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DE2148367A1 - Differential Filter Fluorescenz meßeinnchtung - Google Patents

Differential Filter Fluorescenz meßeinnchtung

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Publication number
DE2148367A1
DE2148367A1 DE19712148367 DE2148367A DE2148367A1 DE 2148367 A1 DE2148367 A1 DE 2148367A1 DE 19712148367 DE19712148367 DE 19712148367 DE 2148367 A DE2148367 A DE 2148367A DE 2148367 A1 DE2148367 A1 DE 2148367A1
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DE
Germany
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radiation
opening
light pipe
light
responsive
Prior art date
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Application number
DE19712148367
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English (en)
Inventor
Emmet S Jupiter Fla Watson (V St A )
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LAB DATA CONTROL Inc
Original Assignee
LAB DATA CONTROL Inc
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Publication date
Application filed by LAB DATA CONTROL Inc filed Critical LAB DATA CONTROL Inc
Publication of DE2148367A1 publication Critical patent/DE2148367A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/16Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void using electric radiation detectors
    • G01J1/1626Arrangements with two photodetectors, the signals of which are compared
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
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  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Description

DIPL.-PHYS. F. ENDLICH 8Ö34 unterpfaffenhofen , 27.9.1971
ki/jo
POSTFACH
PATENTANWALT TELEFON : (MÜNCHEN) 84 36 38
2 J A 0 3 6 V TELEGRAMMADRESSE:
PATENOUCH MÖNCHEN
CABLE ADDRESS ; PATENDLJCH MUNICH
Meine Akte; L-2890
Anmelder: Laboratory Data Control, Inc. of Interstate, Industrial Park, Riviera Beach, Florida, USA
Differentialfilter-Fluoreszenzmeßeinrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Differentialfilter-Fluoreszenzmeßeinrichtung. Die Fluorimetrie ist ein bekanntes analytisches Verfahren, das auf der Tatsache beruht, daß gewisse Moleküle Strahlungen einer bestimmten Wellenlänge absorbieren, und zumeist gleichzeitig eine fluoreszierende Strahlung einer längeren /ellenlange ausstrahlen. Kittels Instrumenten, die diese Fluoreszenz messen, können wertvolle Informationen für quantitative, chemische Analysen und ebenso für theoretische Untersuchungen des elektronischen und physikalischen Aufbaus von Molekülen erhalten werden. Obwohl bereits eine Anzahl die Fluoreszenz messende Instrumente bekannt sind, weisen diese verschiedene Mangel auf, die möglichst beseitigt oder überwunden werden sollten. Beispielsweise besitzen die meisten derartigen Instrumente verhältnismäßig große Zellenvolumen, die die Messung der Fluoreszenz von kleinen Proben schwierig machen. Auch wird bei derartigen Instrumenten im allgemeinen nur ein einziger Strahl verwendet, 'denn es sich
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um Instrumente mit zwei Strahlen handelt, besitzen sie im allgemeinen nur eine Flüssigkeits-Zellenkammer und benötigen normalerweise entweder einen "Lichtzerhacker11 bzw. einen Lochscheibengenerator oder angepaßte Photoelektronen-Vervielfacher. Bei bekannten Instrumenten können wegen der begrenzten Stabilität der Photometer nur geringe Eengaieines gelösten, fluoreszierten Stoffes bei einer hohen "freien" (Grund-) Fluoreszenz festgestellt und erfaßt werden. Oft sind entweder große Versorgungsquellen oder teure Photoelektronen-Vervielfacher erforderlich; es müssen oft das Verhältnis anzeigende Meßschreiber oder Registriergeräte, Einrichtungen mit mechanischem Nullpunkt und einem Bereichswechsel etc. vorhanden sein.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Fluorimeter zu schaffen, das eine hohe Empfindlichkeit bei kleinem Strömungszellenvolumen besitzt, das zwei 3trömungszellen und eine Differentialanzeige aufweist, um Fluoreszenzänderungen in dem Lösungsmittel zu kompensieren. Weiterhin soll das Fluorimeter eine große "freie" (Grund-) Fluoreszenz aufweisen, damit auch geringe Mengen eines gelösten, fluoreszierenden Stoffes bei großer Lösungsmittel-Fluoreszenz feststellbar sind; ferner soll das Fluorimeter einen hohen optischen Wirkungsgrad bei Verwendung einer Niederdruek-Quecksilberlampe und einem photoleitenden Detektor besitzen, der billig und kompakt ausgeführt ist. Schließlich soll das Fluorimeter fernbedienbare elektrische Bereichs- und Nullpunkteinrichtungen sowie eine unmittelbare elektrische Anzeigeeinrichtung aufweisen, ohne daß ein Verhältnis-Meßschreiber oder Registriergerät erfordei* lieh ist.
Gemäß der Erfindung ist ein Differentialfilter-Fluorimeter geschaffen, das eine Anregungs-Strahlungsquelle sowie eine in Längsrichtung ireteilte Lichtröhre mit stark reflektierenden Innenflächen aufweist. Weiterhin sind bei dem Fluorimeter ge-
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mh'(? der Erfindunp· Einrichtungen zur Einbringung einer PaterialOrobe in die eine Hälfte der Lichtröhre und zur Einbrinnmg eines ^zu^smaterials in die andere Hälfte der Lichtröhre vorgesehen. Hierbei ist die Anreeungsstrahlung auf die eine Seite der Lichtröhre gerichtet und trifft sowohl auf die Probe als a^ch auf das Bezugsmaterial mit im wesentlichen gleichen Intensitäten auf. Auf der anderen Seite der Lichtröhre sind bei dem Pluorimeter sremäß der Erfindung Einrichtungen vorr^esehen, die allein auf die Fluoreszenzstrahlung ans einer Lichtröhrenhälfte ansOrechen und die relativen Intensitäten anzeigen.
Die Er f inn unp· schafft also ein zweistrahliges Differential-Fluorimeteri "bei dem kein "Liehtzerhacker" erforderlich ist und bei den ungewöhnlich kleine Zellvolumen mit einem hohen Oütischen J irki messrad verwendbar sind. Das Instrument weist eine in Längsrichtung halbierte, konische Lichtröhre mit stark reflektierenden Innenflächen auf. Sowohl für die zu untersuchende Flüssigkeit als auch für eine Eezugsflüssigkeit sind ,ie ein transparentes Rohr durch jeweils eine Hälfte der geteilten Lichtröhre geführt. Kittels einer Lichtquelle wird dann ultraviolette Strahlung auf die Seite der konischen Lichtröhre reit dem großen Durchmesser gerichtet. Weiterhin sind zwei Phötodetektoren zusammen mit einem ultravioletten Sperrfilter an der anderen Seite der Lichtröhre r.iit dem kleineren Durch*· messet* angeordnet» Jedei* der Detektoren spricht auf die Fluoreszenz nut* der zu unt ersuchenden Flüssigkeit bzw. der Bezugsfiüssigkeit «ru In einet* elektrischen Brückenschaltung werden dann die Intensitäten der Fluoreezenz^ die sowohl von der l»ä«*· ter*iälprcbe als auch von der Bezu.gsflüssigkeit abgeleitet sind* n-iteinahder verglichen*
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand det* folgenden Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen ir. einzelnen erläutert. Eb zeigen:
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Pig. 1 eine perspektivische Darstellung der optischen Einheit eines Instruments gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung durch das in Figur 1 dargestellte Instrument entlang der Linie 2-2 in Figur 3;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 in Figur 2*
Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie 4-4 in Figur 2;
Fig. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie 5-5 in Figur 2;
Fig. 6 eine Darstellung der Strömungszelle gemäß der Erfindung in auseinandergezogener Anordnung; und
Fig. 7 ein schematisches, elektrisches Schaltbild des Instrumentes gemäß der Erfindung.
In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Instruments gemäß der Erfindung mit einem etwa rechteckigen Gehäuse 10 dargestellt, das vorne durch eine Frontplatte 12 verschlossen ist. An der Frontplatte 12 ist eine Strömungszelle 14 und ein Steuerknopf 16 angebracht. Unmittelbar hinter, aber im Abstand zu der Frontplatte 12 ist innen eine Chass'is-Platte 18 angeordnet, die eine Öffnung 20 aufweist, die mit der Strömungszelle 14 fluchtet. An der Öffnung ist ein Ultraviolett- %, Filter 22 angebracht. Unmittelbar hinter der Öffnung 20 und dem Filter 22 ist durch entsprechende Halteklemmen 24, 26 eine Niederdruck-Quecksilberdampflampe 28 gehalten. Die Lampe 28 und das Filter 22 sind so ausgelegt, daß durch die Öffnung 20 eine Strahlung in dem Wellenlängenbereich von 320 bis 400 um ausgestrahlt wird.
Der Steuerknopf 16 ist auf einer Seite der Strömungszelle 14 angeordnet. Kit ihm wird eine Welle 30 gesteuert, die zwischen der Frontplatte 12 und der Chassis-Platte 18 verläuft und eine
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Verschluß-Blendenlamelle 32 trägt. Die Verschluß-Blendenlamelle kann durch Drehen des Knopfes 16 in eine von drei Stellungen, nnmlich die Stellungen "A", "B" und "T", eingestellt werden, die, wie in Figur 3 dargestellt ist, auf der Frontplatte 12 angegeben sind. Wenn der Knopf 16 in die Stellung *AB gedreht ist, befindet sich die Verschluß-Blendenlamelle 32 unten in einer Lage, wo sie die Öffnung 20 nicht überdeckt. Wenn der Knopf 16 in die Stellung "B" gedreht wird, wie in Figur 3 dargestellt ist, liegt eine kleinere Öffnung 34 in der Blendenlamelle zwischen der Öffnung 20 und der Strömungszelle 14. Wenn der Knopf in die Stellung MT" gedreht ist, ist eine große Öffnung 36, die mit einer schwach-fluoreszierenden Abschirmung 38 hinterlegt ist, zwischen der Öffnung 20 und der Strömungszelle 14 angeordnet.
Der Aufbau der Strömungszelle ist am besten in den Figuren 4 bis 6 zu erkennen. Die Zelle weist einen im wesentlichen scheibenförmig ausgebildeten Aluminiumkörper 40 auf, der an der Frontplatte 12 befestigt ist und eine konische Durchgangsöffnung 42 begrenzt. Der große Durchmesser der Durchgangsöffnung 42 ist zu der Öffnung 20 hin ausgerichtet, wie in Figur 5 zu erkennen ist. Die Oberfläche der Durchgangsöffnung 42 ist poliert, damit sie gut reflektiert. Die Durchgangsöffnung 42 ist mittels einer vertikal angeordneten Metallplatte 44 halbiert, die in Längsrichtung der Öffnung verläuft und sie in zwei Teilbereiche unterteilt. Die Oberflächen der Metallplatte 44 sind ebenfalls sehr gut poliert. An der Seite der konischen Durchgangsöffnung 42 mit dem kleineren Durchmesser ist ein im wesentlichen rechteckiger Ansatz 46 ausgebildet«
Der Ansatz 46 ist in jeder Hälfte der halbierten Durchgangsöffnung 42 vertikal durchbohrt. In den Bohrungen sind Strömungszellen-Kammern 48, 50 untergebracht. Diese Strömungszellen-Kammern sind, wie in Figur 4 dargestellt, kurze, an dieser Stelle eingebaute Glasröhrchen. Beide Seiten der Strömungszel-
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ien-Kammer 48 sind rait Flüssigkeits-Zufuhrleitungen 52, 54 und die Strömungszellen^Kammer 50 mit Leitungen 56, 58 verbunden. Bei einer praktischen Ausführungsform bestehen die Flüssigkeits-Zufuhrleitungen aus nicht-rostendem Stahl. Sie können aber auch aus irgendeinem anderen geeigneten Material einschließlich Plastik oder Glas hergestellt sein; sie brauchen nur mit der zu befördernden Flüssigkeit verträglich zu sein.
Der Ansatz 46 ist auch auf den Seiten durchbohrt, wie in Figur 4 dargestellt ist; in die Bohrungen sind zur Aufnahme von Bändel schrauben 60, 62 Gewinde geschnitten. Jede Bändelschraube trägt an einer Seite ein fluoreszierendes Kügelchen 64, 66, die in die Durchgangsöffnung 42 eingeschraubt werden können; der Grund hierfür wird später noch erläutert.
An der schmalen Seite der Durchgangsöffnung 42 ist ein Ultraviolett-Sperrfilter 68 angebracht. An dem Filter 68 ist zur Aufnahme der hindurchgehenden Strahlung eine Photozelle mit zwei lichtempfindlichen Elementen 70a, 70b so angeordnet, daß jeweils ein Element in einer Hälfte der aufgeteilten Durchgangsöffnung 42 liegt. Eine elektrische Verbindung mit der Photozelle 70 ist über ein entsprechendes Kabel 72 hergestellt. Die Strömungszellen-Anordnung ist mit einer durch Schrauben 76 befestigten Kappe 74 abgeschlossen.
Die elektrische Schaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist schematisch in Figur 7 dargestellt. Die Schaltung weist eine rückgekoppelte Stromversorgung 78 auf, die eine iheatstone-Brücke 80, die die photoempfindlichen Elemente 70a, 7Ob der Photozelle enthält, mit Strom versorgt. Parallel zu dem Stromversorgungsausgang liegt eine Photozelle 82 und ein Widerstand 84. Ein Abgriff zwischen diesen beiden Elementen schafft eine rückgekoppelte Verbindung 86. Die Photozelle 82 ist so ausgerichtet, daß sie zu der UV-Lampe 28 "schaut". Ein Meßinstrument 88 ist mit einem Schalter 90 mit zwei Schalt-
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Stellungen verbunden; in der normalen, in Figur 7 dargestellten Schaltstellung liegt er parallel zu einem Widerstand 92, der in Reihe mit der Stromversorgung: geschaltet ist. Eine Betätigung des Schalters 90 bewirkt, daß das Leßgerät 88 über einen Widerstand 94 parallel zu der Stromversorgung geschaltet wird. In der Diagonalen der Wheatstone-Brücke 80 befindet sich ein "Null^-Potentiometer 96; weiterhin ist in der Brücke 80 noch ein *Spur"-Potentiometer 98 vorgesehen. Der Ausgang der Brückenschaltung 80 wird mittels eines Kondensators 100 gefiltert, wird durch einen Bereichs-Ausfallschalter 102 heruntergeteilt und wird einer (nicht dargestellten) Schreibeinrichtung bzw. einem Rekorder zugeführt.
Die verschiedenen Elemente der beschriebenen Einrichtung erfüllen premäß der Erfindung folgende Aufgaben:
1. Kittels eines "konischen Kondensors" (der konischen Durchgangsöffnung 42) wird eine großflächige Lichtquelle geringer Helligkeit an einen Detektor mit einer Einfallsfläche angepaßt.
2. Durch die Aufteilung des konischen Kondensors sind zwei symmetrische Strahlen ausgebildet.
3. Die unabhängige, freie Einstellung der beiden Strahlen dient 2ur Änderung der optischen Kopplung zwischen einem Phosphor-Leuchtstoff und jedem Strahl.
4. Kittels der Photozelle mit zwei lichtempfindlichen Elementen ist ein einfacher und guter Abgleich des doppelst rahligen Photometer-Systems geschaffen.
5. Kittels der automatisch sich ändernden Photometer-Brüokenspannung werden die Änderungen in der Lampenhelligkeit kompensiert und damit die Empfindlichkeit gesteuert.
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Die UV-Lampe 28 ist eine Niederdruck-Quecksilberlampe mit einer heißen Kathode mit einem Phosphorbelag, der ultraviolettes Licht von ungefähr 360 nm ausstrahlt. Das Licht von der Lampe geht durch das das sichtbare Licht absorbierende Filter 22 hindurch und trifft, wenn die Verschluß<-Blendenlamelle 32 sich in der Stellung "A" befindet, unmittelbar auf die Seite der konischen Durchgangsöffnung k2 mit dem großen Durchmesser auf. Da diese Durchgangsöffnung eine stark reflektierende Innenfläche besitzt und durch die Metallplatte 44, die ebenfalls stark reflektierende Oberflächen aufweist, halbiert ist, trifft das Anregungslicht unmittelbar genauso wie durch mehrfache Reflexion auf die entsprechenden Strömungszellen-Kammern 4-8 und 50 auf. Die Pluoreszenz-Emissionsstrahlung von diesen Kammern geht durch das UV-Sperrfilter 68 hindurch und trifft auf die entsprechenden lichtempfindlichen Elemente 70a und 70b der Photozelle 70 auf. Der aufgeteilte, konische Kondensor vergrößert sowohl die Intensität der Anregung in den Zellenkammern als auGh den Nutzeffekt des ausgestrahlten Lichts. Gleichzeitig teilt er das optische System in zwei Strahlen.
Zur Kompensierung der ("freien") Grundfluoreszenz und zur Einstellung eines anfänglichen Beleuchtungspegels an der Photozelle 70 sind die zwei Einstell-Rändelschrauben 60, 62 vorgesehen. Die fluoreszierenden Küßreichen 64·, 66 an den Enden dieser Schrauben werden von dem ultravioletten Licht erregt und strahlen im sichtbaren Bereich, auf den die Photozelle 70 anspricht. Eine optische Kopplung zwischen jedem Kügelchen und dem entsprechenden Strahl hängt davon ab, wie tief jede Einstellschraube in die mit Gewinde versehene Bohrung eingedreht wird.
Wenn der Steuerknopf 16 sich in der Stellung "A" befindet, dann ist die Öffnung der gesamten .Strahlung ausgesetzt und besitzt, wie gerade erlHutert, eine große Ansprechempfindlichkeit. In der Stellung WB" ist die Verschluß-Blendenlamelle 32 in die in '
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Figur 3 dargestellte Lage verschoben, wodurch die Öffnung auf die Größe der kleinen Öffnung 3^ reduziert ist. Diese Stellung sollte bei stark fluoreszierenden Stoffen bzw. Quellen verwendet werden. In der Prüfungsstellung "TM ist die schwach fluoreszierende Abschirmung 38 über die Quellenöffnung geschoben.
Aufgrund der außerordentlichen Empfindlichkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der geringen Ausmaße der Strömungszellen kann die Vorrichtung insbesondere als Detektor eines Flüssigkeits-Chromatographen verwendet werden. Im folgenden wird daher diese Betriebsweise beschrieben, obwohl die Vorrichtung nicht auf diese Anwendungsmöglichkeit beschränkt ist.
In der schematischen elektrischen, in Figur 7 dargestellten Schaltung arbeiten die Elemente 70a und 70b der Photozelle als lichtempfindliche Widerstände, deren Widerstand etwa umgekehrt proportional der Intensität des auf sie auftreffenden sichtbaren Lichts ist. Mittels des Null-Potentiometers 96 wird das anfängliche Brückengleichgewicht auf null und damit die chromatographische Grundlinie auf der Aufnahme- oder Registriereinrichtung auf null eingestellt. Wenn dann ein fluoreszierender, gelöster Stoff durch eine der Strömungszellen-Kammern hindurchströmt, nimmt die Menge an sichtbarem Licht zu, das das entsprechende Photozellen-Element erreicht. Hierdurch kommt die Brückenschaltung aus dem Gleichgewicht und erzeugt eine Ausgangsspannung, die als chromatographische Spitze oder Scheitelwert aufgezeichnet wird. Durch Einstellen des "Spur"-Potentiometers 98 wird die Empfindlichkeit auf beiden Seiten der Brückenschaltung gleich eingestellt und dadurch verschiedene Toleranzfaktoren, wie beispielsweise eine Fehlanpassung zwischen den Photozellen-Elementen, kompensiert.
Die Photozelle 82 ist, wie bereits erwähnt, auf die ultraviolette Lampe 28 hin ausgerichtet. Zusammen mit der rückgekoppel.
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ten Stromversorgung 78 dient sie zur Kompensation von Veränderungen in der Anregungs-Lampenhelligkeit, die sonst die Bereichs empfindlichkeit des Anxeige- oder Auslesevorgangs beeinflussen würde. Beispielsweise kann die Helligkeit durch Temperaturänderungen oder durch Alterung abnehmen, denn die Brükken-Anregungsspannung fest eingestellt wäre, würde dies einen niedrigeren Scheitelwert für eine gegebene Fluoreszenz-Intensität ergeben. Die Photozelle 82 fühlt aber diese Abnahme in der Lampenhelligkeit und gibt ein Rückkopplungssignal über die Verbindungsleitung 86 an die Stromversorgung 78 ab. Das Stromversorgungsgerät erhöht dann automatisch die Brückenspannung und damit die Brückenempfindlichkeit genau um den richtigen Betrag, um den Verlust an ultravioletter-Anregungs-Intensität zu kompensieren.
Wenn sich der Schalter 90 in der in Figur 7 dargestellten Stellung befindet, mißt das Meßgerät 88 den Brückenstrom. Da dieser eine Funktion der durchschnittlichen, auf die Photozellen-Elemente 70a, 70b fallendenBeleuchtungsstärke ist, zeigt das Meßinstrument die durchschnittliche Grundfluoreszenz der zwei Strahlen einschließlich der Strahlung von den freien Einstellschrauben 60, 62 an. In dieser Stellung wird dann das Meßinstrument 88 als Anzeigeeinrichtung der Einstellung der freien Einstellschrauben verwendet.
Wenn, der Schalter 90 betätigt wird, kann an dem angeschlossenen Meßinstrument 88 die Brückenspannung abgelesen werden. Da die Brückenspannung: aufgrund des Betriebs der Stromversorgung 78 eine Funktion der Lampenhelligkeit ist, zeigt der auf dem Meßinstrument abgelesene Wert die Lampenhelligkeit an. Wenn die Lampe altert, nähert sich der auf dem Meßinstrument abgelesene Wert dem Vollausschlag, wodurch angezeigt wird, daß die Lampe ersetzt werden sollte.
Um das Instrument für einen Betrieb mit einem oder mit zwei Flüssigkeitsströmen einzustellen, sollte der Knopf 16 zuerst
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auf die Stellung "T" gedreht werden, wodurch die fluoreszierende Abschirmung 38 vor den konischen Kondensor gedreht ist. Mittels des Null-Potentiometers 96 sollte etwa ein mittlerer Wert eingestellt werden. Dann werden beide Rändelschrauben 60, 62 zurückgedreht; das System wird in Temperaturgleichgewicht gebracht und Blasen verschwinden aus den Strömungszellen. Die Null-Stellung auf dem Aufzeichnungs- bzw. Registrierstreifen wird mittels des Bereichsschalters 102 in der "SH-Stellung bestimmt, nachdem der Bereichsschalter auf eine mittlere Empfindlichkeitseinstellung eingestellt ist. Das "Spur"-Potentiometer 98 wird dann verstellt, bis an der Aufzeichnungseinrichtung ungefähr null abgelesen wird. Danach wird der Steuerknopf 16 entweder in die Stellung "A" für eine höhere Empfindlichkeit oder in die Stellung "B" für eine geringere Empfindlichkeit eingestellt. Die zwei Einstellschrauben 60, 62 für die "freie" (Grund-) Fluoreszenz werden solange ein- oder herausgeschraubt, bis auf dem Keßinstrument 88 der gewünschte Bereich angezeigt ist und die Aufzeichnungseinrichtung annähernd null anzeigt. Danach ist das Instrument entweder für eine Aufzeichnung,einer ehromatogrraphischen Analyse oder für einen anderen Anwendungszweck bereit.
Das vorbeschriebene Instrument spricht auf gelöste Stoffe an, die eine beachtliche Fluoreszenz-Emission in dem sichtbaren Bereich von ^00 bis 700 mn besitzen, wenn sie durch ultraviolettes Licht in dem Wellenlängenbereich von 320 bis 400 nm angeregt werden. Die Empfindlichkeit einer gegebenen Lösung hängt nicht nur von ihrer Konzentration, sondern auch von anderen Faktoren, wie beispielsweise der Fluoreszenz-Ausgiebigkeit, möglichen Löschwirkungen, Auswirkungen von nicht-fluoreszierenden, störenden, gelösten Stoffen, die im ultravioletten Bereich stark absorbieren etc., ab.
Das Instrument gemäß der Erfindung ist also in der Lage, auch bei einem Lösungsmittel, das eine hohe Grund-Fluoreszenz be-
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sitzt, mit großer Empfindlichkeit zu arbeiten. Wenn sich diese Grund-Fluoreszenz auch noch ändert, beispielsweise während einer zunehmenden Elution, dann kann bei der doppelzelligen Ausführung gemäß der Erfindung zur Kompensation ein Bezugs-Lösungsmittelstrom verwendet werden.
-13-
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Claims (10)

  1. - 13 -
    Patentansprüche
    1J Differentialfilter-Fluoreszenzmaßeinrichtung, gekennzeichnet durch eine Anregungs-Strahlungsquelle (28), durch eine in Längsrichtung geteilte Lichtröhre (42), durch eine Einrichtung (4-8) zur Einbringung einer Materialprobe in die eine Hälfte der Lichtröhre (42), durch eine Einrichtung (50) zum Einbringen eines Bezugsmaterials in die andere Hälfte der Lichtröhre (42), durch eine Einrichtung (32) zur Steuerung der Erregungsstrahlung auf der einen Seite der Lichtröhre (42), damit die Strahlung genau mit der gleichen Intensität auf das zu untersuchende Material und das Bezugsmaterial auftrifft, und durch eine Einrichtung (70, 70a, 70b) auf der anderen Seite der Lichtröhre (42), die im wesentlichen nur auf die Pluoreszenzstrahlung aus jeder der beiden Licht röhren-Half ten ansprichst und die relativen Intensitäten anzeigt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtröhre (4-2) etwa konisch ist und stark reflektierende Innenflächen aufweist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtröhre (42) auf der einen Seite einen größeren Durchmesser besitzt als auf der anderen Seite.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtröhre (42) verstellbare Einrichtungen (60, 62) zur Einbringung von zusätzlichem, fluoreszierenden Material in die Anregungsstrahlung aufweist. !
    .-
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die verstellbare Einrichtung Schrauben (60, 62) aufweist, die jeweils in die beiden Hälften der
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    Lichtröhre (42) eingeschraubt sind, und von denen jede das zusätzliche fluoreszierende Material (64, 66) trägt.
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die auf die Strahlung ansprechende Einrichtung eine Versorgungsquelle (78) und eine von dieser Quelle "betriebene Wheat st one'sehe Brücke (80) zur Abgabe eines Ausgangssignals aufweist, das die relativen Intensitäten anzeigt, und daß die Wheatstone'sehe Brücke (80) auf die Strahlung aus den beiden Hälften der Lichtröhre (42) ansprechende, lichtempfindliche Elemente (70a, 7Ob) aufweist.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsquelle rückgekoppelt ist, und daß die auf die Strahlung ansprechende Einrichtung ein drittes, auf die Intensität der Anregungsstrahlungsquelle ansprechende, lichtempfindliches Element (82) aufweist, das ein entsprechendes Rückkopplungssignal an die Versorgungsquelle liefert.
  8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Strahlungsquelle eine Lampe (28) und eine zwischen der Lampe (28) und der Lichtröhre (4-2) angeordnete, verstellbare, die Strahlungsöffnung bestimmende Einrichtung (32, 34, 36, 38) aufweist.
  9. 9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die die Strahlungsöffnung bestimmende Einrichtung ein opakes Element (22) mit unverstellbarer Öffnung und eine bewegliche Verschluß-Blendenlamelle (32) aufweist.
  10. 10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die bewegliche Verschluß-Blendenlamelle (32) eine zusätzliche Öffnung (3*0 bestimmt, deren Durch-
    -15-209815/1528
    messer kleiner ist als der der unveränderlichen Öffnung (22)r und daß die Verschluß-Blendenlamelle (32) zwischen einer die unveränderliche Öffnung vollkommen freigebenden Lage (Stellung "A") und einer zweiten Stellung (Stellung "B") bewegbar ist, in der die zusätzliche Öffnung (3*1·) mit der unveränderlichen Öffnung (22) fluchtet.
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DE19712148367 1970-09-28 1971-09-28 Differential Filter Fluorescenz meßeinnchtung Pending DE2148367A1 (de)

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US7607370A 1970-09-28 1970-09-28

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DE2148367A1 true DE2148367A1 (de) 1972-04-06

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DE19712148367 Pending DE2148367A1 (de) 1970-09-28 1971-09-28 Differential Filter Fluorescenz meßeinnchtung

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US (1) US3666941A (de)
DE (1) DE2148367A1 (de)
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