DE2363188A1 - Verfahren und vorrichtung der mikrospektrographie - Google Patents
Verfahren und vorrichtung der mikrospektrographieInfo
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
Description
betreffend
Verfahren und Vorrichtung der MikrosOektropirsOhie.
Verfahren und Vorrichtung der MikrosOektropirsOhie.
Die Erfindung betrifft ein photometrisches Vorfahren
zur mikrospektrographischen Messung der Liclitabsorption einer
Probe, und zwar insbesondere ein mit zwei Vfelleitlängen-Abtastung
und Integrierung arbeitendes Verfahren, bei welchem die
Probe mit Lichtpunkten» die zwei unterschiedliche Wellenlängen
haben, abgetastet wird, und die elektrischen Signale, die
von den durch-die Probe hindurchgegangenen Lichtpunkten hergeleitet
werden, integriert werden. Die Erfindung betrifft
ferner ein mit zwei Wellenlängen-Abtastung und Integrierung ■ arbeitendes Mikrospektrometer zur selbsttätigen Durchführung des obigen Verfahrens.
ferner ein mit zwei Wellenlängen-Abtastung und Integrierung ■ arbeitendes Mikrospektrometer zur selbsttätigen Durchführung des obigen Verfahrens.
Bei den bekannten Verfahren der Mikrospektrograpiiie zur Messung der· Lichtabsorption einer Probe lassen sich vier
verschiedene Arten unterscheiden:
1) Verfahren mit einer Wellenlänge und einem Bereich,
2) Verfahren mit einer Wellenlänge und zwei Bereichen,
3) Verfahren mit zwei Wellenlängen und
4) Verfahren mit Einwellenlängen-Abtastung und Integrierung*
/2
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Bei dem Verfahren mit einer Wellenlänge und einem Bereich
wird ein Lichtpunkt verwendet, der kleiner als die zu messende Probe ist, bei der es sich z.B. um eine organische
Zelle handelt, wobei ein homogener Teil der Probe -ausgesucht wird. Es wird dann die Licht abs orbans As des ausgewählten homogenen
Teils innerhalb der Fläche des Lichtpunktes gemessen. Anschliessend wird die Fläche der Zelle S gemessen und die
Gesamtmenge der lichtabsorbierenden Substanz der Probe insgesamt nach der Gleichung M = As χ S berechnet.
Dieses bekannte Verfahren mit einer Wellenlänge und einem Bereich hat den Nachteil", dass bei einer ungleichmässigen Verteilung
der lichtabsorbierenden Substanz in der Probe, z.B. in der organischen Zelle, der Messfehler,.nämlich der sogenannte
Verteilungsfehler aufgrund der Ungleichmässigksit der
Probe gross wird, und dass aufgrund der Tatsache, dass die Fläche S der Probe nur ungefähr gemessen v/erden kann, die Gesamtmenge
M der lichtabsorbierenden Substanz mit einem beträchtlichen Fehler behaftet ist.
Bei dem Verfahren mit einer Wellenlänge und zwei Bereichen
wird ein Lichtpunkt verwendet, der kleiner als die Probe ist. Es wird die Transmittans dieses kleinen, durch die Probe
hindurchgehenden Lichtpunktes gemessen. Ausserdem vir-d bei diesem Verfahren ein grosser Lichtpunkt verwendet, der von
aussen auf die Probe gerichtet wird, und es wird die Trans-
die
mittans dieses grossen, durch/Probe hindurchgehenden Lichtpunktes
gemessen. Aus den gemessenen Werten wird die Lichtabsorbans der lichtabsorbierenden Substanz in.der Probe ins-gesamt
durch Rechnung ermittelt. Bei diesem bekannten Verfahren
mit einer Wellenlänge· und zwei Bereichen müssen bestimmte Bedingungen eingehalten werden, damit die Berechnungsgleichung erfüllt ist. D±ese Bedingungen lassen sich für diö
in der Praxis vorkommenden Proben jedoch nur weniger genau
einhalten. So ist es unmöglich, den Verteilungsfehler der
lichtabsorbierenden Substanz wesentlich herabzusetzen. Dieß führt zu dem Nachteil des Verfahrens mit einer Wellenlänge
und zwei Bereichen, dass Fehler in die Messwerte eingehen,
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und dass ale Einstellung der Grosso des Lichtpunktes bei der
praktischen Durchführung schwierig ist und zu grossen, durch .das Personal verursachten Fehlern führt.
Bei dein Verfahren mit zwei Wellenlängen v/iEd ein Lichtpunkt
verwendet, der von aussen auf die Probe, z.B. auf eine organische Zelle, gerichtet wird und zwei verschiedene·,, in
einer bestimmten Beziehung zueinander stehende Wellenlängen hat. Die Probe wird von den von aussen auf die Probe gerichteten
Lichtpunkten mit diesen beiden Wellenlängen durchstrahlt, um die Transmittanzen T^ und T2 der Probe bezüglich der beiden
Wellenlängen zu messen und daraus den Gesamtbetrag der lichtabsorbierenden
Substanz In der Probe durch Rechnung zu bestimmen. .
Das Verfahren mit zwei Wellenlängen wurde.nach Fertigstel-,
lung der Mendelζonschen Viertetabelle entwickelt, die praxisbezogene
numerische Werte enthält, anhand deren die Lichtabsorbans
der lichtabsorbierenden Substanz aus 'den beiden Transmittanzen
T^ und T2 bezüglich der beiden Wellenlängen hergeleitet
v/erden kann. Nach diesem Verfahren lässt sich die lichtabsorbierende
Substanz in.der Probe unabhängig von Konzentrations-Verteilungsfehiern
in der Probe und unabhängig von der-Grosse der Probe abschätzen. Das Verfahren ist also für die
praxis geeignet.
Bei diesem üblichen Verfahren v/erden zur Festlegung der
beiden Wellenlängen die Absorbans-Ind jces K^ und Kp zu den
beiden Wellenlängen ^2 ^10 ^2 so ausSev*ählt, dass die Beziehung
K1 ' = K2 gilt. Zu diesem Zweck wird der Teil der Probe.,
bei welchem die lichtabsorbierende Substanz gleichmässig vorliegt,
ausgewählt, und es wird dann eine spektrale Absorptionskurve aufgetragen. Anhand dieser Kurve wird eine Wellenlänge
/L^, bei welcher die Lichtabsorbans ein Maximum'ist, und eine
weitere .Wellenlänge ?L2 ermittelt, bei v/elcher die Lichtabsorbans
50 % des Maximalwertes beträgt. Dieses zuletzt erläuterte Verfahren hat trotzdem jedoch die folgenden Kachteile:
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1) Die Grosse des Lichtpunktes muss bei jeder Durchführung
einer Messung je nach Grosse der Probe geändert v/erden.
Die Messung der Grosse des Lichtpunktes ist schwierig und mühsam«
2) Es ist notwendig, dass die Wellenlänge des Lichtpunktes präzise
eingehalten wird und dass die Probe vom Lichtpunkt gleichmässig bestrahlt wird, da anderenfalls Messfehler auftreten.
3) Bei der Festlegung der beiden Wellenlängen muss eine Wellenlänge
so ausgewählt werden, dass" bei ihr die Lichtabsorbans
ein Maximum hat,' und eine weitere Wellenlänge muss so ausgewählt
werden, dass bei ihr die Lichtabsorbans 50 % des
•Maximalwertes hat. Auf diese Auswahl muss die grösste Sorgfalt
verwandt werden, da eine fehlerhafte Festlegung der beiden Wellenlängen zu beträchtlichen Messfehlern führt.
4) Lichtverluste, die auf der Probe nicht eigene Lichtdiffusion
■.zurückgehen und durch Lichtreflexion und -brechung verursacht
werden, können gegebenenfalls mit diesem Verfahren weder festgestellt noch korrigiert werden.
Bei dem Verfahren mit zwei Wellenlängen ist der Lichtpunkt so gaross, dass eine Plancksche Messung an der Glasoberfläche
d„ort, v/o der zu untersuchende Teil der Probe nicht vorhanden
ist, durchgeführt werden muss. Im Falle einer organischen Zelle
beispielsweise wird der Lichtverlust, der für die Protoplasma-Struktur wie das Cytoplasma, den Kern und ähnliches
nicht typisch ist und bei der Planckschen Messung nicht berücksichtigt wird, mit Fehlern behaftet.
Wie bereits erwähnt, ist das übliche Verfahren mit zwei Wellenlängen sehr mühsam in der- Durchführung der Messung und
erfordert zur Ermittelung des Gesamtbetrags der lichtabsorbierenden Substanz in der Probe mit Hilfe der Lichttransmittans
des Lichtpunktes mit den beiden Wellenlängen die Ablesung einer " Wertetabelle, was bedeutet, dass die selbsttätige Durchführung
einer Messung äusserst schwierig ist.
; ■ /5
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Bei dem Verfahren mit Einwellenlängen-Abtastung und Integrierung wird der zu untersuchende Teil der Probe in winzige,
so klein wie möglich gewählte Bereiche aufgeteilt, so dass eine gleichfömige Verteilung der lichtabsorbierenden Substanz
in den einzelnen Bereichen angenommen werden kann. Die Lichtabsorbans
wird für jeden winzigen Bereich gemessen, wobei dieser
Hessgang zur Erzielung von Messwerten für alle Bereiche wiederholt, wird. Dann wird die Gesamtsumme dieser Messwerte
bestimmt. Dieses bekannte Verfahren besteht also darin, dass der zu untersuchende Teil der Probe in sehr kleine Bereiche
aufgeteilt und die Probe relativ zum Lichtpunkt bewegt wird, um die Probe mit dem Lichtpunkt abzutasten und eine Lichtabsorptionskurve
für jede Abtastung zu erhalten. Diese Lichtabsorptionskurve
wird zur Messung der Lichtabsorptions jedes abgetasteten Teils der Probe und der.Menge der aufgeteilten
lichtabsorbierenden Substanz integriert. Diese Messung wird über alle Bereiche durchgeführt. Die derart erhaltenen Beträge
werden zur Ermittelung der durch die Probe insgesamt absorbierten Lichtmenge aufsummiert. Die Integration bei diesem
Verfahren wird zur Ermittelung der Lichtabsorjrbion jedes
einzelnen abgetasteten Teils durchgeführt. Dadurch ist es möglich,
einen sehr genauen Messwert zu erhalten, der frei von einem Verteilungsfehler aufgrund einer unrege!massigen Verteilung
der lichtabsorbierenden Substanz ist.
Obiges Verfahren hat. sich im Prinzip und in der Praxis als ideal zur Messung der Lichtmenge erwiesen, die von der
lichtabsox'bierenden Substanz in dem zu messenden Teil der Probe absorbiert wird.
Bei diesen mit Einwellenlängen-Abtastung und Integrierung arbeitenden Verfahren geht jedoch' das Licht,'das vom
Ljchtweg ißt Bereich einer Objektivlin.se aufgrund von Lichtdiffus ion verursacht durch Reflexion und Brechung des Lichtes
in der Probe, abweicht» verloren* Dies führt zu einer Vergrösserung;
der ermittelten, Lichtabsorbans, weshalb die Lichtraenge,
die von der lichtabsorbierenden Substanz, absorbiert wird, fehlerhaft
erweiso als grosser, als. sie tatsächlich ist, ermittelt
wird. -■ . ff
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Das Verfahren hat den Nachteil, dass der. Fehler, der durch Lichtverluste aufgrund für die Probe nicht typischer
Phänomene verursacht wird, in den Messwert eingeht. Dies bedeutet, dass die Messung der wahren Lichtmenge, die durch den
zu untersuchenden Teil der Probe absorbiert wird, -und die genaue Messung der Menge der li'chtabsorbierenden Substanz in
dem nicht untersuchten Teil der Probe schwierig ist.
Λ-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der verschiedenen Nachteile der oben erläuterten üblichen
Verfahren zur mikrosp elct r ogr aphi sehen Messimg der Lichtabs orbans
einer Probe ein mit zwei Wellenlängen-Abtastung und Integration arbeitendes Verfahren zur mikrospektrograpliisciien Messung
der Lichtabsorbans einer Probe zu schaffen., bei welchem
der Verteilungsfehler aufgrund einer an den verschiedenen Stellen unregelmässigen Verteilung der lichtabsorbicvonisn
Substanz in der Probe und der durch die Licht diffus ion aufgrund
von Rexelxion, Brechung und Beugung des Lichtes in der
Probe verursachte Fehler vermieden werden kann, lind mit welchem
sich unmittelbar der wahre Betrag des von der Probe absorbierten
"Lichtes ohne Zuhilfenahme von Berechnungen oder
ohne Bezugnahme auf numerische Wertetafeln, ermitteln lässt
und daher automatisch unter Vermeidimg von auf Bedienung beruhenden Fehlern durchgeführt werden kann. Mit der Erfindung
soll ferner ein Mikrospektrometer zur selbsttätigen. Durchführung
des Verfahrens geschaffen werden, mit vrelcnera sich
die "Messwerte in arbeitssparender und genauer Weise automatisch ermitteln lassen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss
mit dem im. Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren und der im Anspruch 2 gekennzeichneten Vorrichtung gelöst.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur mikrospektrographischen
Messung der Lichtabsorbans einer Probe wird die Probe relativ zu einem winzigen Lichtpunkt bewegt und dadurch
mit dem Lichtpunkt abgetastet. Die Lichtabsorbans von jede
der auf diese Weise abgetasteten winzigen Teile der Probe
wird integriert und so die Lichtabsorbans des winzigen abgetasteten
Teils erhalten. Dadurch wird der ¥erteilungsfehler
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vermieden. Die Abtastung erfolgt über den gleichen. Lichtweg
mit einem Lichtpunkt, der zwei verschiedene "Wellenlängen hat.
Ss wird die Differenz zwischen den Lichtabsorbanzen ermittelt,
die durch Abtastung des Lichtpunktes mit den zwei verschiedenen Wellenlängen erhalten werden. Dadurch wird der durch die Lichtabsorption,
die für die Probe nicht typisch ist, erzeugte Fehler, und der durch Lichtdiffusion aufgrund von Reflexion,
Brechung und Beugung.des.Lichtes in Probe verursachte Fehler
vermieden.
Bei dem üblichem Zweiwellenlängen-Verfahren werden die
beiden Wellenlängen ?l ^ und ^^ öes Lichtpunktes so ausgewählt,
dass die Indeces K4 und K0 der Lichtabsorbans bei die-
sen beiden Wellenlängen der Gleichung K^ -= K^ genügen. Im
Gegensatz dazu gestattet die Erfindung die Messung des Absorptionsspektrums
des Farbstoffes und.die Festlegung der Wellenlänge
^, j. so, dass bei dieser die Lichtabsorbans des Absorptionsspektrums
des Farbstoffes ein Maximum ist, und die Festlegung der Wellenlänge Pip εο>
dass bei ihr die Lichtabsorbans
Null ist und sie gegenüber dem Absorptionsspektrum versetzt ist und in der Häheder Wellenlänge %* liegt.
Im Falle einer organischen Probe, z.B. einer Zelle oder ähnlichem, wird im allgemeinen ein Feulgenscher Farbstoff verwendet,
der an die lichtabsorbierende Substanz in der Probe angebunden werden kann und bei welchem die lichtabsorbierende
Substanz der Lichtabsorbans der zu untersuchenden Probe proportional
ist, und v/elcher einen kleinen Proportionalitätsfehler aufweist. In diesem Falle wird die Wellenlänge TV1,
bei welchem die dem Farbstoff eigene Lichtabsorbans ein Maximum ist, auf 550 Um und die Wellen λ-2 auf 450 im festgelegt.
Bei dem üblichen Verfahren mit Einwellenlängen-Abtastung
und Integration wird die von jedem winzigen abgetasteten Teil der Probe absorbierte Lichtmenge zur Ermittlung der Menge der
lichtabsorbierenden Substanz "für alle abgetasteten Teile der Probe integriert. Zu diesem Zweck fällt das durch die Probe
hindurchgetretene Licht auf eine Photoverv/ielfacher-Röhre,
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mittels welcher" das einfallende Licht in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, das nach Verstärkung und Gleichrichtung
einem Aufzeichnungsgerät zugeführt wird. Das Aufzeichnungsgerät kann eine. Lichtabsorbanskurve auf einem
Aufzeichnungsträger aufzeichnen. Eine Anzahl quadratischer, von jeder Lichtabsorbanskurve umschlossener Abschnitte wird
zur Messung der Fläche, anhand welcher der Wert der Lichtabsorbanskurve ermittelt wird, ausgezählt. Diese Werte wer-.
den zur Ermittlung der Lichtabsorbans der Probe aufsummiert.
Alternativ kann der Aufzeichnungsträger auch entlang jeder Lichtabsorbanskurve ausgeschnitten und das Gewicht der ausgeschnittenen
Teile mittels einer Waage zur Ermittlung des integrierten Wertes der Lichtabsorbanskurve gerne s-s en v/erden.
Jedoch ist die Arbeit des Zählens der Abschnitte des Aufzeichnungsträgers oder des Ausschneidens des Aufzeichnungsträgers
entlang der Lichtabsorbanskurve sehr mühsam, zeitaufwendig und fehlerbehaftet.
Es-ist auch schon vorgeschlagen v/orden, die Lichtabsorbans
der Zelle zur Messung der Menge der in der Zelle enthaltenen Substanz und zur Abschätzung des anormalen Zustandes.der
Zelle zu messen, und zwar im Rahmen einer klinischen Untersuchung= In diesem Falle ist es besonders notwendig,
die Information bezüglich der Lichtabsorbans der Zelle genau und schnell zu erhalten. Sogar in der Grundlagen-
und in der Anwendungsforschung ist es von Vorteil, die genaue Information bezüglich der'Lichtabsorbans der Zelle schnell
zu erhalten. Insbesondere ist es äusserst v/ichtig, quantitative Messungen organischer und medizinischer Proben, z.B.
der Nucleinsäure DNA und dgl, in einer Zelle genau durchzuführen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens
mit einem Mikrospektrometer nach der Erfindung wird zuerst das Absorptionsspektrum des Farbstoffes gemessen. Dann wird
die Wellenlänge p^^ , bei welchem die dem Farbstoff eigene
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— j —
Lichtabsorbaris ein Maximum ist, und die Wellenlänge ^2'. welche gegenüber dem Absorptionsspektrum des Farbstoffes versetzt
ist und einen Mindestabstand von der Wellenlänge \^
hat, festgelegt. Z.B. v/ird bei der Messung der DNA eines Zellkernes ein Feulgenscher Farbstoff ausgewählt, bei dem
die Menge des an die DNA anzubindenden Färbmittels der DNA proportional ist. Die Hellenlänge ^U., bei welchem-die dem
Färbmittel pigene Lichtabsorbans ein Maximum ist, wird auf
550 nm und die Wellenlänge λ.2>
welche gegenüber dem Absorptionsspektrum versetzt ist, v/ird auf 450 nm festgelegt.
Die beiden Wellenlängen λ.^ und Tt^ können selbsttätig
und wiederholt dur"ch Voreinstellung dieser beiden Wellenlängen
in der Schaltung zur Steuerung des Spektroskops gemessen werden. Wenn der Bereich, über welchen die Probe mittels
des Lichtpunktes abgetastet wird, mittels der Bühnen-Steuerschaltung definiert ist, kann die genaue Lichtabsorbans
dieses zu untersuchenden Teils der Probe, d.h. die durch diesen Proben-Abschnitt absorbierte· Lichtmenge selbsttätig und schnell nach Massgabe eines Programms-gemessen
werden, das vorher festgelegt wurde und nach welchem die Wellenlänge gewechselt und die ^robe abgetastet werden kann.
Das übliche, mit Abtastung und Integration arbeitende Mikrospektrometer
zur Messung der Lichtabsorbans einer Probe gestattet
nur eine mühsame Durchführung der Messung und erfordert Zeit bei der Berechnung der Messwerte, so dass nur
ein oder zwei Proben pro Tag untersucht werden können und ausserdem noch Messfehler vorkommen. · ·
Im Gegensatz dazu können mit dem auf zwei Wellenlängen-Abtastung
und Integrierung beruhenden Mikrospektrometer nach der Erfindung 50 bis 100 Proben pro Tag genau untersucht werden,,
die Messungen können selbsttätig durchgeführt werden und die wahre,von der Probe absorbierte Lichtmenge kann genau
ermittelt werden. Ausserdem können bei einer vorherigen Festlegung der Färbung die beiden Wellenlängen Tl^ und Ao
benutzt werden,· ohne dass Ihre Messung notwendig ist.
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Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften
Einzelheiten' anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Mikrospektrometers
nach der Erfindung;
Fig. 2 eine,graphische Darstellung einer spektralen Absorptionskurve
eines Farbmittels; ■ ■
Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Abtastwege des Mikrospektrometers nach Fig. 1;
Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsschrittfolge
des Mikrospektrometers nach Fig. 1;
Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung eines anderen Beispiels
der Abtastwege nach Fig. 3.
In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen Λ eine Lampe,z.B.
eine Wolfram- oder Xenonlampe, bezeichnet, die als stabilisierte
Lichtquelle benutzt wird. Das von der Lampe 1 ausgehende Licht fällt auf ein Spektroskop 2. Das Spektroskop 2
ist beispielsweise mit einem Prisma oder einem Beugungsgitter ausgerüstet, das drehbar ist, um die Wellenlänge des
hindurchgehenden Lichtes ändern zu können. Die Abbildung des Austrittsschlitzes des Spektroskopes 2 wird mittels einer
.Feldlinse 21 an der Stelle der Eintrittspupille einer
Kondensorlinse 4 entworfen. Unmittelbar hinter der Feldlinse
21 ist eine Lochblende 3 angeordnet,, deren verkleinertes
Abbild mittels eines als Kondensorlinse verwendeten Objektives 4 auf der Oberfläche einer Probe entworfen wird, die
auf einer in X-Richtung und in Y—Richtung beweglichen Bühne 5 angeordnet ist. Das aus dem Spektroskop 2 austretende
Licht ist monochromatisch, so dass das verkleinerte Abbild
auf der Oberfläche der Probe ein monochromatischer Lichtpunkt ist, welcher auf den zu untersuchenden Teil der Probe gerichtet
ist.
Das durch die Probe hindurchgehende Licht gelangt durch
eine Objektivlinse 6, welche eine gleichzeitige Vergrösserung
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der Probe und des monochromatischen Lichtpunktes bewirkt, zu einer Photovervielfacher-Röhre 7. Das insoweit beschriebene
optische System nach Koana und Naora, bei welchem"die Objektivlinse
bzw. das Objektiv als Kondensor verwendet v/ird und bei welchem der monochromatische Lichtpunkt nur auf den zu
untersuchenden Teil der Probe gerichtet wird, gestattet die Messung der Lichtmenge, die von dem örtlichen Teil der.Probe
absorbiert wird. Zwisehen der Lochblende 3 und der Konden-.
sorlinse 4 i*st eine Verdunklungsblende^fe ingefügt, welche mittels
eines Betätigungsmagneten 9 derart bewegt v/erden kann, dass sich die /Verdunklungsblende wahlweise im Strahlengang oder
ausserhalb desselben befindet, wie es durch den Doppelpfeil angedeutet ist. Ausserdem ist ein X-Antrieb zur Bewegung der
Bühne 5 in X-Richtung und ein Y-Antrieb zur Bewegung der
Bühne 5 in Y-Richtung vorgesehen.
Der Ausgang der Photovervielfacher-Röhre 7 wird einer
Arbeitsschaltung 12 zugeführt, welche eine elektrische Spannungsquelle
zur Lieferung der Hochspannung für die Photovervielfacher-Röhre
7, einen Verstärker zur Verstärkung des Ausgangssignals von der Photovervielfacher-Röhre und eine
Gleichrichterschaltung umfasst. Der Ausgang der Arbeitsschaltung 12 wird einem Integrator 13 und einem Aufzeichungsgerät
14 zugeführt, welches auf einem Aufzeichnungsblatt eine Kurve schreiben, welche die Lichtabsorbans der Probe zeigt.
Der Ausgang des Integrators 13 v/ird einer Rechenschaltung zugeführt, welche den integrierten Wert, der durch Abtastung
der Probe mit Licht der Wellenlänge ^2 erhalten v/ird, von
dem integrierten Wert, der durch Abtastung der Probe mit Licht der Wellenlänge^ erhalten wird, subtrahieren kann.
Der Ausgang der Rechenschaltung 15 v/ird einem Addierer 16 zugeführt, welcher die von der Probe während aller Abtastvorgänge
absorbierte Lichtmenge zur Ermittlung der gesamten von der Probe absorbierten Lichtmenge aufsummieren kann. Der
Ausgang vom Addierer 16 wird einer Anzeige 17 zugeführt, v/elcher eine zahlenmässige Anzeige der gesamten von der Probe
absolvierten Lichtmenge, d.h. von der Menge der in der Probe
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enthaltenen lichtabsorbierenden SubstanE liefert. Der Ausgang
des Addierers wird ausserdem einem Drucker 18 zugeführt,
welcher die gesamte, von der Probe absorbierte Lichtmenge ausdruckt. Mittels der Anzeige 17 können ausserdem die
zuvor eingestellten Wellenlängen Ti^ und /I2 angezeigt v/erden.
Die von der Probe bei der Abtastung mi-t dem Lichtpunkt der zuvor eingestellten Wellenlänge absorbierte Lichtmenge wird ;
ebenfalls mittels der Anzeige 17 angezeigt und mittels des Aufzeichnungsgerätes 14 aufgezeichnet.
Die Differenz zwischen der von der Probe bei ihrer Abtastung mit dem Lichtpunkt der Wellenlänge oL·^ absorbierten
Lichtmenge und der von der Probe bei ihrer Abtastung mit dem Lichtpunkt der Wellenlänge rip absorbierten' Lichtmenge während
der Bewegung der Bühne 5 in Y-Richtung wird mittels der
Anzeige 17 angezeigt und in dem Addierer 16 gespeichert. Ausserdem kann der Ausgang des Integrators 15 dem Drucker 18
zugeführt werden,- so dass die bei jeder Abtastung der Probe mit den beiden Wellenlängen TLi und/^ ρ von ^er Probe absorbierte
Lichtmenge ausgedruckt wird, wie dies durch gestrichelte Linien angedeutet ist. ' ·
Alternativ kann der Ausgang der Rechenschaltung 15 der Anzeige 17 und dem Drucker 18 zugeführt werden, so dass die
von der Probe bei ihrer Abtastung mit den Lichtpunkten der WellenlängeΛ, ^ bzw. r\ ~ absorbierte wahre Lichtmenge numerisch
angezeigt und gedruckt wird.
Zu Steuerung der verschiedenen Bauteile des insoweit
beschriebenen Mikrospektrometers ist eine Steuerschaltung 19
vorgesehen. Die Steuerschaltung 19 ist an das Spektroskop 2, den Solenoid oder Betätigungsmagnet 9, an den X-Antrieb und
den Y-Antrieb 10 bzw. 11, an den Integrator 13, an das Aufzeichnungsgerät
14, an die Rechenschaltung 15, an den Addierer 16 und an den Drucker 18 angeschlossen, wodurch eine
Steuerung dieser Bauteile in gegenseitiger Zuordnung bewirkt wird.
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Die Wirkungsweise des in Fig. 1 gezeigten Mikrospektrometers
wird nun anhand der Fig. 2 bis 4 erläutert.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird zuerst eine standarisierte Probe, die mit einem Färbmittel eingefärbt
ist, vorbereitet'und dann zur Aufzeichnung einer spektralen Absorptionskurve des Färbmittels benutzt.
Dazu wird die Lampe 1 angeschaltet und der Solenoid 9
betätigt, damit die Verdunklungsblende 8 aus' dem Strahlengang entfernt ist. Unter diesen Umständen bewirkt die auf
der Bühne 5 angeordnete standarisierte Probe sowohl eine Fokussierung der4 Probe als auch des Lichtpunktes.
In diesem Zustand kann die Bühne 5 sowohl von Hand als
auch aus der Entfernung mittels des X- und des Y-Antriebes 10. bzw. "11 bewegt werden. Dann wird von der Steuerschaltung
19 ein Signal an das Spektroskop geliefert, wodurch dessen Prisma oder Beugungsgitter angetrieben und dadurch die Wellenlänge
des aus dem Spektroskop 2 austretenden monochromatischen Lichtes kontinuierlich geändert wird. Gleichzeitig
wird von der -Steuerschaltung 19 ein Signal zum Aufzeichnungsgerät
14 geliefert, durch das dieses so betätigt wird, dass die spektrale Absorptionskurve des Färbmittels der standarisierten
Probe auf einem Aufzeichnungsblatt geschrieben wird.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer spektralen Absorptionskurve auf dem Aufzeichnungsblatt des Aufzeichnungsgerätes
14. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel ist Feulgenscher Farbstoff zur Einfärbung der standarisierten Probe verwendet
und die Wellenlänge des Spektroskops 2 wird zwischen 400 nm und 700 nm geändert. Anhand dieser spektralen Absorptionskurve wird, eine Wellenlänge ^^ zu 550 nm ermittelt, bei welcher
die Lichtabsorbans A ein Maximum ist und eine Wellenlänge Tl 2 zu ^50 nm, bei welcher die Lichtabsorbans A Null
ist. " ι ,
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Die in der beschriebenen Weise festgelegten Wellenlängen
/|x und/Ip werden an der Steuerschaltung 19 eingestellt,
so dass monochromatisches Licht der Wellenlänge Tt* und monochromatisches
Licht der Wellenlänge λ. ο wiederholt von dem
Spektroskop 2 abgegeben, wird. Ausserden wird die Bühne 5 mit'
dem Ziel bewegt, den rLichtpunkt an der richtigen Anfangs- ;
stelle für das Abtasten anzuordnen.
In Fig. 3 ist gezeigt, wie die Bühne 5 mittels des Lichtpunktes abzutasten ist. In Fig. 3 sind voneinander getrennte
Abtastwege mittels einer ausgezogenen Linie a.*,
puriktierten Linien b^, strichpunktierten Linien c^ und ge- ■
strichelten Linien d,, dargestellt, damit die Übersichtlichkeit
gewahrt ist. In'der Paxis jedoch verlaufen die einzelnen
Abtastlinien entlang des gleichen Abtastweges-.
Die Grosse der durch den Lichtpunkt abzutastenden Fläche
wird in Abhängigkeit von der Grosse der zu untersuchenden Probe festgelegt. Der Betrag der Bewegung XQ in X-Richtung
und der Betrag der Bewegung YQ in Y-Riehtung werden an der
Steuerschaltung 19 voreingestollt. Wenn bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Durchmessers des· Lichtpunktes
beispielsweise : /1 /um ist, kann der Lichtpunkt bis
zu 99- /um in X-Richtung und um einen-Sprung von 1 /um bis
zu 99 /um in Y-Richtung bewegt werden. Dies bedeutet, dass
/ ρ .
die maximale Abtastfläche 99 x .99 = 9801 /um gross ist und
die Probe mittels des Lichtpunktes über diese gesamte Fläche abgetastet werden kann. .
Es sei angenommen ,dass der Lichtpunkt an der durch A
in Fig. 3 bezeichneten Anfangsstellung für das Abtasten positioniert ist, dass monochromatisches Licht mit der Wellenlänge
/1^ = 550 nm aus dem Spektroskop 2 austritt und
dass der Solenoid abgeschaltet ist, wodurch sich die Verdunklung sblende 8 im Strahlengang befindet. Wenn ein an der
Steuerschaltung 19 vorgesehener Startschalter zum Zeitpunkt ig der in Fig. 4 gezeigten Arbeitsschrittfolge herabgedrückt
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wird, wird der Solenoid 9 durch ein von der Steuerschaltung 19 geliefertes Signal erregt, wodurch die Verdunklungsblende
8 aus dem Strahlengang entfernt wird, und. der X-Antrieb
10 wird durch ein weiteres Signal von der Steuerschaltung 9 derart betätigt, dass die Bühne 5 mit einer konstanten Geschwindigkeit
von 5 /um/sec in X-Richtung bewegt wird.
Gleichzeitig wird der Integrator so angesteuert, dass er das von der Photovervielfacher-Röhre 7 gelieferte und in der Arbeitsschaltung
12 verstärkte Signal integriert. Zum Zeitpunkt t^j, nachdem die Bühne 5 um den in der Steuerschaltung
19 voreingesteilten Betrag XQ bewegt wurde, gibt die Steuerschaltung
19 an den X-Antrieb 10 ein Stopsignal ab, so dass
die Bühne 5 anhält, und schaltet gleichzeitig den Solenoid ab, so dass die Verdünkelungsblende 8 wieder in den Strahlengang
bewegt und dadurch das Licht unterbrochen wird. Ausserdem
liefert die Steuerschaltung 19 ein Signal an öen Integrator
13", damit der Integriervorgang unterbrochen und ein integrierter Wert Apu festgehalten wird. Anschliessend liefert
die Steuerschaltung 19 ein Signal an den X-Antrieb 10, aufgrund dessen dieser die Bühne 5 in der entgegengesetzten
Richtung bewegt.
Kurze Zeit nach dem Zeitpunkt t^ gibt -die Steuerschaltung
19 einen Impuls an den Integrator 13 zur Abtastung des integrierten Wertes und zur Überstellung des integrierten
Wertes Α'λ-ι an die Rechenschaltung 15 ab. Gleichzeitig wird
der integrierte Viert A Tl* Ton der Anzeige 17 angezeigt. Dann
wird von der Steuerschaltung 19 ein Signal an den Integrator · zur Rückstellung desselben geliefert..Der integrierte Wert'
A Tt-j .wird in der Rechenschaltung 15 akkumuliert. Der integrierte
Wert A^-j repräsentiert die von der Probe bei der
Abtastung mittels des Lichtpunktes entlang des in Fig. 3 gezeigten Abtastweges a^ absorbierte Lichtmenge.
Während der Lichtmessung längs des Abtastweges a^ wird
der Ausgang der Arbeitsschaltung 12 aüsserdem an das Aufzeichnungsgerät 14 geliefert, welches die Lichtabsorbanskurve,
409828/0744 /16
welche bei der Lichtmessung entlang des Abtastweges a^' erhalten
wird, auf einem Aufzeichnungsblatt aufschreibt. Ausserdem
wird der integrierte Wert A \* auch dem Drucker 18
zugeführt, der diesen ausdruckt.
Während der Rückführung der Bühne 5 in die Ausgangsstellung
entlang des Abtastweges b^ liefert die Steuerscbaltung
19 ein Signal an das Spektroskop 2 zur Umschaltung der
Wellenlänge des Lichtpunktes von /L· auf
Wenn die Bühne 5 in der entgegengesetzten Richtung um
den Betrag XQ in die Ausgangsstellung A bewegt wird, liefert
die Steuerschaltung 19 ein Signal an den X-Antrieb 10, damit die Bühne 5 zu dem in Fig. 4 gezeigten Zeitpunkt to anhält.
Während der Zeitspanne bis zum Erreichen des Zeitpunktes tρ
wurde die Wellenlänge des Lichtpunktes von 7t* auf /tp geändert.'
.
Anschliessend wird ein Signal von der Steuerschaltung
.19 zum Solenoid 9 geliefert, durch das die Verdunklungsblende 8 wieder aus dem Strahlengang entfernt wird. Gleichzeitig
wird ein Signal von der Steuerschaltung 19 an den X-Antrieb
10 geliefert, durch das die Bühne 5 entlang des Abtastweges Cj bewegt wird. Die Bühne 5 wird in der gleichen, oben bereits beschriebenen Weise in X-Richtung um den Abstand Xn
bewegt und dabei der Ausgang der Photovervielfacher-Röhre 7
mittels des Iri.tergr.a-t or s 13 integriert.
Sobald, die Bühne 5 um den Abstand XQ bewegt worden ist,
wird der X-Antrieb 10 von der Steuerschaltung 19 angehalten und die Verdunkelungsblende 8 wieder in den Strahlengang eingesetzt.
Ausserdem bewirkt die Steuerschaltung 19 eine Beendigung des Integriervorganges im Integrator 13 und die
Speicherung des intergrierten Wertes
Kurze Zeit nach dem Zeitpunkt tv liefert die Steuerschaltung
19 einen impuls zum Intergrator 13 zur Abtastung
409828/0744 /1
des gespeicherten Wertes, und zur Überstellung des im Integrator
13 festgehaltenen gespeicherten Wertes A A<2 zur
Rechenschaltung 15. Nach Abschluss der Überstellung wird der Integrator 13 zur Vorbereitung des nächsten Arbeitsschrittes wieder rückgestellt.
Zum Zeitpunkt t^ liefert die Steuerschaltung 19 ein
Signal an den X-Antrieb 10, durch das' die Bühne 5 in der
entgegengesetzten Richtung entlang des Abtastweges d^ be-r
wegt wird. Gleichzeitig gelangt ein Signal von der Steuerschaltung 19 zum Spektroskop 2, durch das die Wellenlänge
des Lichtpunktes" von ^2 auf Λ-, geändert' wird.
Nachdem die Bühne 5 in der entgegengesetzten Richtung entlang des Abtastweges d^ bewegt worden ist, liefert die
Steuerschaltung 19 zum Zeitpunkt t/ ein Signal an den
X-Antrieb 10.. Während der Rückführung der Bühne 5 entlang des Abtastweges d^ in die Ausgangsstellung A wird die Rechenschaltung
15 so betätigt, dass· die Lichtmenge ATu,
die von der Probe während der Abtastung durch den Lichtpunkt der Wellenlänge /Lp entlang des Abtastweges c* absorbiert
wurde, von der Lichtmenge AK* subtrahiert wird, welche
von der Probe während der Abtastung mit dem Lichtpunkt der Wellenlänge ^*, entlang des Abtastweges a,, absorbiert
wurde-, und dadurch ein Wert m,, = A'TU - AA0 erzeugt wird,
welcher die von der Probe absorbierte wahre Lichtmenge ist.
Dieser Wert bzw. die wahre Lichtmenge nu wird dem
Addierer 16,-der Anzeige"17 zur Anzeige und dem Drucker zum, Ausdrucken zugeführt.
Nach Abschluss der erläuterten Rechenvorgänge liefert
die Steuerschaltung 19 ein Signal an die Rechenschaltung zur Rückstellung ,derselben.
Zum Zeitpunkt % ist die Wellenlänge des Lichtpunktes
von/L> ■auf/Lj geändert und der Solenoid 9 abgeschaltet. Anschliessend
liefert die Steuerschaltung 19 ein Signal an
409828/07 4-4 /18
den Y-Antrieb 11, wodurch die Bühne 5 um einen Schritt, der
bein Ausführungsbeispiel 1 /urn beträgt, in Y-Richtung bewegt
wird.· ■
Zum Zeitpunkt tj- liefert die Steuerschaltung 19 ein
Signal an den Y-Antrieb 11, wodurch die Bewegung der Bühne 5 in Y-Richtung' angehalten wird. Dieser Zeitpunkt t,- entspricht
dem, oben erläuterten Zeitpunkt tp. Ab diesem Zeitpunkt
tj- werden die gleichen oben erläuterten Vorgänge entlang
den nächstfolgenden Abtastwegen durchgeführt.
Dies bedeutet, dass das Licht bei der Wellenlänge λ~
des Lichtpunktes entlang einem Abtastweg a~ zur Ermittlung
des integrierten Weges A*U, gemessen wird. Während die Bühne.
5 entlang des Abtastwegee bp in die Ausgangsstellung A zurückgeführt
wird, wird die Wellenlänge des Lichtpunktes von ^Lj in Λρ geändert. Dann wird .das Licht bei der Wellenlänge
ftp cles Lichtpunktes entlang des Abtastweges Cp zur Ermittlung
des integrierten Wertes A^ gemessen. Während die Bühne
5 entlang des Abtastweges dp in die Ausgangsstellung A
zurückgeführt wird, wird die Wellenlänge des Lichtpunktes von /Lp in /^L. geändert und gleichzeitig eine Subtraktion
durchgeführt, durch welche eine von der Probe absorbierte
wahre Lichtmenge nip = ATL1 - Atu für die zweite Abtastung
ermittelt wird. Diese von der Probe absorbierte wahre Lichtmenge m2 wird dem Addierer 16 zugeführt, und schliesslich
wird die Bühne 5 in Y-Richtung um 1 /um weiterbewegt.
Wie aus obigem ersichtlich, werden die gleichen Lichtmessungen für aufeinanderfolgende Abtastwege zur Ermittlung
der von der Probe absorbierten wahren Lichtmengen m.., nu
usv/. durchgeführt. Nachdem die Bühne 5 in Y-Richtung um den
zuvor in der Steuerschaltung 19 voreingestellten Abstand Yp
bewegt worden und die Lichtmessung für den letzten Abtastweg durchgeführt worden ist, hat die Rechenschaltung 15 die
409828/07
von der Probe absorbierten wahren LicMamengen M^, in^, · · · · mn
geliefert und der Addierer 16 eine Gesamtsumme der von allen
Teilen der Probe absorbierten wahren Lichtmengen H = m + ??.,.. +
.... + mn erzeugt.
Diese Gesamtsumme M der von äer Probe absorbierten wahren
Licht-nengen wird von der Inzeige 17 angezeigt und mittels
des Druckers 18 ausgedruckt. Schliesslich wird der Addierer
16 zum Abschluss der Messung zurückgestellt.
Die Erfiiidung ist nicht auf das insoweit beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt; es sind verschiedene Abwandlungen möglich. Beim obigen Ausführuiigsbeispiel vrird die
spektrale Lichtabsorbanskurve der standarisierten Probe geschrieben,
damit die Wellenlänge P^ des Lichtpunktes, bei welchem die von der Probe absorbierte Licirfcinenge ein Maximum
ist, und die Wellenlänge·^ des Lichtpunktes, bei welchem
die von der Probe absorbierte Lichtaenge Hull ist9 abgelesen
und in der Steuerschaltung 19 voreingestellt werden können.
Wie bereits erwähnt richten sich die Ycllenlöngen
und Λρ nach der Art des Farbmittels. Es ist deshalb jsöglieh,
die Wellenlängen λ,^ und /^2 ^es Lichtpunktes festzulegen, die
dem Färbmittel richtig angepasst sind und eine Umschaltung
zwisehen diesen beiden Wellenlängen zu bewirken.
Aus dem in Fig. 2 gezeigten Absorptionsspektrum lässt
sich erkennen, dass bei einer Färbung mit Feulgenschem Färbmittel
die Absorption des Lichtes auch bei einer Wellenlänge von 650 mn nicht beeinflusst wird und daher die Wellenlänge
'S auf 650 mn im roten Bereich festgelegt werden kann. Die
bei '
Lichtenergieyaer Wellenlänge 650 mn im roten Bereich ist im
allgemeinen klein und die Photovervielfacher-Röhre 7 ist im
Rotbereich weniger empfindlich, so dass eine Festlegung der Wellenlänge A^ auf den Viert von 450 na im blauen Bereich bevorzugt
wird.
/20
409828/0744
Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel wird während
der Umschaltung von /L, auf A2 entlang der Abtastwege b^ und
bo und von A^ auf \* entlang der Abtastwege d. und d-, der
Solenoid y abgeschaltet und da'durch die Verdunklungsblende
0 in den Strahlengang eingefügt. Die gleiche Wirkung lasst
sich auch mittels eines elektronischen Schalters erreichen, der zwischen der/Photovervielfacher-Röhre 7 und dem Integrator
13 eingefügt ist und während'des Wechsels zwischen den Wellenlängen/Lj und ^ ρ abgeschaltet bzw. betrennt wird.
Die Photovervielfacher-Röhre 7 kann durch ein anderes
photoelektrisches Wandler'element, z.B. durch eine photoelektrische
Zelle, eine Photodiode, einen Phototransistor, einen
Photowiderstand oder ein ähnliches Element ersetzt werden. Jedoch ist die Photovervielfacher-Röhre im Hinblick auf ihre
Empfindlichkeit und ihre·Ansprechzeit am besten geeignet.
Beim obigen Ausführungsbeispiel wird der Lichtpunkt
stationär gehalten, während die Bühne 5, auf der die Probe befestigt ist, in X- und Y-Richtung bewegt wird. Umgekehrt
kann auch die Probe stationär gehalten und der Lichtpunkt in den beiden Richtungen bewegt v/erden. Ausserdem ist es
nicht unbedingt notwendig, die Relativbewegung zwischen der Probe und dem Lichtpunkt so einzurichten, dass bei der Abtastung
den in Fig. 3 gezeigten Abtastwegen gefolgt wird« Die Abtastwege können in verschiedenster Weise modifiziert
v/erden. .
Beispielsweise kann die Probe mittels des Lichtpunktes
der Wellenlänge A -, entlang des Abtastweges a.. abgetastet
und dann die Wellenlänge von ^. auf/Ip gewechselt werden.
Anschliessend wird die Probe entlang des gleichen -Abtastweges
b^ in der zur ersten Richtung entgegengesetzten Richtung
abgetastet. Dann wird die Wellenlänge des Lichtpunktes von Ti £ aui Λ ι gewechselt und die Probe entlang des Abtastweges
äp und anschliessend entlang des gleichen Abtastweges.
\>2_ in der gegenüber der ersten Richtung entgegengesetzten
' ' Λ21
A09Ö23/0744
Richtung abgetastet. Die obigen Vorgänge werden wiederholt,
so dass die Probe durch den Lichtpunkt mit den Wellenlängen
^1 und rl ρ entlang dem gleichen Abtastweg ineinander entgegengesetzten
Richtungen abgetastet wird. In diesem Fall durchläuft die Probe den Abtastweg in einander entgegengesetzten
Richtungen, so dass die vom Aufzeichnungsgerät 14 wiedergegebene Kurve bei der Wellenlänge ^ gegenüber der
bei der Wellenlänge /U umgekehrt ist. Da jedoch der Integrator
13 unabhängig von der Abtastrichtung arbeitet, sind die erhaltenen Ergebnisse die gleichen. In diesem Fall wird
der gleiche Abtastweg vom Lichtpunkt in beiden Richtungen
durchlaufen, wodurch der Betriebsablauf,relativ einfach und
die Messzeit kürzer wird.
Dabei muss in den Stellungen X = O- und X = XQ die Wellenlänge
gewechselt und die Bewegung für eine bestimmte Zeitspanne, während welcher die integrierten Werte verarbeitet
v/erden, unterbrochen werden. Beim oben erläuterten Ausführungsbeispiel
werden diese Massnahmen durchgeführt, während die Bühne 5 entlang' den Abtastwegen b^ und d,, in die
Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Deshalb müssen diese Vorgänge nicht an den Stellen X=O bzw. X = XQ unterbrochen
werden.
Es ist auch möglich, die Abtastung mittels eines Lichtpunktes durchzuführen, der beide'Wellenlänge ^ und A? hat
und in Verbindung zwei, jeweils für eine bestimmte Wellenlänge selektiv empfindliche photoelektrische Wandler zu benutzen.
Dadurch lässt sich die von der Probe bei den beiden Wellenlängen ^ und A2 absorbierte Lichtmenge gleichzeitig
und getrennt erhalten. In diesem Falle können auch Schaltungen zur getrennten Integrierung der Ausgänge der beiden photoelektrischen
Wandler vorgesehen sein. Ausserdem kann der Ausgang des photoel'ektrischen Wandlers für die Wellenlänge
A-] und der Ausgang d©s photoelektrischen Wandlers für die
Wellenlänge ;\2 einem Differenzverstärker zugeführt; werden.
/22 ,4098 2 8/0744
Dann, "braucht nur ein Integrator zur Integrierung der Differenz
zwischen diesen Ausgängen vorgesehen zu sein, mit
v/elcIiCEi .sich direkt der integrierte Viert erzeugen lässt, .
welcher die von der Probe absorbierte wahre Lichtmenge
el, = ΛΑ-, - ATu, repräsentiert. '
Darüber hinaus kann der Ausgang der Arbeitsschaltung
12 einem elektronischen .Rechner zugeführt werden, mit welchem
sowohl die Integration als auch die Subtraktion und Addition durchgeführt wird und die gesamte, von der Probe
absorbierte wahre Lichtmenge H direkt ermittelt -wird. In diesem Fall kann der elektronische Rechner auch zum Vergleich
zwischen verschiedenen Daten und zu ähnlichen Berechnungen im Rahmen einer automatischen Datenverarbeitung herangezogen
werden. ■
/Ansprüche
409820/0744
Claims (2)
1.) Photometrisches Verfahren zur mikrospektrographischen
Messung der JLachtabsorption einer Probe, dadurch ge
kennzeichnet
dass die Probe mit einem Farb
mittel eingefärbt wird, das eine Wellenlänge TL, eines
Lichtpunktes festgelegt wird, bei v/elcher die dem Färbmittel
eigene Lichtabsorbans ein Maximum ist, dass eine "WeI-lenlänge
/L~ eines Lichtpunktes festgelegt wird, welche
ausserhalb des Absorptionsspektrums des Färbmittels liegt, einen Hindestabstand von der Wellenlänge /L^ hat und bei
der die dem Färbmittel eigene Lichtabsorbans Hull ist, dass
der zu messende Teil der Probe mittels der Lichtpunkte mit den beiden ¥ellenlängen entlang des gleichen Abtastweges
abgetastet v/ird, dass eine dem Farbmittel eigene Lichtabsorbanskurve
integriert wird, und dass die Lichtabsorbans
der Probe beim Durchgang des Lichtpunktes mit der Ivellonlänge
A.~ von der Lichtabsorbans der Probe beim Durchgang
des Lichtpunktes'mit der Wellenlänge
-i
subtrahiert *.'irrl
so dass die Lichtabsorbans aufgrund des Lichtverlustes,
der für die Probe nicht typisch ist und durch Lichtäiffusion
aufgrund von Reflexion, Brechung und Beugung des Lichtes in der Probe verursacht wird,"von der für die Probe typischen
Lichtabsorbans subtrahiert und dadurch die v/ahro Lichtabsorbans
im Verhältnis"zur Menge der lichtabsorbierenden Substanz
in dem. zu untersuchenden Teil der Probe erhalten wird.
2. Mikrospektrometer insbesondere zur Durchführung des
Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch ein Spektroskop (2) mit einem Antrieb zur Umschaltung zwischen zwei verschiedenen Wellenlängen ^ , und 7{ Of wobei
bei einer Wellenlänge χ ^ die einem Färbmittel, mit dem die
untersuchte Probe gefärbt ist, eigene Lichtabsorbans ein
4098287Ü744
Maximum ist und bei der anderen, ausserhalt, des Absorptionsspektrums
des Färbmittels liegenden 'Wellenlänge ^0 d.ie dem
Farbmittel eigene Lichtabsorbans I-iull ist, durch eine" Bühne
(5) -zur Aufnahme der Probe die mittels eines X-Aiitricbes (10)
ind X-Eichtung und mittels eines Y-Antriebes (11) in Y-Riclitung
bewegbar ist, durch einen photoelektrischen Wandler (7) •zur Umwandlung des durch den zu untersuchenden Teil der
Probe hindurchgegangenen Lichtpunktes in ein elektrisches
Signal, durch einen Integrator (13)-zur integration des elektrischen
Signales vom photoelektrischen Wandler, und durch eine an den Antrieb des Spektroskops für den Wechsel der
Wellenlänge, an den X-Antrieb und an den Y-Antrieb der Bühne· und an den Integrator (13) angeschlossene Steuerschaltung
(19) zur Festlegung und Steuerung der Wellenlänge .des vom
Spektroskop ausgehenden Lichtpunktes in Abhängigkeit vom Betrieb des X- und des Y-Antriebes, wodurch der zu untersuchende
Teil der Probe mittels der Lichtpunkte mit den Wellenlängen ?i^ bzw. 'Ptρ en"tlanS ^es gleichen Abtastweges abtastbar
und der Integrator derart steuerbar ist, dass die vom photoelektrischen Wandler abgegebenen elektrischen Signale für .
jede Abtastung des zu untersuchenden Teils der Probe mittels der Lichtpunkte mit den beiden Wellenlängen /L-1 und \o getrennt
integriert werden.
409828/0744
IS-Lee r s e: i t e
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JPS5540809B1 (de) * | 1970-03-31 | 1980-10-20 | ||
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US3811781A (en) * | 1973-01-26 | 1974-05-21 | Baxter Laboratories Inc | Multi-wavelength photometer employing a rotating variable wavelength filter |
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1972
- 1972-12-20 JP JP47127097A patent/JPS4984691A/ja active Pending
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1973
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- 1973-12-19 DE DE19732363188 patent/DE2363188B2/de not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8235 | Patent refused |