WO1997000437A1 - Optische sonde mit sensor aus einem optischen polymeren - Google Patents

Optische sonde mit sensor aus einem optischen polymeren Download PDF

Info

Publication number
WO1997000437A1
WO1997000437A1 PCT/EP1996/002550 EP9602550W WO9700437A1 WO 1997000437 A1 WO1997000437 A1 WO 1997000437A1 EP 9602550 W EP9602550 W EP 9602550W WO 9700437 A1 WO9700437 A1 WO 9700437A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical
sensor
fiber
spectrometer according
polymer
Prior art date
Application number
PCT/EP1996/002550
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Von Der Eltz
Dirk Buchwald
Andreas Brockmeyer
Marion Walter
Original Assignee
Dystar Textilfarben Gmbh & Co. Deutschland Kg
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 Dystar Textilfarben Gmbh & Co. Deutschland Kg filed Critical Dystar Textilfarben Gmbh & Co. Deutschland Kg
Priority to JP9502636A priority Critical patent/JPH11508038A/ja
Priority to EP96922801A priority patent/EP0832426A1/de
Priority to AU63555/96A priority patent/AU6355596A/en
Priority to US08/981,197 priority patent/US5926269A/en
Publication of WO1997000437A1 publication Critical patent/WO1997000437A1/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
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G01N21/552—Attenuated total reflection

Definitions

  • the invention relates to an ATR spectrometer containing an optical probe, and to a method for analyzing liquid media, optionally containing a solid, according to the preamble of claim 9.
  • ATR Attenuated Total Reflection
  • the light With each reflection at the interface, the light enters the medium as a so-called damped wave and interacts with its molecules, with some being absorbed and the rest being scattered back into the sensor.
  • the light beam in the probe now shows a deficit in the excitation energy of certain molecules and can therefore be analyzed with a spectrometer and used to identify these molecules.
  • ATR spectroscopy In contrast to conventional transmission spectroscopy, which shines through glass cuvettes a few mm thick, ATR spectroscopy only measures in a very thin layer around the probe. The thickness of this layer is a function of the wavelength, the refractive indices, the angle of incidence and the polarization. It is of the order of a wavelength of the absorbed light.
  • EP 221 01 1 describes a method which allows the measurement of highly concentrated dye solutions and dispersions using ATR spectroscopy.
  • highly refractive glasses such as heavy flint glass, aluminum oxide (sapphire), diamond, strontium titanate, titanium oxide, zirconium oxide and quartz glass, the materials for the sensors in question are mentioned. The good measurement results with sapphire prisms are particularly emphasized.
  • Probes with sensors made of these materials have the disadvantages that they are comparatively expensive and rigid and - depending on the material and construction - can easily break.
  • the invention seeks to remedy this.
  • the senor contains an optical polymer or a mixture of different optical polymers.
  • the invention thus relates to an ATR spectrometer containing an optical probe with a sensor made of transparent material and a feed line and a discharge line for light, characterized in that the sensor contains an optical polymer or a mixture of different optical polymers.
  • the spectrometer according to the invention is outstandingly suitable for methods for analyzing liquid media, possibly containing a solid, in particular dye solutions.
  • the spectrometer is also particularly suitable for the analysis of blood, since the sensor can be used sterilized and disposed of after use without major financial loss.
  • the optical (translucent) polymer can be present as an essentially pure substance, but it can also be a mixture of different optical polymers.
  • Transparent polymers such as polymethyl methacrylate, polycarbonates, polystyrenes, polyolefins, polyesters, polysulfones, polyether sulfones, polyetherimides, polyarylates, polyamides, polyester carbonates, copolymers such as, for example, methyl methacrylate and methacrylic acid-pentafluoro-n-propyl ester, and polymer blends of polymethyl methylene fluoride / poly are suitable as polymers.
  • Polymethyl methacrylate is preferably used.
  • the senor is in the form of a fiber, which can simultaneously serve as a light guide for the supply and removal of the light and as a sensor, the sensor also being able to be composed of several fibers.
  • a protective cover and any cladding that may be present should be removed at the points on the fiber that are to act as sensors.
  • “Cladding” means a chemical modification of the polymer surface (eg fluorination) or the application of another polymer that is supposed to protect the fiber. They are removed by detaching them with suitable solvents such as ethyl acetate or petroleum ether.
  • Preferred fiber diameters are between 0.2 and 10 mm, preferably between 0.5 and 5 mm.
  • the number of reflections of the light in the fiber can be set.
  • the sensor can be adapted to the concentration range of the solution to be examined.
  • the sensor is extremely flexible due to the material used and the fiber shape and, for example, wound in a spiral shape, can also be used in relatively small measuring cells of relatively long length.
  • the lead and the lead for the light can be part of the fiber.
  • the fiber shape also opens up the possibility of connecting the sensor to another fiber, preferably a glass fiber, as a result of which the light can be transported almost without loss over long distances.
  • the connection can be designed as a plug connection and connect fibers with different diameters. FSMA plugs are preferably used for this purpose.
  • a special embodiment of the probe according to the invention is characterized in that the fiber is mirrored at one end and that the lead and the lead for the light are arranged at the other end.
  • a glass fiber can also be melted into the polymer fiber.
  • the fiber shape also allows the probe to be placed in a flow cell.
  • the probe according to the invention also has the surprising property that if the sensor is in the form of a fiber or a straight or curved rod, the light can be analyzed in an angular range from 0 to 401 1, in particular from 5 to 351 to the axis of the fiber, without any disadvantages or the staff can lead.
  • Usual UV / VIS / NIR spectrometers are suitable as spectrometers, which can be designed, for example, as grating spectrometers, diode array spectrometers or a CCD spectrometer (Charged Compled Derile).
  • the spectrometer according to the invention can also be combined as desired with individual or more features from the embodiments or from claims 2 to 8.
  • the probe with the optical polymer itself can also be an invention.
  • Embodiments of the method according to the invention can also be found in claims 9 to 16.
  • the probe of the spectrometer according to the invention has the main advantages that it is inexpensive and extremely flexible, that it can be adapted to the concentration range of the solution to be examined, which closes the gap in the measurable concentrations between conventional transmission spectroscopy and the previous ATR spectroscopy .
  • the probe of the spectrometer according to the invention is described in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown schematically in FIGS. 1 to 4.
  • 2 shows a probe installed in a flow cell
  • 3 shows a probe, put together from several polymers
  • 4 shows a probe with melted glass fiber, mirrored at one end.
  • Fig. 1 shows a rotationally symmetrical probe, consisting essentially of a sensor, which is present as a fiber 1 made of an optical polymer, a feed line 2 and a lead 3 for the light. This is focused by a lens 4 and introduced into the fiber 1 via the feed line 2, it being possible for part of the light to be blocked out by an aperture 5.
  • the light can be guided through the fiber in an angular range which is limited by the angles 6 and 7 to the axis 10 of the fiber and which is also determined by the dimensions of the lens 4 and the diaphragm 5 .
  • the light enters the lead 3 and is fed by this to a lens 8, which in turn forwards it to the analysis part of the spectrometer, not shown.
  • the interaction of the light with the medium to be examined takes place at the light-irradiated interface 9, which forms the fiber with the medium. It can be seen that with an increasing number of light reflections, which in turn is determined by the fiber length and the angular range, the total area 9 increases disproportionately.
  • the probe can thus be adapted to a wide concentration range, since both the lower limit and the upper limit of the analyzable concentration range become smaller with increasing length.
  • a one-piece probe 1 1 is shown, which is installed in a flow cell 12 by means of plug 14.
  • One-piece here means that lead 2, sensor and lead 3 are contained in a fiber made of an optical polymer.
  • the fiber In the area of the inlet 2 and outlet 3, the fiber is provided with a protective sheath 13, but not in the area which is in contact with the medium Touch is - and serves as a sensor.
  • a sensor fiber 1 is connected to the feed line 2 and the discharge line 3 via two plug connections 15, preferably FSMA plug connections.
  • Fig. 4 shows a probe, the sensor 17 is provided at one end with a mirror 16 and into which a glass fiber 18 is melted, which serves as a light supply.
  • a probe analogous to FIG. 3 was used to measure the concentration of a black dye in aqueous solution.
  • a polymethyl methacrylate light guide was used as the lead (2.3).
  • a 4 cm long rod made of polycarbonate was attached in between so that the free distance between the plugs was 2 cm, the rest was needed for the plug connection.
  • the spectra of the solution of the black dye in the concentrations 100 g / L, 300 g / L and 500 g / L shown in FIG. 5 were measured with this probe.
  • the absorbance is defined here as the negative decimal logarithm of the transmission.
  • FIG. 8b shows a probe design analogous to FIG. 3, but with a bent rod made of polycarbonate of 3 mm diameter as a sensor. It was connected to polymethyl methacrylate fibers by FSMA plugs, which served as feed and discharge for the light. The same dye as in Example 1 was examined with such a probe. The spectrum in Fig. 8a shows that the measurable dye concentration with this arrangement was above 1 g / L.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Optical Measuring Cells (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein ATR-Spektrometer, enthaltend eine optische Sonde mit einem Sensor aus lichtdurchlässigem Material und einer Zuleitung und einer Ableitung für Licht, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein optisches Polymer oder eine Mischung aus unterschiedlichen optischen Polymeren enthält. Die Sonde des erfindungsgemässen Spektrometers hat im wesentlichen die Vorteile, dass sie preiswert und äusserst flexibel ist, dass sie an den Konzentrationsbereich der zu untersuchenden Lösung angepasst werden kann, wodurch die Lücke in den messbaren Konzentrationen zwischen konventioneller Transmissionsspektroskopie und der bisherigen ATR-Spektroskopie geschlossen wird.

Description

Optische Sonde mit Sensor aus einem optischen Polymeren
Die Erfindung betrifft ein ATR-Spektrometer, enthaltend eine optische Sonde, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie ein Verfahren zur Analyse flüssiger,gegebenenfalls einen Feststoff enthaltender Medien gemäß Oberbegriff des Anspruchs 9.
Verfahren, Spektrometer und Sonden der genannten Art sind bekannt, beispielsweise aus der EP 0 221 01 1 A2, aus N.J. Harrick: Intemal Reflection Spectroscopy, J.Wiley&Sons, New York 1976 und aus dem Übersichtsartikel von P.A. Wilks in International Laboratory July/August 1989, p. 47-55. In den Veröffentlichungen von Harrick und Wilks wird die "Attenuated Total Reflection" (ATR)-Spektroskopie beschrieben. Kurz umrissen arbeitet die ATR- Spektroskopie wie folgt: Eine Sonde mit einem transparenten Sensor aus hochbrechendem Material wird mit einem flüssigen Medium mit niedrigerer Brechzahl in Kontakt gebracht. In dem Sensor wird ein Lichtstrahl durch Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen Sensor und Medium geführt. Bei jeder Reflexion an der Grenzfläche tritt das Licht als sogenannte quergedämpfte Welle in das Medium ein und tritt in Wechselwirkung mit dessen Molekülen, wobei ein Teil absorbiert und der Rest wieder in den Sensor zurückgestreut wird. Der in der Sonde geführte Lichtstrahl weist nun im Bereich der Anregungsenergie bestimmter Moleküle ein Defizit auf und kann deshalb mit einem Spektrometer analysiert und zur Identifikation dieser Moleküle benutzt werden. Im Gegensatz zur konventionellen Transmissionsspektroskopie, die Glasküvetten von einigen mm Dicke durchstrahlt, wird bei der ATR- Spektroskopie nur in einer sehr dünnen Schicht um die Sonde gemessen. Die Dicke dieser Schicht ist eine Funktion der Wellenlänge, der Brechzahlen, des Einfallswinkels sowie der Polarisation. Sie liegt in der Größenordnung einer Wellenlänge des absorbierten Lichtes. Durch diese sehr dünne Meßschichtdicke sind Messungen in hoch konzentrierten Lösungen möglich, die mit der Transmissionsspektroskopie nur nach mehrmaligem Verdünnen ausführbar wären. In der EP 221 01 1 wird ein Verfahren beschrieben, das mit Hilfe der ATR-Spektroskopie die Messung von hoch konzentrierten Farbstofflösungen und -dispersionen erlaubt. Als Materialien für dafür in Frage kommende Sensoren werden neben hochbrechenden Gläsern, wie zum Beispiel Schwerflintglas, Aluminiumoxid (Saphir), Diamant, Strontiumtitanat, Titanoxid, Zirkonoxid und Quarzglas genannt. Besonders hervorgehoben werden die guten Meßergebnisse mit Saphirprismen.
Sonden mit Sensoren aus diesen Materialien haben die Nachteile, daß sie vergleichsweise teuer und starr sind und - je nach Material und Konstruktion - leicht brechen können.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.
Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß der Sensor ein optisches Polymeres oder eine Mischung aus unterschiedlichen optischen Polymeren enthält.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein ATR-Spektrometer, enthaltend eine optische Sonde mit einem Sensor aus lichtdurchlässigem Material und einer Zuleitung und einer Ableitung für Licht, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein optisches Polymeres oder eine Mischung aus unterschiedlichen optischen Polymeren enthält.
Das erfindungsgemäße Spektrometer ist hervorragend geeignet für Verfahren zur Analyse flüssiger, gegebenenfalls einen Feststoff enthaltender Medien, insbesondere von Farbstoff lösungen. Das Spektrometer eignet sich auch besonders zur Analyse von Blut, da der Sensor sterilisiert eingesetzt und nach Gebrauch ohne großen finanziellen Verlust entsorgt werden kann. Das optische (lichtdurchlässige) Polymere kann als im wesentlichen reiner Stoff vorliegen, es kann aber auch eine Mischung aus unterschiedlichen optischen Polymeren sein. Als Polymere eignen sich transparente Polymere wie Polymethylmethacrylat, Polycarbonate, Polystyrole, Polyolefine, Polyester, Polysulfone, Polyethersulfone, Polyetherimide, Polyarylate, Polyamide, Polyestercarbonate, Copolymere wie beispielsweise Methylmethacrylat und Methacrylsäure- Pentafluor-n-Propylester, und Polymerblends von Polymethylmetacrylat/ Polyvinylidenfluorid. Vorzugsweise findet Polymethylmethacrylat Verwendung.
In einer besonderen Ausführungsform hat der Sensor die Form einer Faser, die gleichzeitig als Lichtleiter für die Zuleitung und Ableitung des Lichtes und als Sensor dienen kann, wobei der Sensor auch aus mehreren Fasern zusammengesetzt sein kann. Dabei sollte an den Stellen der Faser, die als Sensor wirken sollen, eine eventuell vorhandene Schutzhülle sowie ein eventuell vorhandenes "Cladding" entfernt sein. Unter "Cladding" versteht man eine chemische Modifizierung der Polymeroberfläche (z.B. Fluorierung), bzw. den Auftrag eines anderen Polymeren, das die Faser schützen soll. Das Entfernen erfolgt durch Ablösen mit geeigneten Lösemitteln wie z.B. Essigsaureethylester oder Petrolether. Bevorzugte Faserdurchmesser liegen zwischen 0,2 und 10 mm, vorzugsweise zwischen 0,5 und 5 mm. Je nach Wahl der Länge der Cladding-frelen Zone kann die Anzahl der Reflektionen des Lichtes in der Faser eingestellt werden. Dadurch kann der Sensor dem Konzentrationsbereich der zu untersuchenden Lösung angepaßt werden. Der Sensor ist aufgrund des verwendeten Werkstoffs und der Faserform äußerst flexibel und kann, beispielsweise in Spiralform gewickelt, auch in relativ kleinen Meßzellen in relativ großer Länge eingesetzt werden. Die Zuleitung und die Ableitung für das Licht können Teil der Faser sein. Die Faserform eröffnet zudem die Möglichkeit, den Sensor mit einer anderen Faser, vorzugsweise einer Glasfaser zu verbinden, wodurch das Licht über weite Strecken nahezu verlustfrei transportiert werden kann. Die Verbindung kann als Steckverbindung ausgeführt sein und Fasern mit unterschiedlichem Durchmesser verbinden. Bevorzugt werden dazu FSMA- Stecker verwendet. Eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sonde ist dadurch gekennzeichnet, daß die Faser an einem Ende verspiegelt ist und daß die Zuleitung und die Ableitung für das Licht am anderen Ende angeordnet sind. Weiter kann in die Polymerfaser eine Glasfaser eingeschmolzen sein. Auch erlaubt die Faserform das Einbringen der Sonde in eine Durchflußzelle. Die erfindungsgemäße Sonde hat außerdem die überraschende Eigenschaft, daß man, wenn der Sensor als Faser oder als gerader oder gebogener Stab vorliegt, das Licht ohne Nachteile für die Analyse in einem Winkelbereich von 0 bis 401 1 , insbesondere von 5 bis 351 zur Achse der Faser oder des Stabes führen kann.
Als Spektrometer eignen sich übliche UV/VIS/NIR-Spektrometer, die beispielsweise als Gitterspektrometer, Diodenzeilen-Spektrometer oder ein CCD- Spektrometer (Charged Compled Derile) ausgeführt sein können.
Das erfindungsgemäße Spektrometer ist auch mit einzelnen oder mehreren Merkmalen aus den Ausführungsformen oder aus den Ansprüchen 2 bis 8 beliebig kombinierbar. Es kann aber auch die Sonde mit dem optischen Polymeren selbst eine Erfindung darstellen. Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens finden sich auch in den Ansprüchen 9 bis 16.
Die Sonde des erfindungsgemäßen Spektrometers hat im wesentlichen die Vorteile, daß sie preiswert und äußerst flexibel ist, daß sie an den Konzentrationsbereich der zu untersuchenden Lösung angepaßt werden kann, wodurch die Lücke in den meßbaren Konzentrationen zwischen konventioneller Transmissionsspektroskopie und der bisherigen ATR-Spektroskopie geschlossen wird.
Im folgenden wird die Sonde des erfindungsgemäßen Spektrometers anhand der in den Figuren 1 bis 4 schematisch dargestellten beispielhaften Ausführungsformen näher beschrieben.
Es zeigt: Fig. 1 : eine Sonde mit einer erfindungsgemäßen Lichtführung;
Fig.2 eine Sonde, eingebaut in eine Durchflußzelle; Fig.3 eine Sonde, zusammengesteckt aus mehreren Polymeren; Fig.4 eine Sonde mit eingeschmolzener Glasfaser, an einem Ende verspiegelt.
Fig. 1 zeigt eine rotationssymmetrische Sonde, im wesentlichen bestehend aus einem Sensor, der als Faser 1 aus einem optischen Polymeren vorliegt, aus einer Zuleitung 2 und einer Ableitung 3 für das Licht. Dieses wird von einer Linse 4 fokussiert und über die Zuleitung 2 in die Faser 1 eingeleitet, wobei ein Teil des Lichtes von einer Blende 5, ausgeblendet werden kann. Dadurch kann, entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren, das Licht in einem Winkelbereich, der von den Winkeln 6 und 7 zur Achse 10 der Faser begrenzt wird, und der von den Abmessungen der Linse 4 und der Blende 5 mit bestimmt wird, durch die Faser geführt werden. Am Ende der Faser tritt das Licht in die Ableitung 3 ein und wird von dieser einer Linse 8 zugeführt, die es ihrerseits an den nicht gezeichneten Analysenteil des Spektrometers weiterleitet. Die Wechselwirkung des Lichtes mit dem zu untersuchenden Medium erfolgt an der vom Licht bestrahlten Grenzfläche 9, die die Faser mit dem Medium bildet. Man erkennt, daß mit zunehmender Zahl der Lichtreflexionen, die ihrerseits von der Faserlänge und dem Winkeibereich bestimmt wird, die Gesamtfläche 9 überproportional zunimmt. Die Sonde ist somit an einen weiten Konzentrationsbereich anpaßbar, da sowohl die Untergrenze als auch die Obergrenze des analysierbaren Konzentrationsbereiches mit zunehmender Länge kleiner werden.
In Fig. 2 ist eine einteilige Sonde 1 1 dargestellt, die in eine Durchflußzelle 12 mittels Stopfen 14 eingebaut ist. Einteilig bedeutet hier, daß Zuleitung 2, Sensor und Ableitung 3 in einer Faser aus einem optischen Polymeren enthalten sind. Im Bereich der Zuleitung 2 und Ableitung 3 ist die Faser mit einer Schutzhülle 13 versehen, nicht dagegen im Bereich, der mit dem Medium in Berührung ist - und als Sensor dient.
In Fig. 3 ist eine Sensorfaser 1 über zwei Steckverbindungen 15, vorzugsweise FSMA-Steckverbindungen, mit der Zuleitung 2 und der Ableitung 3 verbunden.
Fig. 4 zeigt eine Sonde, deren Sensor 17 an einem Ende mit einem Spiegel 16 versehen ist und in den eine Glasfaser 18 eingeschmolzen ist, die als Lichtzuführung dient.
Die folgenden vier Versuchsbeispiele sollen die erfindungsgemäßen Sonden weiter verdeutlichen. Die Ergebnisse aus den vier Versuchen sind in der Form von jeweils einem Absorptionsspektrum in den Figuren 5, 6a, 7a, 8a dokumentiert, teilweise zusammen mit den Formen der jeweils verwendeten Sonden gemäß den Figuren 6b, 7b, 8b.
Beispiel 1
Zur Messung der Konzentration eines schwarzen Farbstoffes in wässeriger Lösung wurde eine Sonde analog Fig. 3 verwendet. Als Zuleitung bzw. Ableitung (2,3) wurde ein Polymethylmethacrylat Lichtleiter eingesetzt. Über FSMA-Stecker wurde dazwischen ein 4 cm langer Stab aus Polycarbonat so angebracht, daß die freie Strecke zwischen den Steckern 2 cm betrug, der Rest wurde für die Steckverbindung benötigt. Mit dieser Sonde wurden die in Fig. 5 dargestellten Spektren der Lösung des schwarzen Farbstoff in den Konzentrationen 100 g/L, 300 g/L und 500 g/L gemessen. Die Extinktion ist hier definiert als der negative dekadische Logarithmus der Transmission.
Beispiel 2
Mit einer Anordnung 1 1 gemäß Fig. 6b bzw. entsprechend Fig. 2, wurden Lösungen desselben Farbstoffs wie im Beispiel 1 , jedoch mit einer Farbstoffkonzentration von 0.005, 0.1 und 1 g/L gemessen. Die verwendete Faserbestand aus Polymethylmethacrylat und war 1 .2 m lang, wobei die Schutzhülle und das Cladding auf einer Länge von 1 m entfernt wurde. Wie die Spektren in Fig. 6a beweisen, sind mit einer solchen Anordnung niedrige Konzentrationen sehr gut meßbar.
Beispiel 3
Mit einer einteiligen Sonde entsprechend Fig. 2, jedoch in einer Form wie in Fig. 7b mit skizziert, wurden Lösungen desselben Farbstoffs wie im Beispiel 1 , jedoch mit einer Farbstoffkonzentration von 100, 250, 350, 450 und 500 g/L gemessen. Die verwendete Faser bestand aus Polymethylmethacrylat und war 20 cm lang, wobei die Schutzhülle und das Cladding auf einer Länge von 1.5 cm entfernt wurde. Die Charakteristik der Spektren in Fig. 7a wurde durch die teilweise Lichtauskopplung bei höheren Wellenlängen mit zunehmender Konzentration verändert. Dieser Sachverhalt kann bei der Kalibration berücksichtigt werden und macht sich bei der Verwendung einer Multikomponentenanalyse positiv bemerkbar.
Beispiel 4
In Fig. 8b ist eine Sondenausführung analog Fig. 3 skizziert, jedoch mit einem gebogenen Stab aus Polycarbonat von 3 mm Durchmesser als Sensor. Er wurde durch FSMA-Steckern mit Polymethylmethacrylat-Fasern verbunden, die als Zu- bzw. Ableitung für das Licht dienten. Mit einer derartigen Sonde wurde derselbe Farbstoff wie im Beispiel 1 untersucht. Das Spektrum in Fig. 8a zeigt, daß die meßbare Farbstoffkonzentration mit dieser Anordnung oberhalb von 1 g/L lag.

Claims

Patentansprüche
1. ATR-Spektrometer, enthaltend eine optische Sonde mit einem Sensor aus lichtdurchlässigem Material und einer Zuleitung und einer Ableitung für Licht, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein optisches Polymeres oder eine Mischung aus unterschiedlichen optischen Polymeren enthält.
2. Spektrometer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das oder die optischen Polymere ausgewählt sind aus einer Gruppe bestehend aus Polymethyimethacrylat, Polycarbonaten, Polystyrolen, Polyolefinen Polyester, Polysulfonen, Polyethersulfonen, Polyetherimiden, Polyarylaten, Polyamiden, Polyestercarbonaten, einer Gruppe von Copolymeren, bestehend aus Methylmethacrylat und Methacrylsäure- Pentafluor-n-Propylester, und Polymerblends von Polymethyimetacrylat/ Polyvinylidenf luorid .
3. Spektrometer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor mindestens eine Faser aufweist.
4. Spektrometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor mindestens zwei Fasern aufweist, die durch eine Steckverbindung miteinander verbunden sind.
5. Spektrometer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Faser oder der Fasern von 0,2 bis 10 mm, vorzugsweise von 0,5 bis 5 mm reicht.
6. Spektrometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens eine der Fasern eine Glasfaser eingeschmolzen ist.
7. Spektrometer nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Fasern an einem Ende verspiegelt ist.
8. Spektrometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Fasern unterschiedliche Durchmesser aufweisen.
9. Verfahren zur Analyse flüssiger, gegebenenfalls einen Feststoff enthaltender Medien, insbesondere von Farbstofflösungen, durch eine optische oder spektroskopische Messung, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Spektrometer nach Anspruch 1 verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als Faser oder als Stab vorliegt und daß man das Licht in einem Winkelbereich von 0 bis 40°, insbesondere von 5 bis 35° zur Achse der Faser oder des Stabes führt.
1 1 . Verwendung eines optischen Polymers aus Anspruch 2 zur Herstellung einer optischen Sonde eines Spektrometers nach Anspruch 1.
12. Verwendung eines optischen Polymeren aus Anspruch 2 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9.
13. Verwendung eines Spektrometers nach Anspruch 1 zur Analyse von Blut.
14. Verfahren zur Analyse flüssiger, gegebenenfalls einen Feststoff enthaltender Medien, insbesondere von Farbstofflösungen, durch ATR- Spektroskopie, dadurch gekennzeichnet, daß man eine optische Sonde enthaltend einen Sensor aus lichtdurchlässigem Material und eine Zuleitung und eine Ableitung für Licht verwendet, wobei der Sensor ein optisches Polymeres oder eine Mischung aus unterschiedlichen optischen Polymeren enthält.
15. Verfahren zur Analyse von Blut durch ATR-Spektroskopie, dadurch gekennzeichnet, daß man eine optische Sonde enthaltend einen Sensor aus lichtdurchlässigem Material und eine Zuleitung und eine Ableitung für Licht verwendet, wobei der Sensor ein optisches Polymeres oder eine Mischung aus unterschiedlichen optischen Polymeren enthält.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die optischen Polymere ausgewählt sind aus einer Gruppe bestehend aus Polymethylmethacrylat, Polycarbonaten, Polystyrolen, Polyolefinen Polyester, Polysulfonen, Polyethersulfonen, Polyetherimiden, Polyarylaten, Polyamiden, Polyestercarbonaten, einer Gruppe von Copolymeren, bestehend aus Methylmethacrylat und Methacrylsäure- Pentafluor-n-Propylester, und Polymerblends von Polymethylmetacrylat/ Polyvinylidenf luorid.
PCT/EP1996/002550 1995-06-14 1996-06-13 Optische sonde mit sensor aus einem optischen polymeren WO1997000437A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9502636A JPH11508038A (ja) 1995-06-14 1996-06-13 光学ポリマーから作られたセンサーを有する光学プローブ
EP96922801A EP0832426A1 (de) 1995-06-14 1996-06-13 Optische sonde mit sensor aus einem optischen polymeren
AU63555/96A AU6355596A (en) 1995-06-14 1996-06-13 Optical probe with sensor made of an optical polymer
US08/981,197 US5926269A (en) 1995-06-14 1996-06-13 Optical probe with sensor made of optical polymer

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19521628.8 1995-06-14
DE19521628A DE19521628A1 (de) 1995-06-14 1995-06-14 Optische Sonde mit Sensor aus einem optischen Polymeren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1997000437A1 true WO1997000437A1 (de) 1997-01-03

Family

ID=7764362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1996/002550 WO1997000437A1 (de) 1995-06-14 1996-06-13 Optische sonde mit sensor aus einem optischen polymeren

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5926269A (de)
EP (1) EP0832426A1 (de)
JP (1) JPH11508038A (de)
AU (1) AU6355596A (de)
CA (1) CA2224681A1 (de)
DE (1) DE19521628A1 (de)
WO (1) WO1997000437A1 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19805612A1 (de) * 1998-02-12 1999-08-19 Bayer Ag Verfahren zur kontrollierten Herstellung oder Modifizierung von polymeren Produkten mittels IR-ATR-Spektroskopie
DE10030927C1 (de) * 2000-06-24 2002-05-23 Glukomeditech Ag Refraktometrisches Verfahren zur langzeitstabilen genauen Messung der Konzentrationen gelöster Stoffe sowie eine miniaturisierbare Vorrichtung zu seiner Durchführung
US6952603B2 (en) * 2001-03-16 2005-10-04 Roche Diagnostics Operations, Inc. Subcutaneous analyte sensor
DE10208214B4 (de) * 2002-02-26 2004-09-30 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Vorrichtung zur Überprüfung der Belagbildung und wasserführendes Gerät
US8379207B2 (en) * 2008-10-15 2013-02-19 Baker Hughes Incorporated Method and apparatus for estimating a fluid property
EP2555670B1 (de) * 2010-04-05 2021-11-10 KAZ Europe SA Medizinische sonde mit einführungsdetektor und korrespondierendes verfahren
US20130100450A1 (en) * 2010-07-22 2013-04-25 Amit Bhatnagar Apparatus for determining optical density of liquid sample and optical waveguide thereof
FR2978547B1 (fr) * 2011-07-29 2014-11-28 Diafir Capteur a fibre optique a ondes evanescentes
US9791367B2 (en) 2013-06-04 2017-10-17 Pims Passive Imaging Medical Systems Ltd Hybrid fiber optic probe device for attenuated total reflection spectroscopic applications in UV, visible and IR ranges
BE1022968B1 (nl) 2015-04-24 2016-10-24 Atlas Copco Airpower Naamloze Vennootschap Oliesensor voor een compressor.

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0221011A2 (de) * 1985-09-26 1987-05-06 Ciba-Geigy Ag Analysenverfahren, unter Verwendung der abgeschwächten Totalreflexion
DE4038354A1 (de) * 1990-12-01 1992-06-11 Bruker Analytische Messtechnik Atr-messsonde
WO1993020240A1 (en) * 1992-04-06 1993-10-14 Abbott Laboratories Method and device for detection of nucleic acid or analyte using total internal reflectance
WO1994028395A1 (en) * 1993-06-02 1994-12-08 Hoechst Aktiengesellschaft Optical sensor for detection of chemical species
US5396325A (en) * 1993-02-22 1995-03-07 The Mercury Iron & Steel Co. Optical sensor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0206433B1 (de) * 1985-06-25 1993-05-05 The Dow Chemical Company Verfahren zur Messung des Lichtabsorptionsvermögens eines Flüssigkeitsmediums
DE4038054A1 (de) * 1990-11-29 1992-06-04 Man Technologie Gmbh Verfahren und vorrichtung zur selektiven katalytischen no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-reduktion in sauerstoffhaltigen abgasen
US5170056A (en) * 1991-02-28 1992-12-08 Galileo Electro-Optics Corporation Optical fiber coupled devices for remote spectroscopy in the infrared
DE4214594C2 (de) * 1992-05-03 1994-07-07 Roland Dr Ing Emmrich Verfahren zur Herstellung eines Sensors, der die Erzeugung geometrisch sehr genau abgegrenzter elektrischer Felder erlaubt, und Sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0221011A2 (de) * 1985-09-26 1987-05-06 Ciba-Geigy Ag Analysenverfahren, unter Verwendung der abgeschwächten Totalreflexion
DE4038354A1 (de) * 1990-12-01 1992-06-11 Bruker Analytische Messtechnik Atr-messsonde
WO1993020240A1 (en) * 1992-04-06 1993-10-14 Abbott Laboratories Method and device for detection of nucleic acid or analyte using total internal reflectance
US5396325A (en) * 1993-02-22 1995-03-07 The Mercury Iron & Steel Co. Optical sensor
WO1994028395A1 (en) * 1993-06-02 1994-12-08 Hoechst Aktiengesellschaft Optical sensor for detection of chemical species

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KANG S -W ET AL: "DETERMINING THE ABSORPTION COEFFICIENT OF HEMOGLOBIN DERIVATIVES WITH INTEGRATED OPTIC WAVEGUIDE SENSOR", PROCEEDINGS OF THE ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE ENGINEERI IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY, PARIS, OCT. 29 - NOV. 1, 1992, vol. 14 PART 1, 29 October 1992 (1992-10-29), MORUCCI J P;PLONSEY R; COATRIEUX J L; SWAMY LAXMINATAYAN, pages 171/172, XP004272281 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11508038A (ja) 1999-07-13
DE19521628A1 (de) 1997-01-09
CA2224681A1 (en) 1997-01-03
US5926269A (en) 1999-07-20
EP0832426A1 (de) 1998-04-01
AU6355596A (en) 1997-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008056559B4 (de) Sensoranordnung
DE69915851T2 (de) Optischer sensor mit gestapelten dielektrischen schichten
DE69331188T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur molekularen charakterisierung
DE69719939T2 (de) Verfahren und Vorrichtung für Immunotest unter Verwendung von fluoreszensinduzierter Oberflächen-plasmonresonanz
DE19856591C2 (de) Vorrichtung zur spektroskopischen Analyse eines fluiden Mediums mittels abgeschwächter Reflexion
AT510765B1 (de) Vorrichtung zur photometrischen bzw. spektrometrischen untersuchung einer flüssigen probe
DE10392315B4 (de) Optische Konfiguration und Verfahren für differentielle Brechungskoeffizientenmessungen
WO2003083458A2 (de) Infrarotmessvorrichtung, insbesondere für die spektrometrie wässriger systeme, vorzugsweise von mehrkomponentensystemen
DE4135021C2 (de) Optische Messsonde zur Messung der Lichttransmission von Flüssigkeiten
DE4223840C2 (de) Refraktometer
WO1997000437A1 (de) Optische sonde mit sensor aus einem optischen polymeren
EP1281062A1 (de) Plasmonenresonanzsensor
WO2003034046A1 (de) Oberflächenplasmonen-resonanz-sensor
DE2937352B1 (de) Multipass-Anordnung
DE3605518A1 (de) Messzelle fuer die spektrometrie sowie verfahren zum messen der adsorption oder emission einer probe im rohrinnenraum dieser messzelle
WO2008025488A1 (de) Plasmonenresonanzsensor
DE69026448T2 (de) Verbesserung in geschwächter Totalreflektions-Spektroskopie
DE4424628A1 (de) Verfahren und Anordnung zur Brechzahlmessung verschiedener Medien
DE202023100328U1 (de) Ein auf Tamm-Plasmonen-Polariton basierendes Gerät zur Messung von Blutplasma
DE102012106867A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur resonator-verstärkten optischen Absorptionsmessung an Proben mit kleinem Absorptionswirkungsquerschnitt
DE102015213147B4 (de) Verfahren zur Bestimmung und Messkopf zur Erfassung einer Oberflächeneigenschaft genau einer Seite einer lichtdurchlässigen Probe
DE19751403A1 (de) Kombinierte Absorptions- und Reflektanzspektroskopie zur synchronen Ermittlung der Absorption, Fluoreszenz, Streuung und Brechung von Flüssigkeiten, Gasen und Festkörpern
DE69207686T2 (de) Geometrie-Messung der Beschichtungen von optischen Fasern
DE19920184A1 (de) Verfahren für die gleichzeitige Erfassung von diffuser und specularer Reflexion von Proben, insbesondere undurchsichtiger Proben, sowie Reflektanz-Meßsonde
DE10002238A1 (de) Reflektanz-Meßsonde

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AM AU AZ BB BG BR BY CA CN CZ EE GE HU IS JP KG KP KR KZ LK LR LT LV MD MG MK MN MX NO NZ PL RO RU SG SI SK TJ TM TR TT UA US UZ VN

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): KE LS MW SD SZ UG AT BE CH DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1996922801

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2224681

Country of ref document: CA

Ref country code: CA

Ref document number: 2224681

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

Ref country code: JP

Ref document number: 1997 502636

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 08981197

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1996922801

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1996922801

Country of ref document: EP