WO1992002803A1 - Durchflussküvette für lumineszenzmessungen - Google Patents

Durchflussküvette für lumineszenzmessungen Download PDF

Info

Publication number
WO1992002803A1
WO1992002803A1 PCT/EP1991/001214 EP9101214W WO9202803A1 WO 1992002803 A1 WO1992002803 A1 WO 1992002803A1 EP 9101214 W EP9101214 W EP 9101214W WO 9202803 A1 WO9202803 A1 WO 9202803A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tube
flow
inlet
outlet
flow cell
Prior art date
Application number
PCT/EP1991/001214
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Bier
Henning Schillig
Detlef Hanisch
Original Assignee
GESELLSCHAFT FüR BIOTECHNOLOGISCHE FORSCHUNG MBH (GBF)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GESELLSCHAFT FüR BIOTECHNOLOGISCHE FORSCHUNG MBH (GBF) filed Critical GESELLSCHAFT FüR BIOTECHNOLOGISCHE FORSCHUNG MBH (GBF)
Publication of WO1992002803A1 publication Critical patent/WO1992002803A1/de

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
    • G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
    • G01N21/76—Chemiluminescence; Bioluminescence
    • 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
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03—Cuvette constructions
    • G01N21/05—Flow-through cuvettes

Definitions

  • the invention relates to a flow-through vial for luminescence measurements, consisting of a tube with an inlet and an outlet for the sample liquid. Furthermore, the invention relates to a luminometer for measurements in flow-through mode, with a sample vessel and a sensor for light quantity detection.
  • luminescence is always to be understood as chi or bioluminescence, ie the emission of light guants due to a chemical or an enzyme-catalyzed biochemical reaction, for example in a microorganism, which occurs independently of external light excitation, while Fluorescence and phosphorescence can be observed after excitation with high-energy light.
  • the chemiluminescence and the bioluminescence, hereinafter luminescence, of certain substances are used on the one hand for light generation and on the other hand for measurement and analysis purposes. Conventionally, the measurements are carried out on samples taken from a substance to be examined. Luminescence measurement is currently enjoying increasing popularity because it is very sensitive and can often replace the use of radioisotopes.
  • the invention has for its object to provide an arrangement for luminescence measurements in flow mode.
  • a flow-through cuvette according to the invention for luminescence measurements thus consists of a tube with an inlet and an outlet for the sample liquid, the tube being closed on both ends and having a mirror coating and an opaque coating on the outside, the inlet and the outlet in each case on one Are provided end of the tube and the outlet side end of the tube is translucent.
  • the flow-through cuvette according to the invention can advantageously be used to investigate luminescence reactions.
  • the sample liquid flows axially through the tube, a sensor or detector being arranged on the outlet-side end of the tube, which is translucent. With such a sensor, for example, amounts of light can be detected.
  • the mirrored tube acts as a light guide, the photons arising in the interior of the tube being transported to the tube ends, provided that they are incident at a suitable angle. Furthermore, there is a reflection of the photons not guided in the tube at the mirroring, which are then thrown back into the tube and are finally led to the translucent face of the tube, ie the optical window.
  • a particularly simple construction of the flow cell according to the invention is obtained if the tube is designed as a cylinder and is closed on the end face by closure parts such as stoppers or the like. This also simplifies production.
  • the tube of the flow-through cell expediently has a bore as an inlet and an outlet in the same plane.
  • Spigots can also be provided on the pipe.
  • the holes and sockets can be made in one manufacturing process.
  • two radial nozzles arranged perpendicular to one another are provided as the inlet.
  • the reactants of the sample liquid can be introduced separately into the flow-through cell, and the reactants are only mixed there.
  • the reaction kinetics of a luminescence reaction can be investigated in a time-resolved manner.
  • An even higher sensitivity results if the sensor or measurement data are integrated in time, ie overall for the dwell time of the reactants in the flow-through cell. This also allows a quantitative determination of the amount of substance converted.
  • the inlet-side closure part for example a stopper or cover, preferably has an axial bore into which the two radial bores arranged perpendicular to one another open at the front end thereof. This enables inexpensive production of the flow cell.
  • a suitable hose material is Teflon (PTFE) or fluoroelastomer.
  • Black fluorelectromer material e.g. acid and alkali-resistant special pump hoses sold under the name Viton-Master-flex.
  • PTFE Teflon
  • Black fluorelectromer material e.g. acid and alkali-resistant special pump hoses sold under the name Viton-Master-flex.
  • inlet and outlet connections of the cuvette made of Te ⁇ flon (PTFE) are used and covered with black tubing.
  • the tube of the flow-through cuvette is made of acrylic glass, and the liquid-free coating is a black lacquer layer.
  • the entire flow-through cuvette is mirrored here by a wet chemical method for silver deposition, the end face on the outlet side being non-mirrored and without a coating.
  • the tube of the flow cuvette can also be made of glass or quartz glass, for example, and this allows further optical parameters to be examined, for example in the infrared or ultraviolet range.
  • the pipe material must be able to conduct light and therefore have a refractive index. point, which is significantly larger than that of the carrier used.
  • the tube on the inlet-side end face is not mirrored in a maximum area equal to the area of the tube inner cross-section, and a corresponding area of at least the area of the tube inner cross-section is mirrored on the outlet-side end face.
  • the end of an optical fiber bundle is arranged opposite the inlet-side end face in order to couple excitation light into the tube here. The luminescent light then emerges on the opposite end on the outlet side.
  • the flow-through cell according to the invention can be used for highly sensitive luminescence measurements. It is suitable for installation in conventional measuring stations, but can also be integrated in flow injection analysis systems (FIA systems).
  • FOA systems flow injection analysis systems
  • the cuvette types with one or two radial bores on the inlet side are used depending on the reaction kinetics of the luminescence reaction to be investigated.
  • the flow-through cuvette according to the invention is also suitable for use as a fluorescence cuvette.
  • the sample container is a flow-through cell designed according to the invention
  • the Sensor is arranged opposite the outlet end of the tube, the flow-through cuvette and the sensor being arranged in an opaque housing and opaque, acid and alkali-resistant hoses opening in the inlet and outlet of the tube, which are wound inside the housing.
  • the tubes which open into the inlet expediently have the same length. With correct dosing, this enables the reaction partners to be completely converted and the light produced to be absorbed with very little loss, so that a minimal amount of the possibly very expensive starting substances must be used.
  • an appropriately designed flow cell is used.
  • an emission filter is expediently arranged between the flow-through cell and the sensor, which results in a larger detector area.
  • FIG. 1 shows an exploded longitudinal sectional view of a flow-through cell according to the invention in accordance with a first embodiment
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the flow-through cell "- n FIG. 1 along line II-II, 3 is a perspective view of the flow cell of FIG. 1,
  • FIG. 4 shows an exploded longitudinal sectional view of a flow-through cuvette according to the invention in accordance with a second embodiment, the left-hand closure part being rotated through 45 ° with respect to the tube of the cuvette,
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the flow cell of FIG. 4 along line V-V,
  • FIG. 6 is a perspective view of the flow cell of FIG. 4,
  • FIG. 7 is a schematic block diagram illustrating the structure of a luminometer according to the invention in accordance with a first embodiment
  • FIG. 8 is a schematic block diagram illustrating the structure of a luminometer according to the invention in accordance with a second embodiment
  • the flow cuvette 2 consists of a tube 4 with an inlet 6 and an outlet 8 for the sample liquid.
  • the tube 4 is closed on both ends by plug-like closure parts 10, 12.
  • the inlet 6 and the outlet 8 are through two mutually perpendicular radial bores 14, 16 formed, which are each located at one end of the tube 4.
  • the bores 14, 16 are arranged on the tube 4 in the same axial plane.
  • the tube 4 and the two closure parts 10, 12 are made of acrylic glass in the illustrated embodiment.
  • the tube 4 and the closure parts 10, 12 On the outside, the tube 4 and the closure parts 10, 12 have a layer 13, which consists of a reflective layer and an opaque coating. In the illustrated embodiment, the mirroring was carried out by a wet chemical method for silver deposition.
  • the opaque coating consists of a black protective coating.
  • the face of the tube 4 at the outlet 8 is translucent, i.e. the closure part 12 does not have the layer 18 in this area.
  • Flexible hoses 20, which in the exemplary embodiment shown are made of Teflon (PTFE), extend into the bores 14, 16.
  • the tubes 20, 22 are opaque due to the application of a corresponding layer 24.
  • the layer 24 is black.
  • FIG. 4 to 6 show a second exemplary embodiment of a flow-through cell according to the invention in accordance with a second embodiment.
  • the flow cell of the second embodiment differs from that of the first embodiment in the design of the inlet.
  • the inlet-side closure part 30 is designed differently and comprises not just one but two bores 32, 34.
  • the illustration of the closure part 30 is shown in FIG. 4 for the purpose of illustration rotated by 45 *.
  • the closure part 30 has an axial bore 42 into which the bores 32, 34 open.
  • the axial extension 44 of the closure part 30 engages in the tube interior in a sealing manner.
  • two tubes 36, 38 with a layer 40 instead of a tube 20 with a coating 24 are thus provided as a feed line for the liquid to be examined.
  • the reaction partners are only mixed in the bore 42, from where the liquid flows to the outlet 8. This makes it possible to examine a luminescence reaction more precisely in terms of time.
  • a sensor 50 for detecting the quantity of light with connecting lines 52, 54 for high voltage supply and connecting lines 56, 58 for data transmission is arranged opposite the outlet end of the tube 4.
  • the connecting lines 56, 58 can for example be connected to a computer or recorder.
  • the flow-through cuvette 2 is designed in this embodiment according to the embodiment of FIGS. 4 to 7 and the inlet and the outlet are connected to Teflon tubes 36, 38, 22 which are inserted at the outer end in connection couplings.
  • the tubes 36, 38, 22 are guided in a spiral and, moreover, are at least provided with a black layer, so that they prevent light from entering the flow-through cell.
  • the senor 50 is a photomultiplier of the head-on type, for example a device NR. R-14 63-01 from Hamamatsu.
  • sensors could also be used for light-sensitive semiconductors such as photodiodes, phototransistors.
  • the entire arrangement, including the flow-through cell 2 and the sensor 50, is located inside a housing 60 which is opaque and has bushings or the mentioned couplings 62 to 66 for the supply and discharge hoses and the connecting lines.
  • the additional encapsulation reliably prevents any penetration of interference radiation into the measurement setup.
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of the invention in the form of a luminometer in accordance with a second embodiment.
  • the luminometer is built into an FIA system.
  • a pump or pump arrangement 70 which conveys the reagent liquids, is thus connected upstream of the luminometer.
  • a line 72 carries potassium phosphate buffer and a line 74 luminol.
  • a first injection valve 76 connects to the lines 72, 74, from which the hose 36 leads to the inlet 6 1 .
  • a further line 78 likewise leads to potassium phosphate buffer and a line 80 hydrogen peroxide (H 2 O 2 ).
  • the lines 78, 80 lead to a second injection valve 82, from which the hose 38 leads to the inlet 6 ′′
  • FIG. 8 shows a flow-through cell 2 according to the second embodiment, which enables a higher measurement sensitivity.
  • a flow-through cuvette according to the first embodiment can also be used satisfactorily.
  • FIG. 9 shows a measurement diagram which has been obtained with a luminometer according to FIG. 8 installed in an FIA system.
  • the FIA system and the luminometer were operated with the model system Luminol / H 0.
  • the valve (injection valve 82 from FIG. 8) for the H 2 0 2 supply was set to 33 ⁇ l (volume of sample loop with a throughput time of 30 s) and the concentration of the solution was 0.1 nM H 2 0 2 .

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Durchflussküvette (2) für Lumineszenzmessungen, bestehend aus einem Rohr (4) mit einem Einlass (6) und einem Auslass (8) für die Probenflüssigkeit. Das Rohr ist an beiden Stirnseiten verschlossen und weist eine Verspiegelung (18) sowie auf der Aussenseite einen lichtundurchlässigen Überzug (18) auf. Der Einlass und der Auslass sind jeweils an einem Ende des Rohres vorgesehen, wobei die auslaßseitige Stirnseite des Rohres Lichtdurchlässig ist. Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Luminometer für Messungen im Durchflussbetrieb, bei dem als Probengefäss eine erfindungsgemässe Durchflussküvette verwendet wird. Ein Sensor, insbesondere zur Lichtmengenerfassung, ist gegenüber der auslaßseitigen Stirnseite der Rohres angeordnet und die Durchflussküvette sowie der Sensor sind in einem Lichtundurchlässigen Gehäuse angeordnet. Im Einlass und Auslass des Rohres münden lichtundurchlässige, säure- und laugenfeste Schläuche, die im Inneren des Gehäuses gewunden verlaufen.

Description

DURCHFLUSSKÜVETTE FÜR LUMINESZENZMESSUNGEN
Die Erfindung bezieht sich auf eine Durchfluß üvette für Lumineszenzmessungen, bestehend aus einem Rohr mit einem Einlaß und einem Auslaß für die Probenflüssigkeit. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Luminometer für Messun¬ gen im Durchflußbetrieb, mit einem Probengefäß und einem Sensor zur Lichtmengenerfassung.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Patentanmeldung ist unter Lumineszenz stets Che i- oder Biolumineszenz zu ver¬ stehen, d.h. die Emission von Lichtguanten aufgrund einer chemischen oder einer enzymkatalysierten biochemischen Re¬ aktion z.B. in einem Mikroorganismus, die unabhängig von einer äußeren Liσhtanregung zustande kommt, während Fluo¬ reszenz und Phosphoreszenz nach Anregung mit energiereichem Licht beobachtet werden. Die Chemilumineszenz sowie die Biolumineszenz, im folgenden Lumineszenz, bestimmter Stoffe wird einerseits zur Lichterzeugung und andererseits zu Me߬ bzw. Analysezwecken ausgenutzt. Herkömmlich werden die Mes¬ sungen an von einem zu untersuchenden Stoff entnommenen Proben durchgeführt. Die Lumineszenzmessung erfreut sich derzeit zunehmender Beliebtheit, da sie sehr empfindlich ist und vielfach den Einsatz von Radioisotopen ersetzen kann. Im Bereich der Chemilumineszenz werden Luminometer mit Küvetten herkömmlicher Bauart verwendet, die üblicher¬ weise in Photometern und Fluorimetem verwendet werden. In seltenen Fällen sind die Küvetten verspiegelt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für Lumineszenzmessungen im Durchflußbetrieb zu schaffen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Durchfluß- küvette mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie bei einem Luminometer mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vor¬ teilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Durchfluß- küvette und des Luminometers sind Gegenstand der Unteran¬ sprüche.
Eine erfindungsgemäße Durchflußküvette für Lumineszenzmes¬ sungen besteht somit aus einem Rohr mit einem Einlaß und einem Auslaß für die Probenflüssigkeit, wobei das Rohr an beiden Stirnseiten verschlossen ist und eine Verspiegelung sowie auf der Außenseite einen lichtundurchlässigen Überzug aufweist, der Einlaß und der Auslaß jeweils an einem Ende des Rohres vorgesehen sind und die auslaßseitige Stirnseite des Rohres lichtdurchlässig ist.
Die erfindungsgemäße Durchflußküvette kann vorteilhaft zur Untersuchung von Lumineszenzreaktionen angesetzt werden. Das Rohr wird von der Probenflüssigkeit axial durchströmt, wobei an der auslaßseitigen Stirnseite des Rohres, die lichtdurchlässig ist, ein Sensor oder Detektor angeordnet ist. Mit einem solchen Sensor können z.B. Lichtmengen er¬ faßt werden. Bei diesem Aufbau wirkt das verspiegelte Rohr als Lichtleiter, wobei die im Inneren des Rohres entstehen¬ den Photonen zu den Rohrenden hin transportiert werden, so¬ fern sie im geeigneten Winkel einfallen. Des weiteren er¬ folgt eine Reflexion der im Rohr nicht geführten Photonen an der Verspiegelung, die von dort wieder in das Rohr zu¬ rückgeworfen und schließlich zur lichtdurchlässigen Stirn¬ seite des Rohres, d.h. dem optischen Fenster, hingeführt werden. Ein besonders einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Durch¬ flußküvette ergibt sich, wenn das Rohr als Zylinder ausge¬ führt wird und stirnseitig durch Verschlußteile wie Stopfen oder dergleichen verschlossen ist. Hierdurch ist auch die Fertigung vereinfacht.
Zweckmäßig weist das Rohr der Durchflußküvette als Einlaß und als Auslaß in derselben Ebene jeweils einen eine Boh¬ rung auf. Es können auch Stutzen am Rohr vorgesehen sein. Die Bohrungen und Stutzen können in einem Fertigungsvorgang angebracht werden.
Bei diesem Aufbau mit einem Einlaßstutzen werden die Reak¬ tionspartner der Probenflüssigkeit vor der Durchflußküvette gemischt, und es wird bereits die fertige Mischung durch den Einlaß in das Rohr eingeführt. Dieser Aufbau ist außer¬ ordentlich einfach und kostengünstig. Eine so aufgebaute Durchflußküvette eignet sich zur Untersuchung von Proben¬ flüssigkeiten, die nicht an eine chemische Reaktion gebun¬ den sind.
Bei einer alternativen Ausführungsfora der erfindungs¬ gemäßen Durchflußküvette sind als Einlaß zwei senkrecht zu¬ einander angeordnete radiale Stutzen vorgesehen. Hierbei können die Reaktionspartner der Probenflüssigkeit getrennt in die Durchflußküvette eingegeben werden, und eine Mi¬ schung der Reaktionspartner erfolgt erst dort. Auf diese Weise kann die Reaktionskinetik einer Lumineszenzreaktion zeitaufgelöst untersucht werden. Eine noch höhere Empfind¬ lichkeit ergibt sich, wenn die Sensor- bzw. Meßdaten zeit¬ lich integriert werden, d.h. insgesamt für die Verweilzeit ,der Reaktanden in der Durchflußküvette erfaßt werden. Dies gestattet auch eine quantitative Bestimmung der umgesetzten Stoffmenge. Vorzugsweise weist bei dieser Ausführungsform der erfin¬ dungsgemäßen Durchflußküvette das einlaßseitige Verschlu߬ teil, z.B. ein Stopfen oder Deckel, eine axiale Bohrung auf, in die an deren stirnseitigem Ende die beiden senk¬ recht zueinander angeordneten radialen Bohrungen münden. Dies ermöglicht eine kostengünstige Fertigung der Durch¬ flußküvette.
Zweckmäßig münden im Einlaß und Auslaß der erfindungsgemä¬ ßen Durchflußküvette lichtundurchlässige, säure- und lau¬ genfeste Schläuche. Diese Anordnung erfüllt die optischen Anforderungen und ermöglicht eine flexible Anordnung der Zu- und Ableitungen. Ein geeignetes Schlauchmaterial ist Teflon (PTFE) oder Fluorelastomer. Aus schwarzem Fluorela¬ stomermaterial sind z.B. säure- und laugenbeständige Spezi- alpumpenschläuche, die unter der Bezeichnung Viton-Master- flex vertrieben werden. Damit die Schläuche bei gewundenem Verlauf als Lichtschranke wirken, müssen sie lichtundurch¬ lässig sein. Die Laugen- und Säurebeständigkeit ist zwar eine vielfach nützliche, aber nicht immer erforderliche Ei¬ genschaft des Schlauchmaterials. Bei einem Ausführungsbei¬ spiel werden Einlaß- und Auslaßstutzen der Küvette aus Te¬ flon (PTFE) verwendet und mit schwarzem Schlauch überzogen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Rohr der Durchflußküvette aus Acrylglas, und der liσhtundurσhlässige Überzug ist eine schwarze Lackschicht. Die gesamte Durchflußküvette ist hierbei durch ein na߬ chemisches Verfahren zur Silberabscheidung verspiegelt, wo¬ bei die auslaßseitige Stirnseite unverspiegelt und ohne Überzug ist. Alternativ kann auch das Rohr der Durchflußkü- ,vette z.B. aus Glas oder Quarzglas sein, und dies gestattet es, z.B. im Infrarot- oder Ultraviolettbereich, weitere op¬ tische Parameter zu untersuchen. Das Rohrmaterial muß lichtleiterfähig sein und daher einen Brechungsindex auf- weisen, der deutlich größer als der des verwendeten Trägers ist. Der Brechungsindex wässriger Lösungen ist z.B. n = 1,33.
Als besonders günstig hat sich die Ausführung der Bohrungen unter Verwendung von Lasern herausgestellt. Dies ermöglicht eine Miniaturisierung der Durchflußküvette.
Zur Verwendung bei Fluoreszenzmessungen ist bei der erfin¬ dungsgemäßen Durchflußküvette das Rohr auf der einlaßseiti- gen Stirnseite in einem Bereich maximal gleich der Fläche des Rohrinnenquerschnitts nicht verspiegelt, und auf der auslaßseitigen Stirnseite ist ein entsprechender Bereich von mindestens der Fläche des Rohrinnenquerschnitts ver¬ spiegelt. Bei einer so ausgestalteten Durchflußküvette wird gegenüber der einlaßseitigen Stirnseite das Ende eines Lichtfaserbündels angeordnet, um hier Anregungslicht in das Rohr einzukoppeln. Auf der gegenüberliegenden auslaßseiti¬ gen Stirnseite tritt dann das Lumineszenzlicht aus.
Die erfindungsgemäße Durchflußküvette kann für hochempfind¬ liche Lumineszenzmessungen eingesetzt werden. Sie eignet sich zum Einbau in herkömmliche Meßplätze, kann jedoch auch in Fließinjektionsanalyse-Systeme (FIA-Syste e) integriert werden. Die Küvettenarten mit einem oder zwei einlaßseiti¬ gen radialen Bohrungen werden je nach der Reaktionskinetik der zu untersuchenden Lumineszenzreaktion eingesetzt. Bei entsprechender Ausgestaltung eignet sich die erfindungsge¬ mäße Durchflußküvette auch für den Einsatz als Fluores- zenzküvette.
Bei einem erfindungsgemäßen Luminometer für Messungen im Durchflußbetrieb, das ein Probengefäß und einen Sensor zur Lichtmengenerfassung aufweist, ist das Probengefäß eine ge¬ mäß der Erfindung ausgeführte Durchflußküvette, und der Sensor ist gegenüber der auslaßseitigen Stirnseite des Roh¬ res angeordnet, wobei die Durchflußküvette und der Sensor in einem lichtundurchlässigen Gehäuse angeordnet sind und im Einlaß und im Auslaß des Rohres lichtundurchlässige, säure- und laugenfeste Schläuche münden, die im Inneren des Gehäuses gewunden verlaufen. Bei diesem Aufbau sind somit die Durchflußküvette und der Sensor axial angeordnet. Die Schlauchwindung bewirkt, daß Licht nicht unerwünscht in die Anordnung hineingelangt, also in Art einer Barriere. Im Fall eines Luminometers, bei dem die Durchflußküvette zwei Einlaßstutzen aufweist, weisen die im Einlaß mündenden Schläuche zweckmäßig dieselbe Länge auf. Dies ermöglicht bei richtiger Dosierung die vollständige Umsetzung der Re¬ aktionspartner und die Aufnahme des entstehenden Lichtes mit nur sehr geringen Verlusten, so daß eine minimale Menge der ggf. sehr teuren Ausgangssubstanzen verwendet werden muß.
Für die Verwendung des erfindungsgemäßen Luminometers für Fluoreszenzmessungen wird eine entsprechend ausgebildete Durchflußküvette verwendet. Des weiteren ist zweckmäßig zwischen der Durchflußküvette und dem Sensor ein Emissions¬ filter angeordnet, wodurch sich eine größere Detektorfläche ergibt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Aus¬ führungsbeispielen und der Zeichnung weiter beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Durchflußküvette gemäß einer er¬ sten Ausführungsform,
Fig. 2. eine Querschnittsansicht der Durchflußküvette "-- n Fig. 1 längs Linie II-II, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Durchflußküvette von Fig. 1,
Fig. 4 eine auseinandergezogene Längsschnittansicht einer erfindungsgemäßen Durchflußküvette gemäß einer zweiten Ausführungsform, wobei das linke Ver¬ schlußteil um 45° in bezug auf das Rohr der Kü- vette verdreht ist,
Fig. 5 eine Querschnittsansicht der Durchflußküvette von Fig. 4 längs Linie V-V,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Durchflußküvette von Fig. 4,
Fig. 7 eine schematische Blockdarstellung, die den Aufbau eines erfindungsgemäßen Luminometers gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht,
Fig. 8 eine schematische Blockdarstellung, die den Aufbau eines erfindungsgemäßen Luminometers gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht und
Fig. 9 ein Meßdiagramm zur Veranschaulichung der Me߬ genauigkeit.
Der Aufbau einer erfindungsgemäßen Durchflußküvette wird im folgenden anhand einer ersten Ausführungsform erläutert, die in Fig. 1 bis 3 veranschaulicht ist. Die Durchflußkü¬ vette 2 besteht aus einem Rohr 4 mit einem Einlaß 6 und ei¬ nem Auslaß 8 für die Probenflüssigkeit. Das Rohr 4 ist an beiden Stirnseiten durch stopfenartige Verschlußteile 10, 12 verschlossen. Der Einlaß 6 und der Auslaß 8 sind durch zwei senkrecht zueinander angeordnete radiale Bohrungen 14, 16 gebildet, die sich jeweils an einem Ende des Rohres 4 befinden. Die Bohrungen 14, 16 sind am Rohr 4 in derselben Axialebene angeordnet.
Das Rohr 4 und die beiden Verschlußteile 10, 12 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Acrylglas. Auf der Außenseite weisen das Rohr 4 und die Verschlußteile 10, 12 eine Schicht 13 auf, die aus einer Verspiegelungslage und einem lichtundurchlässigen Überzug besteht. -Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verspiegelung durch ein naßchemisches Verfahren zur Silberabscheidung ausgeführt worden. Der lichtundurchlässige Überzug besteht aus einer schwarzen Lackschutzschicht. Die Stirnseite des Rohres 4 am Auslaß 8 ist lichtdurchlässig, d.h. das Ver¬ schlußteil 12 weist in diesem Bereich die Schicht 18 nicht auf.
In die Bohrungen 14, 16 erstrecken sich flexible Schläuche 20, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus Teflon (PTFE) sind. Die Schläuche 20, 22 sind lichtundurchlässig durch Aufbringung einer entsprechenden Schicht 24. Die Schicht 24 ist schwarz.
In Fig. 4 bis 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Durchflußküvette gemäß einer zweiten Aus- führungsform dargestellt. Soweit die Teile dieselben wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind, werden sie nicht er¬ neut beschrieben und sind mit denselben Bezugszeichen be¬ zeichnet. Die Durchflußküvette des zweiten Ausführungsbei¬ spiels unterscheidet sich von der des ersten Ausführungs¬ beispiels in der Ausgestaltung des Einlasses. Bei der nun beschriebenen Durchflußküvette ist das einlaßseitige Ver¬ schlußteil 30 anders ausgeführt und umfaßt nicht nur eine, sondern zwei Bohrungen 32, 34. Die Darstellung des Ver¬ schlußteils 30 ist in Fig. 4 zu Veranschaulichungszwecken um 45* verdreht. Das Verschlußteil 30 weist eine axiale Bohrung 42 auf, in die die Bohrungen 32, 34 münden. Im üb¬ rigen greift der axiale Fortsatz 44 des Verschlußteils 30 ebenso wie bei den anderen Verschlußteilen abdichtend in den Rohrinnenraum ein.
Bei der Durchflußküvette gemäß der zweiten Ausführungsform sind somit zwei Schläuche 36, 38 mit einer Schicht 40 statt eines Sch_auches 20 mit Überzug 24 als Zuleitung für die zu untersuchende Flüssigkeit vorgesehen. Eine Mischung der Re¬ aktionspartner erfolgt erst in der Bohrung 42, von wo die Flüssigkeit zum Auslaß 8 hin fließt. Dies ermöglicht es, eine Lumineszenzreaktion zeitlich genauer zu untersuchen.
In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung als Luminometer gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Soweit die Teile die bereits beschriebenen sind, werden sie nicht erneut beschrieben. Gegenüber der auslaßseitigen Stirnseite des Rohrs 4 ist ein Sensor 50 zur Lichtmengenerfassung mit Anschlußleitungen 52, 54 zur Hoch¬ spannungsversorgung und Anschlußleitungen 56, 58 zur Daten¬ übertragung angeordnet. Die Anschlußleitungen 56, 58 können beispielsweise mit einem Rechner oder Schreiber verbunden sein. Die Durchflußküvette 2 ist bei diesem Ausführungsbei¬ spiel gemäß der Ausführungsform von Fig. 4 bis 7 ausgestal¬ tet und die Einlasse und der Auslaß sind mit Teflonschläu¬ chen 36, 38, 22 verbunden, die am äußeren Ende in Anschlu߬ kupplungen eingesetzt sind. Die Schläuche 36, 38, 22 sind gewunden geführt und im übrigen zumindest mit einer schwar¬ zen Schicht versehen, so daß sie das Einfallen von Licht in die Durchflußküvette verhindern.
Bei dem Sensor 50 handelt es sich im dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel um einen Photomultiplier vom Head-on-Typ, z.B. um ein Gerät NR. R-14 63-01 der Firma Hamamatsu. Als Sensor könnten jedoch auch lichtempfindliche Halbleiter wie Photodioden, Phototransistoren verwendet werden.
Die gesamte Anordnung, umfassend die Durchflußküvette 2 und den Sensor 50, befindet sich im Inneren eines Gehäuses 60, das lichtundurchlässig ausgeführt: ist und Durchführungen bzw. die erwähnten Kupplungen 62 bis 66 für die Zu- und Ab¬ leitungsschläuche und die Anschlußleitungen aufweist. Durch die zusätzliche Einkapselung wird zuverlässig jegliches Eindringen von Störstrahlung in den Meßaufbau verhindert.
In Fig. 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung in Form eines Luminometers gemäß einer zweiten Ausfüh¬ rungsform dargestellt. Es werden ebenfalls für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Das Luminometer ist in diesem Fall in ein FIA-System eingebaut. Dem Luminometer ist somit eine Pumpe bzw. Pumpenanordnung 70 vorgeschaltet, die die Reagenzflüssigkeiten fördert. Eine Leitung 72 führt Kaliumphosphatpuffer und eine Leitung 74 Luminol. An die Leitungen 72, 74 schließt sich ein erstes Injektionsventil 76 an, von dem der- Schlauch 36 zum Einlaß 61 hinführt. Eine weitere Leitung 78 führt ebenfalls Kaliumphosphatpuffer und eine Leitung 80 Wasserstoffperoxid (H202) - Die Leitungen 78, 80 führen zu einem zweiten Injektionsventil 82, von dem der Schlauch 38 zum Einlaß 6" hinführt. Im gezeigten Aus¬ führungsbeispiel sind auch die Hochspannungsversorgung 90 und eine Einheit 92 zur Datenverarbeitung oder als Schrei¬ ber dargestellt, die an den Ausgang des Sensors 50 ange¬ schlossen sind.
In Fig. 8 ist eine Durchflußküvette 2 gemäß der zweiten Ausführungsform dargestellt, die eine höhere Meßempfind¬ lichkeit ermöglicht. Indessen kann auch eine Durchflußkü¬ vette gemäß der ersten Ausführungsform zufriedenstellend verwendet werden. In Fig. 9 ist ein Meßdiagramm dargestellt, das mit einem in ein FIA-System eingebauten Luminometer gemäß Fig. 8 erhal¬ ten worden ist. Das FIA-System und das Luminometer wurden mit dem Modellsystem Luminol/H 0 betrieben. Das Ventil (Injektionsventil 82 aus Fig. 8) für die H202-Zufuhr wurde auf 33 μl (Volumen Probenschleife bei einer Durchsatzzeit von 30 s) eingestellt und die Konzentration der Lösung be¬ trug 0,1 nM H202. Das Ventil (Injektionsventil 76 aus Fig. 8) für die Luminol-Zufuhr wurde auf 500 μl eingestellt, wo¬ bei die Konzentration der Lösung 10 μM. betrug. Wie die Dar¬ stellung von Fig. 9 veranschaulicht, ist mit dem erfin¬ dungsgemäßen Luminometer eine Stoffmenge von 2 fM direkt erfaßbar. Die Schwankungen der Signalstärke sind keine ei¬ gentlichen Meßschwankungen, sondern haben vielmehr ihre Ur¬ sache in den verwendeten Schlauchpumpen.

Claims

-AI-Ansprüche
1. Durchflußküvette für Lumineszenzmessungen, bestehend aus einem Rohr mit einem Einlaß und einem Auslaß für die Probenflüssigkeit, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß
- das Rohr (4) aus Lichtleitermaterial besteht, an beiden Stirnseiten verschlossen ist und eine Verspiegelung (18) sowie auf der Außenseite einen lichtundurchlässigen Überzug (18) aufweist,
- der Einlaß (6; 6', 6") und der Auslaß (8) jeweils an ei¬ nem Ende des Rohres (4) vorgesehen sind und
- die auslaßseitige Stirnseite des Rohres (4) lichtdurch¬ lässig ist.
2. Durchflußküvette nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das Rohr (4) stirnseitig durch Verschlußteile (10, 12; 34, 12) verschlossen ist.
3. Durchflußküvette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rohr (4) als Einlaß (6) und als Auslaß (8) in derselben Ebene jeweils eine Boh¬ rung (14, 16) aufweist.
4. Durchflußküvette nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Einlaß (6' , 6") zwei senkrecht zueinander angeordnete radiale Bohrungen (32, 34) vorgesehen sind.
5. Durchflußküvette nach Anspruch 4, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das einlaßseitige Verschlu߬ teil (30) eine axiale Bohrung (42) aufweist, in die an de¬ ren stirnseitigem Ende die beiden senkrecht zueinander an¬ geordneten radialen Bohrungen (32, 34) münden. -AI-
6. Durchflußküvette nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß im Einlaß (6; 6', 6") und im Auslaß (8) lichtundurchlässige, säure- und laugenfeste Schläuche (20, 22, 36, 38) münden.
7. Durchflußküvette nach Anspruch 6, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Schläuche (20, 22, 36, 38) aus Teflon (PTFE) oder Fluorelastomer sind.
8. Durchflußküvette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Rohr aus Glas oder Quarzglas ist.
9. Durchflußküvette nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Verwendung bei Fluoreszenzmessungen, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das Rohr auf der einlaß- seitigen Stirnseite in einem Bereich maximal gleich der Fläche des Rohrinnenquerschnitts nicht verspiegelt und auf der auslaßseitigen Strinseite ein entsprechender Bereich von mindestens der Fläche des Rohrinnenquerschnitts ver¬ spiegelt ist.
10. Luminometer für Messungen im Durchflußbetrieb, mit ei¬ nem Probengefäß und einem Sensor zur Lichtmengenerfassung, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß
- das Probengefäß eine Durchflußküvette (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ist,
- der Sensor (50) gegenüber der auslaßseitigen Stirnseite des Rohres angeordnet ist,
- die Durchflußküvette (2) und der Sensor (50) in einem lichtundurchlässigen Gehäuse (60) angeordnet sind und
•- im Einlaß (6', 6") und im Auslaß (8) des Rohres (4) lichtundurchlässige, säure- und laugenfeste Schläuche (36, 38, 22) münden, die im Inneren des Gehäuses (60) gewunden verlaufen.
11. Luminometer nach Anspruch 10, bei dem die Durchflu߬ küvette zwei Einlaßstutzen nach Anspruch 4 aufweist, da¬ durch g e k e n n z e i c h n e t , daß die im Einlaß mündenden Schläuche (36, 38) dieselbe Länge aufweisen.
12. Luminometer nach Anspruch 10 oder 11 sowie nach An¬ spruch 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zwischen der Durchflußküvette und dem Sensor ein Emissions¬ filter angeordnet ist.
PCT/EP1991/001214 1990-07-30 1991-06-28 Durchflussküvette für lumineszenzmessungen WO1992002803A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEP4024162.9 1990-07-30
DE19904024162 DE4024162A1 (de) 1990-07-30 1990-07-30 Durchflusskuevette fuer lumineszenzmessungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1992002803A1 true WO1992002803A1 (de) 1992-02-20

Family

ID=6411303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1991/001214 WO1992002803A1 (de) 1990-07-30 1991-06-28 Durchflussküvette für lumineszenzmessungen

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE4024162A1 (de)
WO (1) WO1992002803A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0567093A2 (de) * 1992-04-23 1993-10-27 Toray Industries, Inc. Automatisches Analysegerät
US5648438A (en) * 1994-04-01 1997-07-15 Exxon Chemical Patents, Inc. Process for producing polymers with multimodal molecular weight distributions

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6678051B2 (en) * 2001-01-18 2004-01-13 Systec, Inc. Flow cells utilizing photometric techniques

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3724956A (en) * 1970-11-27 1973-04-03 Beckman Instruments Inc Demountable sample cell holder and cell for liquid scintillation counters
US3963928A (en) * 1974-05-17 1976-06-15 Thermo Electron Corporation Multiple chamber chemiluminescent analyzer
US3984688A (en) * 1975-04-21 1976-10-05 Source Gas Analyzers, Inc. Monitor for detection of chemiluminescent reactions
EP0125492A2 (de) * 1983-05-07 1984-11-21 Hellma GmbH & Co. KG Glastechnische-optische Werkstätten Küvette, insbesondere Durchflussküvette

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3414354A (en) * 1964-10-28 1968-12-03 Perkin Elmer Corp Raman spectrometers
DE1598269A1 (de) * 1965-05-27 1971-12-23 Ceskoslovenska Akademie Ved Kuevette fuer Durchflussphotometer
US4032366A (en) * 1975-05-23 1977-06-28 Allegheny Ludlum Industries, Inc. Grain-oriented silicon steel and processing therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3724956A (en) * 1970-11-27 1973-04-03 Beckman Instruments Inc Demountable sample cell holder and cell for liquid scintillation counters
US3963928A (en) * 1974-05-17 1976-06-15 Thermo Electron Corporation Multiple chamber chemiluminescent analyzer
US3984688A (en) * 1975-04-21 1976-10-05 Source Gas Analyzers, Inc. Monitor for detection of chemiluminescent reactions
EP0125492A2 (de) * 1983-05-07 1984-11-21 Hellma GmbH & Co. KG Glastechnische-optische Werkstätten Küvette, insbesondere Durchflussküvette

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN. Bd. 32, Nr. 8B, Januar 1990, NEW YORK US Seite 400; 'GAS CUVETTE FOR FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROMETER ' siehe das ganze Dokument *
REVIEW SCIENTIFIC INSTRUMENTS Bd. 45, Nr. 6, Juni 1974, Seiten 742 - 746; B.A. RIDLEY ET AL.: 'AN INSTRUMENT FOR NITRIC OXIDE MEASUREMENTS IN THE STRATOSPHERE ' siehe Seite 742; Abbildung 1 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0567093A2 (de) * 1992-04-23 1993-10-27 Toray Industries, Inc. Automatisches Analysegerät
EP0567093A3 (de) * 1992-04-23 1995-04-26 Toray Industries Automatisches Analysegerät.
US5648438A (en) * 1994-04-01 1997-07-15 Exxon Chemical Patents, Inc. Process for producing polymers with multimodal molecular weight distributions

Also Published As

Publication number Publication date
DE4024162A1 (de) 1992-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2806157C2 (de) Vorrichtung zur Durchführung einer kontinuierlichen Durchflußanalyse
EP0488947B1 (de) Detektorzelle
DE19817738C2 (de) Hohle optische Wellenleiter für die Spurenanalyse in wässrigen Lösungen
EP0148497B1 (de) Vorrichtung zum Führen und Sammeln von Licht in der Fotometrie od. dgl.
EP0655128B1 (de) Spektroskopische systeme zur analyse von kleinen und kleinsten substanzmengen
DE2949197C2 (de) Integrationskugel-Trübungsmesser
EP0938660A1 (de) Mikromechanische transmissionsmesszelle
DE2521974A1 (de) Fluessigkeits-chromatograph
DE102006055157B3 (de) Optische Messzelle und Gasmonitor
DE2225696A1 (de) Chemolumineszenzverfahren
EP2707695B1 (de) Transflexionssonde und transflexionssensor
DE2260561B2 (de) Durchflußküvette zur fotometrischen Analyse von Fluidproben
EP2486388A1 (de) Miniaturisierte online-spurenanalytik
WO2008135566A2 (de) Messeinheit und verfahren zur optischen untersuchung einer flüssigkeit auf eine analytkonzentration
DE3822882C2 (de) Optoelektronischer Detektor für chemische Reaktionen und Verfahren zur Feststellung einer chemischen Reaktion
DE2355148C3 (de) Vorrichtung zur Untersuchung der Zusammensetzung einer strömenden FlUs-
WO1992002803A1 (de) Durchflussküvette für lumineszenzmessungen
DE2521453C2 (de)
DE19647644C2 (de) Mikromechanische Transmissionsmeßzelle
DE4425462C2 (de) Spektralphotometer-Zelle
WO1999057584A1 (en) Liquid core waveguide
DE4308202A1 (de) Mikro-Küvettensystem und dessen Anwendung in der Absorptionsphotometrie
DE2532777A1 (de) Durchflusskuevette und damit ausgestatteter fluessigkeitschromatographiedetektor
DE3908548A1 (de) Verfahren zur messung des fluessigkeitsstandes in einem behaelter und messfuehler zur durchfuehrung des verfahrens
DE10028067C1 (de) Verfahren zur optischen Analyse eines Fluids

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE