SE440401B - Spektrofotometer med en prov- och en referens-stralgang - Google Patents

Description

7803362-8 2 Sådana instrument tenderar att bli dyrbara på grund av sin storlek, komplexitet och kraven på utnyttjande av utrustning för reglering av det under användning alstrade värmet. En del instrument har icke heller varit lätt omställbara för utförande av såväl reflexions- som transmit- teringsmätningar. Ännu ett annat problem hos många förefintliga reflexionsmäta- re är det faktum att man måste vara försiktig vid regleringen av de om- givande ljusbetingelserna under användningen för att icke påverka exaktheten hos mätarna.

Uppfinningen avser nu att åstadkomma en förbättrad filterför- sedd spektrofotometer. Särskilt avser uppfinningen att åstadkomma ett relativt billigt instrument för åstadkommande av såväl reflexions- som transmitteringsmätningar. Uppfinningen avser dessutom att åstadkomma en filterförsedd spektrofotometer med en kall ljuskälla med likformig ljusintensitet. Dessutom avser uppfinningen att åstadkomma en spektro- f otometer som kan utnyttjas utan att erfordra kalibrering av särskilt erfarna handhavare. Spektrofotometern enligt uppfinningen skall dess- utom vara relativt kompakt och bärbar. j_ __h_, j 7 Det ovanstående uppnås nu i enlighet med uppfinningen i huvud- sak därigenom att a) reflexionsmätning, med ljuskällan, provet och den första ljus- överföringsbanan placerade relativt varandra så, att från provet reflekterat ljus överföres till provljusdetektorn, eller b) överföringsbanan placerade relativt varandra så, att genom provet transmissionsmätning, med ljuskällan, provet och den första ljus- passerande ljus överföres till provljusdetektorn, och att ljuskällan pulslängd av 1-100 minst 5000 Kelvin, sfär är placerad i är anordnad för emission av pulsat ljus med en mikrosekunder och har en färgkarakteristik av varvid en ljusreflekterande och ljusdiffunderande vägen för detta ljus mellan ljuskällan och båda ljusöverföringsbanorna på sådant sätt, att den första ljusöverfö- ringsbanan sträcker sig radiellt från sfärväggen medan den andra ljusöverföringsbanan sträcker sig tangentiellt från sfärväggen, och varvid ett ljusfilterorgan med ett ljustransmissionsband av 200-1100 nanometer är anordnat i den första och/eller andra ljus- överföringsbanan. 7803362-8 3 Vid reflexionsmätning är instrumentet särskilt användbart för uppmätning av färgvärdena hos analytiska provanordningar såsom fuktabsorberande bärare impregnerade med kemiska reagenskompositioner.

Instrumentet kan dessutom uppmäta ljus transmitterat genom vätskeformi- ga prov. Omställningen till spektrofotometriska mätningar av transmit- teringstyp kan åstadkommas helt enkelt genom att ljusstràlen riktas genom en kyvett som innehåller vätskeprovet.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisningill bifogade ritning, på vilken fig. 1 visar en partiell sektionerad sido- vy av instrumentet eller apparaten enligt uppfinningen, avsedd för ut- förande av reflexionsmätningar, fig. 2 är en partiell sektionerad sido- vy av instrumentet enligt uppfinningen avsett för utförande av trans- missionsmätningar, fig. 3 är en partiell sektionerad sidovv av instru- mentet enligt uppfinningen i en annan utföringsform, avsedd för åstad- kommande av såväl reflexions- som transmissionsmätníngar, fig. Ä är en partiell sektionerad sidovy av en alternativ utföringsform av uppfin- ningen och fig. 5 är en partiell sektionerad sidovy av en annan alter- nativ utföringsform av uppfinningen. _ På ritningen visas i fig. l och 2 en spektrofotometer enligt föreliggande uppfinning. Allmänt innefattar denna spektrofotometer en ljuskälla som kan åstadkomma ett extremt kraftigt lJus för belysning av provet, vilket ljus är av kort'varaktighet. Dessutominnefattar spektrofotometern är integrerande sfär, ett ljusfilter som är utvalt för genomsläppande av en särskild våglängd, separata ljusavkännings- organ och separata organ som bildar ljusöverföringsbanor för passage av ljus från den integrerande sfären till vardera l3usavkänningsorga- net. En utbytbar eller omflyttbar enhet kan också förekomma vilken kan åstadkomma en ändring av instrumentets funktionssätt till antingen reflexions- eller transmissionsmätningar.

Närmare bestämt innefattar spektrofotometern lO en ljusdiffu- sionskammare eller ljusintegreringssfär 13, vilken kan åstadkomma en likformig ljusfördelning och har en kammare 3 för inrymmande av en enhet 28, i vilken ett filter 25 är monterat. En ljuskälla 12 är be- lägen intill den bakre delen av den intesrerßflde Sfäfen 15: vid Vilket 7803362-8 Ä ställe ett hölje 2 är utformat med en öppning 4 för insläppande av ljus från ljuskällan in i sfären 15.

Ljuskällan 12 matas med elektrisk energi via en lämplig icke visad elektrisk krets och måste kunna åstadkomma ett extremt kraftigt ljus under en kort tidsperiod. Ljuskällan 12 åstadkommer vitt ljus med korrelerade färgtemperaturer eller spektralkarakteristikor som är typiska för en svart kropp vid 20 0000 Kelvin och måste kunna åstad- komma en ljusintensitet av minst 50009 Kelvin. Varaktigheten av ljuset från ljuskällan 12 uppgår lämpligen till mellan omkring 1 och 100 mikro sekunder ehuru det är uppenbart att varaktigheten för särskilda till- lämpningar kan vara antingen kortare eller längre. Ljuskällor som har förmåga att uppfylla dessa krav är pulsade Xenonblixtrör av kolvtyp.

Typen FX-108 B.U., som tillverkas av företaget E.G. & G., Inc., Salem, Massachusetts, USA, har visat sig särskilt lämplig för användning som ljuskälla vid föreliggande uppfinning. Ändamålet med den integrerande sfären 13 är att sprida ljuset från.ljuskällan 12 och det är uppenbart att placeringen av ljuskällan 12 som visas i fig. l och 2 endast är ett föredraget arrangemang och att ljuskällan kan vara placerad på andra ställen i förhållande till den integrerande sfären och àstadkomma1æn.önskade ljusspridningen.

Lämpligen bör ljuskällan emellertid icke ligga direkt i linje med någon ljusöverföringsbana från den integrerande sfären.

Insidan av sfären 15 skall vara höggradigt reflekterande.

Det har visat sig att en integrerande sfär invändigt överdragen med magnesiumoxid, bariumsulfat, "HALON"-harts (polytetrafluoreten), fram- ställd av Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey, USA eller liknande åstadkommer en tillräckligt reflekterande yta. Storle- ken av den integrerande sfären 13 är icke kritisk. En integrerande sfär så liten som en bordtennisboll har använts med framgång.

Höljet 2 är också utformat med organ för inställning av ett prov vid ett provställe och dessa organ innefattar en öppning 12 som står i förbindelse med det inre av sfären 13 för exponering av provet 15 däri. öppningen 14 måste uppenbarligen vara stor nog för inrymmande av provet 15, vilket skall sträcka sig endast något in i den integreran de sfären 15. Vid den i fig. 1 visade utföringsformen är spektrofoto- metern 10 särskilt avsedd för utförande av reflektionsmätningar av ett prov, som har formen av en reagensremsa av typen "doppa-och-avläs".

När spcktrofotometern 10 utnyttjas för bestämning av färgre- flexionen från ytan av ett prov såsom en blodglukostestanordning en- ligt den amerikanska patentskriften 5 298 789, placeras testanordningen som kan ha formen av en relativt tunn remsa, över öppningen 14 med 7803362-8 5 provytan 15 vänd uppåt sett i fig. 1. Anordningen enligt den amerikan- ska patentskriften 3 298 789 åstadkommer exempelvis olika färgvärden svarande mot olika halter av glukos i blodet och dessa kan uppmätas helt exakt genom användande av apparaten enligt uppfinningen.

Höljet 2 och enheten 28 är utformade med passager som avgränsa- separata ljustransmissionsbanor eller -kanaler 17 och 18, vilka sträc- ker sig från den integrerande sfären 13 för passage av ljus till sepa- rata ljusavkänningsorgan såsom fotodetektorer 20 och 21, monterade i höljet 2 och frilagda mot kammaren 3 såsom visas. Ljusöverföringsbanan 17 sträcker sig lämpligen allmänt tangentiellt från ena sidan av den integrerande sfären 13 och utnyttjas för transmission eller överföring av ljuset till referensfotodetektorn 20. Ljusöverföringsbanan 18 å andra sidan sträcker sig lämpligen från provet 15 diametralt genom sfären l3 för överföring av ljus som reflekteras från provet 15 direkt till fotodetektorn 21. Identiskt lika kiselfotodioder, såsom modell UVIOOB, tillverkade av E.G. & G., Inc., Salem, Massachusetts, USA, och modell S 876-35 BQ, tillverkade av Hemamatsu Corporation, Middlesex New Jersey, USA, är att föredra för användning till fotodetektorerna 20 och 21 i enlighet med förelggande uppfinning.

Ljustransmissionsbanorna 17 och 18 skall ha rätt storlek och vara av sådan form att de överför huvldsakligen kollimerat ljus till ljusavkänningsorganen. Banan 17 utgöres av koaxiella, allmänt cylin- driska passager 5 och 6 i höljet 2 respektive enheten 28, medan banan 18 utgöres av ett:tympat koniskt rörformigt organ 7 och en koaxiell cylindrisk passage 8 utformad i enheten 28 såsom visas pà ritningen.

Organet 7 är uppburet inuti en stympat konisk borrning 9, som är koaxi- ell med passagen 8 och utgör en förbindelse mellan kammaren 3 och sfären 13. Organet 7 ärlämpligen utformat med på inbördes avstånd be- lägna inåtriktade ringformiga flänsar eller ljusskärmar 22 och 23, som avgränsar koaxiella cirkulära öppningar, vilka har huvudsakligen samma diameter som öppningen i den undre änden av organet 7 och som hjälper till att kollimera ljuset som passerar därigenom.

Medan det rörformiga organet 7 har visat;utfört med en stympat konisk form är det uppenbart att andra former kan utnyttjas. Ytorna vid passagerna 5, 6 och 8 och insidan av organet 7 är lämpligen målade eller överdragna med en matt svart färg för att absorbera ströljus eller icke kollimerade ljusstràlar. Höljet 2, enheten 28 och organet 7 kan vara framställda av vilket som helst lämpligt material såsom metall eller plast. Exempelvis kan organet 7 utgöras av formgjuten vit plast eller metall med insidan belagd eller målad mattsvart. 7803362-8 6 Innan ljuset som går längs banorna 17 och 18 når fotodetekto- rerna 20 och 21 passerar det genom ett interferensfilter, i exemp filtret 25, som är valt för genomsläppande av en bestämd våglängd. I samband med mätningen av reagensanordningar av typen "doppa-och-avläs" kommerrnrmalt att användas filter som tillåter en reflexion av ljus med en vágläïlgd av omkring mellan. 300 och 725 nanometer. När transmissions- mätningar skall utföras såsom skall beskrivas i det följande kommer normalt att utnyttjas filter vilka tillåter en transmission av ljus som har en våglängd av från omkring 250 till omkring 800 nanometer.

Filtret 25 kan vara utfört av vilket som helst lämpligt mate- rial såsom glas, plast eller liknande. Istället för ett filter som sträcker sig över bägge ljusöverföringsbanorna kan separata filter eventuellt användas.

Filtren kan vara anordnade i kassetter för att tillåta att de lätt kan insättas i och borttagas ur instrumentet beroende på det material eller prov som skall analyseras. Ett icke visat multipelfil- terhjul kan också användas, vilket kan insättas i apparaten och vridas efter behov för att placera det önsxade filtret i ljusöverföringsbanor- na 17 och 18.

Genom jämförelse av de signaler som erhålles från fotodetekto- rerna 20 och 21, antingen visuellt från mätaren (se fig. 3) eller genom användning av vanliga kända kretsar, som visas schematiskt i fig. l, kan nivån för ljuset som reflekteras från provet 15 bestämmas exakt vid den våglängd som bestämmes av filtret. Genom jämförande av detta värde med ett som erhålles från en standardreflexion.kan den procentu- ella reflexionen hos provet bestämmas. Organet 20 utnyttjas för uppmät- ning av den absoluta ljusintensiteten i spektrofotometern.

För vissa tillämpningar är det önskvärt att anpassa utrustning- en på sådant sätt att ljuset som når referensfotodetektorn 20 icke är filtrerat, dvs. att inget filter ligger i banan 17. Detta tillåter att fotodetektorn 20 kan mäta huvudsakligen det totala ljuset som är till- gängligt för det prov som skall mätas. Genom val av lämpligt filter för placering i banan 18 och efterföljande uppmätning av mängden ljus som utsändes av provet blir det möjligt att bestämma förhållandet mellan utsignalerna från de två fotodetektorerna för åstadkommande av det önskade resultatet.

Den korta varaktigheten hos den ljuspuls som emitteras från källan 12 kräver att toppvärdena bestämmes och kvarhålles under en pe- riod som är tillräcklig för att man skall kunna göra den erforderliga mätningen. Ett lämpligt sätt att behandla utsignalen från fotodektorern: 7803362-8 7 är att förstärka de erhållna signalerna genom lämpliga förstärkare 42 och 43 och utnyttja de förstärkta signalerna för att driva ett par toppvärdesdetektor- och hållkretsar 44 och 45. De sålunda erhållna sig- nalerna kan kombineras i en divideringskrets 46 för åstadkommande av en kvotmätning, varefter resultatet föras till lämpliga utorgan 50 med ningsdelningsnät (allmänt kallat ett binärt stegnät) drivas av utsigna- len från toppvärdesdetektorn för referenssignalen, vilken utsignal ma- tas till referensingàngen på stegnätet. Detta stegnät injusteras sedan successivt tills utgångsspänningen hos stegnätet är lika med spänningen hos signalen från provet. Logikkretsar utnyttjas sedan föratt styra den successiva approximeringen av stegnätet. Tillståndet hos stegnätet vid denna punkt bestämmer den dämpning som utförts för att göra denna re- ferenssignal lika med signalen från provet. Det erhållna siffervärdet för kvoten kan sedan lämpligen indikeras eller registreras på utorganen Den visade spektrofotometern lO kan omställas för utförande av transmissionsmätningar liksom även reflexionsmätningar (se fig. 2).

För detta ändamål är kroppen eller höljet 2 utformat med anslutande cylindriska passager 27, 30 och 31, varvid den första passagen 27 in- mynnar radiellt i sfären 13 och passagen 31 inmynnar i utrymmet 29 i den ena sidoytan av detta. Speglar 35 och 36 är lämpligen monterade vid skärningarna mellan passagerna 27 och 30 och passagerna 30 och 31, sä- som visas på ritningen, vilka speglar och passager avgränsar en all- mänt U-formad del av ljustransmissionsbanan 32. Såsom visas på ritningel skäres passagen 31 av en fördjupning 34, i vilken en kyvett 33 är pla- cerad för att åstadkomma ett organ för insättning av ett prov vid ett andra provställe.

När instrumentet 10 skall användas för transmissionsmätningar utbytes enheten 28 i fig. l mot en enhet 29, som visas i fig. 2. Denna enhet 29 har en cylindrisk passage 6a, som koaxiellt star i förbindelse med passagen 5. Istället för passagen 8 i enheten 28 är emellertid en- heten 29 försedd med anslutande vinkelräta passager 38 och 42 är en spegel 37 som lämpligen är placerad vid övergången mellan dessa för att rikta det ljus som överföras längs banan 32 i riktning mot foto- detektorn 21. Det skall påpekas att då enheten 29 användes är ljusflö- det från sfärcn 13 till detektorn 21 längs banan 18 avstängt.

Speglarna 35, 36 och 37 är lämpligen speglar med reflekterandf utsida, dvs. speglar av den typ som har en aluminiumbelagd främre yta för att åstadkomma en maximal överföring av ljus längs banan 32. Passa- gerna 42, 38, 31, 30 och 27 är lämpligen målade eller överdragna med 37803362-8 8 matt svart färg för att så långt som möjligt minska passagen av ovid- kommande icke-kollimerat ljus längs banan 32.

Kyvetten 33 kan vara framställd av vilket som helst lämpligt material såsom glas, kvarts eller plast, t.ex. akrylplast, som kommer att minska interferensen med ljus som går längs ljusöverföringsbanan 32. Kyvetten 33 är anordnad att inrymma ett prov 39 av ett medium vars transmissionsförmäga skall uppmätas. När spektrofotometern 10 utnyttjas för mätning av ljustransmission igenstänges provöppningen 14 på lämp- ligt sätt medelst en plugg 40. Den inre ändytan 41 av pluggen 40 har lämpligen hög ljusreflexionsförmåga liknande den hos insidan av den integrerande sfären 13.

För utförande av transmissionsmätningar med spektrofotome- tern 10 såsom visas 1 fig. 2 föres ljus från den integrerande sfären 13 till fotodetektorn 20 längs banan 17 och till fotodetektorn 21 längs banan 32. Ljuset som går längs banan 32 passerar genom kyvetten 33 och provet 39 och det ljus som när fotodetektorn 21 jämföras med det ljus som når referensfotodetektorn 20. Genom jämförelse av förhållandena mellan utsignalerna från detektorerna 20 och 2l med det förhållande som erhålles då kyvetten 33 innehåller destillerat vatten kan transmis- sionsprocenten erhållas.

Det är uppenbart för fackmän att en enda icke visad dubbel- verkande enhet eventuellt kan användas istället för de bägge enheterna 28 och 29. En sådan dubbelverkande enhet bör då vara så konstruerad att då den befinner sig i sitt ena verksamma läge inuti utrymmet 3 är dess tvärsektionsform i vertikalplanet i fig. l och 2 densamma som' den hos enheten 28 som visas i fig. 1, och då den är omflyttat till sitt andra verksamma läge inuti utrymmet 3, exempelvis genom vridning eller på annat sätt, blir dess tvärsektionsform i vertikalplanet i fig. l och 2 densamma som den hos enheten 29 i fig. 2. Omställningen av spektrofotometern 10 från reflexions- till transmissionsmätning kräver då endast en enkel omflyttning av den enda dubbelverkande enheten från ett verksamt läge till ett annat istälb t för ett utbyte av enheten 28 mot en enhet 29 såsom beskrivits tidigare.

*I fig. 3 visas en förenklad utföringsform av apparaten enligt uppfinningen, vilken kan utföra antingen reflexions- eller transmission; mätningar beroende på det prov som mätes. I fig. 3 har de delar som motsvarar de vilka visats i fig. 1 och 2 betecknats med samma hänvis- ningsbeteckningar, dock med index a. Spektrofotometern lOa i fig. 3 är likadan som spektrofotometern 10 1 fig. 1 och 2 med undantag av att ljus passerar genom samma transmissionsbanor l7a och l8a vid såväl re- flexions- som transmissionsmätningar. Fig. 3 visar hur en transmissions- 7803362-8 9 mätning överförs i förhållande till ett prov }9a i kyvetten jja, som är placerad 1 fördjupningen jëa, vilken skär banan l8a. Vid utförande av reflexionsmätningar avlägsnas kyvetten jja från fördjupningen 34a och ett icke visat prov insättes i stället för pluggen 40a. Den i fig. 3 visade utföringsformen eliminerar sålunda behovet av utbytbara enhe- ter och minskar tillverkningskostnaderna samt åstadkommer en god kolli- mering av ljus som passerar till de ljusavkännande organen, dvs. foto- detektorerna 20a och 2la.

Såsom nämnts ovan kan signalerna från fotodetektorerna 20a och 2la lätt avläsas på visarorgan såsom organen 51 och 52 till vilka föres utsignaler via förstärkare 42a och Mja och toppvärdes- detektor- och hållkretsar Äha och 45a.

Det skall påpekas att i fig. 3 går ljusöverföringsbanan l8a genom ett cylíndriskt rör 47 istället för ett stympat koniskt rör såsom röret 7 1 fig. 1. Istället för ett enda filter 25, som användes i fig. l, förefinnes vid utföringsformen enligt flg. 3 separata filter 48 och 49, som skär banorna l7a resp. l8a.

En alternativ och mer sällan föredragen utföringsform av uppfinningen visas i fig. 4, där delar svarande mot de i fig. l och 2 har betecknats med samma hänvisningsbeteekningar men med index b. Höl- jet Eb till instrumentet lOb är utformat med ett hölje eller en kammare 52, som inrymmer en huvudsakligen sfärisk, reflekterande ljuskälla och med cylindriska passager 5b och 66 som sträcker sig radiilt därifrån.

Passagen 66 slutar i en provöppning l4b och den cylindriska passagen 68 sträcker sig från denna öppning till passagen 67 som är huvudsakliger parallell med passagen 5b, varvid en spegel 70 med reflekterande ut- sida är monterad i övergången mellan passagerna 68 och 67 såsom visas.

Ljuskällan l2b är belägen inuti kammaren 58 så att kammaren icke primärt tjänar till den ljusspridningsfunktion, som åstadkommas av de integre- rande sfärerna 15 och lja i fig. 1-3. I fig. 4 åstadkommas ljussprid- ningen av diffusionsorganct 60 och 61, som är monterat i passagen 5b resp. 66 intill kammaren ljb. Organen 60 och 61 kan vara framställda av matterat glas, cellulosaacetat eller liknande och tjänar till att sprida ljuset från källan l2b då detta inkommer i passagerna 5b och 66.

Den mattsvarta ytan i passagerna 5b, 66, 68 och 67 absorberar spritt ljus som intränger i dessa passager från diffusionsorganen 60 och 61.

Såsom vid konstruktionerna enligt fig. 1-3 minskar diffusioneu av ljus från källan =och absorbtionen av spritt ljus inuti ljusöverförings- passagerna intensiteten hos ljuset från källan som riktas genom dessa passager genom begränsning av detta ljus huvudsakligen till kollimerade 7803562-s 10 strålar riktade axiellt längs passagerna.

Vid användning av spektrofotometern lOb enligt fig. 4 placeras en_testremsa 15b av provet över öppningen l4b så att ljus från källan l2b träffar provet efter att ha passerat igenom diffusionsorganet 61.

Ljus som reflekteras från provet går längs banan l8b genom passagerna 68 och 67 och genom filtret 25b och avkännes av fotodetektorn 2lb.

Ljus från källan l2b passerar även genom diffusionsorganet 60 och längs banan l7b via filtret 25b till fotodetektorn 20. Reflexionsförmågan hos provet bestämmes genom jämförelse mellan det ljus, som avkännes av de- tektorn 2lb och det som avkännes av detektorn 20b på samma sätt som vid de andra utföringsformerna av uppfinningen.

En annan alternativ och likaså sällan föredragen utförings- form av uppfinningen visas i fig. 5, i vilken delar svarande mot de i fig. 1 och 2 har beteeknats med samma hänvisningbeteckningar men med index c. Höljet 2c till spektrofotometern lOc som visas i fig. 5 är utformat med ett paraboliskt hölje eller en kammare 59 för en ljuskälla för reflekterat ljus, i vilket hölje en ljuskälla l2c är anordnad.

Parallella cylindriska passager 5c och 47c är allmänt parallella med riktningen för ljusstrålarna från källan l2c som reflekteras från den paraboliska insidan av kammaren eller höljet 59 och inriktas koaxiellt med fotodetektorn 20c resp. 210. Passagerna 5c och 47 c är anordnade att motta ljus från ljuskällan l2c genom ett enkelt diffusionsorgan 62.

Passagen #70 skärs av en kyvett eller provcell ëšc, som är insatt i en lämplig öppning jhe i höljet 2c. Kyvetten ñåc är avsedd att innehålla ett provmedium 59c, vars transmissionsförmâga skall uppmätas.

Vid användningen av den i fig. 5 visade utföringsformen av uppfinningen inkommer ljus från källan l2c i passagerna 5c och 47c efter att ha passerat genom diffusionsorganet 62 och går längs ljus- överföringsbanorna 170 och }2c i riktning mot ljusdetektorn 20c resp. 21c, varvid ljuset som strömmar längs banan 320 går genom provet 59c.

Transmissionsförmågan hos provet 390 bestämmes sedan genom jämförelse mellan det ljus som avkännes av fotodetektorn Qlc med det som avkännes av fotodetektorn 200 såsom vid de andra utföringsformerna av uppfinning- en. Såsom vid den i fig. H visade utföringsformen av uppfinningen min~ skar diffusionsorganet 62 i kombination med den mattsvarta ytan i pas- sagerna 5c och M7c intensiteten hos ljuset från källan l2c, som går genom dessa passager genom begränsning av sådant ljus till att huvud- sakligen bestå av kollimerade ljusstrålar riktade koaxiellt i passager- na.

Av det ovanstående framgår att uppfinningen avser att uppfylla samtliga de inledningsvis nämnda syftena fiillsammans med andra fördelar 7803362-8 11 som är uppenbara för fackmän. De ovan beskrivna och föredragna utföringr~ formerna av spektrofotometern kan utnyttjas för utförande av antingen reflexions- eller transmissionsmätningar. Spektrofotometern har låg vikt och kompakt format. Exaktheten hos spektrofotometern är dessutom ytterligt god och instrumentet kan handhas av relativt oerfaren perso- nal på grund av den unika kombinationen av en ljuskälla av blixtrörs- typ för åstadkommande av ett kortvarigt, ytterst kraftigt ljus, som sprids av de reflekterande väggarna hos en integrerande sfär eller av ett hölje kring en ljuskälla. Utnyttjande av blixt resulterar icke en- dast i ett huvudsakligt eliminerande av alla värmeproblem utan minskar också väsentligt kraftbehoven.

Såsom tidigare nämnts begränsas av fysikaliska faktorer den energimängd som kan avges med vanliga, kontinuerligt arbetande ljus- källor. Dessutom förángas elektroder snabbt och lamplivslängden minskas därför.

I motsats härtill utnyttjar föreliggande uppfinning höga exeflntionsnivâer medan den bibehåller ett lågt medelvärde hos energi- förlusterna i den som ljuskälla använda lampan. Därutöver erhålles en minimal exponering av ljuskänsliga prov. Den utnyttjade ljuskällan eli- minerar ocksà alla bekymmer med tillståndet hos det övriga ljuset i omgivningen. Spektrofotometern kan sålunda utformas såsom en bekväm lätt och portabel samt relativt billig enhet.

En annan fördel är det faktum att de ljuskänsliga organ som utnyttjas i föreliggande fall är kiselfotodioder, som till skillnad från tidigare använda fotomultiplikatorrör uppvisar väsentligt mindre drift, brus och olinjärt verkningssätt.

Apparaten enligt föreliggande uppfinning är särskilt använd- bar vid reflexionsmätningar av reagensremsor av typen "doppa-och-avläs" för bestämning av halten av olika ämnen i prov av urin, såsom glukos ockult blod, ketoner, protein och bilirubin.

Uppenbarligen kan många modifikationer och variationer av den ovan beskrivna uppfinningen utföras av fackmän inom ramen för före- liggande uppfinning sådan denna definieras i de efterföljande patent- kraven.

Claims (11)

7803362-8 12 P a t e n t k r a v
1. l. Spektrofotometer med en ljuskälla (l2; l2a); en provljus- detektor (2l; 2la) för uppmätning av ljus, som inkommer till denna detektor från ljuskällan (l2; l2a) längs en första ljusöverföringsbana (l8; 32;1Ba) via ett i och för undersökning infört prov (l5; 39; 39a); en referensljusdetektor (20; 20a) för uppmätning av ljus, som inkommer till denna sistnämnda detektor från ljuskällan (l2; l2a) längs en andra, ej via provet (l5; 39; 39a) gående ljusöverförings- bana (l7; l7a); och organ för jämförelse av ljuset från provljus- detektorn (2l; Ela) och ljuset från referensljusdetektorn (20; 20a); k ä n n e t e c k n a d a v att den är anordnad för alternativt a) reflëxionsmätning, med ljuskällan (125 l2a),provet (15) och den första ljusöverföringsbanan (l8;l8a) placerade relativt varandra så, att från provet (15) reflekterat ljus överföres till provljus- detektorn (2l; 2la), eller b) transmissionsmätníng, med ljuskällan (l2; l2a), provet (39; 39a) och den första ljusöverföringsbanan (32; l8a) placerade relativt varandra så, att genom provet (39;59a) passerande ljus överföres till provljusdetektorn (2l; 2la); och att ljuskällan (l2;l2a) är anordnad för emission av pulsat ljus med en pulslängd av l - 100 mikrosekunder och har en färgkarak- teristik av minst 5000 Kelvin, varvid en ljusreflekterande och ljus- diffunderande sfär (l5; lša) är placerad i vägen för detta ljus mel- lan ljuskällan (l2;l2a) och båda ljusöverföringsbanorna på sådant sätt, att den första ljusöverföringsbanan (l8; 32; l8a) sträcker sig radiellt från sfärväggen medan den andra ljusöverföringsbanan (l7; l7a) sträcker sig tangentiellt från sfärväggen, och varvid ett ljus- filterorgan (25; 48, Ä9) med ett ljustransmissionsband av 200-ll00 nanometer är anordnat i den första och/eller andra ljusöverförings- banan.
2. 2. Spektrofotometer enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att ljusöverföringsbanorna (l7; l7a; 18; 32; l8a) är anordnade för överföring av kollimerat ljus till detektorerna (20; 20a; 21; 21a).
3. 3. Spektrofotometer enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k - n a d a v att bådß provljusdetektorn (2l; 2la) och referensljus- detektorn (20; 20a) är kiselfotodioder.
4. U. Spektrofotometer enligt något av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d a v att den är omställbar för alternativ reflexions- mätning eller transmissionsmätníng med hjälp av utbytbara enheter 1; 7803362-s (28§ 29) utformade med passager (8 resp. H7, 38), vilka bildar de- lar av den första ljusöverföringsbanan (18 resp. 32) och medelst vilka den första ljusöverföringsbanan färdígställes och orienteras för överföring av reflekterat ljus från provet enligt alternativ a) resp. för överföring av genom provet passerande ljus enligt alterna- tiv b) (fig. 1; fig. 2).
5. 5. Spektrofotometer enligt något av kraven l-5, k ä n n e - t e c k n a d a v att den är omställbar för alternativ reflexions- mätning eller transmissionsmätning med hjälp av en dubbelverkande enhet utformad med passager, vilka bildar delar av den första ljus- överföringsbanan och medelst vilka den första ljusöverföringsbanan färdigställes och orientera: för överföring av reflekterat ljus från provet enligt alternativ a) resp. för överföring av genom provet passerande ljus enligt alternativ b).
6. 6. Spektrofotometer enligt något av kraven l-5, k ä n n e - t e c k n a d a v att den första ljusöverföringsbanan (l8a) är anordnad att utan omorientering tjänstgöra för båda alternativa mätningar a), b) (fig. 5).
7. 7. Spektrofotometer enligt något av kraven 1-6, k ä n n e - t e c k n a d a v ett övertäckbart (U0; H0a) provinsättningsstäl- le (lfl) i den ljusdiffunderande sfärens (lšglša) vägg för reflexions- mätning enligt alternativ a).
8. 8. Spektrofotometer enligt något av kraven 1-7, k ä n n e - t e c k n a d a v att en transparent behållare (35; Bša), avsedd för ett flytande prov, är anordnad i den första ljusöverföringsba- nan (32; l8a) för transmissionsmätning enligt alternativ b).
9. 9. Spektrofotometer enligt något av kraven 1-8, k ä n n e - t e c k n a d a v att filterorganet eller -organen (25; H8, H9) har ett 250-800 nm transmissionsband.
10. 10. Spektrofotometer enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d a v att filterorganet eller -organen (25; H8, U9) har ett 300- 725 nm transmissionsband.
11. ll. Spektrofotometer enligt krav 9 eller 1% k ä n n e t e c k - n a d n v att ett filterorgan med nämnda transmissionsband är an- ordnat i den Första ljunövorföringsbunun (l8; if; lfin). .__ _. ...____ .. _._._____;____._.___..::._.___.__ _