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DE69610218T2 - Photometrisches messsystem und halter für ein solches system - Google Patents

Photometrisches messsystem und halter für ein solches system

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Publication number
DE69610218T2
DE69610218T2 DE69610218T DE69610218T DE69610218T2 DE 69610218 T2 DE69610218 T2 DE 69610218T2 DE 69610218 T DE69610218 T DE 69610218T DE 69610218 T DE69610218 T DE 69610218T DE 69610218 T2 DE69610218 T2 DE 69610218T2
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DE
Germany
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storage chamber
light
holder
measuring system
detector
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DE69610218T
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Hendrikus Verheijen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
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Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
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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
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/03Cuvette constructions
    • G01N21/0303Optical path conditioning in cuvettes, e.g. windows; adapted optical elements or systems; path modifying or adjustment
    • GPHYSICS
    • 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
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/251Colorimeters; Construction thereof
    • G01N21/253Colorimeters; Construction thereof for batch operation, i.e. multisample apparatus

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein photometrisches Messsystem mit einem Halter, der mit einer Speicherkammer zur Aufnahme eines zu messenden Fluids versehen ist, mit wenigstens einem Lichtgenerator zum Erzeugen eines Lichtstrahls zur Wechselwirkung mit dem Fluid in der Speicherkammer und mit wenigstens einem Lichtdetektor, um während des Betriebs wenigstens einen Teil des Lichtes, das mit dem Fluid in der Speicherkammer in Wechselwirkung getreten ist, nachzuweisen, wobei in dem System wenigstens ein Teil der Wände der Speicherkammer mit einer reflektierenden Oberfläche versehen ist, so dass wenigstens ein Teil des Lichtes, das in die Speicherkammer eingetreten ist, reflektiert wird und von dem Detektor nachgewiesen wird.
  • Ein solches photometrisches Messsystem ist aus der DE-OS 2116381 bekannt. In diesem Dokument ist ein Absorptionsmessapparat für Gase beschrieben, wobei ein Gas über poröse Wände in eine Speicherkammer eingespeist wird und die Speicherkammer durch einen Lichtgenerator zur Erzeugung eines Lichtstrahls zur Wechselwirkung mit dem Gas in der Speicherkammer und einen Detektor zum Nachweis eines Teils des Lichtstrahls abgeschlossen ist, der durch eine reflektierende Oberfläche reflektiert wird, die an der Innenwand der Speicherkammer gegenüber dem Generator und dem Detektor angeordnet ist. Dieser Apparat ist nicht zur Anwendung für eine Flüssigkeit geeignet. Ferner besteht eine dauerhafte Verbindung zwischen der Speicherkammer, dem Generator und dem Detektor, mit der Folge, dass die Anwendung des Messsystems recht begrenzt ist.
  • Es sind besser geeignete photometrische Messsysteme bekannt und werden zur Ausführung von photometrischen Messungen an Flüssigkeiten verwendet, insbesondere an transluzenten Flüssigkeiten. Insbesondere betrifft die Erfindung eine modifizierte Weise, Licht auf eine Probe zu bringen und seine Abschwächung in der Probe unter Verwendung eines photometrischen Messsystems nachzuweisen, das einen Satz von Speicherkammern einsetzt, die in einer festen Matrix angeordnet sind. Solche Speicherkammern sind auch als Küvetten bekannt.
  • Photometrische Geräte, die einen Satz von Küvetten, angeordnet in einer festen Matrix, einsetzen, sind weit verbreitet. Eine allgemein verwendete Matrixanordnung ist eine Mikroplatte mit einem Standardfeld von 8 · 12 Näpfen, die aus einem optisch transparenten Material hergestellt sind und die die zu messenden Flüssigkeitsproben enthalten. Solche Mikrotiterplatten sind sehr billig und können nach der Benutzung weggeworfen werden. Das Licht passiert vertikal durch die Näpfe und seine Abschwächung wird durch einen geeigneten Detektor nachgewiesen. Eine Vielzahl von Systemen, die auf diesen Prinzipien basieren, werden angewendet. Abwandlungen umfassen die Anzahl von Lichtdetektoren, wobei ein Extrem ein einzelner Detektor und ein Lichtstrahl und ein Mechanismus zum Bewegen der Platte in der Weise, dass jedes Gefäß aufeinanderfolgend im Strahl plaziert wird, ist; alternativ kann eine feste Platte eingesetzt werden und der Strahl kann schrittweise oder in einer kontinuierlichen Weise von Napf zu Napfbewegt werden. Ein anderes Extrem ist, dass jedes Napf in einem separaten Strahl angeordnet wird und einen separaten Detektor hat, was tatsächlich simultane Messungen in allen Näpfen erlaubt. Dazwischenliegende Anordnungen werden eingesetzt, wobei eine Gruppe von Näpfen, in den meisten Fällen eine Reihe von 8 oder 12 Näpfen, simultan durch 8 oder 12 Strahlen oder Detektoren bearbeitet werden.
  • Typischerweise bestehen solche Geräte aus einer Lichtquelle, einem Monochromator zur Auswahl der gewünschten Lichtwellenlänge, einem optischen System und einem Detektor mit zugehöriger Elektronik. Ferner kann ein, meist automatisiertes, System zum Bewegen der Platte und/oder der Strahldetektoranordnung vorhanden sein, um die separate Messung aller Gefäße zu ermöglichen.
  • Geräte wie diese werden oft in den Festphasen-Enzymimmunoassay (ELISA) Techniken eingesetzt. Diese Technik wird verbreitet eingesetzt, um eine große Vielfalt von Substanzen, z. B. in der akademischen Forschung, in der klinischen Chemie, in der Umweltchemie, Biotechnologie oder Biochemie nachzuweisen und/oder zu quantifizieren.
  • Andere Anwendungen sind die Messung von Enzymreaktionen, die zur Umwandlung eines Substrats in ein Produkt mit verschiedene Spektraleigenschaften führen. Weit verbreitet werden chromogene Peptidsubstrate zum Nachweis von verschiedenen Proteasen eingesetzt. Andere Anwendungen sind die Messungen von anorganischen oder organischen Zusammensetzungen oder der Nachweis von bestimmten Reaktionsprodukten von chemischen Reaktionen auf Grundlage ihrer Spektraleigenschaften.
  • Aufgrund der Anordnung des Napfes zwischen dem Lichtgenerator und dem Lichtdetektor muss das Licht die Mikrotiterplatte passieren und ist durch die optischen Eigenschaften des Plattenmaterials der Bereich von einsetzbaren Wellenlängen begrenzt. Häufig werden solche billigen, wegwerfbaren Mikrotiterplatten aus durchsichtigem Polymer, im allgemeinen Polystyrol, hergestellt, was ihre Anwendungen auf Wellenlängen zwischen etwa 330-800 nm begrenzt. Spezielle Polymermaterialien können diesen Bereich bis zum nahen Ultraviolett von 250 nm aufwärts vorschieben. Für Wellenlängen unterhalb dieser Wellenlängen gibt es wiederzuverwendende Mikrotiterplatten mit Quarzfenstern, wobei solche Platten extrem teuer, leicht zerbrechlich und nicht für eine einmalige Anwendung und anschließende Entsorgung gedacht sind, wie dies für die Polymerplatten der Fall ist.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein photometrisches Messsystem bereitzustellen, das eine Lösung für das oben angegebene Problem schafft. Daher ist das photometrische Messsystem gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Halter mit einer Mehrzahl von Speicherkammern versehen ist und dass, um eine photometrische Messung zu realisieren, die in Bezug auf eine Flüssigkeit in den Speicherkammern unabhängig von der Wellenlänge des erzeugten Lichtstrahls ausgeführt werden kann, jede Speicherkammer ein offenes oberes Ende hat und der Lichtgenerator wie auch der Detektor in einem vorgegebenen Abstand oberhalb des oberen offenen Endes angeordnet sind, so dass das Licht in dem Strahlengang zwischen dem Lichtgenerator und dem Detektor auf keinerlei physikalisches Fenster trifft.
  • Daher muss gemäß der vorliegenden Erfindung das zu messende Licht nicht das Material des Halters passieren. Daher kann die Speicherkammer gemäß der vorliegenden Erfindung aus kostengünstigen Materialien hergestellt werden, wie beispielsweise Polystyrol oder Polyethylen. Gemäß der vorliegenden Erfindung tritt der einfallende Lichtstrahl in eine Speicherkammer durch ihr offenes Ende ein, tritt mit der Flüssigkeit in der Speicherkammer in Wechselwirkung, wird auf der reflektierenden Oberfläche zurück zum offenen Ende reflektiert und verlässt anschließend die Speicherkammer, so dass es durch den Lichtdetektor nachgewiesen werden kann.
  • Die Erfindung wird weiter unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert, die als beispielhaft für die vorliegende Erfindung und nicht als einschränkend zu interpretieren sind. In den Zeichnungen zeigt:
  • Fig. 1 eine Ausführungsform eines bekannten photometrischen Messsystems;
  • Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines photometrischen Messsystems gemäß der Erfindung;
  • Fig. 3 eine zweite Ausführungsform eines photometrischen Messsystems gemäß der Erfindung;
  • Fig. 4a-4d mögliche Ausführungsformen einer Speicherkammer eines Systems gemäß den Fig. 2, 3 und 5-7;
  • Fig. 5 eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform eines photometrischen Messsystems gemäß der Erfindung;
  • Fig. 6 eine Querschnittsansicht des Systems aus Fig. 5;
  • Fig. 7 eine vierte Ausführungsform eines photometrischen Messsystems gemäß der Erfindung; und
  • Fig. 8 eine fünfte Ausführungsform eines photometrischen Messsystems gemäß der Erfindung.
  • Fig. 1 zeigt mit Bezugszeichen 1 ein allgemein bekanntes photometrisches Messsystem zum Messen einer Flüssigkeit. In Bezug auf die Erfindung beinhaltet der Ausdruck "Flüssigkeit" auch Suspensionen und Dispersionen. Das System 1 umfasst einen Halter 2, der mit einer Flüssigkeitsspeicherkammer 4 versehen ist. Tatsächlich sind in dieser Ausführungsform der Halter und die Flüssigkeitsspeicherkammer ein und dasselbe Teil. Ferner ist das System mit einem Lichtgenerator 6 zur Erzeugung eines einfallenden Lichtstrahls 8 in die Flüssigkeitsspeicherkammer 4 versehen. Der einfallende Lichtstrahl 8 tritt in die Speicherkammer 4 durch ein offenes Ende 10 der Flüssigkeitsspeicherkammer 4 ein. Die zu messende Flüssigkeit ist in der Flüssigkeitsspeicherkammer 4 vorhanden. Ferner ist das System mit einem Lichtdetektor 14 versehen, der unterhalb der Flüssigkeitsspeicherkammer 4 angeordnet ist. Die Flüssigkeitsspeicherkammer 4 ist mit einem lichtdurchlässigen Boden 16 versehen. Folglich tritt der Lichtstrahl 8 mit der Flüssigkeit 12 in Wechselwirkung und verlässt danach die Speicherkammer durch den durchlässigen Boden 16. Der Lichtdetektor 14 weist daher den Lichtstrahl 8 nach. Aufgrund der Abschwächung des Lichtes in der transluzenten Flüssigkeit kann Information über die Flüssigkeit auf Grundlage des nachgewiesenen Lichtstrahls erhalten werden. Falls es erwünscht ist, dass die einzusetzende Wellenlänge bis in einen Bereich reicht, der nahe dem Ultraviolett ist, ist es notwendig, dass der Boden der Flüssigkeitsspeicherkammer 4 aus einem sehr speziellen Mate rial wie etwa Quarz hergestellt ist. Solche Materialien sind jedoch sehr teuer, zerbrechlich und nicht für einmalige Verwendung und als Wegwerfteil gedacht. Die Erfindung schafft eine Lösung für diese Probleme, wobei relativ billige Flüssigkeitsspeicherkammern verwendet werden können, ohne die Qualität der Messung negativ zu beeinflussen. Ferner schafft die vorliegende Erfindung zusätzliche Vorteile, durch die die Qualität der Messung erheblich gegenüber den bekannten Systemen verbessert wird. Eine mögliche Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 gezeigt. In allen Figuren sind Merkmale, die einander entsprechen, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der vorliegenden Erfindung läuft der Lichtstrahl 8, der durch den Lichtgenerator 6 erzeugt wird, durch einen Strahlteiler 18 und tritt danach durch das offene obere Ende 10 der Kammer in die Flüssigkeitsspeicherkammer ein. Die Flüssigkeitsspeicherkammer 4 ist mit einem Boden mit einer reflektierenden Oberfläche versehen. Daher wird der einfallende Lichtstrahl 8 reflektiert, so dass ein reflektierter auslaufender Lichtstrahl 22 gebildet wird. Der auslaufende Lichtstrahl 22 läuft durch die Flüssigkeit 12 und verlässt die Flüssigkeitsspeicherkammer 4 durch ihr offenes oberes Ende 10. Der auslaufende Lichtstrahl 22 läuft anschließend zum Strahlteiler 18, wo der auslaufende Lichtstrahl 22 um einen Winkel von 90º zum Lichtdetektor 14 reflektiert wird. Aufgrund dieser speziellen Anordnung arbeitet das System ohne irgendein physisches Fenster im Lichtweg zwischen dem einlaufenden Lichtstrahl, der Flüssigkeit und dem auslaufenden Lichtstrahl. Daher ist es nicht mehr erforderlich, die Flüssigkeitsspeicherkammer mit einem sehr teueren durchlässigen Boden 16 zu versehen, wenn es erforderlich ist, dass die Wellenlänge des Lichts nahe dem Ultraviolettspektrum ist. Stattdessen sollte der Boden der Flüssigkeitsspeicherkammer 4 eine reflektierende Oberfläche haben. Eine reflektierende Oberfläche kann aus sehr billigen und wohlbekannten Materialien erhalten werden. Vorzugsweise sind der einfallende und der auslaufende Lichtstrahl vertikal ausgerichtet. Dadurch ist sichergestellt, dass der einfallende und der auslaufende Lichtstrahl die Flüssigkeitsober fläche 24 in einer Richtung treffen, die senkrecht zu dieser Oberfläche steht. Daher werden der einfallende und der auslaufende Lichtstrahl beim Übergang von der Flüssigkeit zur Luft und umgekehrt nicht gebrochen.
  • Ein Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus ihrem grundlegenden Konzept, dass der Lichtstrahl die in der Flüssigkeitsspeicherkammer vorhandene Flüssigkeit zweimal passieren muss, was die Länge des Lichtweges und folglich die Lichtabschwächung gegenüber einer herkömmlichen Einrichtung, in der das Licht die Flüssigkeit einmal passiert, erhöht. Dies führt zu einer höheren Empfindlichkeit und einer niedrigeren Nachweisschwelle bei gleichem Probenvolumen.
  • Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, wobei die Verwendung eines Strahlteilers 18 nicht mehr notwendig ist. In Fig. 3 sind der Lichtgenerator 6 und der Lichtdetektor 14 benachbart zueinander angeordnet. Der einfallende Lichtstrahl 8 wird auf die Flüssigkeitsspeicherkammer 4 mit einem Winkel in Bezug auf die Reflektoroberfläche 20 der Flüssigkeitsspeicherkammer gerichtet, der fast, aber nicht genau 90º ist. Dies bedeutet, das der auslaufende Lichtstrahl 22 in einem Winkel zum einfallenden Lichtstrahl 8 verläuft. Der Winkel zwischen dem einfallenden Lichtstrahl 8 und dem auslaufenden Lichtstrahl 20 ist so, dass der auslaufende Lichtstrahl 22 auf den Lichtdetektor 14 fällt. Der Vorteil des Systems gemäß Fig. 3 liegt darin, dass es nicht erforderlich ist, einen Strahlteiler 18 einzusetzen. Dadurch wird die Qualität der Messung gegenüber bekannten Systemen weiter verbessert. Aufgrund der Tatsache, dass der einfallende Lichtstrahl 8 und der auslaufende Lichtstrahl 22 nicht genau senkrecht zur Flüssigkeitsoberfläche 24 verlaufen, werden der einlaufende und der auslaufende Lichtstrahl jedoch an der Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit und der freien Luft oberhalb der Flüssigkeit leicht gebrochen. In dem Fall, dass der Winkel, um den der einfallende und der auslaufende Lichtstrahl gebrochen wird, sich ändert, ist es möglich, den Abstand zwischen dem Lichtgenerator 6 und/oder den Lichtdetektor 14 auf der einen Seite und der Flüssigkeitsspeicherkammer 4 auf der anderen Seite einzustellen, so dass der auslaufende Lichtstrahl 22 auf den Lichtdetektor 14 fällt. In Fig. 3 zeigt der Pfeil P die Richtung, in der der Lichtdetektor 14 und/oder der Lichtgenerator 6 bewegt werden können, um eine solche Einstellung zu erreichen.
  • Gemäß einer möglichen Ausführungsform ist die reflektierende Oberfläche 20 der Flüssigkeitsspeicherkammer 4 eben. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 4a gezeigt. Es ist jedoch auch möglich, dass die reflektierende Oberfläche 24 solche optischen Eigenschaften hat, dass der auslaufende Lichtstrahl 14 kollimiert wird. Dies impliziert, dass es auch möglich ist, dass die reflektierende Oberfläche der Speicherkammer solche optischen Eigenschaften hat, dass der auslaufende Lichtstrahl in eine vorgegebene Richtung gerichtet wird. In Fig. 4b ist eine solche mögliche Ausführungsform der reflektierenden Oberfläche gezeigt. Die Oberfläche 20, wie in Fig. 4b gezeigt, hat eine konkave Form. Eine solche Form führt dazu, dass der auslaufende Lichtstrahl 22 in eine vorgegebene Richtung kollimiert wird. Fig. 4c zeigt eine alternative Speicherkammer 4 mit einer ebenen Bodenwand 20 mit Fresnel-Ringen, wobei die Fresnel-Ringe wenigstens einen Teil der reflektierenden Oberfläche bilden. Auch die Fresnel-Ringe bilden einen lichtfokussierenden Spiegel mit einer Brennweite, die das optische System anpasst und bei der Lichtfokussierung auf den Lichtdetektor 14 hilft. Eine andere geeignete Form der Bodenwand der Speicherkammer ist eine ebene Bodenwand mit einer Anordnung von kubischen Winkelprismen, wie in Fig. 4d gezeigt. Eine regelmässige Anordnung von reflektierenden kubischen Winkelprismen, die nach oben gerichtet sind, kann besondere Vorteile haben, da ihre selbstkollimierenden Eigenschaften die Einstellung des Lichtdetektors erheblich vereinfachen.
  • Da in der vorliegenden Erfindung die optischen Eigenschaften des Materials der Flüssigkeitsspeicherkammer irrelevant sind, können viele Typen von Polymeren verwendet werden. Die spezielle Form des Bodens kann in herkömmlichen Herstellungsprozessen leicht erzeugt werden, wie etwa durch Spritzguß, der für Polymere anwendbar ist. Reflektierende Beschichtungen, die auf Polymeroberflächen für die Ausführungsform aufbringbar sind, die zum Beispiel in Fig. 4a und 4b gezeigt sind, sind im Stand der Technik wohl bekannt und können einfach und in ökonomischer Weise durch Dampfabscheidung im Hochvakuum oder vorzugsweise durch Elektroplattierungsprozesse aufgebracht werden. Beschichtungen aus Nickel, Chrom, Silber und anderen Metallen können so auf eine Vielzahl von Polymeren aufgebracht werden.
  • Gemäß einer speziellen Ausführungsform, wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, ist der Halter 2 mit einer Basisplatte 26 ausgestaltet, die eine Anzahl von Öffnungen 28 umfaßt. Jede Öffnung bildet eine Flüssigkeitsspeicherkammer 4. In dem vorliegenden Beispiel ist der Halter 4 mit einer Vielzahl von Speicherkammern versehen, die in einer Matrix angeordnet sind. Vorzugsweise ist, wie in Fig. 7 gezeigt, das System ferner mit einer Einrichtung zum Bewegen des Halters, der eine solche Vielzahl von Speicherkammern 4 umfaßt, relativ zu dem Lichtgenerator 6 und dem Lichtdetektor 14 versehen. Insbesondere ist das System gemäß Fig. 7 mit einer Basisplatte 30 versehen, auf der der Halter 2 angeordnet ist. Ein aufwärtsstehender Arm 32 ist an der Basisplatte 30 befestigt. Ein zweiter Arm 34 ist mit dem oberen Ende des vertikalen Arms 32 verbunden. Der zweite Arm 34 ist parallel zu der Basisplatte 30 ausgerichtet. Schließlich ist ein dritter Arm 38 beweglich mit dem zweiten Arm 34 verbunden. Der dritte Arm 38 ist senkrecht zu dem zweiten Arm 34 und parallel zu der Basisplatte 30 ausgerichtet. Das System ist mit einem Motor versehen, der mit dem zweiten Arm 34 und dem dritten Arm 38 verbunden ist, um den dritten Arm 38 in einer Ebene zu bewegen, die parallel zu der Basisplatte 30 liegt, in einer Richtung, die parallel zu der Längsrichtung des zweiten Arms 34 liegt. Der Lichtgenerator 6, der Strahlteiler 18 und der Lichtdetektor 14, wie in Fig. 2 gezeigt, sind beweglich mit dem dritten Arm 38 verbunden. Die Motoreinrichtungen 42 sind vorgesehen, um die Kombination aus Lichtgenerator 6, Strahlteiler 18 und Lichtdetektor 14 in einer Richtung parallel zur Längsrichtung des dritten Arms 38 zu bewegen. Daher kann die Kombination aus Lichtgenerator 6, Strahlteiler 18 und Lichtdetektor 14 in einer Ebene bewegt werden, die parallel zu der Basisplatte liegt, um so die aufeinanderfolgenden Messung der in der Vielzahl von Speicherkammern 4 des Halters 2 vorhandenen Flüssigkeiten zu ermöglichen.
  • Fig. 8 zeigt eine spezielle Ausführungsform des in den Fig. 5 bis 7 gezeigten Halters. Gemäß dieser speziellen Ausführungsform ist der Halter 2 mit der Basisplatte 30 versehen, wodurch die Basisplatte eine Vielzahl von Öffnungen umfaßt. Jedoch bilden die Öffnungen selbst nicht die Speicherkammern. Statt dessen sind die Speicherkammern 4 lösbar in den Öffnungen 28 angeordnet. Die Speicherkammern 4 sind mit einer reflektierenden Oberfläche von der mit Bezug auf die vorhergehenden Zeichnungen beschriebenen Art versehen.
  • Es ist zu bemerken, dass die Erfindung nicht auf die in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist. Zum Beispiel können der Lichtgenerator 6 und der Lichtdetektor 14 auf der selben Seite der Speicherkammer angeordnet sein, müssen dies aber nicht. Daher wäre es auch möglich, eine geeignete Anordnung von Spiegeln und/oder Linsen und/oder Prismen und/oder faseroptischen Lichtführungen zu verwenden, um den Lichtgenerator 6 und/oder den Lichtdetektor 14 in jede beliebige Position in Bezug auf die Speicherkammer 4 zu positionieren. Solche Abwandlungen und andere Variationen werden alle als in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wie sie beansprucht ist, fallend betrachtet.

Claims (15)

1. Photometrisches Messsystem mit einem Halter (2), der mit einer Speicherkammer (4) zur Aufnahme eines zu messenden Fluids versehen ist, mit wenigstens einem Lichtgenerator (6) zum Erzeugen eines Lichtstrahls (8) zur Wechselwirkung mit dem Fluid in der Speicherkammer (4) und mit wenigstens einem Lichtdetektor (14), um während des Betriebs wenigstens einen Teil des Lichtes, das mit dem Fluid in der Speicherkammer (4) in Wechselwirkung getreten ist, nachzuweisen, wobei in dem System wenigstens ein Teil der Wände der Speicherkammer (4) mit einer reflektierenden Oberfläche (20) versehen ist, so dass wenigstens ein Teil des Lichtes, das in die Speicherkammer (4) eingetreten ist, reflektiert wird und von dem Detektor (14) nachgewiesen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (2) mit einer Mehrzahl von Speicherkammern (4) versehen ist und dass, um eine photometrische Messung zu realisieren, die in Bezug auf eine Flüssigkeit in den Speicherkammern (4) unabhängig von der Wellenlänge des erzeugten Lichtstrahls (8) ausgeführt werden kann, jede Speicherkammer (4) ein offenes oberes Ende hat und der Lichtgenerator (6) wie auch der Detektor (14) in einem vorgegebenen Abstand oberhalb des oberen offenen Endes angeordnet sind, so dass das Licht in dem Strahlengang zwischen dem Lichtgenerator (6) und dem Detektor (14) auf keinerlei physikalisches Fenster trifft.
2. Photometrisches Messsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberfläche (20) einer Speicherkammer (4) solche optischen Eigenschaften hat, dass das reflektierte Licht kollimiert wird.
3. Photometrisches Messsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberfläche (20) der Speicherkammer (4) solche optischen Eigenschaften, insbesondere eine solche Form, hat, dass das reflektierte Licht in eine vorgegebene Richtung gerichtet wird.
4. Photometrisches Messsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberfläche (20) der Speicherkammer (4) eine solche Form, insbesondere eine konkave Form, hat, dass das reflektierte Licht kollimiert wird (Fig. 4b).
5. Photometrisches Messsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherkammer (4) eine flache Bodenwand mit Fresnel-Ringen hat, wobei die Fresnel-Ringe wenigstens einen Teil der reflektierenden Oberfläche (20) bilden (Fig. 4c).
6. Photometrisches Messsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherkammer (4) eine flache Bodenwand mit einer Anordnung von kubischen Prismen hat (Fig. 4d).
7. Photometrisches Messsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (2) mit einer Basisplatte (30) versehen ist, die wenigstens eine Öffnung (28) aufweist, wodurch die Speicherkammer (4) lösbar in der Öffnung (28) positioniert wird (Fig. 8).
8. Halter (2) zur Verwendung in einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der mit wenigstens einer Speicherkammer (4) zum Bereithalten einer zu messenden Flüssigkeit versehen ist, wobei die Speicherkammer (4) ein offenes oberes Ende und Innenwände hat, von denen wenigstens ein Teil mit einer reflektierenden Oberfläche (20) versehen ist.
9. Halter (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberfläche (20) der Speicherkammer (4) solche optischen Eigenschaften hat, dass das reflektierte Licht kollimiert wird.
10. Halter (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberfläche (20) der Speicherkammer (4) solche optischen Eigenschaften, insbesondere eine solche Form, hat, dass das reflektierte Licht in eine vorgegebene Richtung gerichtet wird.
11. Halter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Oberfläche (20) der Speicherkammer (4) eine solche Form, insbesondere eine konkave Form, hat, dass das reflektierte Licht kollimiert wird (Fig. 4c).
12. Halter (2) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speicherkammer (4) eine f lache Bodenwand mit Fresnel-Ringen hat, wobei die Fresnel-Ringe wenigstens einen Teil der reflektierenden Oberfläche (20) bilden (Fig. 4c).
13. Halter (2) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Speicherkammer (4) eine flache Bodenwand mit einer Anordnung von kubischen Prismen hat (Fig. 4d).
14. Speicherkammer (4) zur Verwendung in einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 und/oder in einem Halter nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 13.
15. Anordnung von Speicherkammern von der in Anspruch 14 beschriebenen Art, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherkammern in einer Matrix-Anordnung verwendet werden.
DE69610218T 1995-11-17 1996-11-18 Photometrisches messsystem und halter für ein solches system Expired - Lifetime DE69610218T2 (de)

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