WO2012140142A1 - Messvorrichtung für eine messung einer singulettsauerstoff-lumineszenz - Google Patents

Messvorrichtung für eine messung einer singulettsauerstoff-lumineszenz Download PDF

Info

Publication number
WO2012140142A1
WO2012140142A1 PCT/EP2012/056680 EP2012056680W WO2012140142A1 WO 2012140142 A1 WO2012140142 A1 WO 2012140142A1 EP 2012056680 W EP2012056680 W EP 2012056680W WO 2012140142 A1 WO2012140142 A1 WO 2012140142A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
excitation
light
measuring
volume
module
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/056680
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Hackbarth
Jan SCHLOTHAUER
Original Assignee
Humboldt-Universität Zu Berlin
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 Humboldt-Universität Zu Berlin filed Critical Humboldt-Universität Zu Berlin
Priority to EP12721189.4A priority Critical patent/EP2697626A1/de
Priority to US14/111,813 priority patent/US9080976B2/en
Publication of WO2012140142A1 publication Critical patent/WO2012140142A1/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
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6402—Atomic fluorescence; Laser induced fluorescence
    • G01N21/6404—Atomic fluorescence
    • 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
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/6402—Atomic fluorescence; Laser induced fluorescence
    • 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
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N2021/6484—Optical fibres
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/20—Oxygen containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/20—Oxygen containing
    • Y10T436/207497—Molecular oxygen

Definitions

  • the invention relates to a measuring device according to the preamble of patent claim 1.
  • molecular oxygen has a so-called triplet ground state 0 2 ( 3 S g ), which is referred to herein as triplet oxygen.
  • triplet oxygen In contrast, most potential natural reactants are in the singlet state.
  • This reaction mechanism is used for example in the so-called photodynamic therapy, for example for the control of tumors, using photosensitizers which preferentially accumulate in tumor cells.
  • Photosensitizers which preferentially accumulate in tumor cells.
  • About a Photoanregung can so indirectly over the Photosensibilisatoren in the
  • Tumor cells singlet oxygen are generated, which contributes to its destruction, finally, the destruction of the tumor cells.
  • a composition comprising a chemiluminescent compound, which is a substance having a chemical reaction with
  • Singlet oxygen enters to form a metastable intermediate species that can decay with simultaneous or subsequent emission of light and a fluorescent molecule that is excited by the activated chemiluminescent compound and emits a wavelength longer than the emission wavelength
  • chemiluminescent compound Further described is an assay method for an analyte in which a photosensitizer capable of generating singlet oxygen is excited. This activates a chemiluminescent compound whose luminescence is evaluated.
  • DE 38 87 528 T2 describes a method for determining the
  • the object of the invention is to improve known measuring devices, in particular to provide cost-effective measuring stations for laboratory examinations, and to provide an improved measuring method.
  • the basic idea is to achieve an as simple as possible and yet very intense excitation in a small volume range, from which the luminescence radiation can be captured on a detector.
  • a particularly intensive irradiation is achieved in a measuring volume when light from different radiation positions is irradiated into the measuring volume. As a result, the radiation intensity in the measurement volume can be increased significantly.
  • the irradiation takes place at the same time and together from the different emission positions, preferably with light of the same
  • the emission position is in each case the position of an optical element or of an excitation source (light source) at which the light leaves the optical element or the light source and from which the light is neglected
  • Refraction of light at a surrounding the excitation volume cuvette propagates straight to the excitation volume.
  • an excitation source comprises at least one light-emitting diode whose light is irradiated directly as excitation light for photosensitizers into the measurement volume.
  • Light-emitting diodes are very robust and reliable lamps, which
  • An embodiment of a measuring device for measuring singlet oxygen luminescence, which is excited via one or more photosensitizers comprises: a photosensitive detector, an excitation source and an evaluation and control unit coupled to the photosensitive detector and the excitation source, wherein the excitation source is designed from several
  • a preferred excitation source comprises at least one light-emitting diode which directly generates the light for exciting the photosensitizer or photosensitizers in a measurement volume.
  • the emission positions In order to achieve a high intensity in the measurement volume, it is desirable for the emission positions to be arranged as close as possible to the measurement volume.
  • Luminescence radiation which arises in the measuring volume, to image the photosensitive detector. Therefore, an arrangement of the radiation positions on a circle has proven to be a particularly suitable arrangement geometry.
  • a preferred embodiment of the invention therefore provides that at least one of the plurality of emission positions is arranged on a circle, wherein the circle is arranged with respect to the measurement volume such that a center of the circle is enclosed by the measurement volume or one oriented perpendicular to the circle plane through the center circle running axis penetrates the measuring volume.
  • the light exit locations, ie the emission positions are arranged equidistantly on the circle. This leads to a uniform illumination of the
  • a very high radiation intensity in the measurement volume can be achieved in a development in which light-emitting diodes are arranged at the emission positions. These are arranged so that the maxima of the respective radiation characteristic with respect to the radiation intensity are oriented so that a maximum intensity in the
  • Measuring volume is achieved.
  • Wavelength range can be excited, it is advantageous if all light emitting diodes emit light of the same wavelength. The same applies if quantitative statements about the amount of generated singlet oxygen are to be made.
  • optical fibers end at the emission positions. In this can be coupled spaced from the measurement volume light for the photo-excitation. In this case, light of the same luminous means can be coupled into all the optical fibers used or, alternatively, one or more illuminants can be assigned individually to each or a group of optical fibers. With a suitable coupling of the lamps to the optical fibers can be a very good
  • Utilization of the light intensity can be achieved despite a distance from the measurement volume.
  • a preferred embodiment therefore provides that the measuring volume and the photosensitive detector are aligned along a vertical axis, wherein the measuring volume is arranged above the detector, wherein between the measuring volume and the photosensitive detector, an optical module is arranged, which a Imaging optics comprises, which images at least a portion of the luminescence radiation generated in the measurement volume on an active surface of the photosensitive detector.
  • a Imaging optics comprises, which images at least a portion of the luminescence radiation generated in the measurement volume on an active surface of the photosensitive detector.
  • Photosensitive detector is imaged. Furthermore, a luminescence radiation from a very large solid angle range can be imaged on the detector. Furthermore, in the case of a vertical structure, the gravitational force can be exploited in order to fix individual components to components arranged underneath and to center and / or fix the individual components and modules of the measuring device when gravity is driven by suitable guides and centering devices.
  • the excitation source is designed as a cuvette holder, so that a cuvette inserted into the cuvette holder remains driven by gravity in a measuring position in which a hollow volume of the cuvette comprises the measuring volume.
  • the cuvette material must be formed as transparent as possible both for the wavelength of the excitation light and in particular for the wavelength of the luminescence radiation.
  • individual plastic materials are known which fulfill these requirements and in particular in the near infrared wavelength range show a very high transmission.
  • quartz glass cuvettes are suitable which have a very high transmission in the near infrared wavelength range.
  • cuvettes having a photosensitive detector facing flat bottom, which is perpendicular to the optical axis, which connects the measuring volume with the photosensitive detector and at the same time represents the main optical axis of the imaging optics.
  • a flat bottom is preferably optically polished to minimize optical effects at the interface.
  • a particularly preferred embodiment therefore comprises a band-pass filter, which in the optical module, i. between the measuring volume and the photosensitive detector is arranged.
  • Interference filters have proven to be particularly suitable which consist of different plane-parallel oriented layers with different
  • Dielectric constant are formed.
  • the imaging optics preferably comprises at least two converging lenses, between which the imaged luminescent radiation has a plane-parallel beam guidance.
  • the bandpass filter is then arranged as an interference filter.
  • one of the imaging lenses is already in one
  • photomultipliers for example those as offered by the company Hamamatsu Photonics K.K. Ivatacity, Japan under the type designations H 10330-25, -45 and -75.
  • Such a bandpass filter protects the photosensitive detector in addition to the geometric arrangement also in front of the excitation light, which is inevitably scattered during the intense excitation of the photosensitizers and / or other components in the measurement volume. It is obvious to a person skilled in the art that the entire measuring setup is designed in such a way that ambient light can not be incident on the measuring volume, nor on the optical module or on the detector from the outside. It therefore proves to be appropriate to surround the individual modules and components of the measuring device with a housing, which is preferably made of a metal, in particular of aluminum or stainless steel, which on the one hand causes a reflection of outside incident light and on the other hand a good derivative of inside possibly possible resulting heat.
  • the two materials mentioned are characterized by very low interference emissions in the infrared range, which would falsify the measurement result, since they are very broadband. It has been shown that the illuminant holder due to the pulsed light excitation when using some materials, a time-decaying radiation in the infrared wavelength range is observed. This is, as mentioned above, in stainless steel and aluminum only very low and broadband. A design of the individual components, in particular of the illuminant holder made of stainless steel or aluminum, additionally causes an effect following the principle of integrating sphere, which led to a slight increase in the number of detected
  • the excitation source comprises at least one replaceable excitation module which can be placed on the optics module.
  • the excitation modules are equipped with differently configured LEDs, so that each excitation module provides a different wavelength.
  • the excitation modules can each comprise the circuits necessary for driving the individual light-emitting diodes. Parts of the control electronics for the bulbs,
  • light emitting diodes which is designed to be common to different LEDs, but is preferably housed in a separate from the excitation modules drive module.
  • the excitation modules themselves are designed as cuvette holders.
  • a cuvette or the like is preferably between the measuring volume and the photosensitive Detector built an adjustable, fully closable iris diaphragm. Since this does not have to be used in the field of beam guidance in which the various
  • Light paths are parallelized to each other, this is preferably at the
  • Measuring volume facing end optical module arranged.
  • the excitation modules can only be separated from the optical module when the iris diaphragm is closed, it is provided in a preferred embodiment of the excitation modules that they have a groove into which
  • Adjusting the iris diaphragm engages and causes a positive locking between the optical module and the excitation module in an open state of the iris diaphragm.
  • the iris shutter When the iris shutter is opened, it is not possible to disconnect the excitation module from the optics module. In the closed state of the iris diaphragm separation of the excitation module of the optical module is possible.
  • the substrate located in the measuring volume is exchanged between the individual measuring cycles. Therefore, at one
  • the cuvette comprises a flow-through tube, which encloses the measurement volume.
  • a U-shaped tube may be provided in the cuvette, wherein the measuring volume is preferably formed near a bottom, that is, a reversal point of the U-shaped tube.
  • the measurement volume is determined mainly by the imaging optics, which images the radiation of a volume range or a solid angle range on the detector.
  • the two have
  • Imaging lenses the same optical properties in order to achieve the highest possible light output.
  • Luminescence is achieved with an evaluation circuit, in which a counter is started with the triggering and / or irradiation of the excitation light pulse. This is used as an index counter for increment counters, which are incremented respectively when the photosensitive detector indicates the detection of a light quantum and the index counter refers to the corresponding increment counter.
  • the index counter thus represents a time signal. The associated with the corresponding index or time value
  • Increment counter is thus incremented only when a photon of the photosensitive detector is detected at a time corresponding to the value of the index counter.
  • Such data acquisition can be achieved inexpensively by means of a field programmable gate array, which usually integrates one
  • Microcontroller, memory and logic elements comprises to realize such an evaluation circuit.
  • a specially manufactured microchip can be used, in which such an evaluation circuit is hardwired.
  • the measurement results and a control with respect to a Repetitionumklaftechnik the excitation light source, etc. is usually done via a computer interface, which is designed for example as a USB interface, RS232 interface or the like.
  • a tiltable interference filter is used for this purpose, which is connected, for example, with a stepper motor controller and thus targeted with respect to
  • Transmission wavelength can be varied over a tilt.
  • variable bandpass filters are sold, for example, by Cambridge Research & Instrumentation, Inc. (CRi) under the trade name VariSpec, for example in Europe via LOT-Oriel GmbH & Co. KG, Darmstadt, Germany.
  • an embodiment provides a measuring device in which a mirror is arranged on a side of the measuring volume facing away from the detector, which mirror
  • Luminescent light reflected in the measuring volume and / or on the detector Luminescent light reflected in the measuring volume and / or on the detector.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a measuring device
  • FIG. 2 shows a schematic representation for illustrating a measuring sequence
  • Fig. 3 is a schematic exploded view of components
  • Optics module and an excitation module are Optics module and an excitation module
  • Fig. 5 is a schematic representation of a cuvette
  • Fig. 6 is a further schematic representation of a beam guide at
  • a measuring device 1 is shown schematically. This comprises a photosensitive detector 2, an optical module 9 arranged above and an excitation module 3 of an excitation source 4.
  • the excitation module 3 is at the same time designed as a cuvette holder for a cuvette 5.
  • a control and evaluation unit 6 is provided, which measurement results of the photosensitive
  • Detector 2 detects and evaluates and at the same time causes a control of light sources 7 of the excitation module 3 and the excitation source 4. In the illustrated
  • Embodiment is thus a part of the excitation source 4 is a part of the control and evaluation unit 6 part of the light source. 4
  • the excitation module 3 comprises a in the illustrated embodiment
  • Lamp holder 1 or in which a plurality of light sources 7, which are preferably designed as light-emitting diodes, are arranged. Bore openings of holes 12 in the bulb holder 1 1, which is formed for example of metal, particularly preferably made of stainless steel, represent radiation positions 13 for excitation light 41.
  • the holes 12 are preferably arranged on a circle 14 equidistant from each other (compare schematic perspective detail view in Fig. 1).
  • the illuminant holder 1 1 is preferably formed rotationally symmetrical to an axis 15. This axis 15 also passes through the center 16 of a circle plane 17 of the circle 14, which is shown hatched for the purpose of illustration.
  • it makes sense to set a measurement volume 18 so that it surrounds the center 16 of the circle 14.
  • the individual lighting means are preferably fastened to a light-emitting plate 20, which in turn is fixed on an excitation module carrier 21, on which the light-emitting means holder 11 is also arranged.
  • the excitation module 3 is enclosed by an excitation module cover 22, which preferably, like the illuminant holder 11 and the excitation module carrier 21, is made of metal, preferably stainless steel.
  • the excitation module cover 22 has an opening through which a cuvette 5 can be inserted into the excitation module.
  • This cuvette 5 is preferably made of a cylindrical transparent material, for example quartz glass.
  • a cavity 31 is formed so that it encloses the measuring volume 18.
  • the cuvette cover 25 is preferably also made of metal, particularly preferably of stainless steel.
  • a bottom 32 of the cuvette 5 is preferably flat and optically polished.
  • An inner side 34 of the bottom 32 is also preferably flat and optically polished.
  • the outer side 33 and the inner side 34 are preferably oriented plane-parallel and perpendicular to the optical axis 71, which connects the measuring volume 18 with the detector 2.
  • Cuvette wall 35 is usually sufficient flame polishing. Basically, that is
  • the excitation light 41 emitted by the different emission positions 13 excites photosensitizers in the cuvette 31, which are then excited into a cuvette 31 Change state and partially go into the triplet state. Over a
  • Triplet ground state converts or reacts with other components. Only a fraction of the singlet oxygen atoms undergo emission of a luminescent photon, i. emitting luminescent light 42, into the triplet oxygen ground state.
  • the optical module 9 comprises an imaging optics 51, which comprises a first converging lens 52.
  • the measurement volume 18, which is imaged on the detector, is determined by the imaging optics 51. Particularly preferred are illustrations or
  • Embodiments of the imaging optics in which an area of the measurement volume parallel to a detection surface 61, which represents the active area of the detector, has the same size as this active detection area 61.
  • the imaging optics 51 ideally performs a 1: 1 imaging.
  • the measuring volume 18 is in such an embodiment at a distance of the focal length of the first converging lens 52 in front of this.
  • This first converging lens 52 parallelizes the luminescent light 42 originating from the measuring volume 18 in a region 43 below, i.e., in the region 43. in the direction of passage behind the first converging lens 52.
  • a bandpass filter 53 is arranged in this area 43 of parallel beam guidance. This is preferably designed as an interference filter.
  • a second converging lens 54 is arranged, which transmits the parallelized and bandpass filtered luminescent light 42 originating from the measurement volume to the active detection surface 61 of FIG.
  • Photosensitive detector 2 images.
  • the second condenser lens 54 ends in
  • the second condenser lens 54 may be integrated in the photosensitive detector.
  • the bandpass filter 53 is configured as a variably adjustable bandpass filter and can be tilted via a stepper motor with respect to an optical axis 71, to which the luminescent light 41 is oriented parallel between the first condenser lens 52 and the second condenser lens 54. This will change a mean wavelength of the bandpass that can pass the filter.
  • a variable filter is used, which comprises electrically controllable liquid crystal components.
  • An optical module cover and retainer 55 is also opaque, preferably made of a metal, most preferably stainless steel. At a lower end 59 of the optical module cover and holder 55, for example, an external thread 60 may be arranged, which with a housing 62 of the
  • Photosensitive detector 2 is screwed.
  • an adjustable iris diaphragm 57 is arranged at an upper end 56 of the optical module 9, which faces the cuvette 5.
  • An adjusting lever 58 protrudes radially away from the optical axis 71 to the outside.
  • the excitation module 3 and the optical module 9 can be screwed together or only be put on each other.
  • the gravitational force can be exploited to fasten the individual modules or just a few of the modules to each other.
  • the illumination support 21 is provided with an L-shaped groove 27, in the short leg 28 of the adjusting lever 58 engages the iris when it is in a closed state, i. no transmission of light allows.
  • the excitation module 3 and the optical module 9 preferably further guide means, for example projections and depressions, on a positioning of the excitation module 3 on the optical module 9 in only a few rotational positions, preferably only a single rotational position, with respect to the optical axis 71st or the axis 15 allow.
  • this adjusting lever 58 slides in the long leg 29 of the groove 27, which is L-shaped, and positively locks the excitation module 3 with the optical module This ensures that the excitation module 3 can not be removed from the optics module 9 as long as the iris diaphragm is open. This allows
  • the control and evaluation unit 6 has the control electronics 81, which optionally causes a pulsed light excitation with the arranged on the driver board 19 electronic circuit and arranged on the light-emitting plate 20 bulbs.
  • a typical pulse duration of the excitation is for example For example, 100 ns and the ratio between the excitation duration and the subsequent measurement time is selected to be 1: 1000.
  • light-emitting diodes with a housing diameter of 5 mm and a design continuous-wave current of 20 mA can be energized with 2 A to a high
  • Excitation module carrier 21 made of stainless steel allow good heat dissipation from the bulbs 7 on the environment.
  • the control and evaluation unit 6 further comprises evaluation means 82, which are implemented, for example, in a field programmable gate array. Based on Fig. 2, the measurement and evaluation over time is to be shown schematically.
  • a quartz oscillator generates a vibration signal 101 which provides a time base.
  • a start pulse signal 102 is generated which comprises start pulses 103, preferably in equidistant time segments.
  • an index counter 104 is started which, in equidistant time steps derived from the oscillation signal 101, continuously counts upwards or downwards and assumes index counter values 105.
  • the start pulse 103 activates the excitation source, which emits excitation light into the measurement volume for an excitation pulse duration 106. From the photosensitive detector becomes a detection signal 108
  • Detection signal 108 is shown enlarged. Otherwise, the detection signal 108 is shown schematically stylized. The number of events in the individual
  • Periods 1 14 are recorded below the schematically stylized
  • Detection signal 108 indicated. In a via the index counter 104 and the
  • Index counter values 105 addressable memory area 1 10 are increment counter 1 1 1 realized. Whenever an event pulse 109 is detected, the increment counter 1 1 1 in the memory area 110 which is addressed by the current index counter value 105 is incremented or decremented in other embodiments. As soon as a new start pulse 103 occurs, the counter is restarted and again an excitation light pulse is emitted. Several such excitation cycles 1 12 are combined to form a measurement cycle 1 13, at the end of which the increment counters 1 1 1, ie the stored values of the memory area 1 10, are read out and, for example, via an interface 91 (see FIG. 1), in particular a USB interface or RS232 interface, to be output.
  • an interface 91 see FIG. 1
  • the counter values of the increment counters are 0 to 4 each printed in bold to indicate that the detected events of the second excitation cycle are already detected. In the increment counters 5 to 9 this has not yet taken place. The index counters are thus shown at the time the
  • FIG. 3 shows a schematic exploded view of the components made, for example, of stainless steel of the optical module 9 and an excitation module 3. Shown are two different perspective views of the same modules.
  • the optical module 9 comprises a base plate 201, which is screwed to an optical mount 202.
  • the optical mount 202 has an external thread at a lower end
  • a photosensitive detector such as a photomultiplier.
  • Optics mount 202 has a through opening 205, which at a the
  • Externally threaded end 206 is tapered by a protruding into the through hole 205 flange.
  • An interference filter which is introduced into the through-opening 205 from the opposite end 207 facing away from the end 206, can be placed thereon.
  • In the optical holder 202 is also a
  • Lens holder 209 introduced in which the first collecting lens is held. Between the lens holder 209 and the flange formed at the end 206, the filter (not shown) in the optics holder 202 is clamped.
  • the optical mount 202 further has at the opposite end 207 an axially projecting wall 210, from which a circular sector element 21 1 is recessed. In the region of this circular sector element 21 1, the adjusting lever of the iris diaphragm (both not shown) is received, which in the opposite end 207 above the
  • Lens holder 209 is introduced.
  • the second lens of the imaging optics is integrated in a preferred embodiment already in the housing of the photosensitive detector, such as a photosensitive detector from Hamamatsu.
  • the iris diaphragm (not shown) closes the optical unit.
  • An excitation module carrier 221 is placed on the optics module 9. This is designed so that it can preferably be placed on the optical module or the optical holder only in a rotational orientation with respect to an axis of symmetry 215, which coincides with the optical axis 71 of FIG.
  • the includes Carrier an L-shaped groove 222, engages in the closed state of the iris diaphragm of the lever of the iris diaphragm when placing. In this case, the lever moves in a short leg 223 of the L-shaped groove 222. Is the excitation module carrier 221 on the
  • Optics module 9 and the optical mount 202 is placed and the iris diaphragm is opened so engages the lever in the long leg 224 of the L-shaped groove 222 and creates a positive connection between the optical mount 202 and the excitation module carrier 221st
  • a light-emitting circuit board (not shown) is fastened together with a light-emitting means holder 1 1, which is also designed as a cell holder.
  • a light-emitting means holder 1 1 which is also designed as a cell holder.
  • the diameter 225 of the bulb holder 1 1 tapers above an arrangement position of the holes 12, so that on a shoulder 226, a driver board can be applied, which has a circular bore for receiving an upper shaft 227 of
  • Bulb holder 1 1 has. Against stray light, an excitation module cover 22 is attached to the excitation module carrier above the illuminant holder 11. Through an opening of the excitation module cover 228, it is possible cuvettes in the
  • Symmetry axis 215 is aligned vertically, are moved into it.
  • Cuvette cover 25 causes the complete encapsulation of the measuring volume and the imaging path to the photosensitive detector against stray light.
  • Abstrahlungspositionen be ends of optical fibers, which may be introduced, for example, alternatively in the holes 12 of the bulb holder.
  • the embodiment is mechanically much more complicated and less compact.
  • One particular advantage in the use of LEDs as an excitation light source is that no specially trained personnel is necessary, as this is required for example when using lasers as excitation light sources. Nevertheless, a high light intensity can be achieved to perform reliable and fast measurements.
  • FIG. 4 a measurement result for a measurement of the singlet oxygen luminescence of a humic substance in water is shown.
  • the total measurement time to achieve the result shown was 100 s.
  • the raw data was smoothed. From the measurement curve 250, it can be clearly seen that an increase in the singlet oxygen luminescence initially takes place via formation of the singlet oxygen from the photosensitizers and subsequently a reaction or a non-radiative decay takes place in parallel to the luminescence decay, which leads to the decay of the luminescence signal.
  • the cooldown time and time constant are not affected by the lifetime of the
  • FIG. 5 shows a further alternative embodiment of a cuvette, which comprises a U-shaped tube 301.
  • the measuring volume can be flowed through, so that in each case repeated measurement cycles are preceded by measuring solution that was not previously irradiated. A possible influence on the measurement by reaction products, which were generated in a previous measuring cycle, can thereby be reduced.
  • the cuvette has a cylindrical design and is adapted so that it can be introduced into the bulb holder of a measuring device designed as a cuvette holder. Furthermore, an embodiment is shown here, in which the excitation light is irradiated via optical fibers 302.
  • luminescent radiation 42 may be from a wide range of angles to the detector be imaged.
  • a reflector for example a mirror, which increases a luminescence radiation yield can be integrated into the cuvette.
  • FIG. 6 schematically shows the structure of further embodiments of a measuring device 1 and the beam guidance of the luminescence radiation 42.
  • the detector 2 the detector 2
  • Optics module 9 and the excitation module 3 only the essential components are shown. From the detector 2, the optically active detection surface 61 is shown. On this optically active detection surface 61, the luminescence radiation 42 of
  • the imaging takes place essentially along the optical axis 71, which connects the active detection surface 61 with the measurement volume 18.
  • the bandpass filter 53 is arranged, which allows only the wavelength of the radiation transition of the singlet oxygen in the triplet oxygen to pass.
  • a variable band-pass filter comprising, for example, liquid crystal components that are electrically driven can be used.
  • This embodiment does not include an iris diaphragm, since it serves mainly to protect the detector 2 when the excitation module 3 is changed.
  • Embodiments may provide an iris diaphragm which may be disposed at any location in the optical module 9 in front of the detector 2.
  • Light emitting diodes as a light source 7 shown schematically, the excitation light 41 emit.
  • a preferably spherical mirror 350 is mounted on a mirror mount 351.
  • a radius of curvature 352 of the preferably spherical mirror 350 and a distance 353 from a center 354 of the measuring volume 18 are matched to one another such that they correspond to one another.
  • Measuring volume 18 originating luminescent light 42, which hits the preferably spherical mirror 350, again reflected in the measuring volume 18. This can increase the yield of luminescent photons by a factor of 2 (neglecting reflection and absorption losses).
  • the mirror 350 has a high reflectivity, preferably a maximum, at the wavelength of the luminescent light from the singlet oxygen.
  • the mirror may be wholly or partially immersed in the solution or substrate in which the measurement
  • the mirror may be integrated into the cuvette.
  • the mirror mount 351 a For an optimal adjustment of the distance 353, the mirror mount 351 a
  • Adjustment device 356 include, which may be formed, for example, as a set screw (not shown).

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung (1) für eine Messung einer Singulettsauerstoff-Lumineszenz, welche über einen oder mehrere Photosensibilisatoren angeregt wird, umfassend: einen photoempfindlichen Detektor (2), eine Anregungsquelle (4) sowie eine mit dem photoempfindlichen Detektor (2) und der Anregungsquelle (4) gekoppelte Steuerungs- und Auswertungseinheit (6), wobei die Anregungsquelle (4) ausgebildet ist aus mehreren Abstrahlpositionen (13) Anregungslicht in ein Messvolumen (18) zur Anregung des Photosensibilisators oder der Photosensibilisatoren einzustrahlen. Die Anregungsquelle (4) umfasst vorzugsweise Leuchtdioden als Leuchtmittel (7), deren Licht direkt als Anregungslicht (41) zur Anregung der Photosensibilisatoren genutzt wird.

Description

Messvorrichtung für eine Messung einer Singulettsauerstoff-Lumineszenz
Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
In der Natur weist molekularer Sauerstoff einen so genannten Triplett-Grundzustand 02(3Sg) auf, der hier als Triplettsauerstoff bezeichnet wird. Die meisten potentiellen Reaktionspartner in der Natur liegen im Gegensatz dazu im Singulettzustand vor.
Aufgrund von quantenmechanischen Spinnauswahlregeln ist eine Reaktion von
Triplettsauerstoff daher sehr unwahrscheinlich. Sehr viel reaktionsfreudiger ist hingegen der erste angeregte Zustand 02(1 Dg), welcher als Singulettsauerstoff bezeichnet wird, da hier gemeinsame Orbitale besetzt werden können. Aufgrund der unterschiedlichen Multiplizität ist es darüber hinaus nicht möglich, mittels Dipolstrahlung eine Anregung eines Sauerstoffmoleküls aus dem Triplett-Grundzustand in den angeregten
Singulettzustand vorzunehmen.
Eine solche Anregung ist jedoch in Stoßreaktionen mit anderen Molekülen in einem angeregten Triplettzustand möglich. Aus dem Stand der Technik sind
Reaktionsmechanismen bekannt, bei denen so genannte Photosensibilisatoren, welche in der Regel Farbstoffmoleküle sind, mittels Einstrahlung von Anregungslicht in einen angeregten Zustand gebracht werden. Neben einem strahlenden Zerfallskanal dieses angeregten Zustands eines Photosensibilisators gibt es einen zweiten Zerfallskanal, in dem über ein Inter-System-Crossing und eine Stoßanregung mit Triplettsauerstoff Energie von dem Photosensibilisator auf den Triplettsauerstoff übertragen wird und dieser in den Singulettzustand überführt wird. Der Singulettsauerstoff steht dann anschließend für Reaktionen zur Verfügung.
Diesen Reaktionsmechanismus macht man sich beispielsweise in der so genannten photodynamischen Therapie, beispielsweise zur Bekämpfung von Tumoren, zunutze, wobei man Photosensibilisatoren nutzt, die sich bevorzugt in Tumorzellen ansammeln. Über eine Photoanregung kann so indirekt über die Photosensibilisatoren in den
Tumorzellen Singulettsauerstoff erzeugt werden, welcher über seine Toxizität schließlich zur Zerstörung der Tumorzellen beiträgt.
Dies ist nur ein Beispiel für die Bedeutung von Singulettsauerstoff in Forschung, Medizin und Technik. Ein großes Interesse besteht daran, unterschiedliche Photosensibilisatoren sowie deren Reaktionskinetik und die Reaktionskinetik von Singulettsauerstoff in unterschiedlichen chemischen Umgebungen und Systemen zu studieren. Häufig wurden im Stand der Technik indirekte Messverfahren verwendet, bei denen nicht der
Singulettsauerstoff selbst, sondern Reaktionspartner oder Reaktionsprodukte
nachgewiesen werden.
Die DE 692 33 146 T2 beschreibt beispielsweise Teilchen, in denen eine
Zusammensetzung enthalten ist, die eine chemolumineszierende Verbindung umfasst, bei der es sich um eine Substanz handelt, die eine chemische Reaktion mit
Singulettsauerstoff eingeht, um eine metastabile Zwischenspezies zu bilden, die unter gleichzeitiger oder nachfolgender Emission von Licht und eines fluoreszierenden Moleküls zerfallen kann, das von der aktivierten chemolumineszierenden Verbindung angeregt wird und eine Wellenlänge aussendet, die länger als die Emissionswellenlänge der
chemolumineszierenden Verbindung ist. Ferner ist ein Nachweisverfahren für einen Analyten beschrieben, bei dem ein Photosensibilisator angeregt wird, der in der Lage ist Singulettsauerstoff zu erzeugen. Dieser aktiviert eine chemolumineszierende Verbindung, deren Lumineszenz ausgewertet wird.
Aufgrund der oben bereits genannten Spinauswahlregeln ist ein strahlender Zerfall aus dem angeregten Singulettzustand in den Triplettgrundzustand verboten. Dennoch lässt sich eine, wenn auch sehr schwache, Lumineszenz des Strahlungsübergangs
Singulettsauerstoff zum Triplettsauerstoffgrundzustand beobachten. Die Strahlung des Übergangs weist eine Wellenlänge bei 1270 nm auf und liegt somit im nahen infraroten Wellenlängenbereich. Da nur statistisch etwa ein 02(1 Dg) Singulettsauerstoffmolekül aus 2,6 Millionen Singulettsauerstoffmolekülen strahlend zerfällt, ist es notwendig, sowohl einen sehr empfindlichen Detektor zu verwenden, als auch sehr hohe Produktionsraten über eine sehr effektive Anregung der Photosensibilisatoren zu erreichen.
Aus dem Artikel von Jarvi et al. "The Influence of Oxygen Depletion and Photosensitizer Triplet-state Dynamics Düring Photodynamic Therapy on Accurate Singlet Oxygen Luminescence Monitoring and Analysis of Treatment Dose Response" Photochemistry and Photobiology, 201 1 , 87:223-234 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der Zellen in einer Küvette untersucht werden, wenn ein Photosensibilisator zugesetzt ist. Die Zellen werden in der Küvette mittels Laserstrahlung bestrahlt, so dass die Photosensibilisatoren angeregt und zu einer Bildung von Singulettsauerstoff beitragen. Senkrecht zur Einstrahlungsrichtung wird Lumineszenzstrahlung mittels eines Photomulipliers aufgezeichnet. Die Lichteinstrahlung folgt gepulst und die Aufzeichnung der erfassten Lumineszenzphotonen zeitaufgelöst. Hierüber kann die Reaktionsdynamik ausgewertet werden.
Auch die DE 38 87 528 T2 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des
Sauerstoffgehalts.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte Messvorrichtungen zu verbessern, um insbesondere kostengünstige Messplätze für Laboruntersuchungen bereitzustellen, sowie ein verbessertes Messverfahren zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gegenstand gemäß dem Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 1 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Grundgedanke ist es, eine möglichst einfache und dennoch sehr intensive Anregung in einem kleinen Volumenbereich zu erreichen, aus welchem die Lumineszenzstrahlung auf einem Detektor eingefangen werden kann. Eine besonders intensive Einstrahlung erreicht man in einem Messvolumen, wenn Licht aus unterschiedlichen Abstrahlpositionen in das Messvolumen eingestrahlt wird. Hierdurch kann die Strahlungsintensität im Messvolumen deutlich erhöht werden. Das Einstrahlen erfolgt zeitgleich und gemeinsam aus den unterschiedlichen Abstrahlpositionen, vorzugsweise mit Licht derselben
Anregungswellenlänge, um die intensive Einstrahlung im Messvolumen zu erreichen.
Als Abstrahlposition wird jeweils die Position eines optischen Elements oder eines Anregungsquelle (Lichtquelle) angesehen, an der das Licht das optische Element oder die Lichtquelle verlässt und von der sich das Licht unter Vernachlässigung einer
Lichtbrechung an einer das Anregungsvolumen umgebenden Küvette gradlinig zu dem Anregungsvolumen ausbreitet.
Erfindungsgemäß umfasst eine Anregungsquelle mindestens eine Leuchtdiode, deren Licht direkt als Anregungslicht für Photosensibilisatoren in das Messvolumen eingestrahlt wird. Leuchtdioden stellen sehr robuste und zuverlässige Leuchtmittel dar, welche
kostengünstig für unterschiedliche Anregungswellenlängen zur Verfügung stehen. Da Messungen für eine Singulettsauerstoff-Lumineszenz jeweils zeitaufgelöste Messungen sind, bei denen eine pulsartige Anregung der Photosensibilisatoren stattfindet und nachfolgend über ein Zeitintervall die resultierende Lumineszenz gemessen wird, ist es möglich, die Laserdioden mit gepulten Strömen anzusteuern, welche weit oberhalb der Dauerstrichbestromung liegen, für welche die Leuchtdioden ausgebildet sind. Die Lichtausbeute kann so gesteigert werden, ohne die Leuchtdioden zu zerstören. Ein wichtiger Vorteil von Leuchtdioden gegenüber Lasersystemen besteht darin, dass diese ohne Fachpersonal betrieben werden können, robust sind und keiner Wartung oder aufwendiger Justage bedürfen.
Eine Ausführungsform einer Messvorrichtung für eine Messung einer Singulettsauerstoff- Lumineszenz, welche über einen oder mehrere Photosensibilisatoren angeregt wird, umfasst: einen photoempfindlichen Detektor, eine Anregungsquelle sowie eine mit dem photoempfindlichen Detektor und der Anregungsquelle gekoppelte Auswerte- und Steuerungseinheit, wobei die Anregungsquelle ausgebildet ist, aus mehreren
Abstrahlpositionen ein Anregungslicht in ein Messvolumen zur Anregung des
Photosensibilisators oder der Photosensibilisatoren einzustrahlen. Eine bevorzugte Anregungsquelle umfasst mindestens eine Leuchtdiode, die direkt das Licht zur Anregung des Photosensibilisators oder der Photosensibilisatoren in einem Messvolumen erzeugt.
Um eine hohe Intensität im Messvolumen zu erreichen, ist es wünschenswert, dass die Abstrahlpositionen möglichst nahe dem Messvolumen angeordnet werden bzw. sind.
Andererseits ist es wünschenswert, einen möglichst großen Anteil der
Lumineszenzstrahlung, welcher im Messvolumen entsteht, auf den photoempfindlichen Detektor abzubilden. Als eine besonders geeignete Anordnungsgeometrie hat sich daher eine Anordnung der Abstrahlpositionen auf einem Kreis erwiesen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht daher vor, dass zumindest eine Vielzahl der Abstrahlpositionen auf einem Kreis angeordnet ist, wobei der Kreis so bezüglich des Messvolumens angeordnet ist, dass ein Mittelpunkt des Kreises von dem Messvolumen umschlossen ist oder eine senkrecht zur Kreisebene orientierte durch den Mittelpunkt des Kreises verlaufende Achse das Messvolumen durchstößt. Besonders bevorzugt sind die Lichtaustrittsorte, d.h. die Abstrahlpositionen äquidistant auf dem Kreis angeordnet. Dieses führt zu einer gleichmäßigen Ausleuchtung des
Messvolumens.
Eine sehr hohe Strahlungsintensität im Messvolumen lässt sich bei einer Weiterbildung erreichen, bei der an den Abstrahlpositionen Leuchtdioden angeordnet sind. Diese sind so angeordnet, dass die Maxima der jeweiligen Abstrahlungscharakteristik hinsichtlich der AbStrahlungsintensität so orientiert sind, dass eine maximale Intensität in dem
Messvolumen erreicht wird.
Sofern ein Photosensibilisator eingesetzt wird, der in einem bestimmten
Wellenlängenbereich anregbar ist, so ist es vorteilhaft, wenn alle Leuchtdioden Licht derselben Wellenlänge abstrahlen. Das gleiche gilt, wenn quantitative Aussagen über die Menge des generierten Singulettsauerstoffs getroffen werden sollen.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass an den Abstrahlpositionen Lichtleitfasern enden. In diese kann beabstandet von dem Messvolumen Licht für die Photoanregung eingekoppelt werden. Hierbei kann in alle verwendeten Lichtleitfasern Licht desselben Leuchtmittels eingekoppelt werden oder alternativ jeder oder einer Gruppe von Lichtleitfasern jeweils individuell ein Leuchtmittel zugeordnet werden. Bei geeigneter Ankopplung der Leuchtmittel an die Lichtleitfasern kann eine sehr gute
Ausnutzung der Lichtintensität trotz einer Beabstandung von dem Messvolumen erreicht werden.
Um eine gute Detektion zu erreichen, ist es, wie bereits oben erwähnt, wünschenswert, einen möglichst großen Raumwinkelbereich der aus dem Messvolumen austretenden Lumineszenzstrahlung auf dem photoempfindlichen Detektor abzubilden. Ferner ist es günstig, eine möglichst kleine und kompakte Messvorrichtung bereitzustellen, um dieses Ziel zu erreichen.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht daher vor, dass das Messvolumen und der photoempfindlichen Detektor entlang einer vertikalen Achse ausgerichtet sind, wobei das Messvolumen oberhalb des Detektors angeordnet ist, wobei zwischen dem Messvolumen und dem photoempfindlichen Detektor ein Optikmodul angeordnet ist, welches eine Abbildungsoptik umfasst, die zumindest einen Teil der in dem Messvolumen erzeugten Lumineszenzstrahlung auf eine aktive Fläche des photoempfindlichen Detektors abbildet. Erfolgt die Anregung über Leuchtmittel bzw. Abstrahlpositionen, die auf einem Kreis angeordnet sind, so fällt eine durch den Mittelpunkt und senkrecht zur Kreisebene orientierte Achse vorzugsweise mit der Vertikalen zusammen. Dies ermöglicht eine Betrachtung des Lumineszenzlichts quer zur Anregungsrichtung des Lichts. Hierdurch kann weitgehend verhindert werden, dass das Anregungslicht direkt auf dem
photoempfindlichen Detektor abgebildet wird. Ferner kann eine Lumineszenzstrahlung aus einem sehr großen Raumwinkelbereich auf dem Detektor abgebildet werden. Ferner kann bei einem senkrechten Aufbau die Gravitationskraft ausgenutzt werden, um einzelne Komponenten auf darunter angeordneten Komponenten zu fixieren und bei Ausbildung geeigneter Führungen und Zentriervorrichtungen schwerkraftgetrieben die einzelnen Bestandteile und Module der Messvorrichtung zu zentrieren und/oder zu fixieren.
Da die meisten Untersuchungsobjekte in flüssiger Phase vorliegen, ist es notwendig, dass das Messvolumen bzw. ein das Messvolumen umschließender Bereich von einem Behältnis umschlossen und begrenzt wird. Ein solches Behältnis wird auch als Küvette bezeichnet. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Anregungsquelle als Küvettenhalterung ausgebildet, so dass eine in die Küvettenhalterung eingeführte Küvette schwerkraftgetrieben in einer Messposition verbleibt, in der ein Hohlvolumen der Küvette das Messvolumen umfasst. Es versteht sich für den Fachmann, dass das Küvettenmaterial möglichst transparent sowohl für die Wellenlänge des Anregungslichts als auch insbesondere für die Wellenlänge der Lumineszenzstrahlung ausgebildet sein muss. Im Stand der Technik sind einzelne Kunststoffmaterialien bekannt, welche diese Anforderungen erfüllen und insbesondere im nahen infraroten Wellenlängenbereich eine sehr hohe Transmission zeigen. Darüber hinaus eignen sich Quarzglasküvetten, die eine sehr hohe Transmission im nahen infraroten Wellenlängenbereich aufweisen.
Besonders bevorzugt werden Küvetten, die einen dem photoempfindlichen Detektor zugewandten ebenen Boden aufweisen, welcher senkrecht zur optischen Achse ist, die das Messvolumen mit dem photoempfindlichen Detektor verbindet und zugleich die optische Hauptachse der Abbildungsoptik darstellt. Ein solcher ebener Boden ist vorzugsweise optisch poliert, um optische Effekte an der Grenzfläche zu minimieren. Für eine Seitenwand der Küvette, über die die Anregung erfolgt, ist ebenfalls eine hohe Oberflächengüte wünschenswert, jedoch reicht hier in der Regel eine Flammpolierung aus.
Wünschenswert ist es, auf dem photoempfindlichen Detektor ausschließlich die Strahlung nachzuweisen, welche der Singulettsauerstoff-Lumineszenz zugeordnet werden kann. Daher wird es angestrebt, Licht anderer Wellenlängen zu blockieren bzw. das
Lumineszenzlicht gezielt zu selektieren. Einerseits könnte dies über einen so genannten Monochromator erfolgen, bekannte Monochromatoren weisen jedoch häufig eine zu schlechte Effizienz hinsichtlich einer Transmission auf und sind darüber hinaus technisch und hinsichtlich einer Justage aufwendig. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform umfasst daher einen Bandpassfilter, welcher in dem Optikmodul, d.h. zwischen dem Messvolumen und dem photoempfindlichen Detektor angeordnet wird.
Als besonders geeignet haben sich Interferenzfilter erwiesen, die aus unterschiedlichen planparallel zueinander orientierten Schichten mit unterschiedlicher
Dielektrizitätskonstante gebildet sind. Für die Wirksamkeit eines solchen Interferenzfilters ist es notwendig, dass das zu filternde Licht sich lediglich entlang einer
Ausbreitungsrichtung ausbreitet, d.h. unterschiedliche Strahlausbreitungswege zueinander parallel verlaufen. Daher umfasst die Abbildungsoptik vorzugsweise mindestens zwei Sammellinsen, zwischen denen die abgebildete Lumineszenzstrahlung eine planparallele Strahlführung aufweist. In diesem Bereich ist dann der Bandpassfilter als Interferenzfilter angeordnet.
Bei einigen Ausführungsformen ist eine der Abbildungslinsen bereits in einen
photoempfindlichen Detektoraufbau integriert. Als besonders geeignet und sensibel im Bereich des nahen infraroten Wellenlängenbereichs sind Photomultiplier, beispielsweise solche, wie sie von der Firma Hamamatsu Photonics K. K. Ivatacity, Japan unter der Typenbezeichnung H 10330-25, -45 und -75 angeboten werden.
Ein solcher Bandpassfilter schützt den photoempfindlichen Detektor zusätzlich zu der geometrischen Anordnung auch vor dem Anregungslicht, welches zwangsläufig während der intensiven Anregung an den Photosensibilisatoren und/oder anderen Bestandteilen im Messvolumen gestreut wird. Es versteht sich für den Fachmann, dass der gesamte Messaufbau so ausgeführt wird, dass Umgebungslicht weder in das Messvolumen noch in das Optikmodul oder den Detektor von außen einfallen kann. Als geeignet erweist es sich daher, die einzelnen Module und Bestandteile der Messvorrichtung mit einem Gehäuse zu umgeben, welches vorzugsweise aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium oder Edelstahl, gebildet ist, welches einerseits eine Reflexion von außen auftreffendem Licht bewirkt und andererseits eine gute Ableitung von im Innern möglicherweise entstehender Wärme ermöglicht. Die beiden genannten Materialen zeichnen sich durch sehr geringe Störemissionen im infraroten Bereich aus, die das Messergebnis verfälschen würden, da diese sehr breitbandig erfolgen. Es hat sich gezeigt, dass von der Leuchtmittelhalterung aufgrund der gepulsten Lichtanregung bei Verwendung einiger Materialien eine zeitlich abklingende Abstrahlung im infraroten Wellenlängenbereich zu beobachten ist. Diese ist, wie oben bereits erwähnt, bei Edelstahl und Aluminium nur sehr gering und breitbandig. Eine Ausbildung der einzelnen Komponenten, insbesondere des Leuchtmittelhalters aus Edelstahl oder Aluminium, bewirkt zusätzlich einen dem Prinzip der Ulbrichtkugel folgenden Effekt, der zu einer leichten Erhöhung der Zahl der detektierten
Lumineszenzphotonen führt.
Um eine Reaktionsdynamik und Kinetik für unterschiedliche Systeme untersuchen zu können, ist es notwendig, eine Anregungswellenlänge des Anregungslichts anpassen zu können. Als besonders vorteilhaft hat es sich daher herausgestellt, die Anregungsquelle so auszugestalten, dass diese mindestens ein auswechselbares Anregungsmodul umfasst, welches auf das Optikmodul aufsetzbar ist. Besonders bevorzugt sind die Anregungsmodule mit unterschiedlich ausgestalteten Leuchtdioden bestückt, so dass jedes Anregungsmodul eine andere Wellenlänge bereitstellt. Die Anregungsmodule können hierbei jeweils die für die Ansteuerung der einzelnen Leuchtdioden notwendigen Schaltkreise umfassen. Teile der Ansteuerungselektronik für die Leuchtmittel,
beispielsweise Leuchtdioden, welche für unterschiedliche Leuchtdioden gemeinsam ausgestaltet ist, ist jedoch vorzugsweise in einem von den Anregungsmodulen getrennten Ansteuerungsmodul untergebracht. Für einen besonders kompakten Aufbau ist es vorteilhaft, wenn die Anregungsmodule selbst als Küvettenhalterungen ausgebildet sind.
Um den photoempfindlichen Detektor gegenüber Einstrahlung von Umgebungslicht während eines Austausches eines Anregungsmoduls, einer Küvette oder Ähnlichen zu schützen, ist vorzugsweise zwischen dem Messvolumen und dem photoempfindlichen Detektor eine verstellbare, voll verschließbare Irisblende eingebaut. Da diese nicht in dem Bereich der Strahlenführung eingesetzt werden muss, in dem die verschiedenen
Lichtwege zueinander parallelisiert sind, wird diese vorzugsweise an dem dem
Messvolumen zugewandten Ende Optikmoduls angeordnet.
Um sicherzustellen, dass die Anregungsmodule von dem Optikmodul nur getrennt werden können, wenn die Irisblende geschlossen ist, ist bei einer bevorzugen Ausführungsform der Anregungsmodule vorgesehen, dass diese eine Nut aufweisen, in die ein
Verstellhebel der Irisblende eingreift und in einem geöffneten Zustand der Irisblende eine formschlüssige Verriegelung zwischen dem Optikmodul und dem Anregungsmodul bewirkt. Wenn die Irisblende geöffnet ist, ist ein Trennen des Anregungsmoduls von dem Optikmodul nicht möglich. Im geschlossenen Zustand der Irisblende ist eine Trennung des Anregungsmoduls von dem Optikmodul möglich.
Für manche Messungen ist es vorteilhaft, dass das im Messvolumen befindliche Substrat zwischen den einzelnen Messzyklen ausgetauscht wird. Daher ist bei einer
Ausführungsform vorgesehen, dass die Küvette ein durchströmbares Rohr umfasst, welche das Messvolumen umschließt. Beispielsweise kann in der Küvette ein U-artig ausgebildetes Rohr vorgesehen sein, wobei das Messvolumen vorzugsweise nahe einem Boden, also einem Umkehrpunkt des U-förmigen Rohrs, ausgebildet wird.
Es versteht sich für den Fachmann, dass das Messvolumen hauptsächlich durch die Abbildungsoptik festgelegt ist, die die Strahlung eines Volumenbereichs bzw. eines Raumwinkelbereichs auf den Detektor abbildet. Vorzugsweise weisen die beiden
Abbildungslinsen dieselben optischen Eigenschaften auf, um eine möglichst hohe Lichtausbeute zu erzielen.
Eine einfache und zugleich sehr zuverlässige Auswertung einer zeitabhängigen
Lumineszenz wird mit einer Auswertungsschaltung erreicht, bei der mit dem Auslösen und/oder Einstrahlen des Anregungslichtpulses ein Zähler gestartet wird. Dieser wird als Indexzähler für Inkrementzähler verwendet, die jeweils inkrementiert werden, wenn der photoempfindliche Detektor die Detektion eines Lichtquants anzeigt und der Indexzähler auf den entsprechenden Inkrementzähler verweist. Der Indexzähler stellt somit ein Zeitsignal dar. Der dem entsprechenden Index bzw. Zeitwert zugeordnete
Inkrementzähler wird somit nur dann inkrementiert, wenn ein Photon von dem photoempfindlichen Detektor zu einer Zeit erfasst wird, die dem Wert des Indexzählers entspricht. Eine solche Messwerterfassung lässt sich kostengünstig mittels eines Field Programmable Gate Arrays erreichen, welcher in der Regel integriert einen
MikroController, Speicher und Logikelemente umfasst, um eine solche Auswerteschaltung zu realisieren.
Alternativ kann auch ein speziell hergestellter Mikrochip genutzt werden, in dem eine solche Auswerteschaltung fest verdrahtet ausgebildet ist.
Die Messergebnisse sowie eine Ansteuerung hinsichtlich einer Repetitionshäufigkeit der Anregungslichtquelle etc. erfolgt in der Regel über eine Computerschnittstelle, welche beispielsweise als USB-Schnittstelle, RS232-Schnittstelle oder Ähnliches ausgebildet ist.
Um beispielsweise nicht vermeidbare Strahlungsanteile, die den photoempfindlichen Detektor erreichen, jedoch nicht von der Singulettsauerstoff-Lumineszenz stammen, von dieser Singulettsauerstoff-Lumineszenz zu trennen, ist es wünschenswert, eine
Hauptkomponentenanalyse ausführen zu können. Hierfür ist es vorgesehen, einen variablen Bandpassfilter in dem Optikmodul vorzusehen. Bei einer Ausführungsform wird hierfür ein verkippbares Interferenzfilter genutzt, welches beispielsweise mit einer Schrittmotorsteuerung verbunden ist und so gezielt hinsichtlich der
Transmissionswellenlänge über eine Verkippung variiert werden kann.
Alternativ kann auch ein verstellbares Interferenzfilter mit ansteuerbaren
Flüssigkristallschichten genutzt werden. Solche variablen Bandpassfilter werden beispielsweise von der Firma Cambridge Research & Instrumentation, Inc. (CRi) unter dem Handelsnamen VariSpec, beispielsweise in Europa über die LOT-Oriel GmbH & Co. KG, Darmstadt, Deutschland, vertrieben.
Um eine Ausbeute der detektierten Lumineszenzphotonen des Lumineszenzlichts zu steigern, sieht eine Ausführungsform eine Messvorrichtung vor, dass an einer von dem Detektor abgewandten Seite des Messvolumens ein Spiegel angeordnet ist, der
Lumineszenzlicht in das Messvolumen und/oder auf den Detektor reflektiert.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Messablaufs;
Fig. 3 eine schematische Explosionszeichnung von Komponenten
Optikmoduls sowie eines Anregungsmoduls;
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Messergebnisses;
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Küvette; und
Fig. 6 eine weitere schematische Darstellung einer Strahlführung bei
Verwendung eines zusätzlichen Reflektors.
In Fig. 1 ist schematisch eine Messvorrichtung 1 dargestellt. Diese umfasst einen photoempfindlichen Detektor 2, ein darüber angeordnetes Optikmodul 9 sowie ein Anregungsmodul 3 einer Anregungsquelle 4. Das Anregungsmodul 3 ist zugleich als Küvettenhalterung für eine Küvette 5 ausgebildet. Ferner ist eine Steuerungs- und Auswerteeinheit 6 vorgesehen, welche Messergebnisse des photoempfindlichen
Detektors 2 erfasst und auswertet und zugleich eine Ansteuerung von Leuchtmitteln 7 des Anregungsmoduls 3 bzw. der Anregungsquelle 4 bewirkt. Bei der dargestellten
Ausführungsform ist somit ein Bestandteil der Anregungsquelle 4 ein Teil der Steuerungsund Auswerteeinheit 6 Bestandteil der Lichtquelle 4.
Das Anregungsmodul 3 umfasst in der dargestellten Ausführungsform einen
Leuchtmittelhalter 1 1 , an oder in dem mehrere Leuchtmittel 7, welche vorzugsweise als Leuchtdioden ausgebildet sind, angeordnet sind. Bohrungsöffnungen von Bohrungen 12 in dem Leuchtmittelhalter 1 1 , welcher beispielsweise aus Metall, besonders bevorzugt aus Edelstahl, ausgebildet ist, stellen Abstrahlungspositionen 13 für Anregungslicht 41 dar.
Die Bohrungen 12 sind auf einem Kreis 14 vorzugsweise äquidistant zueinander angeordnet (vergleiche schematische perspektivische Ausschnittsdarstellung in Fig. 1 ). Der Leuchtmittelhalter 1 1 ist vorzugsweise rotationssymmetrisch zu einer Achse 15 ausgebildet. Diese Achse 15 verläuft ebenfalls durch den Mittelpunkt 16 einer Kreisebene 17 des Kreises 14, welche zur Veranschaulichung schraffiert dargestellt ist. In den Bohrungen 12 angeordnete und als Leuchtdioden ausgebildete Leuchtmittel 7 emittieren somit aus unterschiedlichen Richtungen das Anregungslicht 41 auf den Mittelpunkt 16 des Kreises 14. Somit ist es sinnvoll, ein Messvolumen 18 so festzulegen, dass dieses den Mittelpunkt 16 des Kreises 14 umschließt.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist ein Anteil 19a der Ansteuerungselektronik für die Leuchtmittel 7, d.h. die Leuchtdioden, auf einer Treiberplatine 19 angeordnet, welche zu dem Anregungsmodul 3 gehört und an dem Leuchtmittelhalter 1 1 befestigt ist. Die einzelnen Leuchtmittel sind bei der dargestellten Ausführungsform vorzugsweise an einer Leuchtmittelplatine 20 befestigt, welche ihrerseits auf einem Anregungsmodulträger 21 fixiert ist, auf dem auch der Leuchtmittelhalter 1 1 angeordnet ist. Umschlossen wird das Anregungsmodul 3 von einer Anregungsmodulabdeckung 22, welche vorzugsweise ebenso wie der Leuchtmittelhalter 1 1 und der Anregungsmodulträger 21 aus Metall, vorzugsweise Edelstahl, ausgebildet sind. Die Anregungsmodulabdeckung 22 weist eine Öffnung auf, durch die eine Küvette 5 in das Anregungsmodul eingeführt werden kann. Diese Küvette 5 ist vorzugsweise aus einem zylindrischen transparenten Material gefertigt, beispielsweise Quarzglas. Ein Hohlraum 31 ist so ausgebildet, dass dieser das Messvolumen 18 umschließt.
Um ein Eindringen von Störlicht in die Küvette 5 zu vermeiden, wird diese mit einer Küvettenabeckung 25 überdeckt. Die Küvettenabdeckung 25 ist vorzugsweise ebenfalls aus Metall, besonders bevorzugt aus Edelstahl, gefertigt.
Ein Boden 32 der Küvette 5 ist vorzugsweise plan und optisch poliert. Eine Innenseite 34 des Bodens 32 ist vorzugsweise ebenfalls plan und optisch poliert. Die Außenseite 33 und die Innenseite 34 sind vorzugsweise planparallel und senkrecht zur optischen Achse 71 orientiert, welche das Messvolumen 18 mit dem Detektor 2 verbindet. Bei der
Küvettenwand 35 genügt in der Regel eine Flammpolierung. Grundsätzlich ist die
Oberflächenbeschaffenheit an den äußeren Oberflächen wichtiger, da hier ein größerer Sprung im Brechungsindex gegenüber der Luft als an der Innenseite gegenüber einer Flüssigkeit auftritt.
Das von den unterschiedlichen Abstrahlungspositionen 13 abgestrahlte Anregungslicht 41 regt Photosensibilisatoren in der Küvette 31 an, die daraufhin in einen angeregten Zustand übergehen und teilweise in den Triplettzustand übergehen. Über eine
Stoßreaktion mit Triplettsauerstoff wird Sauerstoff in den Singulettzustand überführt. Der größte Teil des Singulettsauerstoffs wird über nicht strahlende Übergänge in den
Triplettgrundzustand überführt oder reagiert mit anderen Bestandteilen. Nur ein Bruchteil der Singulettsauerstoffatome geht unter Aussendung eines Lumineszenzphotons, d.h. unter Aussendung von Lumineszenzlicht 42, in den Triplettsauerstoff-Grundzustand über.
Ein Anteil des Lumineszenzlichts 42, welcher durch den Boden 32 der Küvette 5 austritt und in das Optikmodul 9 eintritt, wird auf den photoempfindlichen Detektor 2 abgebildet. Das Optikmodul 9 umfasst eine Abbildungsoptik 51 , welches eine erste Sammellinse 52 umfasst. Das Messvolumen 18, welches auf dem Detektor abgebildet wird, wird durch die Abbildungsoptik 51 festgelegt. Besonders bevorzugt werden Abbildungen bzw.
Ausgestaltungen der Abbildungsoptik, bei dem eine Fläche des Messvolumens parallel zu einer Detektionsfläche 61 , welche die aktive Fläche des Detektors darstellt, dieselbe Größe wie diese aktive Detektionsfläche 61 aufweist. Die Abbildungsoptik 51 führt insgesamt idealerweise eine 1 :1 -Abbildung aus. Das Messvolumen 18 befindet sich bei einer solchen Ausführungsform im Abstand der Brennweite der ersten Sammellinse 52 vor dieser. Diese erste Sammellinse 52 parallelisiert das aus dem Messvolumen 18 stammende Lumineszenzlicht 42 in einem Bereich 43 unterhalb, d.h. in Durchtrittsrichtung hinter der ersten Sammellinse 52. In diesem Bereich 43 paralleler Strahlführung ist ein Bandpassfilter 53 angeordnet. Dieser ist vorzugsweise als Interferenzfilter ausgebildet. Zwischen dem Bandpassfilter 53 und der Detektionsfläche 61 ist eine zweite Sammellinse 54 angeordnet, welche das parallelisierte und bandpassgefilterte aus dem Messvolumen stammende Lumineszenzlicht 42 auf die aktive Detektionsfläche 61 des
photoempfindlichen Detektors 2 abbildet. Die zweite Sammellinse 54 beendet in
Ausbreitungsrichtung des Lumineszenzlichts 41 den Bereich 43 paralleler Strahlführung. Die zweite Sammellinse 54 kann in den photoempfindlichen Detektor integriert sein.
Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Bandpassfilter 53 als variabel einstellbarer Bandpassfilter ausgebildet und kann über einen Schrittmotor gegenüber einer optischen Achse 71 , zu der das Lumineszenzlicht 41 zwischen der ersten Sammellinse 52 und der zweiten Sammellinse 54 parallel orientiert ist, verkippt werden. Hierüber wird eine mittlere Wellenlänge des Bandpasses, der das Filter passieren kann, verändert. Wieder eine andere Ausführungsform sieht vor, dass ein variables Filter eingesetzt wird, welches elektrisch ansteuerbare Flüssigkristall-Komponenten umfasst. Eine Optikmodulabdeckung und -halterung 55 ist ebenfalls lichtundurchlässig, vorzugsweise aus einem Metall, besonders bevorzugt aus Edelstahl, hergestellt. An einem unteren Ende 59 der Optikmodulabdeckung und -halterung 55 kann beispielsweise ein Außengewinde 60 angeordnet sein, welches mit einem Gehäuse 62 des
photoempfindlichen Detektors 2 verschraubt wird.
An einem oberen Ende 56 des Optikmoduls 9, welche der Küvette 5 zugewandt ist, ist eine verstellbare Irisblende 57 angeordnet. Ein Verstellhebel 58 ragt radial von der optischen Achse 71 nach außen weg.
Das Anregungsmodul 3 und das Optikmodul 9 können mit einander verschraubt sein oder nur aufeinander gesteckt sein. Durch eine vertikale Ausrichtung, bei der die optische Achse 71 ebenso wie die Achse 15 parallel zur Gravitationskraft ausgerichtet sind, kann die Gravitationskraft ausgenutzt werden, um die einzelnen Module oder auch nur einzelne der Module aufeinander zu befestigen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, wie der in Fig. 1 dargestellten, ist der Beleuchtungsträger 21 mit einer L-förmigen Nut 27 versehen, in deren kurzen Schenkel 28 der Verstellhebel 58 der Irisblende eingreift, wenn diese sich in einem geschlossenen Zustand befindet, d.h. keine Transmission von Licht zulässt. Zusätzlich zu der Nut 27 weisen das Anregungsmodul 3 und das Optikmodul 9 vorzugsweise weitere Führungsmittel, beispielsweise Vorsprünge und Vertiefungen, auf, die eine Positionierung des Anregungsmoduls 3 auf dem Optikmodul 9 in nur einigen Rotationsstellungen, vorzugsweise nur einer einzigen Rotationsstellung, bezüglich der optischen Achse 71 bzw. der Achse 15 ermöglichen. Wird nun die Irisblende 57 geöffnet, indem der Verstellhebel 58 bezüglich der optischen Achse 71 verdreht wird, so gleitet dieser Verstellhebel 58 in den langen Schenkel 29 der Nut 27, welche L-förmig ausgebildet ist, und verriegelt formschlüssig das Anregungsmodul 3 mit dem Optikmodul 9. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Anregungsmodul 3 nicht von dem Optikmodul 9 entfernt werden kann, solange die Irisblende geöffnet ist. Hierdurch können
Beschädigungen des photoempfindlichen Detektors 2 vermieden werden.
Die Steuerungs- und Auswerteeinheit 6 besitzt die Ansteuerungselektronik 81 , welche gegebenenfalls mit der auf der Treiberplatine 19 angeordneten elektronischen Schaltung sowie den auf der Leuchtmittelplatine 20 angeordneten Leuchtmittel eine gepulste Lichtanregung bewirkt. Eine typische Pulsdauer der Anregung beträgt beispielsweise 100 ns und das Verhältnis zwischen Anregungsdauer und nachfolgender Messzeit wird beispielsweise zu 1 :1000 gewählt. Für eine solche Zeitspannung von 100 ns können beispielsweise Leuchtdioden mit einem Gehäusedurchmesser von 5 mm und einem Auslegungsdauerstrichstrom von 20 mA mit 2 A bestromt werden, um eine hohe
Lichtausbeute zu erreichen, ohne diese zu zerstören. Die Ausführung des
Leuchtmittelhalters 1 1 sowie der Anregungsmodulabdeckung 22 und eines
Anregungsmodulträgers 21 aus Edelstahl ermöglichen eine gute Wärmeabfuhr von den Leuchtmitteln 7 auf die Umgebung. Die Steuer- und Auswerteeinheit 6 umfasst ferner Auswertemittel 82, welche beispielsweise in einem Field Programmable Gate Array umgesetzt sind. Anhand von Fig. 2 soll schematisch die Messung und Auswertung im Zeitablauf dargestellt werden.
Ein Schwingquarz erzeugt ein Schwingungssignal 101 , welches eine Zeitbasis liefert. Hieraus abgeleitet wird ein Startpulssignal 102 erzeugt, welches Startpulse 103 vorzugsweise in äquidistanten Zeitabschnitten umfasst. Durch den Startpuls 103 wird beispielsweise ein Indexzähler 104 gestartet, welcher in äquidistanten Zeitschritten abgeleitet aus dem Schwingungssignal 101 kontinuierlich aufwärts oder abwärts zählt und Indexzählerwerte 105 annimmt. Ferner wird durch den Startpuls 103 die Anregungsquelle aktiviert, die für eine Anregungspulsdauer 106 Anregungslicht in das Messvolumen emittiert. Von dem photoempfindlichen Detektor wird ein Detektionssignal 108
empfangen, welches einzelne Ereignispulse 109 umfasst. Ein Ausschnitt des
Detektionssignals 108 ist vergrößert dargestellt. Ansonsten ist das Detektionssignal 108 schematisch stilisiert dargestellt. Die Anzahl der Ereignisse, die in den einzelnen
Zeitabschnitten 1 14 erfasst werden, sind unter dem schematisch stilisierten
Detektionssignal 108 angegeben. In einem über den Indexzähler 104 bzw. die
Indexzählerwerte 105 adressierbaren Speicherbereich 1 10 sind Inkrementzähler 1 1 1 realisiert. Immer wenn ein Ereignispuls 109 erfasst wird, wird der Inkrementzähler 1 1 1 in dem Speicherbereich 1 10, welcher durch den aktuellen Indexzählerwert 105 adressiert wird, inkrementiert oder in anderen Ausführungsformen dekrementiert. Sobald ein neuer Startpuls 103 auftritt, wird der Zähler neu gestartet und erneut ein Anregungslichtpuls ausgesandt. Mehrere solche Anregungszyklen 1 12 werden zu einem Messzyklus 1 13 zusammengefasst, an deren Ende die Inkrementzähler 1 1 1 , d.h. die Speicherwerte des Speicherbereichs 1 10, ausgelesen und beispielsweise über eine Schnittstelle 91 (siehe Fig. 1 ), insbesondere eine USB-Schnittstelle oder RS232-Schnittstelle, ausgegeben werden. Im dargestellten Beispiel sind die Zählerwerte der Inkrementzähler 0 bis 4 jeweils fett gedruckt, um anzudeuten, dass bereits die detektierten Ereignisse des zweiten Anregungszyklus erfasst sind. In den Inkrementzählern 5 bis 9 hat dieses noch nicht stattgefunden. Die Indexzähler sind somit zu dem Zeitpunkt gezeigt, an dem die
Darstellung des zweiten Anregungszyklus 1 12 abbricht.
In Fig. 3 ist eine schematische Explosionszeichnung der beispielsweise aus Edelstahl gefertigten Komponenten des Optikmoduls 9 und eines Anregungsmoduls 3 gezeigt. Dargestellt sind zwei unterschiedliche perspektivische Ansichten derselben Module. Das Optikmodul 9 umfasst eine Grundplatte 201 , welche mit einer Optikhalterung 202 verschraubt wird. Die Optikhalterung 202 weist an einem unteren Ende ein Außengewinde
203 auf, welches im verschraubten Zustand mit der Grundplatte 201 durch eine Öffnung
204 in der Grundplatte 201 hindurchragt, um in ein Gehäuse eines photoempfindlichen Detektors, beispielsweise eines Photomultipliers, eingeschraubt zu werden. Die
Optikhalterung 202 weist eine Durchgangsöffnung 205 auf, die an einem dem
Außengewinde zugewandten Ende 206 durch einen in die Durchgangsöffnung 205 hineinragende Flansch verjüngt ist. Auf diese kann ein Interferenzfilter, welches in die Durchgangsöffnung 205 von dem dem Ende 206 abgewandten gegenüberliegenden Ende 207 eingeführt wird, aufgelegt werden. In die Optikhalterung 202 wird ferner eine
Linsenhalterung 209 eingeführt, in der die erste Sammellinse gehaltert wird. Zwischen dem Linsenhalter 209 und dem an dem Ende 206 ausgebildeten Flansch wird das Filter (nicht dargestellt) in der Optikhalterung 202 beklemmt.
Die Optikhalterung 202 weist ferner an dem gegenüberliegenden Ende 207 eine axial vorspringende Wand 210 auf, von der ein Kreissektorelement 21 1 ausgespart ist. In dem Bereich dieses Kreissektorelements 21 1 wird der Verstellhebel der Irisblende (beide nicht dargestellt) aufgenommen, die in das gegenüberliegende Ende 207 oberhalb des
Linsenhalters 209 eingebracht wird. Die zweite Linse der Abbildungsoptik ist bei einer bevorzugten Ausführungsform bereits in das Gehäuse des photoempfindlichen Detektors, beispielsweise eines photoempfindlichen Detektors der Firma Hamamatsu, integriert. Die Irisblende (nicht dargestellt) schließt die Optikeinheit ab.
Ein Anregungsmodulträger 221 wird auf dem Optikmodul 9 angeordnet. Dieser ist so ausgebildet, dass er vorzugsweise nur in einer Rotationsorientierung bezüglich einer Symmetrieachse 215, welche mit der optischen Achse 71 nach Fig. 1 zusammenfällt, auf das Optikmodul bzw. die Optikhalterung aufgesetzt werden kann. Zusätzlich umfasst der Träger eine L-förmige Nut 222, in die im geschlossenen Zustand der Irisblende der Hebel der Irisblende beim Aufsetzen eingreift. Hierbei bewegt sich der Hebel in einen kurzen Schenkel 223 der L-förmigen Nut 222. Ist der Anregungsmodulträger 221 auf das
Optikmodul 9 bzw. die Optikhalterung 202 aufgesetzt und wird die Irisblende geöffnet, so greift deren Verstellhebel in den langen Schenkel 224 der L-förmigen Nut 222 ein und schafft eine formschlüssige Verbindung zwischen der Optikhalterung 202 und dem Anregungsmodulträger 221 .
Auf dem Anregungsmodulträger 221 wird eine Leuchtmittelplatine (nicht dargestellt) gemeinsam mit einem Leuchtmittelhalter 1 1 befestigt, welcher zugleich als Küvettenhalter ausgebildet ist. In den Bohrungen 12 des Leuchtmittelhalters 1 1 sind die als Leuchtdioden ausgebildeten Leuchtmittel 7 angeordnet (vergleiche Fig. 1 ). Der Durchmesser 225 des Leuchtmittelhalters 1 1 verjüngt sich oberhalb einer Anordnungsposition der Bohrungen 12, so dass auf einem Absatz 226 eine Treiberplatine aufgebracht werden kann, welche eine kreisförmige Bohrung zum Aufnehmen eines oberen Schafts 227 des
Leuchtmittelhalters 1 1 aufweist. Gegen Streulicht wird über dem Leuchtmittelhalter 1 1 an dem Anregungsmodulträger eine Anregungsmodulabdeckung 22 befestigt. Durch eine Öffnung der Anregungsmodulabdeckung 228 ist es möglich, Küvetten in den
Leuchtmittelhalter 1 1 einzubringen, welche schwerkraftgetrieben, sofern die
Symmetrieachse 215 senkrecht ausgerichtet ist, hineinbewegt werden. Eine
Küvettenabdeckung 25 bewirkt die vollständige Abkapselung des Messvolumens und des Abbildungswegs zum photoempfindlichen Detektor gegenüber Streulicht.
Um bei unterschiedlichen Wellenlängen anregen zu können, ist es vorteilhaft, mehrere Anregungs- bzw. Beleuchtungsmodule vorzusehen, die jeweils unterschiedliche
Leuchtmittel aufweisen. Werden die Beleuchtungsmodule bzw. Anregungsmodule 3 auf das Optikmodul 9 nur aufgesteckt, so ist ein schneller und einfacher Austausch der Anregungsmodule möglich. Auch bei einer Verschraubung müssen nur wenige Schrauben gebohrt und wieder befestigt werden. In jedem Fall wird eine sehr flexible
Messvorrichtung geschaffen.
Bei einer anders ausgeführten Ausführungsform können die unterschiedlichen
Abstrahlungspositionen Enden von Lichtleitfasern sein, die beispielsweise alternativ in die Bohrungen 12 des Leuchtmittelhalters eingeführt sein können. Eine solche
Ausführungsform ist jedoch mechanisch sehr viel aufwendiger und weniger kompakt. Ein besonderer Vorteil in der Verwendung von Leuchtdioden als Anregungslichtquelle besteht darin, dass kein besonders geschultes Personal notwendig ist, wie dieses beispielsweise bei der Verwendung von Lasern als Anregungslichtquellen erforderlich ist. Dennoch lässt sich eine hohe Lichtintensität erreichen, um zuverlässige und schnelle Messungen auszuführen.
Dies ist beispielsweise in Fig. 4 dargestellt, in der ein Messergebnis für eine Messung der Singulettsauerstoff-Lumineszenz eines Huminstoffes in Wasser dargestellt ist. Eine solche Messung ist derzeit nur für wenige ausgewählte Spezialisten weltweit mit wesentlich aufwändigerem Equipment möglich. Die Gesamtmesszeit zur Erzielung des dargestellten Ergebnisses betrug 100 s. Vor einer Kurvenanpassung wurden die Rohdaten einer Glättung unterzogen. Anhand der Messkurve 250 ist gut zu erkennen, dass zunächst ein Anstieg der Singulettsauerstoff-Lumineszenz über eine Bildung des Singulettsauerstoffes aus den Photosensibilisatoren stattfindet und anschließend eine Reaktion oder ein nicht strahlender Zerfall parallel zu dem Lumineszenzzerfall stattfindet, der zu dem Abklingen des Lumineszenzsignals führt. An dieser Stelle wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Abklingzeitspanne und Zeitkonstante nicht durch die Lebensdauer des
Strahlungsübergangs, sondern ausschließlich durch andere Prozesse dominiert ist.
In Fig. 5 ist eine weitere alternative Ausführungsform einer Küvette gezeigt, welche ein U- förmiges Rohr 301 umfasst. Hierdurch kann das Messvolumen durchströmt werden, so dass bei wiederholten Messzyklen jeweils zuvor nicht bestrahlte Messlösung genutzt wird. Eine mögliche Beeinflussung der Messung durch Reaktionsprodukte, die in einem vorausgegangenen Messzyklus erzeugt wurden, kann hierdurch reduziert werden. Die Küvette ist zylindrisch ausgebildet und so angepasst, dass diese in den als Küvettenhalter ausgebildeten Leuchtmittelhalter einer Messvorrichtung eingeführt werden kann. Ferner ist hier eine Ausführungsform dargestellt, bei der das Anregungslicht über Lichtleitfasern 302 eingestrahlt wird. Auch bei dieser Bauform, bei der das U-förmige Rohr auch einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen kann und der Abschnitt, in dem das Messvolumen 18 liegt, zu dem Boden 32 parallele Begrenzungsflächen aufweisen kann, kann Lumineszenzstrahlung 42 aus einem großen Winkelbereich auf den Detektor abgebildet werden. Oberhalb des U-förmigen Bogens kann in die Küvette ein Reflektor, beispielsweise ein Spiegel integriert sein, der eine Lumineszenzstrahlungsausbeute erhöht. Fig. 6 zeigt schematisch den Aufbau weiterer Ausführungsformen einer Messvorrichtung 1 sowie die Strahlführung der Lumineszenzstrahlung 42. Von dem Detektor 2, dem
Optikmodul 9 sowie dem Anregungsmodul 3 sind nur die wesentlichen Komponenten gezeigt. Von dem Detektor 2 ist die optisch aktive Detektionsfläche 61 dargestellt. Auf diese optisch aktive Detektionsfläche 61 wird die Lumineszenzstrahlung 42 des
Messvolumens 18 über die erste Sammellinse 52 und die zweite Sammellinse 54 abgebildet. Die Abbildung erfolgt im Wesentlichen entlang der optischen Achse 71 , die die aktive Detektionsfläche 61 mit dem Messvolumen 18 verbindet.
Zwischen der ersten Sammellinse 52 und der zweiten Sammellinse 54 verlaufen die Strahlführungswege der Lumineszenzstrahlung 42 parallel. In diesem Bereich ist das Bandpassfilter 53 angeordnet, welches nur die Wellenlänge des Strahlungsübergangs des Singulettsauerstoffs in den Triplettsauerstoff passieren lässt. Alternativ kann ein variables Bandpassfilter, welches beispielsweise Flüssigkristall-Komponenten umfasst, die elektrisch angesteuert werden, eingesetzt werden.
Diese Ausführungsform umfasst keine Irisblende, da diese hauptsächlich zum Schutz des Detektors 2, bei einem Wechsel des Anregungsmoduls 3 dient. Andere
Ausführungsformen können eine Irisblende vorsehen, die an einem beliebigen Ort in dem Optikmodul 9 vor dem Detektor 2 angeordnet sein kann.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind von dem Anregungsmodul nur zwei
Leuchtdioden als Leuchtmittel 7 schematisch dargestellt, die Anregungslicht 41 aussenden.
In die Küvette 5 ist ein vorzugsweise sphärischer Spiegel 350 an einer Spiegelhalterung 351 eingehängt. Ein Krümmungsradius 352 des vorzugsweise sphärischen Spiegels 350 und ein Abstand 353 von einem Zentrum 354 des Messvolumens 18 werden so aufeinander abgestimmt, dass diese einander entsprechen. Somit wird aus dem
Messvolumen 18 stammendes Lumineszenzlicht 42, welches auf den vorzugsweise sphärischen Spiegel 350 trifft, wieder in das Messvolumen 18 reflektiert. Es kann hierdurch die Ausbeute an Lumineszenzphotonen bis zu einem Faktor 2 gesteigert werden (bei Vernachlässigung von Reflexions- und Absorptionsverlusten). Der Spiegel 350 weist bei der Wellenlänge des Lumineszenzlichts vom Singulettsauerstoff eine hohe Reflektivität, vorzugsweise ein Maximum, auf. Der Spiegel kann ganz oder teilweise in die Lösung oder das Substrat eingetaucht sein, in der die Messung
vorgenommen wird. Bei anderen Ausgestaltungen kann der Spiegel in die Küvette integriert sein.
Für eine optimale Justage des Abstands 353 kann die Spiegelhalterung 351 eine
Justageeinrichtung 356 umfassen, die beispielsweise als Stellschraube (nicht dargestellt) ausgebildet sein kann.
Es versteht sich für den Fachmann, dass nur beispielhafte Ausführungsformen dargestellt sind und die einzelnen in den unterschiedlichen Ausführungsformen und für die unterschiedlichen Ausführungsformen beschriebenen Merkmale in beliebiger Kombination zur Verwirklichung der Erfindung genutzt werden können.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung
2 photoempfindlicher Detektor
3 Anregungsmodul
4 Lichtquelle
5 Küvette
6 Steuerungs- und Auswertungseinheit
7 Leuchtmittel
9 Optikmodul
1 1 Leuchtmittelhalter
12 Bohrungen
13 Abstrahlungsposition
14 Kreis
15 Achse
16 Mittelpunkt
17 Kreisebene
18 Messvolumen
19 Treiberplatine
19a Anteil der Ansteuerungselektronik
20 Leuchtmittelplatine
21 Anregungsmodulträger
22 Anregungsmodulabdeckung
25 Küvettenabdeckung
27 Nut
28 kurzer Schenkel
29 langer Schenkel
31 Hohlraum
32 Boden
33 Au ßenseite
34 Innenseite
35 Küvettenwand
41 Anregungslicht
42 Lumineszenzlicht
43 Bereich (paralleler Strahlführung) Abbildungsmodul
erste Sammellinse
Bandpassfilter
zweite Sammellinse
Optikmodulabdeckung und -halterung oberes Ende
Irisblende
Verstellhebel
unteres Ende
Au ßengewinde
(aktive) Detektionsfläche
Gehäuse
optische Achse
Ansteuerungselektronik
Auswertemittel
Schnittstelle
Schwingungssignal
Startpulssignal
Startpulse
Indexzähler
Indexzählerwerte
Anregungspulsdauer
Detektionssignal
Messimpulse
Speicherbereich
Inkrementzähler
Anregungszyklus
Messzyklus
Zeitabschnitt
Grundplatte
Optikhalterung
Au ßengewinde
Öffnung
Durchgangsöffnung
Ende 207 gegenüberliegendes Ende
208 Linsenhalter
210 Wand
21 1 Kreissektorelement
215 Symmetrieachse
221 Anregungsmodulträger
222 L-Nut
223 kurzer Schenkel
224 langer Schenkel
225 Durchmesser
226 Absatz
227 oberer Schaft
250 Messkurve
301 U-förmiges Rohr
302 Lichtleitfasern
350 sphärischer Spiegel
351 Spiegelhalterung
352 Krümmungsradius
353 Abstand
354 Zentrum
356 Justageeinrichtung

Claims

Patentansprüche
1 . Messvorrichtung (1 ) für eine Messung einer Singulettsauerstoff-Lumineszenz, welche über einen oder mehrere Photosensibilisatoren angeregt wird, umfassend: einen photoempfindlichen Detektor (2),
eine Anregungsquelle (4)
sowie eine mit dem photoempfindlichen Detektor (2) und der Anregungsquelle (4) gekoppelte Steuerungs- und Auswertungseinheit (6),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anregungsquelle (4) ausgebildet ist aus mehreren Abstrahlpositionen (13) Anregungslicht in ein Messvolumen (18) zur Anregung des Photosensibilisators oder der Photosensibilisatoren einzustrahlen und die Anregungsquelle (4) mindestens eine Leuchtdiode umfasst, die direkt das Licht zur Anregung des Photosensibilisators oder der Photosensibilisatoren in einem Messvolumen (18) erzeugt.
2. Messvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Vielzahl der Abstrahlpositionen (13) auf einem Kreis (14) angeordnet ist, wobei der Kreis (14) so bezüglich des Messvolumens (18) angeordnet ist, dass ein Mittelpunkt (16) des Kreises (14) von dem Messvolumen (18) umschlossen ist oder eine senkrecht zur Kreisebene (17) orientierte durch den Mittelpunkt (16) des Kreises (14) verlaufende Achse (15) das Messvolumen (18) durchstößt.
3. Messvorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, dass an den Abstrahlpositionen (13) Leuchtdioden angeordnet sind.
4. Messvorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass an den Abstrahlpositionen (13) Lichtleitfasern (302) enden.
5. Messvorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Messvolumen (18) und der photoempfindliche Detektor (2) entlang einer vertikalen Achse (71 , 215) ausgerichtet sind, wobei das
Messvolumen (18) oberhalb des Detektors (2) angeordnet ist, wobei zwischen dem Messvolumen (18) und dem photoempfindlichen Detektor (2) ein Optikmodul (9) angeordnet ist, welches eine Abbildungsoptik umfasst, die zumindest einen Teil der im Messvolumen (18) erzeugten Lumineszenzstrahlung (42) auf eine aktive Fläche (61 ) des photoempfindlichen Detektors (2) abbildet.
6. Messvorrichtung (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das
Optikmodul (9) einen Bandpassfilter (53) umfasst, welcher variabel einstellbar ist.
7. Messvorrichtung (1 ) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungsquelle (4) mindestens ein auswechselbares Anregungsmodul (3) umfasst, welches auf das Optikmodul (9) aufsetzbar ist.
8. Messvorrichtung (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das
Optikmodul eine verstellbare Irisblende umfasst und ein Anregungsmodulträger (21 ) des Anregungsmoduls (3) eine Nut (27) aufweist, in die ein Verstellhebel (28) der Irisblende (57) beim Anordnen des Anregungsmoduls (3) auf dem Optikmodul (9) eingreift, wobei die Nut (27, 222) so geformt ist, dass der Hebel der Irisblende des Optikmoduls (9) mit dem Anregungsmodul (3) formschlüssig verbindet, wenn die Irisblende (57) geöffnet ist, und ein Trennen des Anregungsmoduls (3) und des Optikmoduls (9) nur in der geschlossenen Stellung der Irisblende (57) möglich ist.
9. Messvorrichtung (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anregungsquelle (4) als Küvettenhalterung ausgebildet ist, so dass eine in die Küvettenhalterung eingeführte Küvette (5)
schwerkraftgetrieben in einer Messposition verbleibt, in der ein Hohlvolumen (31 ) der Küvette das Messvolumen (18) umschließt.
10. Messvorrichtung (1 ) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass an einer von dem Detektor (2) abgewandten Seite des Messvolumens (18) ein Spiegel (350) angeordnet ist, der Lumineszenzlicht (42) in das Messvolumen (18) und/oder auf den Detektor (2) reflektiert.
1 1 . Verfahren zum Messen einer Singulettsauerstoff-Lumineszenz,
umfassend die Schritte:
Anregen eines oder mehrerer Photosensibilisatoren mittels Anregungslichts einer Anregungsquelle (4); Erfassen des Lumineszenzlichts (42) der Singulettsauerstoff-Lumineszenz mittels eines photoempfindlichen Detektors (2); und
Auswerten des erfassten Lumineszenzlichts (42) mittels einer mit dem
photoempfindlichen Detektor (2) und der Anregungsquelle (4) gekoppelte
Steuerungs- und Auswertungseinheit (6),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anregen der Singulettsauerstoff-Lumineszenz, das Erfassen des
Lumineszenzlichts (42) der Singulettsauerstoff-Lumineszenz und das Auswerten des Lumineszenzlichts mittels der Steuerungs- und Auswerteeinheit gesteuert wird und das Anregungslicht der Anregungsquelle (4) aus mehreren Abstrahlpositionen (13) in ein Messvolumen (18) zur Anregung des Photosensibilisators oder der Photosensibilisatoren eingestrahlt wird und die Anregungsquelle (4) mindestens eine Leuchtdiode umfasst und das Licht der mindestens einen Leuchtdiode direkt als Anregungslicht für den Photosensibilisator oder die Photosensibilisatoren in das Messvolumen (18) eingestrahlt wird.
PCT/EP2012/056680 2011-04-15 2012-04-12 Messvorrichtung für eine messung einer singulettsauerstoff-lumineszenz WO2012140142A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12721189.4A EP2697626A1 (de) 2011-04-15 2012-04-12 Messvorrichtung für eine messung einer singulettsauerstoff-lumineszenz
US14/111,813 US9080976B2 (en) 2011-04-15 2012-04-12 Measuring device for measuring singlet oxygen luminescence

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011007546.1 2011-04-15
DE102011007546A DE102011007546A1 (de) 2011-04-15 2011-04-15 Messvorrichtung für eine Messung einer Singulettsauerstoff-Lumineszenz

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012140142A1 true WO2012140142A1 (de) 2012-10-18

Family

ID=46085544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/056680 WO2012140142A1 (de) 2011-04-15 2012-04-12 Messvorrichtung für eine messung einer singulettsauerstoff-lumineszenz

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9080976B2 (de)
EP (1) EP2697626A1 (de)
DE (1) DE102011007546A1 (de)
WO (1) WO2012140142A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014221117A (ja) * 2013-05-13 2014-11-27 株式会社アライ・メッドフォトン研究所 治療進行度モニタ装置及びその方法
DE102013011343B3 (de) * 2013-07-01 2014-07-10 Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung Diffusionskammer zur Ermittlung unterschiedlicher Parameter einer wässrigen Substanz
WO2022103775A1 (en) 2020-11-12 2022-05-19 Singletto Inc. Microbial disinfection for personal protection equipment
CN112451862B (zh) * 2020-11-24 2023-03-28 深圳罗兹曼国际转化医学研究院 光动力治疗系统及其控制方法
DE102020216541A1 (de) 2020-12-23 2022-06-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung und Verfahren für eine Fluoreszenzmessung für eine Analyse einer biochemischen Probe
DE102022114257A1 (de) 2022-06-07 2023-12-07 Ludwig-Maximilians-Universität München (Körperschaft des öffentlichen Rechts) Baukastensystem für eine Mikroskopievorrichtung, Mikroskopievorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Mikroskopievorrichtung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5242835A (en) * 1987-11-03 1993-09-07 Radiometer A/S Method and apparatus for determining the concentration of oxygen
DE3887528T2 (de) 1987-11-03 1994-08-18 Radiometer As Verfahren zur bestimmung des sauerstoffgehaltes.
US20030058450A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-27 Mosley R. Matthew Instrument and method for testing fluid characteristics
DE69233146T2 (de) 1991-05-22 2004-04-29 Dade Behring Marburg Gmbh Partikel, die eine Zusammensetzung beinhalten, die eine chemilumineszierende Verbindung umfassen
US7046347B1 (en) * 2001-03-30 2006-05-16 Amend John R Instrument with colorimeter and sensor inputs for interfacing with a computer
US7470917B1 (en) * 2004-12-15 2008-12-30 Turner Designs, Inc. Submersible apparatus for measuring active fluorescence

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4576173A (en) * 1982-06-28 1986-03-18 The Johns Hopkins University Electro-optical device and method for monitoring instanteous singlet oxygen concentration produced during photoradiation using a CW excitation source
US5564419A (en) 1987-11-25 1996-10-15 Radiometer A/S Method of photometric in vitro determination of the content of oxygen in a blood sample
US5578498A (en) 1991-05-22 1996-11-26 Behringwerke Ag Metal chelate containing compositions for use in chemiluminescent assays
GB9317881D0 (en) 1993-08-27 1993-10-13 Secr Defence Photosensitizers
US6013439A (en) * 1995-12-22 2000-01-11 Dade Behring Marburg Gmbh Detection of differences in nucleic acids
US6143514A (en) 1996-05-01 2000-11-07 Dade Behring Marburg Gmbh Chemiluminescent compositions and their use in the detection of hydrogen peroxide
ATE386934T1 (de) * 1997-06-04 2008-03-15 Sensor Technologies Inc Methode und vorrichtung zum nachweis oder zur quantifizierung von kohlenhydrate enthaltenden verbindungen
AT409306B (de) 1997-10-03 2002-07-25 Hoffmann La Roche Optisch chemischer sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5242835A (en) * 1987-11-03 1993-09-07 Radiometer A/S Method and apparatus for determining the concentration of oxygen
DE3887528T2 (de) 1987-11-03 1994-08-18 Radiometer As Verfahren zur bestimmung des sauerstoffgehaltes.
DE69233146T2 (de) 1991-05-22 2004-04-29 Dade Behring Marburg Gmbh Partikel, die eine Zusammensetzung beinhalten, die eine chemilumineszierende Verbindung umfassen
US7046347B1 (en) * 2001-03-30 2006-05-16 Amend John R Instrument with colorimeter and sensor inputs for interfacing with a computer
US20030058450A1 (en) * 2001-09-25 2003-03-27 Mosley R. Matthew Instrument and method for testing fluid characteristics
US7470917B1 (en) * 2004-12-15 2008-12-30 Turner Designs, Inc. Submersible apparatus for measuring active fluorescence

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JARVI ET AL.: "The Influence of Oxygen Depletion and Photosensitizer Triplet-state Dynamics During Photodynamic Therapy on Accurate Singlet Oxygen Luminescence Monitoring and Analysis of Treatment Dose Response", PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY, vol. 87, 2011, pages 223 - 234

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011007546A1 (de) 2012-10-18
US9080976B2 (en) 2015-07-14
EP2697626A1 (de) 2014-02-19
US20140045272A1 (en) 2014-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69738555T2 (de) Gerät unter Verwendung verschiedener optischer Messverfahren
EP2697626A1 (de) Messvorrichtung für eine messung einer singulettsauerstoff-lumineszenz
EP0148497B1 (de) Vorrichtung zum Führen und Sammeln von Licht in der Fotometrie od. dgl.
EP2072998B1 (de) Vorrichtung zur wahlweisen Messung von insbesondere Lumineszenz und/oder Fluoreszenzstrahlung
DE69937126T2 (de) Detektor und Siebvorrichtung für Ionenkanäle
WO1996013744A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur bestimmung stoffspezifischer parameter eines oder weniger moleküle mittels korrelations-spektroskopie
EP1733209B1 (de) Verfahren zum Überführen einer Probe von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand mit einem optischen Signal
EP2395344A2 (de) Fluoreszenzstandards und deren Verwendung
DE10223438B4 (de) Fluoreszenz-Mess-System
DE102010001189B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung der Photolumineszenzquantenausbeute und weiterer optischer Eigenschaften einer Probe
EP1279946B1 (de) Vorrichtung zur wahlweisen Messung von Lumineszenz- und/oder Fluoreszenzstrahlung
DE60210878T2 (de) Fortschrittliches System zur optischen Messung von Proben
DE102015002205A1 (de) Mikroskopische Vorrichtung mit Verfahren zur verbesertem Analyse von Photonendaten
EP3869183A1 (de) Vorrichtung zur ermittlung optischer eigenschaften von proben
CN102103084B (zh) 一种基于叶绿素分析藻类分类和鉴别的仪器和方法
WO2015090534A1 (de) Kalibriernormal für eine vorrichtung zur bildlichen darstellung biologischen materials
EP3614130B1 (de) Vorrichtung zur ermittlung optischer eigenschaften von proben
WO2017121814A1 (de) Portables gerät zur detektion von explosivstoffen mit einer vorrichtung zur erzeugung und messung von emission eines indikators
DE102012214932B4 (de) Testprobenvorrichtung und Testverfahren für ein optisches, im Sub-Wellenlängenbereich auflösendes Mikroskop
EP2261641A2 (de) Anordnung und Verfahren zur Bestimmung der Lumineszenzquantenausbeute einer lumineszierenden Probe
DE102010016801A1 (de) Fluoreszenz-Detektionseinheit für eine Flüssigchromatographie-Einrichtung
DE102010012580A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur zeitaufgelösten Durchflusszytometrie
DE3926881A1 (de) Kinetisches spektralphotometer auf impulsbasis
DE10106032A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur homogenen Ausleuchtung einer kleinen Fläche mit der Ulbricht'schen Kugel
DE102017008970A1 (de) Sensorvorrichtung und Verfahren zur Prüfung von Wertdokumenten, insbesondere Banknoten, sowie Wertdokumentbearbeitungssystem

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12721189

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14111813

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012721189

Country of ref document: EP