NO142593B - Kompakt og hurtigvirkende analysator av den roterbare kyvettypen - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse har til formål å frembringe en kompakt

og hurtigvirkende analysator av den roterbare kyvett-typen, som er hensiktsmessig for valgfri gjennomføring av både absorbans- og fluorescensanalyser av en rekke prøver.

En representativ hurtig analysator av denne type er beskrevet i USA-patentskrift 3.555.284. Analysatoren som beskrives i dette patentskrift utnytter sentrifugalkraften for å overføre og blande prøver og reagens i en rotor med flere kyvetter. Et stasjonært fotometer avsøker kyvettene under rotasjonen. De signaler som pro-duseres på denne måte vurderes ved hjelp av en datamaskin som gjør det mulig å observere de reaksjoner som foregår i de respektive kyvetter samtidig som de finner sted. Siden alle reaksjoner initi-eres samtidig og er koblet med den kontinuerlige målingenmed analysatorens spektrofotometriske system, minimeres feil på grunn av elektronisk, mekanisk eller kjemisk avdrift.

En analysator som er hensiktsmessig for utførelsen av enten absorbans- eller fluorescensmålinger og som har en kompakt konstruk-sjon, er beskrevet i norsk patentsøknad 4829/73. Ved denne kon-struksjon bærer et optisk hovedaggregat som kan dreies i flere stillinger et organ for å rette lys inn i prøvefyllte kyvetter etter hvert som de roterer. Det finnes også en anordning som kan manøvreres selektivt under den fotometriske måling og som kan sen-de den fluorescens som emiteres av prøvene i kyvettene til en fotodetektor og den innstilles selektivt av det optiske hovedaggregatet. Rotoren kan tas bort og settes inn ved at det svingbart lagrete hovedaggregatet svinges bort fra sine arbeidsstillinger for å gi det nødvendige spillerom.

Et generelt formål med oppfinnelsen er å frembringe en hensiktsmessig forbedret, kompakt hurtigvirkende analysator for absorbans-eller- fluqrescensmålinger, hvis optiske system er permanent inn-rettet.

Et annet formål med oppfinnelsen er å frembringe en analysator for dette formål, hvor vekslingen mellom de to typer målinger kan ut-føres 'lett og med absolutt repeterbarhet.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å frembringe en for absorbans- eller fluorescensmålinger hensiktsmessig forbedret kompakt hurtiganalysator, hvor rotorer, som avgrenser et system av roterbare kyvetter, kan settes inn og fjernes uten å forstyrre analysatorens optiske system.

De ovennevnte formål er ifølge oppfinnelsen realisert i en analysator som har de kjennetegn som ér angitt i patentkrav 1.

Ifølge oppfinnelsen frembringes således en slik analysator for samtidig bestemmelse av konsentrasjoner i en rekke frittstående prøver under bruk av enten absorbans- eller fluorescensmåling, og rotorer som avgrenser roterbare kyvettsystem. En stiv, hovedsakelig rektangelformet ramme avgrenser optiske kanaler for et absorbans- og fluorescensmålesystem. Rammen tjener som monteringskon-struksjon for optiske komponenter i målesystemet og for rotorens monterings- og drivsystem. En enkelt lyskilde og fotodetektor benyttes både for absorbans- og for fluorescensmålingene. Rotorens innsetting og fjerning lettes ved hjelp av en utsvingbar drivmotor og rotorholder. Den stive rammekonstruksjonen holder det optiske systemet i permanent stilling tross rotorforandringer og for-andringer i målemåteh og sikrer derved nøyaktige målinger.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til den medfølgende tegning, som viser et gjennomskåret perspektiv-bilde av en analysator ifølge oppfinnelsen.

En hovedsakelig rektangelformet ramme 2 er montert vertikalt i et kasselignende hus 3. Ved siden av rammen 2 er det ved hjelp av en hengseltapp 4 og en konsoll 5 montert en utsvingbar drivmotor 6

og en av motoren drevet rotorholder 7. En utbyttbar rotor 8, som avgrenser en sirkelformet rekke analysekyvetter 9, er plassert i

rotorholderen, som er innsvinget i sin normale arbeids- eller måle-stilling. Rotorholderen 7 er i sin underdel forsynt med en sirkelformet rekke hull som motsvarer og står på linje med de respektive

kyvetter i rotoren 8, hvorved lys kan passere gjennom kyvettene. Rammen 2 er hensiktsmessig forsynt med åpninger for mottak av rotorholderen og rotoren av grunner som vil fremgå nedenfor. En fjærbelastet mekanisk sperre 11 griper inn i konsollen 5 for å holde motoren og rotorholderen i arbeidsstilling. Alternativ kan en vanlig magnetisk sperre benyttes som komplement til eller er-statning for sperren 11.

Atskilte optiske baner er avgrenset i rammen 2 for utførelse av absorbans- og fluorescensmåli-nger. For begge typer målinger benyttes imidlertid en enkelt kvarts-halogen-lampe 12 som lyskilde og et fotomultiplikatorrør 13 som fotodetektor.

Dersom man først betrakter det optiske system som benyttes for absorbansmålinger, er samlelinser 14 og 15 av kvarts og tilhørende linseholdere 16 plassert umiddelbart under lampen 12 i en vertikal kanal 17 som strekker seg i aksiell retning mellom lampen 12 og en lysåpning 18 i fotomultiplikatorrørets skjerm. Den strekete linjen 19 mellom lampen 12 og åpningen 18 antyder den lysbanen som er aktuell ved absorbansmålinger.

Samlelinsene 14 og 15 frembringer en intensiv belysning av prøvene i kyvettene 9 når de ved sin rotasjon krysser lysstrålen. Linseholderen 16 er vertikalt innstillbar ved hjelp av et sliss- og knapparrangement (ikke vist) lignende det som skal beskrives nedenfor i forbindelse med det optiske systemet for fluorescensmålinger. Rotoren 8 er laminert med gjennomsynlige dekkplater 21 og 22, som avstenger de i en sentral, ugjennomsiktig plate 23 dannete kyvetter. En absorbsjonsfilterholder 24, som inneholder flere ulike interferensfilter 25, er glidbart innpasset i en kanal som strekker seg fra rammen 2 vinkelrett mot kanalens 17 aksel. Filterholderen 24 innstilles ved hjelp av en fjærbelastet mekanisk sperre og et V-formet spor i holderens side slik at et interferensfilter 25 med ønsket bølgelengde bringes inn i den optiske banen mellom rotoren 8 og fotodetektoren 13.

Dersom man nå betrakter det optislce systemet som benyttes for f Luorescensmålinger, reflekteres lyset fra lampen 12 90"° ved hjelp av et speil 26, som antydet med en streket linje 27. Den reflek-terte lysstrålen passerer gjennom et av interferens filtrene 28

som er montert i en filterholder 29, som er glidbart innpasset i

en kanal som strekker seg gjennom rammen .2 .vinkelrett mot akselen av en kanal 31. En mekanisk sperre griper.-inn i \V-formete innsnitt i siden av holderen 29 for å sikre nøyaktig innstilling av et ut-valgt, filter i kanalen 31. En ugjennomsynlig dekkskive er anordnet i en av filteråpningene for å hindre at lyset går gjennom kanalen 31 når analysatoren benyttes for absorbansmåling.

Etter, gjennomgangen gjennom interferensfilteret fokuseres lysstrålen ved hjelp av en i en innstillbar linseholder 33 montert sam-lingslinse 32 og reflekteres siden 135° ved.hjelp av et andre speil 34 gjennom kanalen til kyvettenes 9 bunnender. Fluorescensemisjonen fra prøven i hver kyvett passerer ned gjennom et hensiktsmessig emisjons filter i holderen 24 til fotodetektoren 13. En spesiell rotorkonstruksjon benyttes lik den som benyttes ved de ovenfor be-skrevne absorbsjonsmålinger, men som har en ugjennomsiktig istedet for en gjennomsynlig øvre dekkplate 21 for å hindre gjennomgang av lys gjennom kyvettene gjennom det optiske systemet for absorbansmålinger.

Flere innstillinger kan utføres med komponentene av det optiske systemet for fluorescensmålinger for å oppnå optimal innstilling og fokusering av den fluorescensaktiverende lysstrålen når den krysser kyvettene. Speilet 26 kan dreies rundt sin akse og/eller forskyves aksialt i forhold til lampen 12 for å oppnå enhver ønsket sideforskuvning av lysstrålen. Linseholderen 33 og speilet 34 er også aksielt innstillbart i kanalen 31. Som vist er linseholderen 33 og speilet 34 skrubart forbundet med innstillingsknapper 36 og 37 som strekker seg gjennom langstrakte spor 38 hhv. 39. Med inn-stillingsknappene løsnet forflyttes linseholderen og speilet til en aksiell stilling som gir den ønskete plassering og fokusering av lysstrålen. Knappene skrues deretter igjen inntil de støter mot rammen 2 med linseholderen og speilet låste, i stilling. En lignende utforming (ikke vist) benyttes for innstilling av linseholderen 16. Fokuseringen og innstillingen av lysstrålen kan på enkel måte frembringes ved at en mattskive av slipt glass eller annet gjennomskinnbart materiale plasseres i rotorholderen 7 når denne befinner seg i sin arbeids- eller målestiHang og ved at det bilde som projiseres på mattskiven observeres under innstillingen av speilene og samlings linsen. De siste fininnstiIlinger for optime-ring av fotodetektorens reaksjon, kan utføres med en kyvettrotor som inneholder et fluorescerende prøvemateriåle på plass.

Begrenset aksiell innstilling av lampen 12 kan også utføres for å forskyve den lysstråle som projiseres gjennom kyvettene under en absorbansmåling. En innstillingsskrue 41 kan benyttes for å låse fast lampeholderen 42 i enhver ønsket aksiell stilling i rammen 2.

En lysreflekterende signalomformer 43,-, som inneholder foto-emitterende og fotodetekterende elementer, er anordnet for å detektere reflekterende merker på rotorholderens 7 bunn for å av-gi synkroniseringssignaler for kyvettene for bruk i et databehandlingssystem (ikke vist). En signalomformer som er tilgjengelig i handelen og som har vist seg hensiktsmessig for bruk ved analysatoren ifølge oppfinnelsen er en omformer av modell FPA 105, til-virket av Fairchild Microwave and Optoelectronics, en avdeling av Fairchild Camera and Instrument Corporation. En kraftkilde og et databehandlingssystem som kan benyttes ved analysatoren ifølge oppfinnelsen er beskrevet i norsk patentsøknad 743923.

Claims (5)

1. Analysator for absorbans- og/eller fluorescensanalyse av stoffprøver, omfattende en lyskilde (12) , en fotodetektor (13/, en motordrevet holder (7) og en på holderen avtakbart plassert kyvetter<p>tor (8) som sammen med holderen avgrenser en sirkelformet rekke prøvekyvetter (9) i banen mellom lyskilden og fotodetektoren, karakterisert ved en vertikalt anordnet, stiv, rektangelformet ramme (2) som avgrenser en første og en andre optisk kanal (17, 31), med lyskilden og fotodetektoren plassert i rammen i optisk forbindelse med de to optiske kanaler, idet holderen (7), som er svingbart forbundet med rammen, er bevegelig til en arbeidsstilling for en kyvette mellom lyskilden og fotodetektoren og i optisk forbindelse med de to kanaler, og til en fra arbeidsstillingen forskjellig ladestilling, samt ved organer (29, 21) for selektiv dirigering av lysgjennomgangen gjennom den ene eller den andre av de to optiske kanaler.

2. Analysator i samsvar med krav 1 ,karakterisert ved at den omfatter lysfokuserende organer (32, 14 og 15) i hver av de to kanaler (31 hhv. 17).

3. Analysator i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at den omfatter organer (25) for selektiv filtrering av lys som passerer gjennom de respektive optiske kanaler.

4. Analysator i samsvar med krav 3, karakterisert ved at organene for selektiv filtrering av lys omfatter en rekke filter (25) plassert i en langstrakt filterholder (24) som er glidbart innpasset i rammen (2) i et område som er felles for de to optiske kanalene.

5. Analysator i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at organene for dirigering av lysgjennomgangen gjennom de optiske kanalene (31, 17) omfatter en langstrakt holder (29) som kan føre en dekkskive (28) inn i den ene (31) av de t-o optiske kanaler, og et dekkorgan (21) som kan plasseres i den andre (17) kanal.