksimum absorpcji znacznika może być podobnie określony jako przedział Lμ(x). W tym przypadku x może przyjmować wartości np. 80, 90, 95 lub nawet 99, zależnie od wymagań.

Przykładowy przypadek sześciu różnych znaczników M1, M2, M3, M4, M5 i M6, odpowiadający korzystnemu rozwiązaniu, w którym liczba znaczników n przyjmuje wartość sześć, w wyniku daje przedziały L1, L2, L3, L4, L5 i L6. Obszary pokrywania się przedziałów są, w rozumieniu matematycznym, obszarami ich przecięcia się i są odpowiednio tutaj oznaczone jako Lμν. Mogą one być uszeregowane jako:

L1 n L2 = L12 (μ = 1, ν = 2) ,

L1 n L3 = L13 (μ = 1, ν = 3),

L1 n L4 = L14 (μ = 1, ν = 4) ,

L1 n L5 = L15 (μ = 1, ν = 5) ,

L1 n L6 = L16 (μ = 1, ν = 6) ,

L2 n L3 = L23 (μ = 2, ν = 3) ,

L2 n L4 = L24 (μ = 2, ν = 4) ,

L2 n L5 = L25 (μ = 2, ν = 5) ,

L2 n L6 = L26 (μ = 2, ν = 6) ,

L3 n L4 = L34 (μ = 3, ν = 4),

L3 n L5 = L35 (μ = 3, ν = 5),

L3 n L6 = L36 (μ = 3, ν = 6),

L4 n L5 = L45 (μ = 4, ν = 5),

L4 n L6 = L46 (μ = 4, ν = 6) i

L5 n L6 = L56 (μ = 5, ν = 6).

Obszary pokrywania się przedziałów Lμ ze sobą (Lgv, gdzie ν = μ) mogą zostać zdefiniowane analogicznie:

L1 n L1 = L11 = L1 (μ = 1, ν = 1),

L2 n L2 = L22 = L2 (μ = 2, ν = 2),

L3 n L3 = L33 = L3 (μ = 3, ν = 3),

L4 n L4 = L44 = L4 (μ = 4, ν = 4),

L5 n L5 = L55 = L5 (μ = 5, ν = 5) i

L6 n L6 = L66 = L6 (μ = 6, ν = 6).

Liczba N możliwych obszarów pokrywania się pomiędzy jakimikolwiek dwoma znacznikami spośród całkowitej liczby n znaczników ogólnie wynosi N = n/2 *(n-1). W danym przypadku n = 6, dlatego też otrzymano wymienione powyżej 15 pokrywających się przedziałów. Będzie korzystnie, gdy odpowiednie obszary pokrywania Lμv (np. L34) będą oczywiście odpowiadały obszarom pokrywania Lypi (np. L43) i w związku z tym nie będą dalej brane pod uwagę.

Zgodnie z wynalazkiem, zakres absorpcji co najmniej jednego znacznika powinien częściowo pokrywać się z zakresem absorpcji co najmniej jednego innego znacznika. W przykładzie dla sześciu znaczników M1 do M6 oznacza to, że co najmniej jeden z 15 obszarów pokrywania się musi być zbiorem niepustym.

Istnieją np. następujące możliwości.

Wszystkie sąsiadujące przedziały długości fali Lμ oraz L^+1) tworzą niepusty zbiór pokrywania się (przecinania się); wszystkie nie sąsiadujące przedziały długości fali Lμ oraz Lv (ν >μ+1) nie mają „wyższych obszarów pokrywania się (przecinania się), to znaczy tworzą puste zbiory w każdym przypadku, czyli:

Lμv ψ {0} dla ν = μ+1 lub ν = μ-1 oraz

Lμv = {01} dla ν ψ μ+1 i ν ψ μ-1 („wyższe obszary pokrywania się)

Oznacza to, dla powyższego przykładowego przypadku, że jedynymi istniejącymi obszarami pokrywania się są: L12, L23, L34, L45 i L56 (oraz oczywiście L11, L22, L33, L44, L55 i L66 odpowiednio do przedziałów L1, L2, L3, L4, L5 i L6). Wszystkie inne obszary pokrywania się są zbiorami pustymi. Dlatego też stosując pięć źródeł światła, które emitują w tych obszarach pokrywania się, wszystkie sześć znaczników M1 do M6 mogą zostać wzbudzone do emisji światła fluorescencyjnego, w którym to przypadku każde źródło światła wzbudza dwa znaczniki w jednym i tym samym czasie. Ogólnie n-1 źródeł światła, które emitują w obszarach L12, L23, ..., L(n-2(n-1) oraz L(n-1)n wzbudzi n znaczników Μμ. Ponadto znaczniki M1 i Mn (np. M6) będą dla każdego z nich miały tylko jeden obszar pokrywania

PL 193 266 B1 się (L12 lub L(n-1)n, np. L56), podczas gdy inne znaczniki (np. M2 do M5) będą dla każdego z nich miały dwa obszary pokrywania się (np. Mμ ma zakresy 1(μ-1)μ oraz Ιμ(μ+1)).

Co najmniej jeden znacznik Mμ będzie miał przedział długości fali Lg, który przecina się z przedziałem długości fali L^+2) znacznika M^+2) tworząc „wyższy obszar pokrywania się Lμ(μ+2). Jeśli ten „wyższy obszar pokrywania się pokrywa się z przedziałem długości fali L^+1) znacznika M^+1), co będzie generalnie prawdą, spowoduje to „potrójne pokrywanie się Lμ(μ+1)(μ+2) przedziałów Lg, L^+1) oraz L^+2). Dlatego też stosując źródło światła, które emituje w tym obszarze, możliwe jest wzbudzenie znaczników Mμ, M^+1) oraz M^+2) jednocześnie i spowodowanie emisji światła fluorescencyjnego. Matematycznie można to przedstawić jako:

Lμν Ψ {0} dla ν = μ+2 tzn. ^μ(μ+2) = ) Lμ η L(pi+2) Ψ {0} oraz

Ι_(μ+1) η [Lg η L(g+2)] = Ι_(μ+1) η Lμ η L^+2) = Lμ η Ι_(μ+1) η L^+2) = Lμ(μ+1)(μ+2) Ψ {0}

W powyższym przykładowym przypadku sześciu znaczników od M1 do M6 oznacza to, że np. obszar pokrywania L13, który pokrywa się z przedziałem L2 (obszar pokrywania L22), to jest tworzy on przecięcie (L1 η L3) η L2 = L1 η L3 η L2 = L1 η L2 η L3, co można skrótowo zapisać, analogicznie do przedstawionych wyżej przecięć dwóch przedziałów, jako przecięcie L123 trzech przedziałów (lub ogólnie Lμνω). Dalej natychmiast jest oczywiste, że:

Lμνω = Lμων = υνωμ = L\y^ = Lωμν = Lωνμ, to znaczy, że wszystkie „permutacje obszarów są sobie równoważne.

Z zastosowaniem np. trzech źródeł światła, które emitują w obszarach pokrywania L123, L45 i L56, wszystkie sześć znaczników od M1 do M6 może zostać wzbudzonych i emitować światło fluorescencyjne, przy czym źródło światła a(L123) jednocześnie wzbudza znaczniki M1, M2 i M3, a źródło światła a(L45) oraz a(L56) jednocześnie wzbudza odpowiednio znaczniki M4 i M5, względnie znaczniki M5 i M6. Alternatywnie w tym ostatnim przypadku jest również możliwe zastosowanie źródła światła, które emituje nie w obszarze L56, lecz tylko np. w obszarze L66-L56, to jest w przedziale L6 minus przedział pokrywania (przecinania się) pomiędzy L5 i L6. Spowoduje to wzbudzenie tylko znacznika M6, lecz nie spowoduje wzbudzenia znacznika M5.

Jeśli występuje dodatkowo obszar pokrywania L456, tylko dwa źródła światła, każde odpowiednio emitujące w obszarach L123 oraz L456, będą wystarczające do wzbudzenia emisji fluorescencyjnych wszystkich sześciu znaczników od M1 do M6, z jednoczesnym wzbudzeniem znaczników M1, M2 i M3, względnie znaczników M4, M5 i M6.

W dalszej części, Mμ' będzie oznaczało znaczniki, które nie pokrywają się jeden z drugim, ale z których każdy ma długość fali maksymalnej absorpcji porównywalną ze znacznikiem Mμ.

Dla mieszaniny odpowiadającej omówionemu powyżej przypadkowi A), to jest mieszaniny sześciu znaczników od M1 do M6 mających obszary L12, L23, L34, L45 i L56 (oraz oczywiście obszary L11, L22, L33, L44, L5 i L66 równoważne z przedziałami L1, L2, L3, L4, L5 i L6), wzbudzenie wszystkich znaczników można osiągnąć przy użyciu wyłącznie pięciu odpowiednich źródeł światła (oznaczonych jako a(Lnv), czyli a(L12), a(L23), a(L34), a(L45) oraz a(L56)). Przeciwnie, mieszanina sześciu znaczników M1', M2', M3', M4', M5' i M6' nie może być wzbudzona przez źródła światła od a(L12) do a(L56) w celu emisji światła fluorescencyjnego. Taka mieszanina odpowiada mieszaninie zalecanej w znanych rozwiązaniach, np. w opisie patentowym US 5525516.

To samo odnosi się do opisanego powyżej przypadku B). W tym przypadku pojedyncze źródło światła a(L123) daje tylko wzbudzenie znaczników M1, M2 i M3. W przypadku znaczników M1', M2' i M3' tylko znacznik M2' zostanie wzbudzony, jeśli długość fali jego maksimum absorpcji znajduje się w obszarze L123. Jednakże znaczniki M1' i M3' nie zostałyby wzbudzone przez takie źródło światła do emisji światła fluorescencyjnego.

Ponadto zgodnie z wynalazkiem możliwe jest znakowanie cieczy z użyciem np. znaczników od M1 do M6, które mają obszary pokrywania L123, L34, L55 (=L5) oraz L66 (=L6). Źródła światła a(L123), a(L34), a(L55) oraz a(L66) spowodują wzbudzenie wszystkich znaczników. Przeciwnie, w przypadku znaczników od M1' do M6' te źródła światła spowodują tylko wzbudzenie znaczników M5', M6' i być może M2', ale nie wzbudzą znaczników M1', M3' oraz M4'.

Ponadto zgodnie z wynalazkiem możliwe jest np. zastosowanie mieszaniny znaczników M1 i M2, które (z definicji) mają obszar pokrywania L12. Jeżeli np. przedział długości fali maksimum absorpcji znacznika M1 (ten „główny zakres absorpcji może być zdefiniowany zgodnie z wymogami np. jako L1(80), L1(90), L1(95) lub L1(99) - patrz powyżej), mieści się w obszarze L12, to wówczas jest możliwe zastosowanie dwóch źródeł światła a(L1) i a(L2), które emitują w zakresie odpowiednich makPL 193 266 B1 simów absorpcji (lub odpowiednich „głównych zakresów absorpcji”) znaczników M1 i M2 (np. L1(80), L1(90), L1(95) lub L1(99), względnie 1,2(80), L2(90), L2(95) lub L2(99). Natężenie fluorescencji emitowanej przez znacznik M1 jest określone całkowicie przez natężenie promieniowania pochłoniętego ze źródła światła a(L1). Przeciwnie, natężenie światła fluorescencyjnego emitowanego przez znacznik M2 wynika z natężenia promieniowania pochłoniętego przez znacznik M2 ze źródła światła a(L2) oraz źródła światła a(L1) w obszarze pokrywania L12. W przypadku mieszaniny M1' i M2', odpowiednie natężenie światła fluorescencyjnego emitowanego przez znaczniki M1' lub M2' jest całkowicie określone przez natężenie promieniowania pochłoniętego odpowiednio ze źródła światła a(L1) oraz a(L2). Taka mieszanina znaczników M1' i M2' odpowiada mieszaninie stosowanej w innych znanych rozwiązaniach, np. w opisie patentowym US 5525516.

Ponadto możliwe jest użycie mieszaniny znaczników odpowiadającej przypadkom A) i/lub B) z takimi znacznikami, które nie mają obszarów pokrywania z innymi znacznikami. Jako dalsze zabezpieczenie przeciwko oszukańczemu podrobieniu rozwiązania, możliwe jest również wykrywanie znaczników poprzez detekcję światła fluorescencyjnego wzbudzonego przez różne, zdefiniowane połączenia źródeł światła. Przedstawiono to przykładowo poniżej, jednak nie wynikają z tego jakiekolwiek ograniczenia co do przedmiotu wynalazku.

P r z y k ł a d 1. Znaczniki od M1 do M4 mają obszary pokrywania L12, L23 oraz L34. Przedziały długości fali L1(x), L2(x), L3(x) i L4(x), które zawierają odpowiednie maksima absorpcji znaczników od M1 do M4 (te „główne zakresy absorpcji mogą być zdefiniowane np. jako Lμ(x), gdzie x wynosi np.

80, 90, 95 lub 99% - patrz powyżej), nie mają obszarów pokrywania (przecinania się) z obszarami

L12, L23 oraz L34.

Wariant 1.1. Zastosowano źródła światła a(L1(x)), a(L2(x)), a(L3(x)) oraz a(L4(x)). Znaczniki emitują odpowiednio ich własne światło fluorescencyjne. Nie występuje łączne wzbudzenie fluorescencyjne.

Wariant 1.2. Zastosowano źródła światła a(L12), a(L23) oraz a(L34). Znaczniki emitują odpowiednio ich własne światło fluorescencyjne dzięki łącznemu wzbudzeniu. Źródło a(L12) wzbudza znaczniki M1 i M2, źródło a(L23) - znaczniki M2 i M3, a źródło a(L34) wzbudza znaczniki M3 i M4, powodując emisję fluorescencyjną. Jeżeli znaczniki od M1 do M4 zostaną wzbudzone jednocześnie przez źródła światła, wzbudzenie przez a(L12) i a(L23) lub a(L23) i a(L34), przyczynia się do natężenia fluorescencji odpowiednio znacznika M2 i M3. Jeżeli znaczniki zostaną wzbudzone przez źródła światła w sposób sukcesywny, wówczas uzyskuje się emitowane światło fluorescencyjne w postaci odpowiednich podwidm, które wykazują rozkład natężenia światła fluorescencyjnego ze względu na znaczniki M2 i M3, co różni to od poprzedniego przypadku. Jednakże te (trzy) podwidma mogą być połączone (arytmetycznie np. za pomocą odpowiedniego programu komputerowego) w celu utworzenia pełnego widma, jak w poprzednim przypadku. W typowym przypadku rozkład natężenia emisji fluorescencyjnych znaczników od M1 do M4 z wariantu 1.2 (wzbudzenie łączne) będzie różny od rozkładów natężenia z wariantu 1.1. Dlatego też sekwencja wykrywania zgodnie z wariantami 1.1 i 1.2 tworzy „podwójny wzorzec identyfikacyjny” dla mieszaniny znaczników lub cieczy zawierającej taką mieszaninę znaczników. Oczywiście źródła światła opisane w wariantach 1.1 oraz 1.2 mogą być również łączone ze sobą.

P r z y k ł a d 2. Znaczniki od M1 do M4 mają obszary pokrywania L12, L23 oraz L34. Przedziały długości fali L1(x), L2(x), L3(x) oraz L4(x), które zawierają odpowiednie maksima absorpcji znaczników od M1 do M4 (te „główne zakresy absorpcji mogą być zdefiniowane np. jako Lμ(x), gdzie x wynosi np. 80, 90, 95 lub 99% - patrz powyżej), mają obszary pokrywania (przecinania się) z obszarami L12, L23 oraz L34, np.: L12 n L1 (x) ψ {0}, L23 n L2(x) ψ {0}, L23 n L(3x) ψ {0}, oraz L34 n L(4x) ψ {0}.

Wariant 2.1. Zastosowano źródła światła a(L1(x)), a(L2(x)), a(L3(x)) oraz a(L4(x)). Znaczniki emitują swoje odpowiednie, własne światło fluorescencyjne dzięki łącznemu wzbudzeniu. Źródło a(L1(x)) wzbudza znaczniki M1 i M2, źródło a(L2(x)) i źródło a(L3(x)) wzbudzają znaczniki M2 i M3, a źródło a(L4(x)) wzbudza znaczniki M3 i M4, powodując emisję fluorescencyjną.

Wariant 2.2. Zastosowano źródła światła a(L1(x)), a(L3(x)) oraz a(L4(x)). Znaczniki emitują swoje odpowiednie, własne światło fluorescencyjne dzięki łącznemu wzbudzeniu. Źródło a(L1(x)) wzbudza znaczniki M1 i M2, źródło a(L3(x)) wzbudza znaczniki M2 i M3, a źródło a(L4(x)) wzbudza znaczniki M3 i M4, powodując emisję fluorescencyjną. Odnośnie jednoczesnego lub sukcesywnego wzbudzenia przez źródła światła, aktualne są również tutaj uwagi podane w wariancie 1.2 przykładu 1. Jednakże wartości stosunku natężenia różnią się od tych wynikających z wariantu 2.1.

PL 193 266 B1

Wariant 2.3. Zastosowano źródła światła a(L12), a(L23), oraz a(L34). Znaczniki emitują swoje odpowiednie, własne światło fluorescencyjne dzięki łącznemu wzbudzeniu. Źródło a(L12) wzbudza znaczniki M1 i M2, źródło a(L23) wzbudza znaczniki M2 i M3, a źródło a(L34) wzbudza znaczniki M3 i M4, powodując emisję fluorescencyjną. Odnośnie jednoczesnego lub sukcesywnego wzbudzenia przez źródła światła, aktualne są również tutaj uwagi podane w wariancie 1.2 przykładu 1. W typowym przypadku rozkład natężenia emisji fluorescencyjnych znaczników od M1 do M4 w wariancie 2.3 będzie różny od rozkładu natężenia wariantu 2.1 oraz 2.2. W związku z tym sekwencja wykrywania zgodnie z wariantami 2.1, 2.2 i 2.3 tworzy „potrójny wzorzec identyfikacyjny dla mieszaniny znaczników lub cieczy zawierającej taką mieszaninę znaczników. Oczywiście źródła światła opisane w wariancie 2.1, 2.2 oraz 2.3 mogą być także łączone ze sobą.

W celu znakowania cieczy zgodnie z wynalazkiem jest także możliwe, co będzie omówione poniżej, stosowanie mieszanin znaczników, które różnią się od siebie względną ilością znaczników. Przykładowo ciecz może być oznakowana z użyciem mieszaniny znaczników od M1 do M4 w proporcji molowej M1:M2:M3:M4 = 1:1:1:1, podczas gdy inna ciecz może być oznakowana z użyciem mieszaniny w proporcji, np. 2:1:1:1, 4:1:1:1, 8:1:1:1, 2:2:1:1, 2:4:1:1, 2:8:1:1, 4:4:1:1, 4:8:1:1, 8:8:1:1, 2:2:2:1, 2:2:4:1, 2:2:8:1, 2:2:2:2, 2:2:2:4, 2:2:2:8 lub innej proporcji wynikającej z odpowiedniej ich permutacji.

Jeśli celem jest znakowanie różnych cieczy tylko z użyciem określonej mieszaniny znaczników (np. od M1 do M4) w różnych stężeniach, to odpowiednie stężenie zwykle zostanie dobrane tak, że różni się ono od cieczy do cieczy co najmniej czynnik dwa tak, aby była zapewniona jednoznaczność wykrywania. Jednakże jest korzystne, aby znakować różne ciecze z użyciem mieszanin znaczników o różnych wzajemnych proporcjach molowych znaczników.

W skład podstawowego urządzenia służącego do wzbudzania 1 wykrywania fluorescencji w cieczach znakowanych sposobem według wynalazku wchodzą:

- kuweta z próbką, którą zawiera znakowaną ciecz,

- jednostka wzbudzająca (A) zawierająca:

α1) źródło światła, zwykle wyposażone w kolimacyjną optykę i α2) zazwyczaj w zwierciadło płaskie, które jest umieszczone naprzeciwko źródła światła po tej stronie kuwety z próbką, która jest oddalona od źródła światła, i odbija przepuszczone promieniowanie w celu zwiększenia natężenia naświetlenia próbki,

- jednostka wykrywająca (B) zawierająca:

δ1) fotodetektor (zwykle wyposażony w optykę kolimującą), przed którym zwykle są umieszczane filtry optyczne (np. filtry wycinające lub interferencyjne) i ewentualnie polaryzatory bliskiej podczerwieni NIR, które są rozmieszczone tak, że światło fluorescencyjne emitowane w ich kierunku jest światłem padającym (lub odwzorowanym) na nie i wykrywanym, oraz δ2) zazwyczaj zwierciadło wklęsłe, które jest umieszczone naprzeciwko fotodetektora po tej stronie kuwety z próbką, która jest oddalona od fotodetektora, i odbija promieniowanie fluorescencyjne emitowane w odwrotnym kierunku (od fotodetektora), a zatem służy do zwiększenia czułości detekcji.

Takie urządzenie jest w zasadzie opisane w publikacji WO 94/02570 (różni się w odniesieniu do kierunku naświetlania przez źródło światła). Światła fluorescencyjnego nie trzeba wykrywać prostopadle, ale można je wykrywać pod faktycznie każdym żądanym kątem w odniesieniu do kierunku oświetlania. Jest jednak istotne, aby nie stosować kątów 0 stopni i 180 stopni.

W poniżej przedstawionych rozważaniach będą stosowane następujące definicje.

Jednostki wzbudzające i wykrywające w sensie ogólnym są oznaczone odpowiednio jako A oraz D (patrz powyżej). Znaczniki w sensie ogólnym są oznaczone jako M.

Jednostka wzbudzająca dostosowana za pomocą odpowiedniego źródła światła do określonej długości fali przedziału Lμ (tak samo dla „pokrywania Lμμ lub Lμμμ), obszaru pokrywania Lμν lub obszaru pokrywania Lμνω (to znaczy źródło światła emituje promieniowanie w przedziale długości fali Lμ znacznika Mμ, w obszarze pokrywania pomiędzy znacznikami Mμ oraz Mv lub w obszarze pokrywania pomiędzy znacznikami Mμ, Mv oraz Mu), jest jednorodnie oznaczana jako A(Lμνω) lub krócej Aμvω, albo inne tego typu jednostki są oznaczane jako Ag₁v₁u₁, ..., Aμ_nν_nω_n, gdzie np. dla n równego od 2 do 10 lub od 2 do 6 lub od 2 do 4 parametry μ, v i μ (lub μ₁ . . . . , μ„, v₁, . . .v_n oraz ω₁, . . . u_n) mogą przyjmować każde wartości odpowiednio od 1 do 10, od 1 do 6 i od 1 do 4. Oczywiście mnogość jednostek Aμvω byłaby równoważna ze względu na definicję Lμvω, jak to podano powyżej. Przykładowo, ze względu na definicję L123 jako L1 n L2 n L3 (= L3 n L1 n L2 = L2 n L3 n L1 = L2 n L1 n L3 = L1 n L3 n L2 = L3 n L2 n L1), jednostki A123 (μ₁ = 1, v₂ = 2 i ω₃ = 3), A312 (μ₃ = 3, v₁ = 1

PL 193 266 B1 i ω₂ = 2), A231 (μ₂ = 2, ν₃ = 3 i ω-ι = 1), A213 (μ₂ = 2, ν·ι = 1 i ω₃ = 3), A132 (μ-ι = 1, ν₃ = 3 i ω₂ = 2) oraz A321 (μ₃ = 3, ν₂ = 2 i ω₁ = 1) są identyczne. Te następne jednostki, które są identyczne z pojedynczą jednostką nie będą dalej rozpatrywane, tak jak w przypadku równoważnych obszarów pokrywania Lμν i υνμ przy definicji obszarów pokrywania podanej na początku.

Oczywiście wyższe „obszary pokrywania, np. Lμνωχ itd. oraz odpowiednie źródła światła Αμνωχ itd. są możliwe. Jednakże nie będą one tu w dalszym ciągu rozpatrywane.

Αμ, Αμμ, Αμμμ powinny być uważane za oznaczenia jednoznaczne i oznaczają identyczne jednostki wzbudzające, które emitują promieniowanie w przedziale długości fali Lμ (= Lμμ = Lμμμ) znacznika Μμ.

Określona jednostka wykrywająca, która np. przy użyciu odpowiednich filtrów optycznych (i ewentualnie polaryzatorów) jest konkretnie dostosowana do wykrywania emitowanego światła fluorescencyjnego przez jeden ze znaczników Μμ, jest oznaczana jako ϋμ (lub inaczej gdy kanałem detekcji jest μ).

Zatem np. trzy znaczniki M1, M2 i M3 mogą mieć przyporządkowane jednostki wzbudzające Α1 (= Α11 = Α111), Α2 (= Α22 = Α222), Α3 (= Α33 = Α333), Α12 (= Α112 = Α122), Α13 (= Α113 = Α133), Α23 (= Α223 = Α233) oraz Α123 i dostosowane źródła wykrywające D1, D2 i D3.

Ponadto jest także możliwe, np. dla dwóch znaczników M1 i M2 (jeśli występuje obszar pokrywania L12), wzbudzenie przy użyciu tej samej jednostki Α12 w celu uzyskania fluorescencji wymienionych znaczników M1 i M2. Światło fluorescencyjne jest wtedy wykrywane za pomocą odpowiednich jednostek wykrywających D1 oraz D2. Warianty wzbudzania i wykrywania mogą zostać zapisane jako A12/D1 oraz A12/D2.

Jeżeli w obrębie jednostki wzbudzającej Α dostosowanie do odpowiedniego obszaru pokrywania Lμνω po prostu jest realizowane z użyciem odpowiedniego źródła światła α1μνω (to jest to ostatnie emituje promieniowanie w przedziale długości fali Lμ znacznika Μμ, w obszarze pokrywania pomiędzy znacznikami Μμ, Μν i Μω), jest to określone jako Α(μ₁ν₁ω₁, ...., μ^ω^ w przypadku n znaczników, przy czym np. dla n równe go od 2 do 10 lub od 2 do 6 lub od 2 do 4, parametry μ₁,...., μη, ν₁, . . . , \'_n oraz ω₁, ..., ω_n mogą każdy przyjmować wartości odpowiednio od 1 do 10 lub od 1 do 6 lub od 1 do 4. Przykładowo Α(111, 112, 223) (= Α(1, 12, 23)) oznacza jednostkę wzbudzającą, która dzięki zastosowaniu źródeł światła α1111 (= α11), α1112 (= α112) oraz α1223 (=α123) może zostać dostosowana do przedziału długości fali L1 (obszar pokrywania L111) znacznika Μ1 i obszarów pokrywania L12 i L23 znaczników Μ1 i Μ2, względnie znaczników Μ2 i Μ3.

Dla jednostki wykrywającej ϋμ, gdzie dostosowanie do emitowanego światła fluorescencyjnego odpowiednich znaczników Μμ jest jedynie realizowane z użyciem odpowiednich fotodetektorów i/lub filtrów optycznych (i ewentualnie polaryzatorów), oznaczenia w przypadku n znaczników są odpowiednio: D(1,2), D(1,2,3) itd. aż do D(1,2,3,. . . ,9,10) lub D(1,2), D(1,2,3) itd. aż do D(1,2,. . . ,5,6) lub D(1,2), D(1,2,3), D(1,2,3,4), gdzie n w tym przypadku przyjmuje z kolei wartości np. odpowiednio od 2 do 10 lub od 2 do 6 lub od 2 do 4.

Jeżeli obszary pokrywania Lμνω liczby n znaczników Μμ, gdzie n wynosi znów np. od 2 do 10 lub od 2 do 6 lub od 2 do 4, zostaną każdy sukcesywnie wzbudzony przez jednostki Αμνω odpowiednio dostosowane w tym celu i światło fluorescencyjne emitowane przez odpowiedni znacznik Μμ, zostanie wykryte przez Dμ, przedstawione to jest w notacji, odpowiednio, „Αμ₁ν₁ω₁/Ο1, Αμ₂ν₂ω₂^2, . . itd. aż do . . Ali₉v₉oj₉/D9, Αμ^ν-ιοω-ιο^Ο” lub „Αμ₁ν₁ω₁/Ο1, Αμ₂ν₂ω₂^2, . . itd. aż do . . Aμ5V5ω5/D5, Αμ6ν6ω6^6 lub „Aμ1V1ω1/D1, Aμ₂ν₂ω₂/D2, Aμ3V3ω3/D3, Aμ4V4ω4/D4 .

Jeżeli obszary pokrywania Lμνω liczby n znaczników Μμ zostaną jednocześnie wzbudzone z użyciem odpowiedniej liczby jednostek Αμνω i ich emitowane światło fluorescencyjne zostanie jednocześnie wykryte z użyciem liczby n jednostek Dμ, jest to zapisane jako: „Αμ₁ν₁ω₁/ Αμ₂ν₂ω₂/ . . . / Αμην^^^/ . . . /Dn”.

Uwaga: zgodnie z powyższym, n lub mniej jednostek Αμνω może być obecnych. Jednakże dla uproszczenia jest to zapisywane jako „Αμ₁ν₁ω₁/ Αμ₂ν₂ω₂/ . . . / Αμ^ω/’.

Jeżeli obszary pokrywania Lμνω liczby n znaczników zostaną jednocześnie wzbudzone przy użyciu odpowiedniej liczby jednostek Αμνω i emitowane przez znaczniki Μμ światło fluorescencyjne zostanie wykryte z użyciem jednostki D, np. detektora o regulowanej długości fali (zawierającego dyspersyjny element optyczny, np. pryzmat lub diafragmę oraz detektor liniowy lub powierzchniowy), jest to zapisywane jako „Αμ₁ν₁ω₁/ Αμ₂ν₂ω₂/ . . . / Aμ_nν_nω_n/D”.

PL 193 266 B1

W istocie trzeba dokonać rozróżnienia pomiędzy próbką wzbudzoną przez jednostkę A

I) w tej samej objętości próbki lub

II) w różnych objętościach próbki.

W przypadku I) mogą zostać zastosowane następujące metody i przykładowe warianty urządzenia wykrywającego (tutaj n przyjmuje wartość np. od 2 do 10 lub od 2 do 6 lub od 2 do 4):

1.1) „Agiv₁m₁/D1, Aμ₂v₂ω₂/D2, . . . / Aμ_n-1v_n-1ω_n-1/Dn-1, Aμ_nν_nω_n/Dn (liczba n znaczników Mμ jest wzbudzana każdy z osobna w obszarach pokrywania Lμvω przez odpowiadające im jednostki Aμvω i emisje fluorescencyjne znaczników Mμ są wykrywane każda z osobna przez jednostki Dμ).

a) Budowa odpowiada zasadniczo budowie wspomnianej na początku i opisanej w publikacji WO 94/02570. Różnicą jest to, że odpowiednie jednostki Aμvω oraz Dμ zastosowano dla każdego znacznika Mμ. Może to przyjąć formę ustawienia przestrzennego wielości (równej liczbie znaczników przeznaczonych do wykrywania) par jednostek Aμvω oraz Dμ, ustawionych promieniowo wokół kuwety z próbką. Ta ostatnia więc powinna mieć korzystnie kołowy przekrój poprzeczny. Objętości próbki (lub ścieżki próbki) naświetlone przez jednostki Aμvω nie są jednakże dokładnie identyczne. Jednak promienie wzbudzenia (leżące w jednej płaszczyźnie) przecinają się we wspólnym miejscu objętości próbki. Wszystkie zastosowane jednostki Aμvω mogą być (i zazwyczaj są) identyczne. Przykładowo w przypadku trzech znaczników od M1 do M3 (np. z obszarami pokrywania L12 i L23) właściwe (trzy) pary A12/D1, A12/D2, i A23/D3 lub inaczej A12/D1, A23/D2 i A23/D3 mogą zostać zastosowane do wzbudzenia i wykrywania. Połączenie wzbudzenia i wykrywania liczby n znaczników Mμ może być realizowane nie tylko sukcesywnie ale i jednocześnie.

b) Budowa odpowiada zasadniczo budowie wspomnianej na początku i opisanej w WO 94/02570. Różnicą jest to, że źródła światła α1μνω i fotodetektory δ₁μ jednostek Aμvω i Dμ, każde z nich, są rozmieszczone na odpowiednich karuzelach (w przypadku indywidualnych zwierciadeł płaskich α2μνω oraz zwierciadeł wklęsłych δ1μ jest istotne, aby stosować w każdym przypadku tylko jedno ustalone zwierciadło płaskie lub wklęsłe). W celu wykrycia znacznika Mμ, odpowiadające mu źródło światła α1μνω oraz odpowiadający mu fotodetektor δ₁μ są przesuwane odpowiednio do pozycji wzbudzenia i detekcji, poprzez obrót odpowiedniej karuzeli. Trajektoria promienia przez oznakowaną próbkę i oświetloną objętość próbki są identyczne dla każdego znacznika przeznaczonego do określenia. Połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Mμ może być realizowane tylko sukcesywnie.

c) Stosując np. cylindryczną kuwetę na próbkę, która może być zamknięta na jednym lub obu końcach przez okienka wykonane z tego samego materiału co kuweta, albo która jest zamknięta na obu końcach i najkorzystniej ma boczne wloty i wyloty dla próbki, możliwe jest zmodyfikowanie budowy urządzenia. Podobnie do opisu w punkcie a), źródła światła α1μνω jednostek Aμvω mogą być umieszczone na karuzeli (w którym to przypadku istotne jest użycie tylko jednego zamocowanego zwierciadła płaskiego zamiast indywidualnych zwierciadeł płaskich α₂μνω). Odpowiednia jednostka Aμvω, wtedy oświetla próbkę równolegle do podłużnej osi kuwety. Odpowiednie jednostki Dμ (tym razem oczywiście wraz z ich odpowiednimi podjednostkami δ2μνω) mogą być rozmieszczone promieniowo do nich (a zatem zawsze prostopadle do kierunku promieniowania światła wzbudzającego) wokół kuwety na próbkę w celu wykrycia światła fluorescencyjnego emitowanego w każdym przypadku. Połączenie wzbudzenia i detekcji liczby n znaczników Mμ może być realizowane sukcesywnie (oczywiście potencjalnie światło fluorescencyjne emitowane jednocześnie przez wiele znaczników może zostać jednocześnie wykryte przez jednostki Dμ).

1.2) A/D1, A/D2,....,A/Dn-1, A/Dn (wszystkie n znaczników Mμ, jest jednocześnie wzbudzone przez „polichromatyczne źródło światła i wykrywane za pomocą ich odpowiedniego kanału detekcji Dμ).

a) Budowa może być podobna do tej opisanej w podpunkcie b) punktu I.1). Jednakże zamiast odpowiedniej karuzeli podjednostek α1μνω zastosowano tylko jedno polichromatyczne źródło wzbudzenia A. Wykrywanie jest realizowane tak jak w przypadku budowy opisanej w podpunkcie b) punktu I.1). Połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Mμ, może wyłącznie być realizowane sukcesywnie.

b) Jeżeli zgodnie z budową opisaną w podpunkcie c) punktu I.1), zastosowana jest cylindryczna kuweta na próbkę, np. jednostka A będzie oświetlać próbkę równolegle do podłużnej osi kuwety. Odpowiednie jednostki Dμ, mogą znowu zostać rozmieszczone promieniowo do niej (a zatem zawsze prostopadle do kierunku promieniowania światła wzbudzającego) wokół

PL 193 266 B1 kuwety na próbkę. Połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Mμ może być realizowane zarówno sukcesywnie, jak i jednocześnie.

1.3) Apiv-^i/D, Aμ₂v₂ω₂/D, . . . ^_n-iv_n--^_n--|/D, Aμ_nν_nω_n/D (liczba n znaczników Mμ jest, każdy z osobna, wzbudzona w obszarze pokrywania Ιμνω przez odpowiadające im jednostki Αμνω i emisje fluorescencyjne znaczników Μμ są, każda z nich, wykrywane przez jednostki Dμ).

a) Budowa może być podobna do tej opisanej w podpunkcie b) punktu I.i). Jednakże zamiast odpowiedniej karuzeli dla fotodetektorów δ₁μ może zostać zastosowana tylko jedna jednostka wykrywająca D, np. detektor zmiennych długości fali. Wzbudzenie jest realizowane tak jak w przypadku budowy opisanej w podpunkcie b) punktu I.1). Połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ, może być realizowane wyłącznie sukcesywnie.

b) Jeżeli zgodnie z budową opisaną w podpunkcie c) punktu I.1), zastosowana jest cylindryczna kuweta na próbkę, np. wtedy jednostka D wykrywa emitowane światło fluorescencyjne równolegle do podłużnej osi kuwety. Odpowiednie jednostki Αμνω (wraz z odpowiadającymi im zwierciadłami płaskimi α2μνω) mogą zostać rozmieszczone promieniowo do niej (a zatem prostopadle do osi podłużnej kuwety) wokół kuwety na próbkę. Połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ, może być realizowane zarówno sukcesywnie, jak i jednocześnie.

Podane tutaj warianty budowy są zatem porównywalne do tych opisanych w podpunktach a) i b) punktu I.2 i różnią się tylko przestrzenną wymianą jednostek(i) wzbudzania i wykrywania.

1.4) Α(μινιωι, μ₂ν₂ω₂,. . . ,^,.^„.^„.1, ^,^)/01,

Α(μινιωι, μ₂ν₂ω₂,. . . μnVnωn)/D2,

Α(μ1ν1ω1, μ₂ν₂ω₂,. . . ,μ_n.1Vn.1ωn.1, μnVnωn)/Dn-1,

Α(μ1ν1ω1, μ₂ν₂ω₂,. . . ,μ_n.1Vn.1ωn.1, μnVnωn)/Dn, (liczba n znaczników Μμ, każdy z osobna, jest wzbudzana w obszarze pokrywania Ιμνω i wykrywana za pomocą odpowiadającego im kanału detekcji Dp).

a) Budowa może być podobna do tej opisanej w podpunkcie a) punktu I.2). Jednakże karuzela dla źródeł światła α1μ jest zastąpiona przez jednostkę wzbudzającą Α, która np. (przypadek a1) zawiera wzajemnie wymienne źródła światła α1μνω. Ponadto jednakże jednostka Α może również zawierać wiele źródeł światła α1μνω, których odpowiednie promieniowanie, np. (przypadek a2), jest kierowane za pomocą światłowodów lub wiązek światłowodów lub kolinearnej superpozycji indywidualnych promieni źródeł światła przy użyciu elementów optycznych, np. urządzeń do rozszczepiania wiązki, dichroicznych urządzeń do rozszczepiania wiązki, diafragm, itp. w taki sposób, że będą one odpowiednio padały na kuwetę z próbką w tym samym miejscu. Odpowiednie światło fluorescencyjne jest wykrywane zgodnie z budową opisaną w podpunkcie a) punktu I.2). Połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ może być realizowane wyłącznie sukcesywnie.

b) Jeżeli zgodnie z budową opisaną w podpunkcie c) punktu I.1) jest zastosowana cylindryczna kuweta na próbkę, np. wtedy jednostka Α opisana w podpunkcie a) (przypadek a1 lub przypadek a2) będzie oświetlała próbkę równolegle do podłużnej osi kuwety. Odpowiednie jednostki Dli mogą ponownie zostać rozmieszczone promieniowo do niej (a zatem prostopadle do osi podłużnej kuwety) wokół kuwety na próbkę. Stosując jednostkę Α odpowiadającą przypadkowi a1, połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ może być realizowane wyłącznie sukcesywnie. Stosując jednostkę Α odpowiadającą przypadkowi a2, połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ, może być realizowane sukcesywnie i potencjalnie także jednocześnie.

1.5) Apiv-^-|/D(1 ,2, . . . n-1,n), Ali₂v₂oj₂/D(1 ,2, . . . n-1,n), . . . Αμ^ν^ιω^-ι^Ο ,2, . . . n-1,n), Αμ^ω^Ο^, . . . n-1,n) (liczba n znaczników Μμ jest, każdy z osobna, wzbudzona w obszarze pokrywania Ιμνω przez odpowiadające im jednostki Αμνω i wykrywane).

a) Budowa może być podobna do tej opisanej w podpunkcie b) punktu I.1). Zamiast odpowiedniej karuzeli dla fotodetektorów δ1μ, jest tu zastosowana jednostka wykrywająca D, która, np. (przypadek a1), zawiera wzajemnie zamienne fotodetektory i/lub wzajemnie zamienne filtry optyczne (i ewentualnie polaryzatory) δ1μ. Ponadto jednakże jednostka D może zawierać wiele fotodetektorów δ1μ, do których odpowiednie emitowane światło fluorescencyjne jest przesyłane np. (przypadek a2) za pomocą światłowodów lub wiązek światłowodów. Wzbudzenie jest realizowane zgodnie z budową opisaną w podpunkcie b) punktu I.1). Połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ, może być realizowane wyłącznie sukcesywnie.

PL 193 266 B1

b) Jeżeli zgodnie z budową opisaną w podpunkcie c) punktu I.1), zastosowana jest cylindryczna kuweta na próbkę, np. wtedy jednostka D opisana w podpunkcie a) (przypadek a1 lub przypadek a2) będzie wykrywała światło fluorescencyjne emitowane w każdym przypadku równolegle do podłużnej osi kuwety. Odpowiednie jednostki Αμνω mogą ponownie zostać rozmieszczone promieniowo do niej (a zatem w każdym przypadku prostopadle do osi podłużnej kuwety) wokół kuwety na próbkę. Stosując jednostkę D odpowiadającą przypadkowi a2, połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ, może być realizowane wyłącznie sukcesywnie. Stosując jednostkę D, odpowiadającą przypadkowi a2, połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ, może być realizowane sukcesywnie i potencjalnie także jednocześnie.

1.6) Α(μ₁ν₁ω₁, μ₂ν₂ω₂, . . . μ_η_ιν_η_ιω_η_ι, μ_ην_ηω_η/ϋ(1,2, . . . η-1,η) (liczba n znaczników Μμ jest, każdy z osobna, wzbudzona w obszarach pokrywania Lμvω i wykrywana).

Układ może zostać zrealizowany przy użyciu jednostki wzbudzającej A, która, np. (przypadek a1) zawiera wzajemnie wymienne źródła światła α1 μνω lub źródła światła α1 μνω, których odpowiednie promieniowanie, np. (przypadek a2), jest kierowane za pomocą światłowodów lub wiązek światłowodów lub kolinearnej superpozycji indywidualnych promieni źródeł światła przy użyciu elementów optycznych, np. urządzeń do rozszczepiania wiązki, dichroicznych urządzeń do rozszczepiania wiązki, diafragm, itp. w taki sposób, że będą one odpowiednio padały na kuwetę z próbką w tym samym miejscu. Jest zatem możliwe użycie jednostki wykrywającej D, która zawiera np. (przypadek a1), wzajemnie wymienne fotodetektory i/lub wzajemnie wymienne filtry optyczne (i ewentualnie polaryzatory) δ1μ lub inaczej, z użyciem wielu fotodetektorów δ1μ, do których odpowiednie emitowane światło fluorescencyjne jest np. kierowane (przypadek a2) za pomocą światłowodów lub wiązek światłowodów. Dla przypadków A(przypadek a1)/D(przypadek a1), A(przypadek a1)/D(przypadek a2) oraz A(przypadek a2)/D(przypadek a1), połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ może być realizowane wyłącznie sukcesywnie. Dla przypadku A(przypadek a2)/D(przypadek a2), połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ może być realizowane sukcesywnie i potencjalnie również jednocześnie.

Geometryczna zależność pomiędzy jednostkami wzbudzania i wykrywania odpowiada tutaj zasadniczo sytuacji opisanej na początku i w WO 94/02570.

1.7) Αμ₁ν₁ω₁/Αμ₂ν₂ω₂/. . . Αμ_η.·₁ν_η.·₁ω_η.·₁/Αμ_ην_ηω_η/01/02/. . ./D_n-1/D_n) (liczba n znaczników Μμ, jest jednocześnie wzbudzana w obszarach pokrywania przez odpowiadające im jednostki Αμ i jednocześnie wykrywana przez jednostki Dμ).

Jednoczesne wzbudzanie i wykrywanie liczby n znaczników może być w zasadzie realizowane z zastosowaniem geometrii opisanych w punkcie I.1) podpunkt a), punkcie I.2) podpunkt b), w punkcie I.3) podpunkt b), w punkcie I.4) przypadek a2 podpunktu b), w punkcie I.5) przypadek a2 podpunktu b), oraz w punkcie I.6) w przypadku A(przypadek a₂/D(przypadek a₂).

W przypadku II), to jest gdy wzbudzenie zachodzi w różnych objętościach próbki, mogą znaleźć zastosowanie następujące metody i przykładowe warianty urządzeń wykrywających (liczbą n przyjmuje np. wartości od 2 do 10 lub od 2 do 6 lub 2 do 4):

II.1) A1/D1, A2/D2, , An-1/Dn-1, An/Dn (liczba n znaczników Μμ jest, każdy z osobna, wzbudzana w obszarze pokrywania Lμvω przez odpowiadające im jednostki Αμνω i wykrywana przez odpowiednie jednostki Dμ).

Układ odpowiednich par Αμνω/ϋμ odpowiada zasadniczo geometrii objaśnionej na początku i w punkcie I.1) podpunkt a) oraz również pokazanej w WO 94/02570. To znaczy, oś optyczna jednostki Αμνω (odpowiadająca kierunkowi wiązki wzbudzającej) i oś optyczna odpowiadającej jednostki ϋμ znajdują się w płaszczyźnie, do której podłużna oś kuwety na próbkę jest prostopadła. Te dwie osie optyczne tworzą kąt χ, który znajduje się w przedziale od 0 stopni do 180 stopni, i jest zdefiniowany następująco: w projekcji w kierunku promieniowania jednostki Αμνω kąt ten powinien wynosić +χ lub -χ w zależności od tego czy odpowiadająca jednostka ϋμ jest umieszczona odpowiednio na prawo lub na lewo od tego kierunku projekcji. Jest to zapisane w notacji odpowiednio Αμνω(+)ϋμ oraz Αμνω(-)ϋμ; to znaczy Αμ1ν1ω1(+)ϋ1, Αμ2ν2ω2(+)ϋ2, Αμ3ν3ω3(+)ϋ3, itd. z jednej strony, oraz Αμ1ν1ω1(-)ϋ1, Αμ2ν2ω2(-)ϋ2, Αμ3ν3ω3(-)ϋ3 itd. z drugiej strony. Wzbudzenie (i wykrywanie) przestrzennie różnych objętości próbki jest realizowane przez układ odpowiednich par Αμνω/ϋμ w równoległych płaszczyznach. Sekwencja płaszczyzn może być w postaci Αμ1ν1ω1(+)ϋ1, Αμ2ν2ω2(+)ϋ2, Αμ3ν3ω3(+)ϋ3, . . ., Αμ_ην_ηω_η(+)ϋ_η odpowiednio do niej w postaci Αμ₁ν₁ω₁(-)ϋ1, Αμ₂ν₂ω₂(-)ϋ2, Αμ₃ν₃ω₃(-)ϋ3, . . . , Αμ_ην_ηω_η (-)D_n lub inaczej, np. w postaci Αμ₁ν₁ω₁(+)ϋ1, Αμ₂ν₂ω₂(-)ϋ2, Αμ₃ν₃ω₃(+)ϋ3, . . . , Αμ_η-1ν_η-1ω_η-1(-/+)ϋ_η-1, Αμ_ην_ηω_η(+/-)ϋ_η. Jeżeli np. jednostki Αμνω są rozmieszczone w rzędach, wówczas zgodnie z tym jedPL 193 266 B1 nostki Dμ są, w pierwszym przypadku rozmieszczone w rzędzie po jednej (prawej) stronie kuwety na próbkę, a w ostatnim przypadku przemiennie w dwóch rzędach po przeciwnych stronach kuwety na próbkę. Translacja płaszczyzn jest także możliwa do pomyślenia. Jednakże zazwyczaj będzie to rozważane tylko w razie gdy światło wzbudzające wyemitowane przez każdą jednostkę Αμνω nadal pada prostopadle do zewnętrznej powierzchni kuwety na próbkę. Ogólnie będzie to przypadek kuwet o prostokątnym przekroju poprzecznym, ale nie wystąpi on dla kuwet o okrągłym przekroju poprzecznym.

Płaszczyzny te mogą być także poddane obrotowi jedna względem drugiej. W projekcji wzdłuż podłużnej osi kuwety, osie optyczne należące do dwóch sąsiadujących jednostek Αμνω tworzą kąt, który znajduje się w zakresie od 0 stopni do 360 stopni. Przykładowo gdy liczba n wynosi 2, 3, 4, 5 lub 6 (i w przypadku regularnego, spiralnego układu), wynikowy kąt pomiędzy sąsiadującymi jednostkami Αμνω wyniesie 180, 120, 90, 72 lub 60 stopni. Dla liczby n równej 3, 4, 5 lub 6 dopełniające kąty 240, 270, 288 i 300 stopni (lub -120, -90, -72 lub -60 stopni) będą narzucały odwrotną spiralność w układzie (nie istniejącą w przypadku liczby n równej 2, to jest 180 stopni). Dodatkowo należy zauważyć, że oczywiście tutaj również płaszczyzny mogą występować nie tylko w zgodzie z sekwencją Αμινιω·ι(+^1, Αμ₂ν₂ω₂(+^2, Ali₃v₃(jj₃(+)D3, . . ., Αμ^ω^Οη (i odpowiadającą jej sekwencji Αμινιω·ι(-^1, Αμ₂ν₂ω₂(-^2, Αμ₃ν₃ω₃(-)Ο3, . . ., Αμ,ν^^ϋ^ ale również w sekwencji Αμ₁ν₁ω₁(+)Ο1, Αμ₂ν₂ω₂(-)Ο2, Αμ₃ν₃ω₃(+)Ο3, . . ., Aμ_n-1v_n-1ω_n-1(-/+)D_n-1, Αμ^ω^ϋ^ Dla liczby n równej 2 (180 stopni) lub 4 (90 stopni) zazwyczaj stosuje się kuwetę o prostokątnym przekroju poprzecznym, podczas gdy dla n równego 3 (120 stopni), 5 (72 stopnie) lub 6 (60 stopni), będzie się zazwyczaj stosować (dla n równego do 2 lub 4 jest to również oczywiście możliwe) kuwetę o okrągłym przekroju poprzecznym. Połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ może być realizowane nie tylko jednocześnie, ale także sukcesywnie przy zastosowaniu wymienionych układów.

11.2) Αμ₁ν₁ω₁/ϋ, Αμ₂ν₂ω₂/Ο, . . . , Αμ^ν^ω^/D, Αμ₁ν₁ω₁/ϋ (liczba n znaczników Μμ, każdy z osobna, jest wzbudzona w obszarach pokrywania przez odpowiadające im jednostki Αμνω i wykrywana przy użyciu jednostki D, np. detektorów zmiennej długości fali).

a) Układ jednostek Αμνω może być zrealizowany zgodnie ze wskazówkami podanymi w punkcie II.1). Jeżeli jednostki Αμνω są ustawione w rzędzie (przypadek a), jednostka D może być na stałe zamocowana w odpowiedniej pozycji kątowej χ, z tym że jego okienko wpuszczające promieniowanie jest wystarczająco duże lub że zastosowana jest optyka obrazująca. W przeciwnym razie, (przypadek a2) musi nastąpić (translacyjne) ponowne dopasowanie do odpowiedniej pozycji. W przypadku innych układów jednostek Αμνω (przypadek a3) nastąpić (translacyjne lub obrotowe) ponowne dopasowanie pozycji jednostek D do odpowiednich pozycji kątowych χ. Tak więc w przypadku a1) połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ, może być realizowane nie tylko jednocześnie, ale także sukcesywnie, jednak wyłącznie sukcesywnie w przypadkach a2 oraz a3.

b) W zasadzie układ podany w podpunkcie b) punktu I.3) jest także możliwy; to znaczy, oś optyczna jednostki D jest równoległa do podłużnej osi cylindrycznej kuwety na próbkę, oraz jednostki Αμνω są rozmieszczone zgodnie z wytycznymi podanymi w punkcie II.1). Jednakże będzie to prowadziło do różnych długości ścieżek, które muszą być przebyte przez próbkę przez światło fluorescencyjne emitowane przez odpowiednie znaczniki Μμ na ich drodze do jednostki D (lub, bardziej dokładnie, okienka detekcji). Może to prowadzić do niedokładności w wykrywanym natężeniu lub trzeba to wziąć odpowiednio pod uwagę w oszacowaniach. W zasadzie jednak w tych wszystkich układach połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ, może być realizowane nie tylko jednocześnie, ale także sukcesywnie.

11.3) Αμ^ιω^Ο ,2, . . . n-1,n), Aμ2V2ω2/D(1,2, . . . n-1,n), . . . , Aμ_n-1v_n-1ω_n-1/D(1,2, . . . n-1,n), Αμ^ω^Ο^, . . . n-1,n) (liczba n znaczników Μμ, każdy z osobna, jest wzbudzona w obszarach pokrywania Lμvω przez odpowiadające im jednostki Αμνω i wykrywana).

a) Układy te odpowiadają zasadniczo tym opisanym w punkcie II.2) podpunkt a). Jednakże zamiast jednej jednostki D (np. detektor zmiennej długości fali), jest tutaj zastosowana jednostka wykrywająca, która np. (przypadek a1), zawiera wzajemnie wymienne fotodetektory i/lub wzajemnie wymienne filtry optyczne (i ewentualnie polaryzatory) δ1μ. Ponadto jednakże jednostka D może również zawierać wiele fotodetektorów δ1μ, do których np. jest kierowane odpowiednie emitowane światło fluorescencyjne (przypadek a2) za pomocą światłowodów lub wiązek światłowodów. Dla jednostki D odpowiadającej przypadkowi a1, połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ, może być realizowane tylko sukcesywnie, ponieważ zajdzie potrzeba zmiany podjednostek δ1μ i ewentualnie także (translacyjnego lub

PL 193 266 B1 translacyjnego i obrotowego) ponownego dopasowania jednostki D. Dla jednostki D odpowiadającej przypadkowi a₂, połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ może być realizowane sukcesywnie i potencjalnie także jednocześnie (przy założeniu odpowiedniego układu jednostek Αμνω) jeżeli nastąpi, np. poprzez odpowiednie urządzenia optyczne, skupienie wiązki (np. dzięki zastosowaniu soczewek optycznych) światła fluorescencyjnego emitowanego przez znaczniki Μμ na światłowodach lub wiązkach światłowodów.

b) Układy te odpowiadają zasadniczo tym opisanym w punkcie II.2) podpunkt b). Jednakże zamiast jednej jednostki D (np. detektor zmiennej długości fali), jest tutaj znów zastosowana jednostka wykrywająca, która np. (przypadek a1), zawiera wzajemnie wymienne fotodetektory i/lub wzajemnie wymienne filtry optyczne (i ewentualnie polaryzatory) δ1μ. Ponadto jednakże jednostka D może również zawierać wiele fotodetektorów δ1μ, do których np. jest kierowane odpowiednie emitowane światło fluorescencyjne (przypadek a2) za pomocą światłowodów lub wiązek światłowodów. Dla jednostki D odpowiadającej przypadkowi a1 połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ może być realizowane tylko sukcesywnie. Dla jednostki D odpowiadającej przypadkowi a2, połączenie wzbudzania i wykrywania liczby n znaczników Μμ, może być realizowane sukcesywnie i potencjalnie także jednocześnie. Uwagi podane w podpunkcie b) punktu II.2), odnoszące się do różnych długości ścieżek i stałych kątów światła fluorescencyjnego emitowanego przez znaczniki Μμ, oczywiście mają tutaj także zastosowanie.

II.4) Αμ₁ν₁ω₁/Αμ₂ν₂ω₂/ . . . /Aμ_n-1ν_n-1ω_n-1/Aμ_nν_nω_n/D1/D2/ . . . /D_n-1/D_n (liczba n znaczników Μμ, jest jednocześnie wzbudzana w obszarach pokrywania Lμνω przez odpowiadające im jednostki Αμνω i jednocześnie wykrywana przez jednostki Dμ).

Jednoczesne wzbudzanie i wykrywanie liczby n znaczników może w zasadzie być realizowane z zastosowaniem układów i geometrii opisanych w punkcie II.1), punkcie II.2), w przypadku a1 rozwiązania a), punkcie II.2) podpunkt b), punkcie II.3) w przypadku a2 rozwiązania a) oraz punkcie II.3) w przypadku a2 rozwiązania b).

Układy i przykładowe warianty urządzenia wykrywającego w przypadku I, to jest w przypadku wzbudzania w tej samej objętości próbki, są szczególnie użyteczne do chronologicznie następującego jeden po drugim wzbudzenia liczby n znaczników Μμ.

Układy i przykładowe warianty urządzenia wykrywającego w przypadku II, to jest w przypadku wzbudzania w różnych objętościach próbki, są szczególnie użyteczne do jednoczesnego wzbudzenia wszystkich n znaczników Μμ. Spośród tych układów i przykładowych wariantów urządzenia wykrywającego, szczególnie użyteczne są te, w których dodatkowo światło fluorescencyjne emitowane w każdym przypadku może być wykrywane jednocześnie w różnych przestrzennie punktach.

Ogólnie światło wzbudzające emitowane przez jednostki Αμνω może być kierowane na próbkę w sposób pulsujący lub ciągły, to jest w rodzaju fali ciągłej (CW). Ponadto natężenie światła wzbudzającego z każdej jednostki Αμνω może być modulowane częstotliwością fμνω tak, że ta jednostka Αμνω wzbudzi emisję fluorescencyjną znacznika Μμ o podobnie modulowanej częstotliwością fμνω natężenia, która może być selektywnie mierzona przez jednostkę Dμ. Zazwyczaj stosuje się do tej modulacji częstotliwości, które różnią się od częstotliwości sieci zasilającej (zwykle 50 Hz) i całkowitych lub pół-całkowitych wielokrotności tej częstotliwości. W przypadku jednoczesnego wzbudzania i wykrywania światła fluorescencyjnego emitowanego przez wszystkie znaczniki Μμ, mogą być zastosowane różne częstotliwości modulacji fμνω w celu przyporządkowania światła fluorescencyjnego odpowiednim znacznikom Μμ, a także w celu uzyskania lepszego stosunku sygnał/zakłócenie. Sygnały fluorescencyjne o modulowanym natężeniu są zwykle wykrywane z zastosowaniem metody „lock-in”.

W korzystnym, zgodnym z wynalazkiem sposobie wykrywania znaczników w cieczach, które zostały oznakowane sposobem według wynalazku, realizuje się chronologicznie sukcesywne wzbudzanie liczby n znaczników Μμ przez odpowiadające im jednostki Αμνω w tej samej objętości próbki i (chronologicznie sukcesywne) wykrywanie światła fluorescencyjnego emitowanego przez każdy znacznik Μμ.

W kolejnym korzystnym, zgodnym z wynalazkiem sposobie wykrywania znaczników w cieczach, które zostały oznakowane sposobem według wynalazku, realizuje się jednoczesne wzbudzanie liczby n znaczników Μμ przez odpowiadające im jednostki Αμνω w tej samej objętości próbki i jednoczesne lub sukcesywne wykrywanie światła fluorescencyjnego emitowanego przez każdy znacznik Μμ, przy użyciu detektora zmiennej długości fali.

PL 193 266 B1

W kolejnym korzystnym, zgodnym z wynalazkiem sposobie wykrywania znaczników w cieczach, które zostały oznakowane sposobem według wynalazku, realizuje się jednoczesne wzbudzanie liczby n znaczników Mμ przez polichromatyczną jednostkę A w tej samej objętości próbki i jednoczesne lub sukcesywne wykrywanie światła fluorescencyjnego emitowanego przez każdy znacznik Mμ, przy użyciu detektora zmiennej długości fali.

W kolejnym korzystnym, zgodnym z wynalazkiem sposobie wykrywania znaczników w cieczach, które zostały oznakowane sposobem według wynalazku, realizuje się jednoczesne wzbudzanie liczby n znaczników Mμ przez odpowiednie jednostki Aμvω z natężeniem modulowanym częstotliwością fμvω, w tej samej objętości próbki i jednoczesne lub sukcesywne wykrywanie światła fluorescencyjnego o modulowanym natężeniu, emitowanego przez znacznik Mμ.

W kolejnym korzystnym, zgodnym z wynalazkiem sposobie wykrywania znaczników w cieczach, które zostały oznakowane sposobem według wynalazku, realizuje się jednoczesne wzbudzanie liczby n znaczników Mμ przez jednostki Aμvω w różnej objętości próbki w każdym przypadku i jednoczesne lub sukcesywne wykrywanie światła fluorescencyjnego emitowanego przez każdy znacznik Mμ, przy użyciu odpowiedniej jednostki Dμ.

Jednostki Aμvω korzystnie zawierają lasery półprzewodnikowe, diody półprzewodnikowe lub lasery z ciałem stałym, jako źródła światła α1 μvω. Jeżeli wszystkie lub niektóre znaczniki Mμ mają zostać wzbudzone w zakresach ich głównej absorpcji Lμ(x) (gdzie x wynosi np. 89, 90, 95 lub 99) źródłami światła α1 μvω stosowanymi w jednostkach Aμvω są korzystnie lasery półprzewodnikowe, diody półprzewodnikowe lub lasery z ciałem stałym, które mają maksimum emisji w obszarze widma rozciągającym się od λ_Π3χ - 100 nm do X_max + 20 nm, gdzie X_max oznacza długość fali maksimum absorpcji odpowiednich znaczników Mμ. Te maksima emisji są więc ogólnie w obrębie odpowiadających zakresów głównej absorpcji odpowiednich znaczników. Jednakże alternatywnie jest również możliwe, jak to podano powyżej, dostosowanie zakresów głównej absorpcji Lμ(x) poprzez odpowiedni wybór wartości x.

Fotodetektory δ₁μ w jednostkach Dμ są korzystnie detektorami półprzewodnikowymi, zwłaszcza fotodiodami krzemowymi lub fotodiodami germanowymi.

Jeżeli wszystkie lub niektóre znaczniki Mμ mają być wzbudzone w zakresach ich głównej absorpcji Lμ(x) (gdzie x wynosi np. 80, 90, 95 lub 99) filtrami optycznymi stosowanymi w fotodetektorach δ₁μ jednostek Dμ są korzystnie filtry interferencyjne i/lub filtry wycinające, które wycinają krótkofalowe widmo transmisyjne w zakresie od do X_max + 80 nm, gdzie X_max oznacza długość fali maksimum absorpcji odpowiedniego odpowiadającego znacznika Mμ.

W razie potrzeby jest także możliwe zastosowanie jednego lub większej liczby polaryzatorów bliskiej podczerwieni NIR.

Wynalazek ilustrują poniższe przykłady.

P r z y k ł a d 1

Mieszaninę 5 ppm znacznika A (PcH₂-(3'-metylofenyloksy)₄) i 0,5 ppm znacznika B (PcH₂-(3'-metylopiperydyno)₄) rozpuszczono w bezołowiowej benzynie silnikowej (RON 95) (PcH₂ oznacza układ ftalocyjaniny, w którym Me¹ (wzór Ia) oznacza dwa atomy wodoru, a w każdym przypadku jedna z grup w parach R¹ i R⁴, R⁵ i R⁸, R⁹ i R¹² oraz R¹³ i R¹⁶ we wzorze Ia oznacza atom wodoru, a druga oznacza odpowiednio 3'-metylofenyloksyl lub grupę 3'-metylopiperydynową).

Widma absorpcyjne znaczników A i B wykazują następującą absorbancję (w jednostkach arbitralnych) podaną w tabeli 1 dla długości fali 685 nm i 754 nm stosowanych laserów.

T a b e l a 1

Laser	Absorbancja A	Absorbancja B
685 nm	1,3151	0,3137
754 nm	0,0171	0,9954

Można zauważyć, że wzbudzenie znacznika A przez laser 685 nm wzbudzi również znacznik B w tym samym czasie, jednak w mniejszym stopniu.

Przy wzbudzeniu znacznika A przez laser 685 nm oraz znacznika B przez laser 754 nm, sygnał fluorescencyjny od znacznika B zawiera składową wynikającą ze wzbudzenia znacznika B przez laser 685 nm, oraz składową wynikającą ze wzbudzenia znacznika B przez laser 754 nm.

W przypadku użycia znacznika A i (podrobionego) znacznika B' bez obszaru pokrywającego się ze znacznikiem A i wzbudzenia znacznika A laserem 685 nm oraz znacznika B' laserem 754 nm,

PL 193 266 B1 sygnał fluorescencyjny mierzony w obszarze fluorescencji znacznika B' byłby mniejszy o ilość wynikającą z nieobecnego wzbudzenia znacznika B' przez laser 685 nm.

Ponadto aby osiągnąć podwójną pewność co do autentyczności mieszaniny znaczników A i B (lub znakowanej cieczy), można określić całkowite natężenie światła fluorescencyjnego przechodzącego przez odpowiednie filtry w obszarach fluorescencji znaczników A i B podczas jednoczesnego wzbudzenia, a ponadto określić indywidualne wartości natężenia podczas wzbudzenia przez jeden laser i wzbudzenia przez drugi laser. Te trzy pomiary razem tworzą (możliwy) unikatowy wzorzec.

P r z y k ł a d 2

Mieszaninę 5 ppm znacznika B (PcH2-(3'-metylopiperydyno)4) i 0,5 ppm znacznika C (NcH2-(OC4H9)8) rozpuszczono w bezołowiowej benzynie silnikowej (RON 95) (NcH2 oznacza układ naftalocyjaniny, w którym Me² (wzór II) oznacza 2 atomy wodoru, a wszystkie pary Y¹ i Y², Y³ i Y⁴, Y⁵ i Y⁶ oraz Y⁷ i Y⁸ we wzorze II oznaczają OC4H9).

Widma absorpcyjne znaczników B i C wykazują następującą absorbancję (w jednostkach arbitralnych) podaną w tabeli 2 dla długości fali 754 nm i 855 nm stosowanych laserów.

T a b e l a 2

Laser	Absorbancja B	Absorbancja C
754 nm	0,9954	0,3824
855 nm	0,0037	1,9860

Można zauważyć, że wzbudzenie znacznika B przez laser 754 nm wzbudzi również znacznik C w tym samym czasie, jednak w mniejszym stopniu.

Przy wzbudzeniu znacznika B przez laser 754 nm oraz znacznika C przez laser 855 nm, sygnał fluorescencyjny od znacznika C zawiera składową wynikającą ze wzbudzenia znacznika C przez laser 754 nm i składową wynikającą ze wzbudzenia znacznika C przez laser 855 nm.

W przypadku użycia znacznika B i (podrobionego) znacznika C' bez obszaru pokrywającego się ze znacznikiem B i wzbudzenia znacznika B laserem 754 nm i znacznika C' laserem 655 nm, sygnał fluorescencyjny mierzony w obszarze fluorescencji znacznika C' byłby mniejszy o ilość wynikającą z nieobecnego wzbudzenia znacznika C' przez laser 754 nm.

Ponadto aby osiągnąć podwójną pewność co do autentyczności mieszaniny znaczników B i C, można określić sygnały fluorescencyjne podczas jednoczesnego i indywidualnego wzbudzenia, jak to opisano w przykładzie 1.

P r z y k ł a d 3

Mieszaninę 0,5 ppm każdego ze związków A, B i C rozpuszczono w bezołowiowej benzynie silnikowej (RON 95) i jednocześnie wzbudzono przez trzy lasery o długościach fali 685, 754 i 855 nm. Uzyskane światło fluorescencyjne przefiltrowano przez trzy filtry pasmowe (przepuszczane długości fali 720, 790 i 860 nm) i wykrywano za pomocą krzemowej diody szpilkowej. Otrzymano następujące wartości natężenia fluorescencji podane w tabeli 3 (w jednostkach arbitralnych).

T a b e l a 3

Filtr pasmowy	Sygnał fluorescencyjny
720 nm	2705
790 nm	572
855 nm	1589

P r z y k ł a d 4

Mieszaninę 2/9 (0,22) ppm związku A, 8/9 (0,88) ppm związku B oraz 8/9 (0,88) ppm związku C rozpuszczono w bezołowiowej benzynie silnikowej (RON 95) i jednocześnie wzbudzono przez trzy lasery o długościach fali 685, 754 i 855 nm. Uzyskane światło fluorescencyjne przefiltrowano przez trzy filtry pasmowe (przepuszczane długości fali 720, 790 i 860 nm) i wykrywano za pomocą krzemowej diody szpilkowej. Otrzymano następujące wartości natężenia fluorescencji podane w tabeli 4 (w jednostkach arbitralnych).

PL 193 266 B1

T a b e l a 4

Filtr pasmowy	Sygnał fluorescencyjny
729 nm	2340
790 nm	950
855 nm	2705

Z przykładów 3 i 4 jasno wynika, że (przy założeniu odpowiedniej kalibracji) jest możliwe rozróżnienie różnych, względnych proporcji znaczników, a także różnych absolutnych ilości znaczników poprzez porównanie natężenia ich sygnałów fluorescencyjnych.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób znakowania węglowodorów i mieszanin węglowodorów z użyciem co najmniej dwóch znaczników, znamienny tym, że te znaczniki pochłaniają promieniowanie w obszarze widma 600 - 1200 nm i reemitują światło fluorescencyjne, a zakres absorpcji co najmniej jednego znacznika częściowo pokrywa się z zakresem absorpcji co najmniej jednego innego znacznika, przy czym jako znaczniki stosuje się rozpuszczalne w tych węglowodorach i mieszaninie węglowodorów związki wybrane z grupy obejmującej wolne od metalu i zawierające metal ftalocyjaniny, wolne od metalu i zawierające metal naftaloftalocyjaniny, kompleksy nikiel-ditiolen, pochodne aminiowe amin aromatycznych, barwniki metynowe, barwniki na bazie kwasu skwarynowego i barwniki na bazie kwasu krokonowego.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się znaczniki, których odpowiednia długość fali maksimum absorpcji znajduje się w obszarze widma 600 - 1200 nm.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dodaje się liczbę n znaczników, przy czym n oznacza liczbę całkowitą 2 - 10.
4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dodaje się liczbę n znaczników, przy czym n oznacza liczbę całkowitą 2 - 6.
5. 5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że dodaje się liczbę n znaczników, gdzie n oznacza liczbę całkowitą 2 - 4 .
6. 6. Sposób wykrywania znaczników w węglowodorach i mieszaninach węglowodorów znakowanych sposobem zdefiniowanym w zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się źródła światła, które emitują promieniowanie w zakresach absorpcji tych znaczników i wykrywa się światło fluorescencyjne reemitowane przez te rozpuszczone w tych węglowodorach i mieszaninie węglowodorów znaczniki, przy czym co najmniej jedno z tych źródeł światła emituje promieniowanie w zakresie absorpcji co najmniej jednego znacznika częściowo pokrywającym się z zakresem absorpcji co najmniej jednego innego znacznika, a liczba źródeł światła jest równa liczbie znaczników lub mniejsza.
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że jako źródła światła stosuje się lasery półprzewodnikowe, diody pół przewodnikowe lub lasery z ciałem stałym.