DE2114107B2 - Photometer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Photometer zur Bestimmung der Extinktionen einer Anzahl von flüssigen Proben mit

a) einer Licht in einem vorgegebenen Spektralbereich emittierenden Lichtquelle,

b) einer Anzahl von Teilstrahlengängen, die jeweils gleichzeitig von der Lichtquelle ausgeleuchtet sind,

c) jeweils einer eine der zu untersuchenden Proben enthaltenden Küvette in jedem Teilstrahlengang,

d) jeweils einem photoelektrischen Empfänger hinter jeder Küvette, sowie

e) einer Anzeigeneinheit.

In bekannten Photometern wird in der Regel jeweils nur eine Probe analysiert, oder bei Anwendung zweier Proben stellt eine derselben lediglich eine Bezugsprobe dar, außer in einigen größeren Laborvorrichtungen, in denen aus ein und demselben Probegemisch mehrere verschiedene chemische Komponenten bestimmt werden, wobei die von diesen herbeigeführten Farben zumeist bei verschiedenen Wellenlängen gleichzeitig in Durchflußküvetten gemessen werden.

Mit einem Photometer untersucht man im allgemeinen das Lichtabsorptionsvermögen oder die optische Dichte einer Lösung, indem man den Betrag des durch eine Flüssigkeitsschicht gegebener Stärke hindurchgegangenen Lichts mißt. Das von einer Lichtquelle kommende Licht wird mittels Spiegeln und Linsen parallel gemacht sowie einem Monochromator zugeleitet, der nur Licht einer bestimmten Wellenlänge durchläßt. Dieser Monochromator wird stets dem Bedarf entsprechend gewählt, und zwar besteht er entweder aus einem Filter, Gitter, Prisma oder dergleichen. Das erzielte monochromatische Licht wird zu einem schmalen Strahl abgegrenzt, der dann durch die Probelösung hindurchgeführt wird. Diese Probelösung befindet sich üblicherweise in einem Behälter, den man als Küvette bezeichnet und dessen Seiten gleichmäßige Stärke haben und vorzugsweise zur Lichtrichtung senkrecht stehen. Das durch dieses Gefäß

ίο oder diese Küvette hindurchgegangene Licht wird mit Hilfe eines geeigneten Detektors, wie z. B. eines Photowiderstands oder einer Photozelle, gemessen. Eine Vorrichtung mit einem Kanal hat nur einen Lichtpfad, in dem die Probenküvetten jeweils einzeln eingesetzt werden. Bei Vorrichtungen mit mehreren Kanälen wiederum kann man in der Regel die verschiedenen Lichtpfade zu verschiedenen photometrischen Aufgaben in bezug auf verschiedene Proben benutzen, wie z. B. zur Messung der Fluoreszenz, der Absorption sowie des Reflexionsvermögens flüssiger und fester Stoffe und außerdem zur Analyse von Papierelektrophoresestreifen, von Elektrophoresen auf Zelluloseacetatfolie, zu chromatographischen Analysen usw.

Die bekannten Photometer haben den Nachteil langsamer Arbeitsweise, d.h. geringer Meßkapazität aufgewiesen. Fernerhin spielt bei im Handel befindlichen, mehrere Komponenten gleichzeitig (bei verschiedenen Weiienlängen) bestimmenden Vorrichtungen als Nachteil die von der Anwendung von Durchflußküvetten bewirkte Kreuzverunreinigung aufeinanderfolgender Proben mit

Es ist eine Anordnung bekannt (vergl. US-PS 28 66 900), bei der von einer Lichtquelle mehrere Teilstrahlengänge abgeleitet sind. In jedem dieser Teilstrahlengänge ist eine Küvette mit einer Probe sowie ein der Küvette zugeordneter Photodetektor zur Erfassung des transmittierten Lichtes angeordnet Es muß hierbei in jedem Strahlengang eine gesonderte optische Einrichtung vorgesehen werden. Diese Anordnung ist sehr teuer und läßt sich auch nur schwierig herstellen.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Photometer zu schaffen, das zur routinemäßigen Messung einer großen Anzahl zu photometrierender Proben unter Anwendung nur einer gegebenen Wellenlänge des Meßlichts angewandt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Merkmalen

so gelöst.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruchs 2.

Die wichtigsten mit der vorliegenden Erfindung erzielbaren Vorteile sind eine hohe Meßkapazität, die drei bis zehn Proben je Sekunde beträgt, und die Tatsache, daß infolge der getroffenen Anordnung Verunreinigungen der Proben völlig vermieden werden können. Außerdem ist festzustellen, daß eine fortlaufende Messung für eine große Zahl von Proben leicht möglich ist, welche Zahl durch die Größe der in der Vorrichtung benutzten Meßmatrix bestimmt wird, und daß die Identifizierung der einzelnen Proben leicht durchzuführen ist, d. h. daß Verwechslungsgefahr der Proben untereinander fast ausgeschlossen ist. Die Messung erfolgt durch eine in der Matrix sitzende, auswechselbare Küvette hindurch, wobei man bei Verwendung neuer Küvetten Verunreinigungen vermeidci. Es ist auch wesentlich bei der Vorrichtung, daß

das Licht von der gemeinsamen Lichtquelle mit einer geeigneten Frequenz zerhackt wird, womit man aus den Meßköpfen einen mit Leichtigkeit zu verarbeitenden Wechselstrom beziehen kann.

Die Erfindung wird im folgenden unhand der Zeichnung näher erläutert

in der Zeichnung ist eine Lampe 1 gezeigt von der man einen Lichtstrahl erhält der mittels einer von einem Motor 2 angetriebenen Lochscheibe zerhackt wird. Anschließend durchläuft der Lichtstrahl einen geeigneten Filtereinsatz in der Trommel 3, wonach er den verschiedenen Meßköpfen zugeteilt wird. Dies kann dem Ausführungsbeispiel gemäß mittels Lichtleitern 4 oder mit Hilfe sonstiger bekannter Vorrichtungen zum Leiten von licht zu einem MeBobjekt geschehen, weshalb diese Einzelheit in der Vorrichtung keine größere Beachtung verdient Die Teile 5 in den Meßköpfen haben den Zweck, einen dünnen, durch die Küvetten 6 hindurch zu den Lichtdetektoren 7 gehenden Lichtstrahl zu erzeugen. Diese L^htdetektoren erzeugen einen zur eintreffenden Lichtmenge proportionalen Ausgangsstrom, der über einen elektronischen (Commutator 8 auf einen gemeinsamen Verstärker 9 und an ein Anzeigewerk 10 gegeben wird. Ferner kann man aus der Zeichnung erkennen, daß eine besondere Stabilisiervorrichtung für den Kreis verwendet worden ist die aus einem zusätzlichen Lichtdetektor 11 besteht der über einen Servoverstärker 12 die Intensität der Lampe 1 so regelt, daß der Ausgang des Lichtdetektors U konstant bleibt.

Dieses Photometer wird folgendermaßen verwendet Die der gewünschten Analyse entsprechende Wellenlänge wird mit Hilfe der Filtereinsätze in der Trommel 3 gewählt d. h. die Trommel wird in eine vorgeschriebene Lage gedreht Die zu untersuchenden Proben werden dem Photometer in einer Matrixanordnung zugeführt in der die zuvor erwähnten Küvetten 6 sitzen. Die Zahl dieser Küvetten ist selbstverständlich von der Kapazität eines jeden Ausführungsbeispiels abhängig. Die Probe in der Küvette absorbiert Licht was an der Verringerung des Ausgangsstroms des Lichtdetektors 7 zu erkennen ist Diese Ausgangsgröße muß gegebenerweise mit einem solchen Wert verglichen werden, den man am Lichtdetektor bei Anwendung einer völlig durchsichtigen oder klaren Probe und einer bekannten Probe erhält Nun kann man aus den zur Absorption der zu messenden, der bekannten bzw. der klären Probe verhältnisgleichen Ausgangsgrößen den Gehalt der zu messenden Probe errechnen. Dieser Vergleich findet in an sich bekannten Vorrichtungen statt an welche der elektronische Kommutator 8 automatisch der Reihe nach jeden der Ausgangsdetektoren anschaltet auf diese Weise alle den Küvetten entsprechende Lichtdetektoren 7 durchlaufend. Folglich kann das Anzeigewerk 10 die von den verschiedenen Proben gewirkten Absorptionen untereinander anschreiben, oder man kann auch eine Berechnung der endgültigen Resultate erzielen, wenn man an die Vorrichtung eine Datenverarbeitungsmaschine z. B. einen kleinen elektronischen Rechner 14 anschaltet deren Gedächtnisspeicher die einem jeden Kanal entsprechenden Werte für die von den klaren Proben und von den Proben bekannter Stärke verursachten Ausgangsgrößen der Lichtdetektoren 7 enthält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Photometer zur Bestimmung der Extinktionen einer Anzahl von flüssigen Proben mit

a) einer Licht in einem vorgegebenen Spektralbereich emittierenden Lichtquelle,

b) einer Anzahl von Teilstrahlengängen, die jeweils gleichzeitig von der Lichtquelle ausgeleuchtet sind,

c) jeweils einer eine der zu untersuchenden Proben enthaltenden Küvette in jedem Teilstrahlengang,

d) jeweils einem photoelektrischen Empfänger hinter jeder Küvette, sowie

e) einer Anzeigeneinheit,
gekennzeichnet durch

f) eine Einrichtung (2) zur Modulation der Intensität des von der Lichtquelle (1) emittierten Lichts vor der Aufteilung auf die einzelnen Teilstrahlengänge (4), und

g) eine Schalteinrichtung (8) zur aufeinanderfolgenden Verbindung der einzelnen Empfänger (7) mit der Anzeigeeinheit für jeweils eine gegen die Modulationsperiode lange Zeit

2. Photometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer von der Lichtquelle (1) gespeister Teilstrahlengang vorgesehen ist, in dem ein weiterer fotoelektrischer Empfänger (11) zur Erzeugung eines der Helligkeit der Lichtquelle entsprechenden Bezugssignals angeordnet ist, und daß ein Schaltkreis (12) zur Regelung der Helligkeit der Lichtquelle (1) nach Maßgabe des Bezugssignals vorgesehen ist