德国专利DE102004023178A1 Vorrichtung für die Analyse oder Absorptionsmessung an einer kleinen Menge eines flüssigen Mediums m

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专利摘要:
Eine Vorrichtung (1) hat integrierte Strahlumlenkungen mit Hilfe von entsprechenden Einrichtungen (7 und 9) sowie faseroptische Lichtleiter (10 und 11) zum Führen des zur Analyse eines flüssigen Mediums (2) dienenden Lichts (3) beispielsweise in einem Spektralfotometer, Spektralfluorimeter oder einer ähnlichen Messvorrichtung zu der an der Vorrichtung (1) befindlichen, als Aufnahmefläche (4) für das Medium ausgebildeten Messstelle und von dieser zurück zu dem Detektor das Spektralfotometers, Spektralfluorimeters oder dergleichen. Dabei ist diese Aufnahmestelle (4) als Messstelle flächig an der Oberseite der Vorrichtung (1) vorgesehen und in Gebrauchsstellung durch einen deckelartigen lösbaren Reflektor (8) abgeschlossen, der auch die Probe beziehungsweise das Medium (2) abstandslos berührt und vor dem Aufbringen der Probe sowie zum Reinigen der Messstelle abgenommen werden kann (Fig. 1).
公开号:DE102004023178A1
申请号:DE102004023178
申请日:2004-05-07
公开日:2005-12-01
发明作者:Holm Kändler；Thomas Dr. Sahiri
申请人:HELLMA GmbH and Co KG；
IPC主号:G01N21-03

专利说明:
[0001] DieErfindung betrifft eine Vorrichtung für die Analyse oder Absorptionsmessungan einer kleinen Menge, beispielsweise an einem Tropfen, eines flüssigem Mediumsmit Hilfe von Licht, das durch das Medium geführt ist und danach fotometrisch,spektralfotometrisch, fluorimetrisch oder spektralfluorimetrischdetektierbar oder analysierbar ist.
[0002] Invielen Fällenstehen von flüssigenProben nur geringe Mengen zur Verfügung. Dies gilt vor allem inder biochemischen, medizinischen oder pharmazeutischen Analytik.Bei systematischen Reihenuntersuchungen mit einer Vielzahl ähnlicherProben kommen beispielsweise Titrationsplatten als Probenbehälter zumEinsatz, die eine effiziente sequenzielle oder parallele Auswertungerlauben.
[0003] Für Einzelmessungenbei qualitativ sehr unterschiedlichen Substanzen und insbesonderebei Ab sorptionsmessungen werden solche Proben in bekannter Weisein Küvettengefülltund dann analysiert.
[0004] BeiKüvettenmit einem Messkammervolumen von zehn Mikroliter und darunter – also etwa Tropfengröße – ist esaufgrund der geringen Substanzmenge schwierig, die Probe des flüssigen Mediumsin den Messkanal einzubringen, da geeignete Küvetten nur über kleine Zugangsöffnungenverfügenund der Messkanal einen entsprechend kleinen Querschnitt hat. BeimEinbringen einer Probe des zu untersuchenden Mediums in den Messkanalmuss sichergestellt werden, dass dieser von dem Medium vollständig ausgefüllt wirdund sich beispielsweise keine Blasen innerhalb des von dem Messstrahl durchsetztenVolumens des flüssigenMediums befinden, da Blasen das Messergebnis erheblich verfälschen können.
[0005] Inder Regel werden deshalb Küvettenzunächstaußerhalbeines entsprechenden Messgeräts befüllt unddie Güteder Befüllungvisuell geprüft.Danach wird die Küvettein den Küvettenhaltereines Messgerätseingesetzt. Dabei muss die Küvetteso im Messstrahl positioniert werden, dass durch die Blendenwirkungdes Messkammerquerschnitts keine Schwankungen des der Küvette selbstzugehörendenAbsorptionsniveaus zustande kommen, weil auch durch derartige Schwankungendas Messergebnis verfälschtwerden könnte.Dies kann passieren, weil der Strahlquerschnitt eines als Messgerät dienendenSpektralfotometers in der Regel die freie Appertur von der erwähnten Küvette mitkleinsten Probenvolumina überschreitet.Selbst geringe Abweichungen in der Positionierung in der Küvette im Vergleichzu einer Referenzmessung oder durch Verwenden von mehreren zwarbaugleichen, aber Fertigungsschwankungen unterliegenden Küvetten innerhalbeines Messzyklus könnenzu Messwertabweichungen führen.Nach der Messung ist es aufgrund der Gestaltung der Küvettenhalterin handelsüblichen Messgeräten praktischunvermeidlich, die Küvetten zumEntleeren und Reinigen aus dem Halter zu entnehmen.
[0006] Aus DE 33 44 387 A1 istein Fotometerkopf fürkleine Messvolumina bekannt, bei welchem ein Paar von Lichtsenderund Lichtempfängerin einem Materialblock angeordnet ist und dieser Materialblock imBereich der einander zugewandten Flächen von Lichtsender und Lichtempfänger eineAusnehmung hat, die mit einer Platte abgedeckt ist. Diese Platteweist eine Bohrung auf, durch die eine Applikationseinrichtung inden Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen von Lichtsender und Lichtempfänger herangeführt werdenkann. Dadurch soll die Verwendung einer Küvette vermieden werden. DerTropfen des zu untersuchenden flüssigenMediums ist in den Abstand einzubringen und muss darin trotz derdarauf wirkenden Schwerkraft gehalten werden. Somit muss die Applikationeines Probe-Tropfens mit großerSorgfalt durchgeführtwerden, damit dieser trotz der Schwerkraft in dem nach unten offenenAbstand zwischen den Flächenfestgehalten wird, was im Übrigenauch eine entsprechende Konsistenz des zu untersuchenden Mediumsverlangt.
[0007] Esbesteht deshalb die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genanntenArt zu schaffen, bei welcher eine kleine Probemenge eines flüssigen Mediumsauf einfache Weise an einer Messstelle platziert werden kann unddie nach der Messung eine zuverlässigeund einfache Reinigung ermöglicht.Ferner soll eine Referenzmessung möglich sein, ohne dass sichdie Messbedingungen zwischen Referenzmessung und Probemessung für das Messergebnis nachteiligverändernkönnen.
[0008] ZurLösungdieser Aufgabe ist die eingangs definierte Vorrichtung dadurch gekennzeichnet,dass die Vorrichtung eine in Gebrauchsstellung obere flächige Aufnahmestellezum Aufbringen oder Auftropfen des Mediums, einen in Gebrauchsstellunghorizontal orientierten, unterhalb der Aufnahmestelle befindlichenLichteintritt in ihr Gehäuseund eine im Strahlengang hinter dem Lichteintritt befindliche ersteEinrichtung zur Umlenkung des Lichts nach oben zu der Aufnahmestellesowie einen oberhalb der Aufnahmestelle lösbar anbringbaren Reflektoraufweist, dass der Reflektor in seiner Gebrauchsstellung einen definiertenAbstand von der Aufnahmestelle hat, der zumindest im Bereich desLichtdurchganges von dem Medium ausgefüllt oder ausfüllbar ist,und dass eine zweite Einrichtung zum Umlenken des von dem Reflektorkommenden Lichts zu einem Detektor vorgesehen ist.
[0009] Beidieser Vorrichtung kann also das zu untersuchende Medium auch insehr kleiner Menge auf eine im Wesentlichen horizontale Fläche aufgebracht oderaufgetropft werden, wobei diese Aufnahmestelle von dem Licht dannzumindest einmal durchflossen wird. Dies kann auf dem Weg zu demReflektor oder von dem Reflektor der Fall sein, wobei sich jedochin vorteilhafter Weise eine entsprechend große Messstrecke ergibt, wenndas Licht sowohl auf seinem Weg zu dem Reflektor als auch von diesemReflektor kommend durch die Probe geleitet wird.
[0010] Dadas Medium auf eine obere flächigeAufnahmestelle aufgetragen werden kann, bedarf es keiner besonderenSorgfalt und keiner besonderen Vorkehrungen, um negative Auswirkungender Schwerkraft zu vermeiden. Vielmehr hilft die Schwerkraft sogarmit, das Medium in seiner Lage zu halten, in welcher die Messungerfolgen soll. Auch ein aufwendiges Einfüllen in einen Messkanal kannauf diese Weise vermieden werden. Es genügt, den lösbaren Reflektor abzunehmen,die Probe auf die Aufnahme- oder Messstelle aufzutragen und denReflektor in seine Gebrauchsstellung zu bringen, um dann die Messungdurchführenzu können.Somit eignet sich die Vorrichtung auch für eine effektive Durchführung von Einzelmessungenan kleinen und kleinsten Mengen des zu untersuchenden Mediums. Fernersind fürall diese Messungen übereinstimmendeMessbedingungen gegeben, so dass es keine nachteiligen Veränderungenzwischen Referenzmessung und Probenmessung gibt. Das Auftropfeneiner Probe beispielsweise mittels einer Pipette ist dabei ein äußerst einfachdurchführbarerVorgang.
[0011] Inzweckmäßiger Weisekann also die Aufnahmestelle als Fläche von oben zugänglich seinund das zu untersuchende Medium kann durch die Schwerkraft auf derAufnahmestelle festlegbar oder gehalten sein.
[0012] Zweckmäßig istes dabei, wenn die Aufnahmestelle so groß bemessen ist, dass das durchsie hindurch zu dem Reflektor verlaufende und von diesem zurückgeworfeneLicht wenigstens einmal, insbesondere zweimal durch die Aufnahmestelle und/oderdurch das Medium geführtist. In letzterem Falle ergibt sich eine Messstrecke die dem doppeltemAbstand der Aufnahmestelle von dem Reflektor entspricht, was einewirkungsvolle Messung und Untersuchung erlaubt.
[0013] EineAusgestaltung von vorteilhafter Bedeutung kann darin bestehen, dassvon der ersten Einrichtung zur Umlenkung des Lichts zu der Aufnahmestellehin ein Lichtleiter oder lichtleitendes Faserbündel und insbesondere zwischender Aufnahmestelle und der zweiten Einrichtung zum Umlenken desvon dem Reflektor und der Probe kommenden Lichts ein Lichtleiteroder ein das Licht leitendes Faserbündel angeordnet sind. Auf dieseWeise kann die von dem Licht beaufschlagte Aufnahmestelle oder deran der Aufnahmestelle wirksame Messfleck klein gehalten werden,was gleichzeitig eine bestmögliche Ausnutzungdes Lichts bedeutet. Dies gilt selbst dann, wenn das Licht die zumessende Probe zweimal durchläuft, nämlich aufseinem Weg zu dem Reflektor und auf seinem Weg von dem Reflektorzurück.Mit Hilfe der erwähntenLichtleiter oder lichtleitenden Faserbündel lassen sich die Lichtstrahlenauf engsten Raum konzentrieren.
[0014] Dabeikann die gezielte Leitung des Lichts dadurch verbessert werden,dass unterhalb der Aufnahmestelle für das Medium eine das LichtbündelndeOptik, zumindest eine Sammellinse, vorgesehen ist, die mit dem/denLichtleitern optisch gekoppelt ist. Eine derartige Optik kann sowohlmit dem von der ersten Einrichtung zur Umlenkung des Lichts kommendenLichtleiter als auch mit dem Lichtleiter kombiniert sein, der zuder zweiten Einrichtung zur Umlenkung des Lichts führt. Esist aber auch möglich, einegemeinsame Optik fürdie beiden an ihren Enden nah beieinander befindlichen Lichtleiteroder Faserbündelvorzusehen.
[0015] Einebesonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zur Begrenzungder seitlichen Ausdehnung der Aufnahmestelle und damit zur weiterenVerminderung der notwendigen Mängeldes zu untersuchenden Mediums kann darin bestehen, dass die Aufnahmestelleeine flächigeVertiefung an der Oberseite der Vorrichtung unterhalb des Reflektorsist und insbesondere durch die der Aufnahmestelle zugewandte Begrenzungder Optik oder Linse oder durch die dort endenden Lichtleiter gebildetist, wobei die Linse oder Optik und/oder die Enden der Lichtleiter gegenüber derOberseite der Halterung fürdie Linse oder Optik oder die Lichtleiter zurückversetzt sind. Bei einerbevorzugten Ausführungsformkann also die Aufnahmestelle dadurch nach den Seiten hin begrenztsein, dass sie eine Vertiefung ist beziehungsweise in einer Vertiefungangeordnet ist, die bevorzugt dadurch gebildet sein kann, dass dieOptik oder Linse oder die Enden der Lichtleiter gegenüber der oberstenBegrenzung oder Flächeihre Halterung etwas vertieft angeordnet oder versetzt sind, sodass auf diese Weise die entsprechende Vertiefung automatisch gebildetist.
[0016] Zweckmäßig istes dabei, wenn die mit den Lichtleitern – zumindest optisch – gekoppelteLinse oder Optik gleichzeitig als Abschlussfenster der Vorrichtungausgebildet ist, auf welches die zu untersuchende Probe des Mediumsauftropfbar ist. Aus diesen Merkmalen und Möglichkeiten ergibt sich also einesehr einfach bedienbare Vorrichtung, auf die eine sehr geringe Mengeeines Mediums durch Auftropfen aufgetragen werden kann, was einesehr einfache Bedienbarkeit ergibt. Dennoch kann diese Probe auchsehr effektiv von Licht durchflossen werden, das auf einfache Weisegemessen oder detektiert werden kann.
[0017] DerReflektor kann ein Spiegel oder ein reflektierendes Prisma seinund kann die Probe in Gebrauchsstellung abstandslos berühren. Entsprechendeffektiv wird die Probe von dem Licht durchstrahlt und von dem Reflektorzurückgelenkt,um über diezweite Einrichtung zur Umlenkung zu dem eigentlichen Detektor zugelangen. Die Messstrecke durch die Probe kann dabei doppelt sogroß wieder Abstand der Aufnahmeflächevon der Oberflächedes Reflektors sein und das Licht kann diesen Abstand zweimal durchlaufen,wie vorstehend schon erwähnt.
[0018] Für eine gleichbleibendeGenauigkeit der Messungen und fürdie Vermeidung von Veränderungender Messbedingungen zwischen den einzelnen Messungen sowie gegenüber Referenzmessungen istes besonders zweckmäßig, wennder lösbaraufsetzbare oder anbringbare Reflektor gegenüber der Vorrichtung und ihremGehäusein Gebrauchsstellung drehfest gehalten und zentriert ist. Dadurchwird sichergestellt, dass er immer in der selben Position relativzu der Vorrichtung und ihrem Gehäuseund somit auch zu der Aufnahmestelle angebracht wird, nachdem eineProbe aufgetragen wurde. Entsprechend übereinstimmend sind die jeweiligenReflektionsbedingungen. Dabei sind unterschiedliche konstruktiveMöglichkeitenvorhanden, die Drehfestigkeit sicherzustellen, obwohl der Reflektoraus seiner Gebrauchslage abgenommen werden kann.
[0019] Damitder Reflektor in Gebrauchsstellung in wiederholbarer Weise den vorgegebenenAbstand zu der Aufnahmestelle erhält, kann dieser Abstand durchwenigstens einen Abstandhalter zwischen Reflektor und Gehäuse odereinen Anschlag festgelegt sein. Somit besteht für einen Benutzer nicht dieNotwendigkeit, beim Aufsetzen des Reflektors auf die Vorrichtungin seine Gebrauchslage Vorkehrungen für die Einhaltung des vorgegebenenAbstands zu treffen. Auch die Ausbildung des Abstandhalters oder einesAnschlages kann auf unterschiedliche Weise konstruktiv gelöst sein.Dabei ist unter Umständen sogardenkbar, dass der Abstandhalter und die Halterung für die Drehfestigkeitdes Reflektors miteinander kombiniert sind.
[0020] Zwarkann die Einstrahlung von Licht an der Vorrichtung beliebig erfolgenund auch die Detektion kann in geeigneter Weise mit dem Lichtaustrittaus der Vorrichtung zusammenwirken, wobei beliebige Messvorrichtungenverwendbar sind.
[0021] Besonderszweckmäßig istes jedoch, wenn die Vorrichtung die Außenabmessung einer in ein Fotometer,Spektralfotometer, Fluorimeter oder Spektralfluorimeter passendeinsetzbaren, von deren Licht beaufschlagbaren Küvette aufweist und wenn diein dem Inneren der Vorrichtung angeordneten Einrichtungen zur Lichtzuleitungoder Lichtumlenkung an der Stelle der Vorrichtung angeordnet sind,an welcher bei üblichenKüvettenEintritts- und Austrittsfenster für das zur Messung dienende Lichtvorgesehen sind, wobei die erste Einrichtung zur Lichtumlenkungdas von dem Fotometer eingestrahlte Licht zu der Aufnahmefläche umlenktund die zweite Einrichtung zur Lichtumlenkung das von der MessstellezurückkommendeLicht zu dem Detektor umlenkt. Durch eine geschickte Wahl der Abmessungender erfindungsgemäßen Vorrichtungkann diese also in die gängigenFotometer, Spektralfotometer, Fluorimeter oder Spektralfluorimetereingesetzt werden, um dort zur Messung auch mengenmäßig sehrkleiner Proben eines Mediums dienen zu können. Dies vermindert vor allemdie Investitions- und Installationskosten beträchtlich.
[0022] Günstig istes, wenn die Vorrichtung aus Glas oder Kunststoff besteht und imBereich des Lichteintritts als erste Einrichtung zur Umlenkung ein Umlenkprismaoder einen Umlenkspiegel zu einem rechtwinklig zum Lichteintrittstehenden Schacht oder Kanal füreinen Lichtleiter oder ein lichtleitendes Faserbündel und parallel dazu denweiteren Lichtleiter mit einem an dessen Mündung zugeordneten zweitenUmlenkprisma oder Umlenkspiegel hat, welchem ein Austrittsfensterfür dasLicht gegenüberliegt oderdieses Fenster bildet.
[0023] Lichteintrittund Lichtaustritt entsprechen auf diese Weise denen einer handelsüblichenKüvette, sodass die Zuleitung des Lichts und auch dessen Detektion nach demDurchstrahlen der Probe sehr einfach vor allem in entsprechendenschon existierenden Messvorrichtungen durchgeführt werden kann.
[0024] Beispielsweisekann das Außenmaß des Querschnittsder Vorrichtung dem einer Standardküvette entsprechen und insbesondere12,5 Millimeter mal 12,5 Millimeter betragen.
[0025] Essei noch erwähnt,dass der aus der Vorrichtung wieder austretende Lichtstrahl mitdem eintretenden Lichtstrahl fluchten oder mit diesem einen rechtenWinkel einschließenkann. Letzteres ist vor allem bei Fluorimetern oder Spektralfluorimetern zweckmäßig.
[0026] Vorallem bei Kombination einzelner oder mehrerer der vorbeschriebenenMerkmale und Maßnahmenergibt sich eine eingangs definierte Vorrichtung, die eine einfacheHandhabung und eine Untersuchung auch sehr kleiner Mengen einesflüssigen Mediumserlaubt unabhängigvon dessen Viskosität. AuchMedien relativ hoher Viskositätkönnengut untersucht werden, da sie problemlos auf der im Wesentlichenhorizontalen Aufnahmeflächegehalten werden können.Ferner ist die Reinigung nach erfolgter Messung sehr einfach undkann beispielsweise mit Hilfe von Optik-Reinigungstüchern odermit Tupfern durchgeführtwerden. Gegebenenfalls können dabei übliche Reinigungsmittelzum Einsatz kommen. Günstigist dabei, dass die von dem untersuchten Medium beaufschlagte Messstellesehr einfach zugänglichist, wobei die Vorrichtung sogar in dem Messgerät verbleiben kann.
[0027] Insgesamtergibt sich eine Vorrichtung, die vor allem bei einer Ausbildungmit küvettenähnlichen Abmessungenin die meisten kommerziell verfügbarenMessgeräteund dabei auch in ältereMessgeräte ohneModifikation eingesetzt werden kann. Referenzmessung, Probemessungund Reinigung könnenmit geringem Aufwand und ohne nennenswerten Zeitverlust zügig durchgeführt werden.
[0028] Nachstehendsind Ausführungsbeispieleder Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt inzum Teil schematisierter Darstellung:
[0029] 1 einenLängsschnitteiner erfindungsgemäßen Vor richtungmit ihrem Gehäuse,in welches ein Lichtstrahl horizontal eintritt und durch eine erste Einrichtungin vertikale Richtung nach oben umgelenkt wird, wobei eine obereflächigeAufnahmestelle zum Auftragen des zu untersuchenden Mediums vorgesehenist überder sich ein lösbaranbringbarer Reflektor befindet, von welchem das Licht über einen zweitenLichtleiter zu einer zweiten Einrichtung zum Umlenken des Lichtswieder aus der Vorrichtung heraus befindet, wobei die Aufnahmestelledurch eine das Licht bündelndeOptik gebildet ist,
[0030] 2 eineder 1 entsprechende Darstellung eines abgewandeltenAusführungsbeispiels, beiwelchem die Lichtleiter bis an die flächige Aufnahmestelle für das zuuntersuchende Medium führen,
[0031] 3 imvergrößertem Maßstab diein 1 durch einen Kreis gekennzeichnete Einzelheitbei noch abgenommenen Reflektor, nach dem eine Probe aufgetragenwurde,
[0032] 4 eineder 3 entsprechende Darstellung nach dem Anbringendes Reflektors in seiner Gebrauchslage, in welcher er die Probeabstandslos berührtund sich mit seiner der Probe zugewandten Oberfläche in einem definierten Abstandzu der Aufnahmestelle befindet, durch die das Licht verläuft,
[0033] 5 dieAnordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtunggemäß 1 ineinem an sich für Küvetten bestimmtenAufnahmeschachts eines Fotometers oder dergleichen Messgerät sowie
[0034] 6 eineder 5 entsprechende Darstellung mit einer Vorrichtunggemäß 2.
[0035] Inder nachfolgenden Beschreibung erhalten hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmendeTeile der unterschiedlichen Ausführungsbeispieleauch bei etwas abgewandelter Formgebung übereinstimmende Bezugszahlen.
[0036] Eineim Ganzen mit 1 bezeichnete Vorrichtung, deren Gehäuse 6 unddamit auch deren Gehäuseinhaltin den 1, 2, 5 und 6 im Längsschnittdargestellt sind, dient fürdie Analyse oder Absorptionsmessung an einer kleinen Menge, beispielsweisean einem Tropfen eines flüssigenMediums 2 mit Hilfe von durch Pfeile 3 symbolisierten Licht.Dieses Licht wird durch das Medium 2 geführt unddanach fotometrisch, spektralfotometrisch, fluorimetrisch oder spektralfluorimetrischin an sich bekannter Weise detektiert oder analysiert.
[0037] Vorallem bei gemeinsamer Betrachtung der 1 bis 4 erkenntman, dass die Vorrichtung 1 eine in Gebrauchsstellung obereflächige,im wesentlichen horizontale und ebene Aufnahmestelle 4 zum Aufbringenoder Auftropfen des Mediums 2, einen in Gebrauchsstellunghorizontal orientierten, unterhalb der Aufnahmestelle 4 befindlichenLichteintritt 5 in ihr Gehäuse 6 und eine imStrahlengang hinter dem Lichteintritt 5 befindliche ersteEinrichtung 7 zum Umlenken des Lichts nach oben zu derAufnahmestelle 4 sowie einen oberhalb der Aufnahmestelle 4 lösbar anbringbarenReflektor 8 aufweist. Dabei hat dieser Reflektor 8 inGebrauchsstellung einen definierten Abstand von der Aufnahmestelle 4,um eine gleichbleibende präziseMessstrecke fürdas Licht zu ergeben. Dieser Abstand ist gemäß 4 zumindestim Bereich des Lichtdurchgangs von dem Medium 2 ausgefüllt oderausfüllbar.Ferner weist die Vorrichtung 1 noch eine zweite Einrichtung 9 zumUmlenken des von dem Reflektor 8 kommenden Lichts zu einemDetektor auf, der in 1 und 2 nichtnäher dargestelltist.
[0038] Anhandder 1 bis 3 und dabei vor allem der 3 wirddeutlich, dass die Aufnahmestelle 4 als Fläche vonoben zugänglichist und das zu untersuchende Medium 2 also durch seineSchwerkraft auf dieser Aufnahmestelle 4 festlegbar undgehalten ist. Dabei ist diese Aufnahmestelle 4 so groß bemessen,dass das durch sie hindurch zu dem Reflektor 8 verlaufendeund von diesem zurückgeworfeneLicht 3 wenigstens einmal, in beiden Ausführungsbeispielensogar zweimal durch die Aufnahmestelle 4 und durch dasMedium 2 geführtist. Dadurch wird erreicht, dass die Messstrecke durch die von demMedium 2 gebildete Probe doppelt so groß wie der Abstand der Aufnahmefläche 4 vonder Oberflächedes Reflektors 8 ist und das Licht diesen Abstand zweimaldurchläuft.Die Messstrecke kann auf diese Weise also doppelt so groß wie dererwähnteAbstand sein.
[0039] Inbeiden Ausführungsbeispielengemäß 1 und 5 einerseitssowie gemäß 2 und 6 andererseitsist vorgesehen, dass von der ersten Einrichtung 7 zur Umlenkungdes Lichts zu der Aufnahmestelle 4 hin ein Lichtleiteroder lichtleitendes Faserbündel 10 undebenso zwischen der Aufnahmestelle 4 und der zweiten Einrichtung 9 zum Umlenkendes von dem Reflektor 8 und von der Probe kommenden Lichtsein Lichtleiter oder ein das Licht leitendes Faserbündel 11 angeordnetsind, damit das Licht effektiv und mit möglichst geringen Verlustenzu der Aufnahmestelle 4 und zu dem als Probe vorgesehenenMedium 2 gelangen kann.
[0040] Gemäß 1, 3, 4 und 5 ist dabeiunterhalb der flächigenAufnahmestelle 4 für dasMedium 2 eine das Licht bündelnde Optik 12, beispielsweiseeine Sammellinse vorgesehen, die mit den Lichtleitern 10 und 11 optischgekoppelt ist.
[0041] BeimAusführungsbeispielgemäß 2 und 6 verlaufendie Lichtleiter 10 und 11 hingegen bis unmittelbaran die Aufnahmestelle 4.
[0042] Inbeiden Ausführungsbeispielenist die Aufnahmestelle 4 eine flächige Vertiefung an der Oberseiteder Vorrichtung 1 unterhalb des Reflektors 8.Im Ausführungsbeispielgemäß 1, 3 und 4 istdabei diese Aufnahmestelle 4 durch die ihr zugewandte Begrenzungder Optik oder Linse 12 und im Ausführungsbeispiel gemäß 2 durchdie dort endenden Lichtleiter 10 und 11 gebildet,wobei die Linse oder Optik 12 und/oder die Enden der Lichtleiter 10, 11 gegenüber derOberseite 13 der Halterung für die Linse oder Optik oderdie Lichtleiter beziehungsweise gegenüber der Oberseite 13 desGehäuses 6 zurückversetztsind. Vor allem die Zurückversetzung derOptik 12 zur Bildung der etwas vertieften Aufnahmestelle 4 erkenntman besonders gut in 3 und 4. Somitwird die Probe des flüssigenMediums 2 auch nach den Seiten hin begrenzt und gehalten, wozuaußerdemihre Oberflächenspannungnoch beitragen kann. Es kann also auf kleinstem Raum eine definiertekleine Menge von wenigen Mikrolitern festgelegt und mit Hilfe vonLicht untersucht und detektiert werden.
[0043] Indiesem Ausführungsbeispielgemäß 3 und 4 istalso die mit den Lichtleitern 10 und 11 gekoppelteLinse oder Optik 12 gleichzeitig als Abschlussfenster derVorrichtung 1 ausgebildet, auf welches die zu untersuchendeProbe des Mediums 2 auftropfbar ist. Entsprechend gut undeinfach ist die Bedienung und die Zugänglichkeit sowohl beim Aufbringender Probe als auch bei einer späterenReinigung.
[0044] DerReflektor 8 ist im Ausführungsbeispiel einSpiegel, könnteaber auch ein reflektierendes Prisma sein und berührt gemäß 4 dieProbe in Gebrauchsstellung abstandslos.
[0045] Dabeiist dieser lösbaraufsetzbare oder anbringbare Reflektor 8 gegenüber derVorrichtung 1 und ihrem Gehäuse 6 in Gebrauchsstellungdrehfest gehalten und zentriert. Dies ist beispielsweise in 1 und 2 durcheinen das Gehäuse 6 übergreifendenRand 13 an dem Reflektor 8 bewirkt, der wenigstenseinen randoffenen und sich dabei nach unten öffnenden Schlitz 14 aufweist,womit ein mit dem Gehäuse 6 oderder Vorrichtung 1 verbundener Vorsprung oder Stift 15 übergriffenwerden kann. Währendder Rand 13 fürdie Zentrierung sorgt, kann mit Hilfe des Schlitzes 14 unddes Vorsprunges oder Stiftes 15 die Drehfestigkeit bewirktwerden. Dabei könnteder Stift – exzentrischzur Optik 12 – auch durchdie gesamte Vorrichtung 6 verlaufen und an einem entgegengesetztenEnde mit einem zweiten, sich nach unten öffnenden Schlitz 14 desRandes 13 des Reflektors 8 zusammenwirken.
[0046] DerAbstand des Reflektors 8 von der Aufnahmestelle 4 istim Ausführungsbeispieldurch einen ringförmigenAbstandhalter 16 festgelegt, der zwischen Reflektor 8 undOberseite 13 des Gehäuses 6 angeordnetund insbesondere befestigt ist. Es könnte aber auch ein sonstigerAnschlag fürden Reflektor 8 vorgesehen sein, der auch gegebenenfallsindirekt mit seinem Rand 13 zusammenwirkt. Anstelle eines andem Reflektor im Bereich von dem Rand 13 ringartig angeordnetenund umlaufenden Abstandhalters 16 könnten auch einzelne Abstandhalterstücke vorgesehensein. Dabei ist besonders günstig,wenn dieser Abstandhalter 16 mit dem Reflektor 8 verbundenist, so dass nach Abnahme des Reflektors die Oberseite 13 unddie Aufnahmestelle 4 ungehindert für eine Reinigung zugänglich sind.
[0047] Inden 5 und 6 ist eine besonders zweckmäßige Ausgestaltungder Vorrichtungen 1 dargestellt, wobei dabei sowohl dieVorrichtung nach 1 als auch die nach 2 dieAußenabmessung einerin ein Fotometer, Spektralfotometer, Fluorimeter oder Spektralfluorimeterpassend einsetzbaren, von deren Licht beaufschlagbaren Küvette aufweisen.In 5 und 6 erkennt man jeweils einen Aufnahmeschacht 17 einesderartigen Fotometers, Spektralfotometers, Fluorimeters oder Spektralfluorimeters,die jeweils nur stark schematisiert angedeutet sind. Dabei sinddie im Inneren der Vorrichtung 1 angeordneten Einrichtungen 7 und 9 zurLichtzuleitung oder Lichtumlenkung an der Stelle der Vorrichtung 1 angeordnet,an welcher bei üblichenKüvetten Eintritts-und Austrittsfenster fürdas zur Messung dienende Licht 3 vorgesehen sind, wobeidie erste Einrichtung 7 zur Lichtumlenkung das von demFotometer oder dergleichen eingestrahlte Licht zu der Aufnahmefläche 4 umlenktund die zweite Einrichtung 9 zur Lichtumlenkung das vonder Messstelle und dem Reflektor zurückkommende Licht zu dem Detektorumlenkt.
[0048] Somitkann die bei entsprechender Abmessung der Vorrichtung 1 diesein bestehende Messgeräteeingesetzt werden, wodurch deren Anwendbarkeit vergrößert wird,weil sie dadurch geeignet sind, auch kleine und kleinste Mengeneines Mediums 2 zu untersuchen. Zweckmäßig ist es dabei, wenn dasAußenmaß des Querschnittsder Vorrichtung 1 dem einer Standardküvette entspricht und insbesondere 12,5mm × 12,5mm beträgt,weil die Mehrzahl von Fotometern oder dergleichen Messgeräte für derartigeAbmessungen ausgebildet sind. Dabei kann der austretende Lichtstrahlmit dem eintretenden Lichtstrahl fluchten, wie es in den 1 und 2 sowie inden 5 und 6 dargestellt ist. Es ist aber auchmöglich,dass der austretende Lichtstrahl mit dem eintretenden Lichtstrahlin einer etwa horizontalen Ebene einen rechten Winkel einschließt, wasvor allem bei Fluorimetern zweckmäßig ist.
[0049] Essei noch erwähnt,dass die Vorrichtung 1 zweckmäßiger Weise aus Glas oder Kunststoffbesteht und im Bereich des Lichteintritts 5 als erste Einrichtung 7 zurUmlenkung ein Umlenkprisma oder ein Umlenkspiegel zu einem rechtwinkligzu dem Lichteintritt stehenden Schacht 18 oder Kanal für den Lichtleiter 10 undparallel dazu den weiteren Lichtleiter 11 mit einem andessen Mündungangeordneten zweiten Umlenkprisma oder Umlenkspiegel hat, welchemein Austrittsfenster fürdas Licht gegenüber liegtoder dieses Fenster bildet. Dabei verläuft auch der zweite Lichtleiter 11 ineinem Schacht oder Kanal 18.
[0050] DieVorrichtung 1 hat integrierte. Strahlumlenkungen mit Hilfevon entsprechenden Einrichtungen 7 und 9 sowiefaseroptische Lichtleiter 10 und 11 zum Führen deszur Analyse eines flüssigenMediums 2 dienenden Lichts 3 beispielsweise ineinem Spektralfotometer, Spektralfluorimeter oder einer ähnlichenMessvorrichtung zu der an der Vorrichtung 1 befindlichen,als Aufnahmefläche 4 für das Medium ausgebildetenMessstelle und von dieser zurückzu dem Detektor des Spektralfotometers, Spektralfluorimeters oderdergleichen. Dabei ist diese Aufnahmestelle 4 als Messstelleflächigan der Oberseite der Vorrichtung 1 vorgesehen und in Gebrauchsstellung durcheinen deckelartigen lösbarenReflektor 8 abgeschlossen, der auch die Probe beziehungsweisedas Medium 2 abstandslos berührt und vor dem Aufbringender Probe sowie zum Reinigen der Messstelle abgenommen werden kann.

权利要求:
Claims (15)
[1] Vorrichtung (1) für die Analyse oder Absorptionsmessungan einer kleinen Menge, beispielsweise an einem Tropfen, eines flüssigen Mediums(2) mit Hilfe von Licht (3), das durch das Medium(2) geführt istund danach fotometrisch, spektralfotometrisch, fluorimetrisch oderspektralfluorimetrisch detektierbar oder analysierbar ist, dadurchgekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) eine in Gebrauchsstellung obereflächigeAufnahmestelle (4) zum Aufbringen oder Auftropfen des Mediums(2), einen in Gebrauchsstellung horizontal orientierten,unterhalb der Aufnahmestelle (4) befindlichen Lichteintritt(5) in ihr Gehäuse(6) und eine im Strahlengang hinter dem Lichteintritt (5)befindliche erste Einrichtung (7) zur Umlenkung des Lichtsnach oben zu der Aufnahmestelle (4) sowie einen oberhalbder Aufnahmestelle (4) lösbar anbringbaren Reflektor(8) aufweist, dass der Reflektor (8) in seinerGebrauchsstellung einen definierten Abstand von der Aufnahmestelle(4) hat, der zumindest im Bereich des Lichtdurchgangesvon dem Medium (2) ausgefüllt oder ausfüllbar ist,und dass eine zweite Einrichtung (9) zum Umlenken des vondem Reflektor (8) kommenden Lichts zu einem Detektor vorgesehenist.
[2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Aufnahmestelle (4) als Fläche von oben zugänglich istund das zu untersuchende Medium (2) durch die Schwerkraftauf der Aufnahmestelle (4) festlegbar oder gehalten ist.
[3] Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass die Aufnahmestelle (4) so groß bemessen ist, dass das durchsie hindurch zu dem Reflektor (8) ver laufende und von diesemzurückgeworfeneLicht (3) wenigstens einmal, insbesondere zweimal durchdie Aufnahmestelle (4) und/oder durch das Medium (2)geführtist.
[4] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,dass von der ersten Einrichtung (7) zur Umlenkung des Lichtszu der Aufnahmestelle (4) hin ein Lichtleiter oder lichtleitendesFaserbündel(10) und insbesondere zwischen der Aufnahmestelle (4)und der zweiten Einrichtung (9) zum Umlenken des von demReflektor (8) und der Probe kommenden Lichts ein Lichtleiteroder ein das Licht leitendes Faserbündel (11) angeordnetsind.
[5] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,dass unterhalb der Aufnahmestelle (4) für das Medium (2) einedas Licht bündelndeOptik (12), zumindest eine Sammellinse, vorgesehen ist,die mit dem/den Lichtleitern (10, 11) optischgekoppelt ist.
[6] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,dass die Aufnahmestelle (4) eine flächige Vertiefung an der Oberseiteder Vorrichtung (1) unterhalb des Reflektors (8)ist und insbesondere durch die der Aufnahmestelle zugewandte Begrenzungder Optik oder Linse (12) oder durch die dort endendenLichtleiter (10, 11) gebildet ist, wobei die Linseoder Optik (12) und/oder die Enden der Lichtleiter (10, 11)gegenüberder Oberseite (13) der Halterung für die Linse oder Optik (12)oder die Lichtleiter zurückversetztsind.
[7] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,dass die mit den Lichtleitern (10, 11) gekoppelteLinse oder Optik (12) gleichzeitig als Abschlussfensterder Vorrichtung (1) ausgebildet ist, auf welches die zuuntersuchende Probe des Mediums (2) auftropfbar ist.
[8] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,dass der Reflektor (8) ein Spiegel oder ein reflektierendesPrisma ist und die Probe des Mediums (2) in Gebrauchsstellungabstandslos berührt.
[9] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,dass die Messstrecke durch die Probe doppelt so groß wie derAbstand der Aufnahmefläche(4) von der Oberflächedes Reflektors (8) ist und das Licht diesen Abstand zweimal durchläuft.
[10] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,dass der lösbaraufsetzbare oder anbringbare Reflektor (8) gegenüber der Vorrichtung(1) und ihrem Gehäuse(6) in Gebrauchsstellung drehfest gehalten und zentriertist.
[11] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,dass der Abstand des Reflektors (8) von der Aufnahmestelle(4) durch wenigstens einen Abstandhalter (16)zwischen Reflektor (8) und Gehäuse (6) oder einenAnschlag festgelegt ist.
[12] Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) die Außenabmessungeiner in ein Fotometer, Spektralfotometer, Fluorimeter oder Spektralfluorimeterpassend einsetzbaren, von deren Licht beaufschlagbaren Küvette aufweistund dass die in dem Inneren der Vorrichtung (1) angeordnetenEinrichtungen (7, 9) zur Lichtzuleitung oder Lichtumlenkungan der Stelle der Vorrichtung (1) angeordnet sind, an welcherbei üblichenKüvettenEintritts- und Austrittsfenster für das zur Messung dienendeLicht (3) vorgesehen sind, wobei die erste Einrichtung(7) zur Lichtumlenkung das von dem Fotometer oder dergleicheneingestrahlte Licht zu der Aufnahmefläche (4) umlenkt unddie zweite Einrichtung (9) zur Lichtumlenkung das von derMessstelle zurückkommendeLicht zu dem Detektor umlenkt.
[13] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,dass sie aus Glas oder Kunststoff besteht und im Bereich des Lichteintritts (5)als erste Einrichtung (7) zur Umlenkung ein Umlenkprismaoder einen Umlenkspiegel zu einem rechtwinklig zum Lichteintrittstehenden Schacht (18) oder Kanal für einen Lichtleiter (10)und parallel dazu den weiteren Lichtleiter (11) mit eineman dessen Mündungangeordneten zweiten Umlenkprisma oder Umlenkspiegel hat, welchemein Austrittsfenster für dasLicht gegenüberliegt oder dieses Fenster bildet.
[14] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet,dass das Außenmaß des Querschnittsder Vorrichtung (1) dem einer Standard-Küvette entsprichtund insbesondere 12,5 mm × 12,5mm beträgt.
[15] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,dass der austretende Lichtstrahl mit dem eintretenden Lichtstrahlfluchtet oder mit diesem einen rechten Winkel einschließt.

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