SE500817C2 - Methods to determine the concentration of an analyte in a liquid chromatographic or capillary electrophoretic flow by measuring the refractive index of the liquid - Google Patents
Methods to determine the concentration of an analyte in a liquid chromatographic or capillary electrophoretic flow by measuring the refractive index of the liquidInfo
- Publication number
- SE500817C2 SE500817C2 SE9300231A SE9300231A SE500817C2 SE 500817 C2 SE500817 C2 SE 500817C2 SE 9300231 A SE9300231 A SE 9300231A SE 9300231 A SE9300231 A SE 9300231A SE 500817 C2 SE500817 C2 SE 500817C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- refractive index
- wavelength
- measuring
- liquid
- path length
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/416—Systems
- G01N27/447—Systems using electrophoresis
- G01N27/44704—Details; Accessories
- G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
- G01N27/44721—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
- G01N30/74—Optical detectors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
- G01N2030/621—Detectors specially adapted therefor signal-to-noise ratio
- G01N2030/625—Detectors specially adapted therefor signal-to-noise ratio by measuring reference material, e.g. carrier without sample
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/84—Preparation of the fraction to be distributed
- G01N2030/8429—Preparation of the fraction to be distributed adding modificating material
- G01N2030/8441—Preparation of the fraction to be distributed adding modificating material to modify physical properties
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
- G01N21/4133—Refractometers, e.g. differential
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
15 20 30 35 500 817 2 kolonnen) för att undvika bandbreddning i kopplingar eller speciella detektionsceller, (iv) vara snabb sä att detektorns tidskonstant inte orsakar försämrad upplösning och (v) vara enkel, robust och billig. 15 20 30 35 500 817 2 column) to avoid bandwidth in couplings or special detection cells, (iv) be fast so that the time constant of the detector does not cause degraded resolution and (v) be simple, robust and inexpensive.
Ett ämnes brytningsindex varierar med våglängden över hela det elektromagnetiska spektrumet. Denna variation kallas brytningsindexdispersion eller helt enkelt dispersion. Dispersionen är nära kopplad till den grad till vilken strålning absorberas. I våglângdsområden med hög transmittans avtar brytningsindex långsamt med ökande våglängd inom det synliga och nära infraröda området (normal dispersion). I närheten av områden med hög absorbans, det vill säga vid resonansvåglängder, varierar dock brytningsindex kraftigt med våglängden, ett fenomen som kallas anomal dispersion. I detta område är brytningsindex grovt sett en funktion av absorptivitetens (extinktionskoefficientens) negativa derivata med avseende på våglängden. Sålunda, vid något högre våglängd än resonansväglängden når brytningsindex ett maximum, det vill såga där absorptivitetens negativa derivata har sitt maximum, och vid något lägre våglängd än resonansvåglängden när brytningsindex ett minimum. Denna relation mellan absorptivitet och brytningsindex hos ett ämne beskrivs på ett mera stringent sätt av Kramers-Kronigs ekvationer.The refractive index of a substance varies with the wavelength over the entire electromagnetic spectrum. This variation is called refractive index dispersion or simply dispersion. The dispersion is closely linked to the degree to which radiation is absorbed. In wavelength ranges with high transmittance, the refractive index decreases slowly with increasing wavelength within the visible and near infrared range (normal dispersion). In the vicinity of areas with high absorbance, i.e. at resonant wavelengths, however, the refractive index varies greatly with the wavelength, a phenomenon called anomalous dispersion. In this range, the refractive index is roughly a function of the negative derivatives of the absorbance (extinction coefficient) with respect to the wavelength. Thus, at a slightly higher wavelength than the resonant path length, the refractive index reaches a maximum, that is, where the negative derivatives of the absorbance have their maximum, and at a slightly lower wavelength than the resonant wavelength, the refractive index reaches a minimum. This relationship between absorptivity and refractive index of a substance is described in a more stringent way by Kramers-Kronig's equations.
Mätning av den anomala delen av dispersionen genom interferensrefraktometri för att erhålla mer spektral information och för att öka signal-till-brus-förhållandet har beskrivits av G. Gauglitz et al., Anal. Chem. 1988, 59, 2609-2612.Measurement of the anomalous portion of the dispersion by interference refractometry to obtain more spectral information and to increase the signal-to-noise ratio has been described by G. Gauglitz et al., Anal. Chem. 1988, 59, 2609-2612.
Mätning av den anomala dispersionen beskrivs också i den internationella patentansökan PCT/SE92/00558 som ett sätt att öka känsligheten vid en typ av ytplasmonresonans- mätning (surface plasmon resonance, SPR) och vid liknande mätmetoder, som baserar sig på mätning av kemiska interaktioner på en sensoryta i form av mätning av förändringar av brytningsindex i ytskiktet. Dessa förändringar orsakas av att analyten medför eller påverkar inbindning eller frisättning av en brytningsindexhöjande 10 15 30 35 ß 500 817 substans till respektive från sensorytan. Mer specifikt sä ökas känsligheten genom att matcha mätväglängden med absorptivitetsmaximmet hos den brytningsindexhöjande substans som används i den specifika mätmetoden, företrädesvis ett färgämne eller en kromofor molekyl, och i synnerhet så att mätväglängden ligger vid eller nära maximumet i absorptivitetens negativa derivata med avseende på våglängden. Detta kan åstadkommas antingen genom att välja en brytningsindexhöjande substans som lämpar sig för mätväglängden hos ett specifikt instrument eller en speciell applikation, eller genom att välja en mätväglângd som lämpar sig för en specifik brytningsindexhöjande substans.Measurement of the anomalous dispersion is also described in the international patent application PCT / SE92 / 00558 as a way to increase the sensitivity of a type of surface plasmon resonance (SPR) measurement and of similar measurement methods, which are based on measuring chemical interactions on a sensor surface in the form of measuring changes in refractive index in the surface layer. These changes are caused by the analyte causing or affecting the binding or release of a refractive index raising substance to 8,500 817 to and from the sensor surface, respectively. More specifically, the sensitivity is increased by matching the measurement path length with the absorptivity maximum of the refractive index enhancing substance used in the specific measurement method, preferably a dye or a chromophore molecule, and in particular so that the measurement path length is at or near the maximum in the negative length of the absorbance wavelength. This can be accomplished either by selecting a refractive index enhancing substance suitable for the measurement path length of a specific instrument or application, or by selecting a measurement path length suitable for a specific refractive index enhancing substance.
I enlighet med föreliggande uppfinning, har det nu framkommit att de grundläggande fysikaliska principerna hos detektionsmetoderna i ovannämnda PCT-ansökan, vilken hänför sig till optisk detektion av inbindning av biomolekyler till fasta ytor, också med fördel kan tillämpas på detektion av ämen i vätskefas, till exempel i kapillär- elektroforetiskt eller vätskekromatografiskt flöde. I enlighet med uppfinningen uppnås detta genom att märka eller derivatisera analyterna, som ska detekteras i vätskefasen, med substanser med högt brytningsindex, sm till exempel kraftiga organiska färgämnen. Genom att utnyttja det kraftiga beroendet av våglängd hos denna märksubstans' brytningsindex i områden med anomal dispersion, vilket beroende har beskrivits i allmänna termer av G. Gauglitz et al. (se ovan), vilket gäller för kraftigt absorberande substanser i vâtskelösning, kan prestanda hos refraktometriska detektorer, och speciellt då detektionsgränsen eller känsligheten, höjas i avsevärd grad.In accordance with the present invention, it has now been found that the basic physical principles of the detection methods of the above-mentioned PCT application, which relates to optical detection of binding of biomolecules to solid surfaces, can also be advantageously applied to the detection of liquid phase substances, to examples in capillary-electrophoretic or liquid chromatographic flow. In accordance with the invention, this is achieved by labeling or derivatizing the analytes to be detected in the liquid phase with substances with a high refractive index, for example strong organic dyes. By exploiting the strong dependence on wavelength of the refractive index of this label in areas of anomalous dispersion, which dependence has been described in general terms by G. Gauglitz et al. (see above), which applies to highly absorbent substances in liquid solution, the performance of refractometric detectors, and especially when the limit of detection or sensitivity, can be considerably increased.
I sin vidaste mening tillhandahåller därför föreliggande uppfinning en metod för att mäta koncentrationen av ett ämne i ett vätskekromatografiskt eller kapillärelektroforetiskt flöde genom att mäta bulk- brytningsindex, vilken metod kännetecknas av att analyten 10 15 20 30 35 500 817 4 är märkt med en substans med högt brytningsindex vid mätväglängden eller vid minst en av mätväglängderna.In its broadest sense, therefore, the present invention provides a method for measuring the concentration of a substance in a liquid chromatographic or capillary electrophoretic flow by measuring the bulk refractive index, which method is characterized in that the analyte is labeled with a substance with high refractive index at the measuring path length or at at least one of the measuring path lengths.
Metoden sätter inga begränsningar pä typ av analyt, bara den kan förses med en märksubstans såsom beskrivs ovan.The method does not impose any restrictions on the type of analyte, only it can be provided with a label as described above.
För brytningsindexmätningen i sig kan konventionella refraktometrar användas. En kort beskrivning av för tillfället tillgängliga refraktometrar ges därför.For refractive index measurement itself, conventional refractometers can be used. A brief description of currently available refractometers is therefore provided.
Dessa refraktometriska metoder kan grovt indelas i (i) transmissionsmetoder och (ii) reflektionsmetoder.These refractometric methods can be roughly divided into (i) transmission methods and (ii) reflection methods.
En fördelaktig egenskap hos transmissionsmetoder ligger i det faktum, att de mäter ett slags medelvärdesbildat brytningsindex över hela vätskevolymen i detektionscellen.An advantageous feature of transmission methods lies in the fact that they measure a kind of averaged refractive index over the entire liquid volume in the detection cell.
Lokala variationer i koncentration hos olika ämnen, till exempel beroende pà väggeffekter, ger inget stort fel i det uppmätta brytningsindexet. Transmissionsbaserade refraktometrar inkluderar (i) refraktometrar som använder avlänkningsmetoder och (ii) refraktometrar som använder interferensmetoder.Local variations in the concentration of different substances, for example due to wall effects, do not give a large error in the measured refractive index. Transmission-based refractometers include (i) refractometers that use deflection methods and (ii) refractometers that use interference methods.
Ett exempel pä en avlänkningscell är ett enkelt, vätskefyllt prisma, genom vilket en ljussträle leds. För en homogen vätska är ljussträlens avlänkning beroende av skillnaden i brytningsindex mellan vätskan och cellväggen.An example of a deflection cell is a simple, liquid-filled prism, through which a light beam is passed. For a homogeneous liquid, the deflection of the light beam depends on the difference in refractive index between the liquid and the cell wall.
En fördel hos prismaåmetoden (jämfört med andra transmissionsmetoder) är det faktum, att ljussträlens avlänkning, vid konstant brytningsindex hos vätskan, endast beror pä prismats toppvinkel och inte pä den optiska våglängden genom cellen. Prismacellen kan därför i princip miniatyriseras till vilken storlek som helst utan att känsligheten försämras. Känsligheten kan fördubblas genom äterreflektion genom prismacellen.An advantage of the prism method (compared to other transmission methods) is the fact that the deflection of the light beam, at constant refractive index of the liquid, depends only on the peak angle of the prism and not on the optical wavelength through the cell. The prism cell can therefore in principle be miniaturized to any size without the sensitivity deteriorating. The sensitivity can be doubled by ether reflection through the prism cell.
Interferometriska metoder mäter skillnaden i optisk våglängd, orsakad av skillnad i brytningsindex, mellan en provcell och en referenscell. Denna skillnad i optisk väglängd är proportionell mot den totala optiska våglängden, och tämligen länga detektionsceller erfordras därför för att uppnå tillräckligt god precision.Interferometric methods measure the difference in optical wavelength, caused by difference in refractive index, between a sample cell and a reference cell. This difference in optical path length is proportional to the total optical wavelength, and rather long detection cells are therefore required to achieve sufficiently good precision.
Instrumenteringen är ganska komplex och inkluderar en 10 20 30 35 500 817 Un polarisator, en sträldelare, en omvänd sträldelare som äterförenar delsträlarna samt en fasanalysator.The instrumentation is quite complex and includes a polarizer, a beam splitter, an inverted beam splitter that reconnects the sub-beams and a phase analyzer.
Reflektionsmetoder mäter skillnaden i brytningsindex mellan tvä material, till exempel vätskan i cellen och cellens vägg, vid en reflekterande gränsyta. Dock har reflektionsbaserade refraktometrar en nackdel, som gör dem mindre attraktiva för de här avsedda ändamälen, nämligen det faktum att väggeffekter, som till exempel kontaminering eller selektiv adsorption, starkt kan påverka mätsignalen, sä att det uppmätta brytningsindexet inte alltid är representativt för hela vätskevolymen. Radiella koncentrationsvariationer kan också orsakas genom utveckling av Joule-värme i kapillärelektroforeskolonner_ Exempel på reflektionsbaserade refraktometrar är Fresnel- och SPR-detektorer.Reflection methods measure the difference in refractive index between two materials, such as the liquid in the cell and the cell wall, at a reflective interface. However, reflection-based refractometers have a disadvantage that makes them less attractive for the purposes intended here, namely the fact that wall effects, such as contamination or selective adsorption, can strongly affect the measurement signal, so that the measured refractive index is not always representative of the entire liquid volume. Radial concentration variations can also be caused by the development of Joule heat in capillary electrophoresis columns. Examples of reflection-based refractometers are Fresnel and SPR detectors.
Fresneldetektorn mäter brytningsindex som den förändring i intensitet hos ljus som reflekteras eller transmitteras vid en dielektrisk gränsyta, vilken förändring beror av den förändring i reflektans eller transmittans, som orsakas av förändrat brytningsindex i vätskan. Eftersom reflektansen är oberoende av cellens längd, kan Fresneldetektorn i princip miniatyriseras.The Fresnel detector measures the refractive index as the change in intensity of light reflected or transmitted at a dielectric interface, which change is due to the change in reflectance or transmittance caused by the changed refractive index in the liquid. Since the reflectance is independent of the length of the cell, the Fresnel detector can in principle be miniaturized.
SPR-detektorn (surface plasmon resonance, ytplasmon- resonans) baseras pä det fenomen, att SPR orsakar att intensiteten hos en reflekterad ljussträle uppvisar ett distinkt minimum vid en viss reflektionsvinkel, vilket medför att SPR-mätningen innefattar en positionsbestämning (eller en relativ intensitetsbestämning). För en mera detaljerad beskrivning av SPR och dess tillämpningar i analytiska sammanhang, kan till exempel hänvisas till WO 90/05295 och WO 90/05305. En nackdel med SPR i det här avsedda sammanhanget är det faktum, att det huvudsakligen är en ytkänslig teknik, där det totala mätdjupet frän gränsytan är cirka 1 pm. Ytkontaminering och selektiv adsorption kan därför påverka den uppmätta signalen i avsevärd grad. SPR-detektorn kräver vidare mycket hög väglângdsstabilitet och -reproducerbarhet hos ljuskällan, 10 15 30 35 5ÛÛ 817 6 eftersom den uppmätta minimiintensitetsvinkeln inte bara beror pä brytningsindexet, utan även på våglängden i sig.The SPR (surface plasmon resonance) surface is based on the phenomenon that SPR causes the intensity of a reflected light beam to have a distinct minimum at a certain reflection angle, which means that the SPR measurement includes a position determination (or a relative intensity determination). . For a more detailed description of SPR and its applications in analytical contexts, reference may be made, for example, to WO 90/05295 and WO 90/05305. A disadvantage of SPR in the present context is the fact that it is mainly a surface-sensitive technique, where the total measuring depth from the interface is about 1 μm. Surface contamination and selective adsorption can therefore affect the measured signal to a considerable extent. Furthermore, the SPR detector requires very high path length stability and reproducibility of the light source, since the measured minimum intensity angle depends not only on the refractive index, but also on the wavelength itself.
De ovan nämnda refraktometertyperna är naturligtvis bara exempel, och andra refraktometertyper som är tänkbara att utnyttja för uppfinningens ändamäl är uppenbara för fackmannen.The types of refractometers mentioned above are, of course, merely exemplary, and other types of refractometers which are likely to be used for the purposes of the invention will be apparent to those skilled in the art.
Det inses direkt att de ovan beskrivna refraktometer- typerna enkelt kan användas till parallellepipediska kolonner eller kapillärer. Brytningsindex inuti runda kolonner eller kapillârer, ä sin sida, kan till exempel mätas genom att analysera det interferensmönster som genereras av en lasersträle, som beskrivs av A. E. Bruno et al., Anal. Chem. 1991, _51, 2689-2697. metoder som utnyttjar optiska vägledare är också av stort Refraktometriska intresse i sammanhanget pä grund av optiska fibrers smä dimensioner.It will be readily appreciated that the refractometer types described above can be readily applied to parallelepipedic columns or capillaries. The refractive index inside round columns or capillaries, on the other hand, can be measured, for example, by analyzing the interference pattern generated by a laser beam, described by A. E. Bruno et al., Anal. Chem. 1991, _51, 2689-2697. methods that use optical guides are also of great refractometric interest in this context due to the small dimensions of optical fibers.
För syftena med föreliggande uppfinning är eller inkluderar den brytningsindexhöjande substansen företrädesvis ett färgämne eller en kromofor molekyl.For the purposes of the present invention, the refractive index enhancing substance is or preferably includes a dye or a chromophore molecule.
Derivatiseringsmetoder för att märka molekyler med kromoforer är vâl etablerade. Sådana metoder används till exempel för att märka molekyler med fluoroforer i samband med fluorescensdetektion (t.ex. som beskrivs av Y. Ohkura and H. Nohta i "Advances in Chromatography", Volume 29, J.Derivatization methods for labeling molecules with chromophores are well established. Such methods are used, for example, to label molecules with fluorophores in connection with fluorescence detection (e.g., as described by Y. Ohkura and H. Nohta in "Advances in Chromatography", Volume 29, J.
C. Giddings, E. Grushka, P. R. Brown (Redr.), Marcel Dekker, New York, 1989, Kap. 5). De färgämnen som används för brytningsindexmårkning behöver givetvis inte vara fluorescerande, sä i princip kan vilket färgämne som helst, som kan kopplas till en analytmolekyl genom en kemisk bindning, användas. Exempel på tillämpliga färgämnen är sådana av azin-, tiazin-, oxazin-, cyanin-, merocyanin-, styryl-, trifenylmetan-, klorofyll- och ftalocyanintyp.C. Giddings, E. Grushka, P. R. Brown (Eds.), Marcel Dekker, New York, 1989, Chap. 5). Of course, the dyes used for refractive index labeling need not be fluorescent, so in principle any dye that can be linked to an analyte molecule by a chemical bond can be used. Examples of suitable dyes are those of the azine, thiazine, oxazine, cyanine, merocyanine, styryl, triphenylmethane, chlorophyll and phthalocyanine types.
I en variant av den uppfunna metoden, utförs mätningen vid en enstaka våglängd vid eller nära mârksubstansens brytningsindexmaximum, det vill säga vid eller nära maximumet i absorptivitetens negativa derivata med avseende pä våglängden. 10 20 30 35 500 817 I enlighet med denna variant av uppfinningen ska mätningen således utföras vid eller så nära maximumet för den negativa derivatan av absorptiviteten med avseende på våglängden som möjligt. Om mätväglängden väljs på högvåglängdssidan av maximumet för den negativa derivatan av absorptiviteten med avseende på våglängden, ska avståndet mellan mätvåglängden och sagda maximum företrädesvis vara mindre än 100 nm (motsvarande en möjlig känslighetsökning med minst cirka 5 gånger på massbasis, beroende på absorptiviteten), och mer föredraget mindre än 50 nm (motsvarande en möjlig kånslighetsökning med minst cirka 10 gånger på massbasis, beroende på absorptiviteten).In a variant of the invented method, the measurement is performed at a single wavelength at or near the refractive index maximum of the market substance, i.e. at or near the maximum in the negative derivatives of the absorptivity with respect to the wavelength. Thus, in accordance with this variant of the invention, the measurement should be performed at or as close to the maximum of the negative derivative of the absorptivity with respect to the wavelength as possible. If the measurement path length is selected on the high wavelength side of the maximum for the negative derivative of the absorbance with respect to the wavelength, the distance between the measurement wavelength and said maximum should preferably be less than 100 nm (corresponding to a possible sensitivity increase of at least about 5 times by mass, depending on absorptivity), and more preferably less than 50 nm (corresponding to a possible increase in sensitivity by at least about 10 times on a mass basis, depending on the absorptivity).
Om mätvåglångden väljs på lågvåglângdssidan av maximumet för den negativa derivatan av absorptiviteten med avseende på våglängden, mäste mätvåglängden ligga mycket nära sagda maximum, eftersom brytningsindex åter minskar när man närmar sig våglängden för absorptivitetsmaximum.If the measurement wavelength is selected on the low wavelength side of the maximum of the negative derivative of the absorptivity with respect to the wavelength, the measurement wavelength must be very close to said maximum, since the refractive index decreases again as one approaches the wavelength of the absorptivity maximum.
Eftersom märksubstansen ska ha ett högt brytningsindex, ska absorptiviteten (extinktionskoefficienten) för analytens märksubstans i detta fall vara så hög so möjligt, företrädesvis högre än cirka 20 lg'1cm'1, mer föredraget högre än cirka 50 lg'1cm'1, och speciellt föredraget högre än cirka 100 lg'1cm'1.Since the label substance should have a high refractive index, the absorptivity (extinction coefficient) of the label substance of the analyte in this case should be as high as possible, preferably higher than about 20 lg'1cm'1, more preferably higher than about 50 lg'1cm'1, and especially preferably higher than about 100 lg'1cm'1.
Genom lämpligt val av märksubstans och mätvåglängd kan ett mycket högt brytningsindex erhållas. Vilken specifik mätvåglängd som ska väljas för en specifik märksubstans eller sond, eller vice versa, beror givetvis på bland annat den specifika sonden och kan lätt fastställas av fackmannen när han väl fått kännedom om föreliggande uppfinning.By a suitable choice of label and measuring wavelength, a very high refractive index can be obtained. The specific measurement wavelength to be selected for a specific label or probe, or vice versa, will, of course, depend on, inter alia, the specific probe and can be readily determined by those skilled in the art once he has become aware of the present invention.
I en annan variant av uppfinningen omfattar mätningen bestämning av variationen av märksubstansens brytningsindex med våglängd, vid ett antal diskreta våglängder eller över ett kontinuerligt våglängdintervall, där denna variation representerar märksubstansens koncentration.In another variant of the invention, the measurement comprises determining the variation of the refractive index of the label with wavelength, at a number of discrete wavelengths or over a continuous wavelength range, where this variation represents the concentration of the label.
I en utföringsform, vilken är den för närvarande föredragna, av denna variant, utförs mätningen som en differentiell mätning vid två eller flera våglängder.In one embodiment, which is the presently preferred one, of this variant, the measurement is performed as a differential measurement at two or more wavelengths.
Givetvis gäller, att för att i denna utföringsform 5ÛÛ 817 s 10 20 30 35 haltbeståmma en analyt i ett vätskeflöde, mäste de olika mätningarna vid respektive våglängd utföras praktiskt taget samtidigt eller i mycket snabb följd.Of course, in order to in this embodiment determine the content of an analyte in a liquid flow, the different measurements at the respective wavelength must be performed practically simultaneously or in a very fast sequence.
I det speciella fallet med mätning vid två olika våglängder, väljs en mätväglängd företrädesvis vid eller nära märksubstansens brytningsindexmaximum (som i fallet med mätning vid en våglängd, vilket beskrivs ovan), det vill säga vid eller nära maximumet i absorptivitetens negativa derivata med avseende på våglängden. Den andra mâtvåglängden ska företrädesvis ligga vid eller nära brytningsindexets minimumplatå (i dispersionskurvans anomala region, det vill säga brytningsindex mot våglängd, uppvisar dispersionskurvan en minimumplatå snarare än en vàldefinierad svacka), eller annorlunda uttryckt, i närheten av maximumet av märksubstansens absorptivitets derivata med avseende på våglängden.In the particular case of measurement at two different wavelengths, a measurement path length is preferably selected at or near the refractive index maximum of the labeled substance (as in the case of measurement at one wavelength, as described above), i.e. at or near the maximum in the negative derivative of the absorbance with respect to the wavelength . The second measurement wavelength should preferably be at or near the minimum plateau of the refractive index (in the anomalous region of the dispersion curve, i.e. the refractive index versus wavelength, the dispersion curve shows a minimum plateau rather than a well-defined slump), or in other words, in the vicinity of the wavelength.
Mätning vid fler än två diskreta våglängder (vid användning av en och samma brytningsindex-märksubstans) resulterar i mer information om dispersionen, vilket tillåter en mer robust tolkning av den detekterade signalen samt en reducering av bruset genom medelvârdesbildning över de erhållna mätvärdena.Measurement at more than two discrete wavelengths (using one and the same refractive index marker substance) results in more information about the dispersion, which allows a more robust interpretation of the detected signal and a reduction of the noise by averaging over the obtained measured values.
Mätning av brytningsindex simultant eller i snabb följd vid ett stort antal våglängder resulterar i ett brytningsindexspektrum. I ett sådant fall kan beståmningen av brytningsindexvariationen baseras på mätning av arean under spektralkurvan snarare än på skillnaden i brytningsindex mellan par av diskreta våglängder.Measurement of refractive index simultaneously or in rapid succession at a large number of wavelengths results in a refractive index spectrum. In such a case, the determination of the refractive index variation can be based on measuring the area under the spectral curve rather than on the difference in refractive index between pairs of discrete wavelengths.
Inom föreliggande uppfunna förfarande ryms också, som nämnts ovan, mätning av brytningsindexvariationen över ett kontinuerligt våglängdsområde, vilket täcker märksubstansens anomala dispersionsregion.In the presently invented method, as mentioned above, it also includes measuring the refractive index variation over a continuous wavelength range, which covers the anomalous dispersion region of the label.
I den föredragna differentiella mätningen eller tvåvåg- längdsmätningen, vilken beskrivits ovan, gäller givetvis samma synpunkter avseende val av måtvåglångder relativt brytningsindexmaximums läge som i fallet med mätning vid en våglängd, vilket diskuterats ovan. 10 lS 20 30 35 500 817 I detta fall är kraven på mårksubstansens brytningsindex inte lika höga som vid mätning vid en våglängd. Absorptiviteten (extinktionskoefficienten) för analytens märksubstans ska dock företrädesvis vara högre än cirka 10 1g'1cm'1, och mer föredraget högre ån cirka 20 1g'1cm'1.In the preferred differential measurement or two-wavelength measurement, which is described above, of course, the same views apply to the choice of measurement wavelengths relative to the position of the refractive index maximum as in the case of measurement at one wavelength, as discussed above. 10 lS 20 30 35 500 817 In this case, the requirements for the refractive index of the marking substance are not as high as when measuring at a wavelength. However, the absorbance (extinction coefficient) of the label of the analyte should preferably be higher than about 10 g / cm 1, and more preferably higher than about 1 g -1 cm -1.
Istället för att utföra mätningen av lågt brytningsindex på brytningsindexets minimumplatå, kan den utföras på högvåglängdssidan av brytningsindexmaximum.Instead of performing the measurement of low refractive index on the minimum plateau of the refractive index, it can be performed on the high wavelength side of the refractive index maximum.
Eftersom brytningsindex minskar med våglängd i denna region, kan en stor brytningsindexdifferens erhållas om våglângdsdifferensen år tillräckligt stor. I detta fall komer kânslighetsökningen inte att vara fullt lika stor som i det fall att mätningen av lågt brytningsindex görs nära brytningsindexminimum, men reduceringen av bruset och ökningen av selektiviteten kommer fortfarande att erhållas.Since the refractive index decreases with wavelength in this region, a large refractive index difference can be obtained if the wavelength difference is large enough. In this case, the increase in probability will not be quite as great as in the case that the measurement of low refractive index is made close to the refractive index minimum, but the reduction of the noise and the increase of the selectivity will still be obtained.
Det bör noteras, att när denna utföringsform med differentiell mätning används, kråvs endast en detektorcell för alla de nämda refraktometertyperna uto för interferometern.It should be noted that when this differential measurement embodiment is used, only one detector cell is required for all the mentioned refractometer types except for the interferometer.
En viktig fördel med refraktometri år att brytningsindex år beroende av koncentration i stället för substansmångd, och tekniken år dårför sant miniatyriserbar, dock givetvis beroende på vilken refraktometertyp som väljs. Den uppmätta signalen kommer att vara oberoende av detektionsvolymens storlek, och detektionsvolymen kan därför, i princip, miniatyriseras i godtycklig grad.An important advantage of refractometry is that the refractive index is dependent on concentration instead of the amount of substance, and the technology is therefore truly miniaturizable, but of course depending on which type of refractometer is chosen. The measured signal will be independent of the size of the detection volume, and the detection volume can therefore, in principle, be miniaturized to any degree.
Exempelvis tillåter tekniken direkt detektion on column.For example, the technology allows direct detection on column.
Jämfört med konventionell refraktometri har föreliggande uppfunna metod avsevärt högre känslighet.Compared to conventional refractometry, the present invented method has considerably higher sensitivity.
Genom att använda den differentiella varianten reduceras också det brus som orsakas av variationer i temperatur, tryck, flöde, etc., och den uppmätta signalen blir specifik med avseende på de märkta molekylerna. I detta senare fall behövs inget referensflöde eller referenscell, eftersom mätningen vid två våglängder år sjålvkompenserande, såsom har beskrivits ovan. 10 15 20 30 35 500 817 w Det inses direkt, att de kriterier för en idealisk detektor för vätskekromatografi och kapillärelektrofores som har lagts fram ovan, kommer att uppfyllas av en refraktometer som använder den differentiella varianten av den metod, som ryms inom uppfinningen. Sålunda är det koncentration som mäts, vilket möjliggör miniatyrisering som tillåter on column detektion. Vidare är detektionsgrânsen tillräckligt låg, och mätningen är, som för refraktometri i allmänhet, mycket snabb, varför detektionens tidskonstant inte ger något bidrag till bandbreddningen. Slutligen kan detektorn (givetvis beroende på vilken specifik refraktometertyp som väljs) göras enkelt, robust och billig.By using the differential variant, the noise caused by variations in temperature, pressure, flow, etc. is also reduced, and the measured signal becomes specific with respect to the labeled molecules. In this latter case, no reference flow or reference cell is needed, since the measurement at two wavelengths is self-compensating, as described above. It will be readily appreciated that the criteria for an ideal liquid chromatography and capillary electrophoresis detector set forth above will be met by a refractometer using the differential variant of the method embodied in the invention. Thus, it is the concentration that is measured, which enables miniaturization that allows on column detection. Furthermore, the detection limit is sufficiently low, and the measurement is, as for refractometry in general, very fast, so that the time constant of the detection does not make any contribution to the bandwidth. Finally, the detector (of course depending on the specific refractometer type chosen) can be made simple, robust and inexpensive.
En detektor som konstrueras för att göra mätningar i överensstämmelse med föreliggande uppfinning kommer att kunna utföra mätningar enligt såväl "enváglängdsvarianten" som “tvävåglängdsvarianten". Sålunda kan en klassisk brytningsindexmonitorering vid en enda våglängd göras, vilket detekterar alla ämnen, absorberar eller fluorescerar eller år elektrokemiskt aktiva. Samtidigt härmed kan en tvåvåglängdsmätning av färgmärkta analyter göras. Detta ger en selektiv monitorering av märkta analyter och en avsevärt ökad känslighet. En universell och en selektiv monitorering kan alltså utföras simultant i en och samma cell.A detector designed to make measurements in accordance with the present invention will be able to perform measurements according to both the "single wavelength variant" and the "two wavelength variant". Thus, a classical refractive index monitoring at a single wavelength can be performed, which detects all substances, absorbs or fluoresces At the same time, a two-wavelength measurement of color-labeled analytes can be made, which provides a selective monitoring of labeled analytes and a significantly increased sensitivity, so a universal and a selective monitoring can be performed simultaneously in one and the same cell.
Metoden enligt föreliggande uppfinning kommer nu att icke begränsande Exemplet, inklusive sådana som inte illustreras i det följande, varvid även refereras till de bilagda figurerna, varav: Figur 1 är en skissartad ritning av den experimentella uppställning som används i Exemplet; Figur 2 är en skissartad ritning av det vätske- hanteringssystem som används i Exemplet; Figur 3 är ett diagram som visar brytningsindexspektrum för färgämnet HITC som används i Exemplet; och l Figur 4 är en graf som visar avstånd mellan laserljus- fläckar som funktion av HITC-koncentrationen. 10 20 30 35 500 8b1.7 11 EXEMEEL 2.:: I. JJ E I l En experimentell differentiell refraktometer konstruerades såsom skissartat visas i Figur 1.The method of the present invention will now be non-limiting. The Example, including those not illustrated in the following, also referring to the accompanying figures, of which: Figure 1 is a sketchy drawing of the experimental setup used in the Example; Figure 2 is a sketchy drawing of the liquid handling system used in the Example; Figure 3 is a graph showing the refractive index spectrum of the dye HITC used in the Example; and l Figure 4 is a graph showing distances between laser light spots as a function of HITC concentration. 10 20 30 35 500 8b1.7 11 EXAMPLE 2. :: I. JJ E I l An experimental differential refractometer was constructed as sketched in Figure 1.
Instrumentet bestod av två lasrar 1 och 2, respektive, en prismaformad flödeskyvett 3, en CCD-kamera 4, en TV-skärm 5 och en Polaroid®-kamera 6.The instrument consisted of two lasers 1 and 2, respectively, a prism-shaped flow cuvette 3, a CCD camera 4, a TV screen 5 and a Polaroid® camera 6.
Båda lasrarna 1 och 2 var av diodtyp med kollimerande optik. Laser 1 hade våglängd 660 nm (mer exakt 658,5 nm) (Melles-Griot) och drevs av ett spänningsaggregat (Mascot Electronics Type 719). Den andra lasern 2 hade våglängd 780 nm (Spindler & Hoyer) och drevs av ett andra spännings- aggregat, Diode Laser DL 25 Control Unit (Spindlar & Hoyer). De två lasrarna 1 och 2 monterades i rät vinkel mot varandra på en stålplatta 7.Both lasers 1 and 2 were of the diode type with collimating optics. Laser 1 had a wavelength of 660 nm (more precisely 658.5 nm) (Melles-Griot) and was powered by a power supply (Mascot Electronics Type 719). The second laser 2 had a wavelength of 780 nm (Spindler & Hoyer) and was powered by a second power supply, the Diode Laser DL 25 Control Unit (Spindles & Hoyer). The two lasers 1 and 2 were mounted at right angles to each other on a steel plate 7.
I laserstrålarnas skårningspunkt fastskruvades ett svärtat måssingsrör (visas ej; innerdiameter 20 mm) i platta 7. Mässingsröret hade slitsar, i vilka monterades ett filter 8 (Melles-Griot Short wavelength pass filter) med cutoff-våglängd cirka 700 nm i 45° vinkel mot strålriktningarna. Detta filter 8 transmitterade 660 nm- strålen från laser 1 men reflekterade 780 nm-strålen från laser 2, med den resulterande effekten att de två strålarna ficks att sammanfalla. Ett hål med 1 mm diameter tjänstgjorde som utgångsspalt.At the intersection of the laser beams, a blackened brass tube (not shown; inner diameter 20 mm) was screwed into plate 7. The brass tube had slits, in which a filter 8 (Melles-Griot Short wavelength pass filter) with a cutoff wavelength of approximately 700 nm at a 45 ° angle to beam directions. This filter 8 transmitted the 660 nm beam from laser 1 but reflected the 780 nm beam from laser 2, with the resultant effect that the two beams were allowed to coincide. A hole with a diameter of 1 mm served as a starting gap.
Flödeskyvett 3, en kommersiell kyvett med två prismaceller (bestående av två 45° prismaceller, 1,5 x 7 mm, volym 8 pl, med hypotenusorna mot varandra) avsedd för en brytningsindexdetektor till våtskekromatografi (Pharmacia LKB Biotechnology AB, Uppsala, Sweden), fastskruvades sedan på utsidan av måssingsröret i anslutning till dess utgångsspalt. Endast en av de två prismacellerna i kyvett 3 användes, och anslöts genom slangar (visas ej) till ett enkelt vätskehanteringssystem som beskrivs nedan (den andra prismacellen förblev tom). stålplatta 7 förankrades med en bult 10 i ena änden av en aluminiumplatta 9, och var alltså vridbar. CCD-kamera 4 (Panasonic WV-CD50), vilken drevs av ett spånningsaggregat 10 20 30 35 ' ljusbilder (diameter 1-1,5 mm på CCD-kameran) 500 817 12 Panasonic WV-CD52, monterades på andra ändan av platta 9 på ett avstånd av cirka 0,8 m (något varierande mellan de olika försöksserier som beskrivs nedan) från flödeskyvett 3, och var justerbar i vertikalled med hjälp av en mikrometerskruv. En bockad, svart stålkåpa placerades över CCD-kameran för att skårma av ströljus.Flow cuvette 3, a commercial cuvette with two prism cells (consisting of two 45 ° prism cells, 1.5 x 7 mm, volume 8 pl, with the hypotenuses facing each other) intended for a refractive index detector for liquid chromatography (Pharmacia LKB Biotechnology AB, Uppsala, Sweden), was then screwed to the outside of the brass tube adjacent to its exit gap. Only one of the two prism cells in cuvette 3 was used, and connected through tubing (not shown) to a simple fluid handling system described below (the other prism cell remained empty). steel plate 7 was anchored with a bolt 10 at one end of an aluminum plate 9, and was thus rotatable. CCD camera 4 (Panasonic WV-CD50), which was driven by a power supply 10 20 30 35 'light images (diameter 1-1.5 mm on the CCD camera) 500 817 12 Panasonic WV-CD52, was mounted on the other end of plate 9 at a distance of about 0.8 m (slightly varying between the different test series described below) from flow cuvette 3, and was adjustable vertically by means of a micrometer screw. A curved, black steel cover was placed over the CCD camera to shield from stray light.
Bilden från CCD-kameran projicerades på en TV-skärm 5 (Electrohome 10"), på vilken tejpats fast ett transparent rutnät (overheadfilm på vilken kopierats ett millimeter- papper med 1,4 X förstoring). Detta transparenta rutnät användes för att mäta avstånd på TV-skärm 5 medelst ruträkning. TV-skärmen fotograferades med en kamera 6 (Polaroidc) 600 SE) på ett stativ, på ett avstånd av cirka 0,5 m och med film PolaroidC> 611 Video Image Recording Film. Förstoringen från CCD-kamera 4 till TV-skärm 5 var cirka 30 X.The image from the CCD camera was projected on a TV screen 5 (Electrohome 10 "), on which a transparent grid was taped (overhead film on which a millimeter paper with 1.4 X magnification was copied). This transparent grid was used to measure distances on TV screen 5. by frame counting.The TV screen was photographed with a camera 6 (Polaroidc) 600 SE) on a tripod, at a distance of about 0.5 m and with film PolaroidC> 611 Video Image Recording Film. camera 4 to TV screen 5 was about 30 X.
Lasrarna 1 och 2 justerades i sid- och höjdled, och mässingsröret i sidled så att snygga, symmetriska från de två lasrarna erhölls strax ovanför varandra i höjdled på TV- skärmen. Som generell strategi användes låg laserintensitet, hög kontrast på skärmen och exponeringstid 1/4 sekund. Därefter justerades skårmens ljusstyrka tills en för ögat skarp bild erhölls på skärmen, och slutligen justerades bländaren tills en skarp bild erhölls på fotografiet.The lasers 1 and 2 were adjusted laterally and vertically, and the brass tube laterally so that neat, symmetrical from the two lasers were obtained just above each other vertically on the TV screen. As a general strategy, low laser intensity, high screen contrast and 1/4 second exposure time were used. Thereafter, the brightness of the screen was adjusted until a sharp image was obtained on the screen, and finally the aperture was adjusted until a sharp image was obtained on the photograph.
Ljusflâckarnas läge bestämdes genom att ta ett fotografi av TV-skärm 5, och sedan genom ruträkning i ett mikroskop bestämma läget för ljusfläckarnas vänstra och högra kant, respektive, och därefter anta att varje flâcks centrum låg mittemellan de båda kanterna.The position of the light spots was determined by taking a photograph of a TV screen 5, and then by grating in a microscope determining the position of the left and right edges of the light spots, respectively, and then assuming that the center of each spot was between the two edges.
Vâtskehanteringssystemet, som visas i Figur 2, bestod av en peristaltisk pump 11 (P1, Pharmacia LKB Biotechnology AB, Uppsala, Sweden). På ena sidan var pump 11 ansluten till en provbehállare 12 via en slang 13, och på andra sidan till en manuell vridventil 14 via en slang 15. En slang 16 anslöt ventil 14 till slask. Via en 0,4 m kanyl 10 15 20 30 35 n SÛÛ 817 17, anslöt en slang 18 ventil 14 med flödeskyvett 3, vilken beskrevs i anslutning till figur 1. En slang 19 anslöt kyvett 3 med en kyvettslask. Den manuella ventilen 14 möjliggjorde pumpning av vätska antingen till slask eller till kyvett 3.The fluid management system, shown in Figure 2, consisted of a peristaltic pump 11 (P1, Pharmacia LKB Biotechnology AB, Uppsala, Sweden). On one side, pump 11 was connected to a sample container 12 via a hose 13, and on the other side to a manual rotary valve 14 via a hose 15. A hose 16 connected valve 14 to the sludge. Via a 0.4 m cannula 10 15 20 30 35 n SÛÛ 817 17, a hose 18 connected valve 14 with flow cuvette 3, which was described in connection with figure 1. A hose 19 connected cuvette 3 with a cuvette slide. The manual valve 14 made it possible to pump liquid either to the sludge or to the cuvette 3.
Under mätningarna, som beskrivs nedan, pumpades vätska med cirka 23 pl/min genom flödeskyvetten. vid vàtskebyte vreds ventil 14 till slask, och flödet tiofaldigades för att rensa pumpslangarna 13 och 15. Sedan sänktes flödet igen, ventilen vreds till kyvettlâge och vätska pumpades i minst 15 minuter genom kyvetten (pá grund av dödvolymen i kanyl 17) r in v En citratbuffert (pH 3, 0,1 M citrat, 0,4 M NaCl, 0,05% TweenC>20) bereddes genom att lösa 21 g citronsyra (M&B p.a.) och 23 g natriumklorid (Merck p.a.) i 1000 ml avjoniserat vatten. 5 ml TweenC)20 (Calbiochem 655206, 10%, protein grade) tillsattes. 4 M natriumhydroxid (p.a.) tillsattes för att justera-pH från 1,95 till 3,00, och lösningen filtrerades genom ett 0,22 pm filter. 500 ml av citratbufferten blandades sedan med 500 ml spektrografiskt ren etanol och homogeniserades med ultraljud nâgra minuter.During the measurements, described below, liquid was pumped at about 23 pl / min through the flow cuvette. when changing fluid, valve 14 was turned to sludge, and the flow was increased tenfold to clear the pump hoses 13 and 15. Then the flow was lowered again, the valve was turned to cuvette position and liquid was pumped for at least 15 minutes through the cuvette (due to the dead volume in cannula 17). Citrate buffer (pH 3, 0.1 M citrate, 0.4 M NaCl, 0.05% TweenC> 20) was prepared by dissolving 21 g of citric acid (M&B pa) and 23 g of sodium chloride (Merck pa) in 1000 ml of deionized water. 5 ml of TweenC) 20 (Calbiochem 655206, 10%, protein grade) was added. 4 M sodium hydroxide (p.a.) was added to adjust the pH from 1.95 to 3.00, and the solution was filtered through a 0.22 μm filter. 500 ml of the citrate buffer was then mixed with 500 ml of spectrographically pure ethanol and homogenized by sonication for a few minutes.
En 500 pM stamlösning av fârgâmnet HITC (1,1',3,3,3',3'-hexametylindotricarbocyanin) bereddes sedan genom att lösa 14 mg HITC jodid (Sigma H0387, 94% renhet, molvikt 537 g/mol; Sigma Chemical Co., St. Louis, Mb., U.S.A.) i 50 ml av den ovan beredda citrat/etanol- bufferten. Efter homogenisering med ultraljud några minuter, filtrerades lösningen genom ett 0,45 pm filter.A 500 pM stock solution of the dye HITC (1,1 ', 3,3,3', 3'-hexamethylindotricarbocyanine) was then prepared by dissolving 14 mg of HITC iodide (Sigma H0387, 94% purity, molecular weight 537 g / mol; Sigma Chemical Co., St. Louis, Mb., USA) in 50 ml of the citrate / ethanol buffer prepared above. After homogenization with ultrasound for a few minutes, the solution was filtered through a 0.45 μm filter.
En spâdningsserie till sju olika koncentrationer HITC innan mätning gjordes. 'n r gjordes genom att späda olika volymer av HITC-stamlösningen till 25 ml med citrat/etanol-buffert: HlIC_imll HlIQ;kQn§l_luML 25 soo 12,5 zso 6,25 izs 3,125 62,5 1,563 31,25 5Û0 817 14 0,781 15,63 O 0 in . V I n. . 1 Brytningsindexspektrum för 1 mM HITC visas i Figur 3 S (heldragen linje: teoretiskt beräknad kurva, kryss: experimentella data). Som framgår härav, ligger mätvàglängden 780 nm (laser 2) nära maximum i brytningsindex, på dess högvàglângdssida, medan den andra mätváglângden 660 nm (laser 1) ligger pä brytningsindexets 10 minimumplatä.A dilution series to seven different HITC concentrations before measurement. was made by diluting different volumes of the HITC stock solution to 25 ml with citrate / ethanol buffer: HlIC_imll HlIQ; kQn§l_luML 25 soo 12.5 zso 6.25 izs 3.125 62.5 1.563 31.25 5Û0 817 14 0.778 15.63 O 0 in. V I n.. 1 The refractive index spectrum for 1 mM HITC is shown in Figure 3 S (solid line: theoretically calculated curve, cross: experimental data). As can be seen, the measurement wavelength 780 nm (laser 2) is close to the maximum in the refractive index, on its high wavelength side, while the other measurement wavelength 660 nm (laser 1) is on the minimum plate of the refractive index.
Med hänvisning till den ovan beskrivna apparaten (Figur 1 och 2), justerades flödeskyvettens (3) position genom att fylla denna med etanol/vatten 50/50 (avjoniserat vatten och spektrografiskt ren etanol) med hjälp av en spruta och 15 sedan vrida stälplattan (7) tills de två laserljusflàckarna centrerades ovanför varandra på CCD-kameran. Avståndet mellan flödeskyvett och CCD-kamera var 73 cm.Referring to the apparatus described above (Figures 1 and 2), the position of the flow cuvette (3) was adjusted by filling it with ethanol / water 50/50 (deionized water and spectrographically pure ethanol) using a syringe and then turning the stand plate ( 7) until the two laser light spots were centered on top of each other on the CCD camera. The distance between the flow cuvette and the CCD camera was 73 cm.
Sedan utfördes brytningsindexmätningar för var och en av de olika HITC-koncentrationerna, vilka beskrivits ovan, 20 varvid vätskehanteringen skedde säsom beskrivits ovan under "Vätskehanteringssystem". Laserintensiteterna, TV-skärmens ljusstyrka och kamerans exponeringstid och bländare justerades för varje färgàmneskoncentration för att erhålla skarpa bilder av ljusfläckarna. 25 För varje färgämneskoncentration togs två fotografier med nägra minuters mellanrum. Avståndet mellan de tva laserljusflâckarna uppskattades som beskrivits ovan genom rutràkning. Resultaten presenteras i Figur 4, som visar , medelvärdet av ljusflâcksavstànden i millimeter som 30 funktion av HITC-koncentration, Sambandet är râtlinjigt med mycket god passningsgrad, determinationskoefficienten är 0,9992. Den räta linjens lutning, det vill säga känsligheten med avseende pà HITC-koncentration, är 3,1 pm/pM, eller i vinkelenheter 0,00024 °/pM, eller i 35 brytningsindexenheter (RIU) 2,0 pRIU/yM.Then, refractive index measurements were performed for each of the different HITC concentrations, which are described above, the liquid handling taking place as described above under "Liquid handling system". The laser intensities, TV screen brightness, and camera exposure time and aperture were adjusted for each dye concentration to obtain sharp images of the light spots. For each dye concentration, two photographs were taken every few minutes. The distance between the two laser light spots was estimated as described above by square counting. The results are presented in Figure 4, which shows the mean value of the light spot distance in millimeters as a function of HITC concentration. The relationship is rectilinear with a very good degree of fit, the coefficient of determination is 0.9992. The slope of the straight line, i.e. the sensitivity with respect to HITC concentration, is 3.1 μm / pM, or in angular units 0.00024 ° / pM, or in refractive index units (RIU) 2.0 pRIU / μM.
De ovan beskrivna experimenten demonstrerar tydligt genomförbarheten hos föreliggande uppfunna förfarande. 500 817 15 Uppfinningen begränsas givetvis inte till de ovan speciellt beskrivna utföringsformerna, utan en rad förändringar och modifieringar kan göras utan att frángà det generella, uppfunna förfarandet såsom det definieras i följande patentkrav.The experiments described above clearly demonstrate the feasibility of the present inventive method. The invention is of course not limited to the embodiments specifically described above, but a number of changes and modifications may be made without departing from the general, invented method as defined in the following claims.
Claims (12)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9300231A SE500817C2 (en) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | Methods to determine the concentration of an analyte in a liquid chromatographic or capillary electrophoretic flow by measuring the refractive index of the liquid |
EP94905892A EP0681694A1 (en) | 1993-01-27 | 1994-01-21 | An improved method of liquid bulk refractive index detection |
AU59817/94A AU5981794A (en) | 1993-01-27 | 1994-01-21 | An improved method of liquid bulk refractive index detection |
PCT/SE1994/000045 WO1994017393A1 (en) | 1993-01-27 | 1994-01-21 | An improved method of liquid bulk refractive index detection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9300231A SE500817C2 (en) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | Methods to determine the concentration of an analyte in a liquid chromatographic or capillary electrophoretic flow by measuring the refractive index of the liquid |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9300231D0 SE9300231D0 (en) | 1993-01-27 |
SE9300231L SE9300231L (en) | 1994-07-28 |
SE500817C2 true SE500817C2 (en) | 1994-09-12 |
Family
ID=20388665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9300231A SE500817C2 (en) | 1993-01-27 | 1993-01-27 | Methods to determine the concentration of an analyte in a liquid chromatographic or capillary electrophoretic flow by measuring the refractive index of the liquid |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0681694A1 (en) |
AU (1) | AU5981794A (en) |
SE (1) | SE500817C2 (en) |
WO (1) | WO1994017393A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE9500356D0 (en) * | 1995-02-01 | 1995-02-01 | Anders Hanning | Method and apparatus for optical characterization of liquids |
SE9602788L (en) * | 1996-07-16 | 1998-01-17 | Anders Hanning | Improved refractometric method |
DE102009033426A1 (en) * | 2009-07-16 | 2011-02-03 | Technische Universität München | Electrophoresis-measuring device for detecting drift motion of electrically charged particles in electrical field for separation and analysis of e.g. ionized species, has processing device determining drift motion of charged particles |
CN101782515B (en) * | 2010-03-05 | 2011-07-20 | 陕西师范大学 | Method for measuring liquid refractive rate based on total reflection diaphragm effect |
CN101776572B (en) * | 2010-03-05 | 2011-07-20 | 陕西师范大学 | Liquid refractive index CCD real-time measuring device and measuring method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4213699A (en) * | 1976-02-27 | 1980-07-22 | S.A. Texaco Belgium N.V. | Method of measuring low concentrations of a light absorbing component |
US4381895A (en) * | 1980-02-28 | 1983-05-03 | Biovation, Inc. | Method and apparatus for automatic flow-through digital refractometer |
US4704029A (en) * | 1985-12-26 | 1987-11-03 | Research Corporation | Blood glucose monitor |
US4952055A (en) * | 1988-10-03 | 1990-08-28 | Wyatt Technology Corporation | Differential refractometer |
SE9200917D0 (en) * | 1991-08-20 | 1992-03-25 | Pharmacia Biosensor Ab | ASSAY METHOD |
-
1993
- 1993-01-27 SE SE9300231A patent/SE500817C2/en unknown
-
1994
- 1994-01-21 AU AU59817/94A patent/AU5981794A/en not_active Abandoned
- 1994-01-21 WO PCT/SE1994/000045 patent/WO1994017393A1/en not_active Application Discontinuation
- 1994-01-21 EP EP94905892A patent/EP0681694A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE9300231D0 (en) | 1993-01-27 |
AU5981794A (en) | 1994-08-15 |
WO1994017393A1 (en) | 1994-08-04 |
SE9300231L (en) | 1994-07-28 |
EP0681694A1 (en) | 1995-11-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10876961B2 (en) | Interactive variable pathlength device | |
JP3260431B2 (en) | Flow cell fabrication method | |
US5986754A (en) | Medical diagnostic apparatus using a Fresnel reflector | |
Nylander et al. | Gas detection by means of surface plasmon resonance | |
US8537353B2 (en) | Sensor chip for biological and chemical sensing | |
Bornhop et al. | Simultaneous laser-based refractive index and absorbance determinations within micrometer diameter capillary tubes | |
JP4964384B2 (en) | Improved imaging surface plasmon resonance device | |
Xiao et al. | CE detector based on light‐emitting diodes | |
US8976353B2 (en) | Multiwell plate lid for improved optical measurements | |
US5132095A (en) | Optical sensor | |
US20100182606A1 (en) | Apparatus and method for multi-parameter optical measurements | |
US20040017568A1 (en) | Absolute measurement centrifuge | |
CN1095543C (en) | All wavelength surface plasma excimer resonance photochemical sensor | |
SE500817C2 (en) | Methods to determine the concentration of an analyte in a liquid chromatographic or capillary electrophoretic flow by measuring the refractive index of the liquid | |
SE503289C2 (en) | Ways to determine the concentration of substances in a liquid | |
US4042304A (en) | Christiansen effect detector | |
JPH05332937A (en) | Optical ion sensor | |
US5068542A (en) | Method and apparatus for concentration measurement by the quantity, diameter and convergent of a transmitted light beam | |
SE501663C2 (en) | Refractometric method for indirect detection of a substance | |
Coelfen et al. | Ultrasensitive Schlieren optical system | |
JPH10253529A (en) | Sensor for liquid chromatograph | |
WO1996024045A1 (en) | Method, apparatus, and use of apparatus, for optical characterization of liquids | |
JPS60144644A (en) | Detector for liquid chromatograph | |
JPH11237337A (en) | Specified constituent and its concentration measurement method for multiple-constituent substance |