(57)【要約】  ハウジングと、前記ハウジングに互換性があるように接続された蛍光分析プローブチップとを有する互換性チップ−オープンセル蛍光光度計であって、  前記プローブチップは、オープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置(arrangement)を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、  前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、  前記励起源は、試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に直接向けられていることを特徴とする互換性チップ−オープンセル蛍光光度計が記載され、クレームされている。また、自然の又は工業的な水システムからの試料からの１以上の蛍光体により放射された蛍光信号を検出するために、この互換性チップ−オープンセル蛍光光度計を使用する方法がクレームされている。上記蛍光光度計は、コントローラと対にすると、工業プロセス又はシステムの監視および任意の制御をすることができる。
2007519926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに互換性があるように接続された蛍光分析プローブチップとを有する互換性チップ−オープンセル蛍光光度計であって、
前記プローブチップは、オープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置(arrangement)を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、
前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、
前記励起源は、オープンセル内の試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に向けられていることを特徴とする互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項２】
それぞれが前記試料と接触している励起フィルタと、発光フィルタとをさらに有する請求項１に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項３】
前記励起フィルタは励起帯を含有し、発光フィルタは発光帯を含有しており、
前記励起帯および発光帯は、励起源由来の光ビームの少なくとも相当量が前記発光フィルタを蛍光検出器へと通過できないように、十分に分離されていることを特徴とする請求項２に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項４】
前記プローブ光学配置が前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対して垂直の角度の反射部材を介して前記試料に光ビームを放射することを特徴とする請求項２に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項５】
前記反射部材がダイクロイックミラーを含有することを特徴とする請求項４に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項６】
前記第２の光源は、前記励起フィルタおよび発光フィルタを通過することができ、汚損および濁り度の少なくとも一つに由来する蛍光分析検出に対する補正を可能にする光ビームを放射することを特徴とする請求項４に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項７】
前記励起源は、励起光ビームに励起フィルタを通過させることにより前記試料に由来する蛍光発光を生じさせるシングル励起源を含有し、
前記蛍光発光は発光フィルタを通過して検出されるのに対し、前記励起光ビームはそれを通過することを効果的に遮断され、
前記シングル励起源は前記蛍光検出器に直接向けられていることを特徴とする請求項２に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項８】
前記プローブ光学配置は前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
前記励起源は、前記励起フィルタに対して垂直な角度の励起光ビームを放射し、
前記第２の光源は、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度の第２の光ビームを放射することを特徴とする請求項２に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項９】
前記第２の光ビームは、前記励起フィルタに対する垂直から約１２°以下オフセットしていることを特徴とする請求項８に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項１０】
蛍光分析検出を濁り度および汚損の少なくとも一つに対して補正できるように、前記第２の光ビームは励起フィルタおよび発光フィルタを通過できることを特徴とする請求項８に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項１１】
前記プローブ光学配置は、前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度で前記励起フィルタを通過することを特徴とする請求項２に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項１２】
前記角度がおよそ９°以下であることを特徴とする請求項１１に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項１３】
前記蛍光分析プローブチップに加え、１以上の追加的なプローブチップをさらに有し、
前記蛍光分析プローブチップは、前記１以上の追加的なプローブチップと互換性を有して用いることができることを特徴とする請求項１に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項１４】
前記蛍光分析プローブチップおよび１以上の追加的なプローブチップは自己識別し、いったんプローブチップが互換されると前記蛍光光度計を使用可能な状態にできることを特徴とする請求項１３に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項１５】
前記１以上の追加的なプローブチップが、濁り度プローブチップと、比色プローブチップとを少なくとも含有することを特徴とする請求項１３に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項１６】
試料中に存在する蛍光体を蛍光分析的に検出する方法であって、
ａ）ハウジングと、前記ハウジングに互換性があるように接続された蛍光分析プローブチップとを有し、前記プローブチップはオープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、前記励起源はオープンセル内の試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に向けられていることを特徴とする蛍光光度計を準備し；
ｂ）自然の又は工業的なプロセス流に由来する１以上の試料を準備し；
ｃ）前記試料中の蛍光体の蛍光信号を検出するために蛍光光度計を用い；および
ｄ）前記蛍光光度計により検出された蛍光信号が、前記試料が採取された自然の又は工業的なプロセスを監視および／又は制御するためにコントローラに使用されるように、前記コントローラを作動させる工程を有する方法。
【請求項１７】
それぞれが前記試料と接触している励起フィルタと、発光フィルタとをさらに有する請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記励起フィルタは励起帯を含有し、発光フィルタは発光帯を含有しており、
前記励起帯および発光帯は、励起源由来の光ビームの少なくとも相当量が前記発光フィルタを蛍光検出器へと通過できないように、十分に分離されていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記プローブ光学配置が前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対して垂直の角度の反射部材を介して、およびほぼ同じ経路に沿って前記試料に光ビームを放射することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記第２の光源は、前記励起フィルタおよび発光フィルタを通過することができ、汚損および濁り度の少なくとも一つに由来する蛍光分析検出に対する補正を可能にする光ビームを放射することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記光源は、励起光ビームに励起フィルタを通過させることにより前記試料に由来する蛍光発光を生じさせるシングル励起源を含有し、
前記蛍光発光は発光フィルタを通過して検出されるのに対し、前記励起光ビームはそれを通過することを効果的に遮断され、
前記シングル励起源は前記蛍光検出器に直接向けられていることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記プローブ光学配置は前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
前記励起源は、前記励起フィルタに対して垂直な角度の励起光ビームを放射し、
前記第２の光源は、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度の第２の光ビームを放射することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
蛍光分析検出を濁り度および汚損の少なくとも一つに対して補正できるように、前記第２の光ビームは励起フィルタおよび発光フィルタを通過することができることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記プローブ光学配置は、前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度で前記励起フィルタに光ビームを通過させることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記蛍光分析プローブチップに加え、１以上の追加的なプローブチップをさらに有し、
前記蛍光分析プローブチップは、前記１以上の追加的なプローブチップと互換性を有して用いることができることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記１以上の追加的なプローブチップが、濁り度プローブチップと、比色プローブチップとを少なくとも含有することを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記試料は、工業的なプロセス流の水からのものであり、前記工業的プロセス流は工業用水システムであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して分析装置および、自然の又は工業的なプロセス又はシステムを監視および／又は制御するための方法に関する。より具体的に本発明は、プロセス又はシステムが監視でき、状況に応じて制御できる、自然の又は工業的なプロセス又はシステムに由来する試料により放射される蛍光を検出するための互換性チップ−オープンセル蛍光光度計に関する。
【背景技術】
【０００２】
蛍光光度計は、原則的に光源と、所望の励起波長範囲を選択する手段と、試料セルと、所望の発光波長範囲を選択する手段と、検出器とを有する分析装置である。蛍光分光光度計は、励起および／又は発光波長範囲を選択するための手段が格子により行われる、蛍光光度計の特定の種類である。格子は、光の連続体をその構成要素に分散するように働く。蛍光分光光度計はさらに、励起源および／又は発光に対する格子の位置に基づき、波長スペクトルの走査に機械的な手段を用いる(これは標準的な実験モデルの蛍光光度計の説明である)走査蛍光分光光度計又は、発光に対して格子が固定されている固定蛍光分光光度計に細分することができる。上記発光(蛍光)は、その後検出器のアレイに向けられる。検出器のアレイは、通常は「ＣＣＤ」と略される電荷結合素子でもよく、又は、検出器のアレイは、光ダイオードでもよい。検出器は、その後適切な波長ユニットにおいて較正される。このような市販装置は、オーションオプティクス(Ocean Optics)(ドリスデール  アンド  アソシエイツ(Drysdale and Associates, Inc.)、４５２４４  オハイオ州シンシナティーＰ．Ｏ．  ＢＯＸ４４０５５、(５１３)８３１−９６２５から入手可能である)から入手可能である。このタイプの固定蛍光分光光度計は、さらに適切な励起波長を選択する装置を必要とし、それは格子又はフィルタでもよい。
【０００３】
現場条件下で用いられる最も適した蛍光光度計は格子蛍光分光光度計ではなく、むしろフィルタベースの蛍光光度計である。フィルタベースの蛍光光度計は、選択された波長範囲以外の全てを除外するためにフィルタを用いる。一般的には、現在入手可能で公知のフィルタベースの蛍光光度計は、一つのチャンネルを有し、このチャンネルが光学的に適切なセルを有する。
【０００４】
光源および任意の励起フィルタは、上記光学的に適切なセルの片側に位置され、発光検出器および発光フィルタは上記光学的に適切なセルの反対側に位置される。任意で、参照検出器があってもよい。蛍光は等方性であるため、如何なる偽の励起光の収集を最小にするために、通常蛍光光度計は光源から９０°の角度にある蛍光体から放射される蛍光を検出するように構成される。
【０００５】
励起フィルタは、選択された励起波長範囲の光がフィルタを通過し、セルへ達することを許容する。オフラインでバッチテストを行う場合は、試料、例えば自然の又は工業的な水システムからの水が光学的に適切なセル内に位置され、保持される。オンラインで試験を行う場合は、水の試料は光学的に適切なセルを通過して流れてもよい。光は、上記水の試料内に存在する、励起光と同じ又はより長い波長の蛍光(以下、蛍光信号とする)を順番に放射する蛍光体により吸収される。発光検出器および光学的に適切なセルの間に位置された発光フィルタは、蛍光体により放射された光(蛍光体の蛍光信号)のみがフィルタを通過させて発光検出器へ達するように選ばれる。
【０００６】
工業用水システムまたは水文学における蛍光体の使用は一般的に知られている。工業用水システムにおける水力損失を測定するための不活性蛍光トレーサの使用は知られている。さらに、循環又はワンススルーの冷却水システムへの添加物又は生成物投与量の制御のための蛍光トレーサの使用も知られている(米国特許第４，７８３，３１４号参照)。この方法においては、蛍光トレーサは１以上の添加物と、トレーサ対添加物の公知の割合で混合され、その後上記混合物は冷却水システムの水に添加される。その後、冷却水中の傾向トレーサの存在および濃度、その結果添加物の量の存在および濃度を検出するために蛍光光度計が用いられる。
【０００７】
工業用水プロセスの監視および制御の挑戦的に領域における用途に用いることができる新しく、改良された蛍光光度計への継続的なニーズが常にある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様はハウジングと、前記ハウジングに互換性があるように接続された蛍光分析プローブチップとを有する互換性チップ−オープンセル蛍光光度計であって、
前記プローブチップは、オープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置(arrangement)を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、
前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、
前記励起源は、オープンセル内の試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に向けられていることを特徴とする互換性チップ−オープンセル蛍光光度計である。
【０００９】
本発明の第２の態様は試料中に存在する蛍光体を蛍光分析的に検出する方法であって、
ａ）ハウジングと、前記ハウジングに互換性があるように接続された蛍光分析プローブチップとを有し、前記プローブチップはオープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、前記励起源はオープンセル内の試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に向けられていることを特徴とする蛍光光度計を準備し；
ｂ）自然の又は工業的なプロセス流に由来する１以上の試料を準備し；
ｃ）前記試料中の蛍光体の蛍光信号を検出するために蛍光光度計を用い；および
ｄ）前記蛍光光度計により検出された蛍光信号が、前記試料が採取された自然の又は工業的なプロセスを監視および／又は制御するためにコントローラに使用されるように、前記コントローラを作動させる工程を有する方法である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この特許出願の全体にわたって、以下の言葉は示された意味を有する：
「蛍光体」とは：エネルギー(ｈν)の光子の吸収に際し、分子の電子的な基底状態(Ｓ０)から電子的な励起状態(Ｓ１またはＳ２またはＳ３)へ電子が昇進され、続いて励起状態Ｓ１の最低振電状態へ緩和し、吸収されたものよりも(波長は長いが)低いエネルギーであるエネルギー「Ｅ」(ｈν)の光子を放射する分子。この関係は式：Ｅ(吸収)＞Ｅ(蛍光)で表すことができる。このエネルギーの放射は、分子の電子状態が基底状態(Ｓ０)に戻る事につながる。プロセス全体では、等方性の分布での蛍光光子の放射につながる。本発明の蛍光光度計により検出可能な蛍光体は、約２００ｎｍ〜約１２００ｎｍの波長の励起光を吸収し、励起光よりも長い波長でそれを放射できなければならない。
【００１１】
「不活性」は、不活性蛍光体が冷却水システムにおける他の任意の化学物質、又は金属組成物、微生物活動、殺生物剤濃度、熱変化又は全体の熱含量のようなシステムの他のパラメータによって目に付くほど又は著しく影響を受けないという事実に言及する。「目に付くほど又は著しく影響を受けない」を定量化するために、この記述は不活性蛍光体が、冷却水システムにおいて直面する通常の条件下で、その蛍光信号の変化が１０％以下であることを意味する。冷却水システムにおいて直面する通常の条件は、冷却水システムの通常の記述を有する者に公知である。
【００１２】
「等方性」は、一部(moiety)を点源と考え、励起光を上記一部に向けた場合、蛍光が全ての方向へ均等に放射され、実質的に３次元の球を作るという事実に言及する。
【００１３】
「ｎｍ」はナノメートルを意味し；１０−９メートルである。
【００１４】
本発明は互換性チップ−オープンセル蛍光光度計を提供する。この互換性チップ−オープンセル蛍光光度計は、同じ蛍光光度計と互換性を有して用いることができる１以上のプローブチップを含有する。少なくとも一つのプローブチップは、オープン又はフローセルの構成の測定セルのような、蛍光光度計と関連する測定セル内の試料蛍光分析検出を可能にする光学配置を含有する。通常、上記プローブチップ光学配置は、励起源と、蛍光検出器とを含有し、上記励起源は、例えば１８０°配置又はほぼ約１８０°配置で検出器に直接など、蛍光検出器に向けられている。これは、工業的な又は自然の流れに由来する試料からの蛍光分析測定に基づいて、それらの検出、監視および／又は制御に効果的に用いることができる、格好がよくシンプルなデザインを効果的に提供する。当然のことながら本発明は、より詳細な下記の記載のように、１８０°配置から逸脱し得る、励起源および蛍光検出器に関する配置を予期する。
【００１５】
本発明の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計は、従来の蛍光光度計に低コストの代替品を提供することができる。一態様においては、本発明の蛍光光度計は、手持ち式であり、円筒形のチューブ型のような、任意の適した形状にすることができる懐中電灯型で提供される。この点においては、例えば処理薬品で処理された冷却水などのプロセス水試料中へ本発明の蛍光光度計の互換性チップを浸し、蛍光体を検出するために蛍光光度計を用い、ボタンを押し、１００万分の１(ｐｐｍ)などのプロダクトレベルを画面上で読み取ることにより測定することができる。
【００１６】
この蛍光光度計では、デザインの注目点は、少ないアカウントのための最小限のコストおよび未熟練の操作者のための使いやすさである。円筒形のチューブ型は、バッテリー操作、数で示される読み出し、２点較正、試料の温度、濁り度および光学表面の汚損の補償、蓄積されたデータのダウンロード用のパーム(Palm)コンピュータ等との交信、独自であり、自己識別の蛍光光度計プローブチップ等を含む多くの望ましい機能的特長を有している。本発明の蛍光光度計は、薬品供給ポンプの制御、データログおよび／又は他の適切なプロセス監視および／又は制御活動を行うための、プロセス制御アウトプットおよびコネクタと共に作られてもよい。例えば、本発明の蛍光光度計は、チップの洗浄が必要な場合に使用者に警告するように構成することができる。
【００１７】
本発明の重要な態様は、互換性プローブチップである。通常、プローブチップはタイプ識別、検出器、光源、温度測定等などのビルトイン光学機器および回路付きの小さい、自己含有蛍光光度計を提供する。プローブチップは、蛍光光度計ハウジングへ容易に接続できるように構成されている。これにより、異なる蛍光体に由来する蛍光の測定、チップの損傷等の、サンプリング環境における変化により、異なる光学の異なるプローブチップが必要となったときにいつでも容易に他のプローブチップとの交換が可能になる。
一つの互換性プローブチップを他の互換性プローブチップに交換する際、操作者の最小限の努力で又は実質的に努力なしで、蛍光光度計は使用可能な状態である。これは、特に２個の異なる蛍光光度計をセットアップして使用するために必要な努力と比べると、ここにクレームされた発明の非常に大きな実用的な利点である。
【００１８】
この点において上記プローブチップは、蛍光測定を行う全てのエレクトロニクスおよびオプティクスを実質的に含有する。例えば、プローブチップに関連する電子構成へ適切なゲインを組み入れ、メインのユニットがゲイン設定の調整を行わなくてもよいようにすることができる。さらに、エレクトロニクスをプローブチップの内部に設置することにより、雑音障害を最小にすることができる。メインのユニットがＬＥＤ電流を調整しなくてよいように、発光ダイオード（ＬＥＤ）源などの励起源は独自の直列抵抗を有する構成とすることができる。
【００１９】
上記プローブチップは、サーミスタも任意で有していてもよい。上記プローブチップが、蛍光強度の補正のために試料温度を測定するサーミスタを有することが好ましい。例えば２５℃の温度に基づく異なるサーミスタ抵抗を選択することにより、経費の追加又は複雑さなしに、プローブチップは効果的に自己識別する。すなわち、各プローブチップは、それぞれのプローブチップに固有の抵抗を有するサーミスタを有していてもよい。いったんプローブチップが蛍光光度計ハウジングにプラグされてサーミスタ抵抗が分かると、上記プローブチップに関連する固有の光学および電子工学配置を識別することができ、互換性チップ−オープンセル蛍光光度計は使用可能な状態となる。
【００２０】
上述したように上記プローブチップは、蛍光光度計の線形でスリムな分析結果(profile)を提供する光学配置を有する。この点において、プローブチップの励起源は、蛍光検出器へ向けられている。例えば、励起源および／又はそれから放射される光および蛍光検出器は、１８０°配置又はその許容可能な偏差において構成することができる。これは、蛍光体から放射された蛍光の検出が上述したように光源から９０°の角度である従来の１チャンネル試料蛍光光度計とは異なる。これらの違いに基づいて、本発明の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計は例えば後述するような、格好よくシンプルなデザイン、選択可能な感度、濁り度および窓の汚損のための正確な補償等を含む、従来の１チャンネル試料蛍光光度計に対する数々の利点を提供する。
【００２１】
本発明の蛍光光度計は、蛍光検出能力の向上に必要な必須の光学、機械的および化学的特長を有する薄膜光学フィルタなどの、特定のタイプの光学フィルタを使用する。フィルタの物理的属性は、望まない光の散乱に寄与する石英、ガラス試料セル、キュベット等に比べ、検出感度も向上させることができ、感度および濃度の範囲を減少することができる。この点において測定された試料は、測定ボリュームを明確にする(define)上記フィルタと直に接している。従って、用語「オープンセル」は、試料セルの外側の境界を形成するのはフィルタ自身であり、ハウジング自身の外壁以外には、試料セルに関わる他の構造はないという事実の記述子として用いられる。
【００２２】
フィルタは、化学的に不活性であり、必要な際に薬品およびブラシでセルの洗浄を行うことができるような硬い表面を提供することができる、材料又は材料の組合せから形成される必要がある。水界面が試料側および空気界面が内部側になるように光学フィルタをデザインすることにより、フィルタの性能は、低いレベルの蛍光体の分析用に最適化することができる。
【００２３】
本発明の蛍光光度計は、用途によって任意の適した構成に構築された様々な異なる構成部品を有してもよい。孤立したユニットとして構成されてもよく、また、任意の公知および適切な方法により、監視および／又は制御目的で１以上の追加的なプロセス構成部品とインターフェイスしていてもよい。この互換性チップ−オープンセル蛍光光度計は、グラブサンプリング目的、ライン上での検出、プロセス内での検出等、任意の適した方法において検出目的に適応させることができる。
【００２４】
一般的に蛍光光度計は、ハウジングに互換性を有する状態で接続された蛍光分析プローブチップを有する。上記蛍光分析プローブチップは、励起光源を有する。上記励起源は、単色光源、多色光源等の、任意の適した種類の光源を有することができる。例えば、上記励起源は、ＬＥＤ源、レーザー源等を含むことができる。ＬＥＤ源は、ＩＲ  ＬＥＤ、ＵＶ  ＬＥＤ、青色ＬＥＤ等異なる波長の光を放射することができる。
【００２５】
上記励起源は、励起光の平行ビームを生じさせる。上記励起光は、プローブチップ内のフィルタを通過し、プローブチップハウジングと、励起光フィルタの表面と、発光フィルタの表面とにより輪郭が示されたオープンセル構成を有する測定セルへと達する。上述したように、上記試料は直に上記フィルタと接触している。これは、試料中の１以上の蛍光体の存在により蛍光が生じた際に、測定セル内の試料へと励起光が突出することを可能にする。放射された蛍光は、その後追加的なフィルタを通過し、検出目的のために蛍光検出器へと向けられる。上記追加的なフィルタは、励起光が蛍光検出器へと通ることを効果的に遮断するように作用する。これは、１８０°光学配置において蛍光検出器に直接など、蛍光検出器に励起光が向けられているにも関わらず、試料の蛍光を精度、感度および正確度高く測定することを可能にする。上述したように、この光学配置は、従来の９０°光学配置を用いる蛍光光度計に比べ、数々の利点を提供する。
【００２６】
上述したように、上記試料は、試料内の１以上の蛍光体の存在により蛍光を発光することができる。ここでクレームされている蛍光光度計により検出することができる蛍光体についての記載については、ここでクレームされている蛍光光度計により検出できるためには、上記蛍光体が約２００ｎｍ〜約１２００ｎｍの波長の光を吸収し、わずかに長い波長で放射することができなければならない。上記蛍光体が約３５０ｎｍ〜約８００ｎｍの波長の光を吸収することが好ましい。上記蛍光検出器は、試料内の蛍光体の濃度に相互に関連付けられる蛍光の量を測定する。一態様においては、当業者に一般的に理解されるように、蛍光検出器は蛍光体の濃度と同一視できる蛍光の強度を測定することができる。
【００２７】
フィルタは、任意の適した材料から成っていてもよい。通常は、フィルタの光学的、機械的および化学的な特徴は、以下の態様のように提供され、要求される。光学的特長については、励起光（すなわちＵＶ  ＬＥＤ）または放射された蛍光の通過帯域領域における高い透過性を有することがフィルタに要求される。上述したように、第１のフィルタは原則的に全ての励起光が通過し、試料へ達することを許容する。その後、試料から放射された蛍光は第２のフィルタを通過する一方、励起光が第２のフィルタを通過して必然的に検出器に達することを効果的に遮断される。そのため、これは蛍光測定への励起光の干渉効果を効果的に除去し又は少なくとも大きく減少することを確実にする。上記フィルタの通過帯域が鋭く、大幅削減されていれば、この効果をさらに向上させることができる。
【００２８】
第２の光源が用いられる場合、フィルタの光学的特長は、第２の光が、励起源から放射された光とは異なる波長で、十分な量で両方のフィルタを通過することを許容する。このように第２の光源は、以下により詳しく述べる蛍光光度計の検出能力に悪影響を及ぼし得る汚損、濁り度および／又はこのような影響の補正に用いることができる。
【００２９】
機械的特長については、フィルタは、洗浄、ブラッシング、試料内の研磨剤等の通常の使用に耐え得る程度に硬い、露出した表面を有する。本発明の一態様において、フィルタは測定セルのオープンセル構成の輪郭を示すように働くため、これは重要な特性である。この点において、上記試料はフィルタと直に接触しており、通常のプロセス条件下で効果的に作動するはずである。フィルタはまた、効果的に化学的に不活性である。このようにフィルタは、試料、洗浄溶液等に対して反応性があるべきではない。フィルタが測定セルの輪郭を示しているため、従来の蛍光光度計におけるガラス試料セルによる光の散乱は、効果的に解消されている。
【００３０】
フィルタはまた、蛍光検出の感度を調整するためにも用いることができる。この点においては、フィルタ間の距離を変えることができ、これにより効果的に感度を調整するように作用する。これは、測定される試料が異なるレベルの検出感度を必要とする場合に有用である。例えば、より濃縮された蛍光体の試料は検出能力を向上させるために、低い感度を必要とする。この場合、測定される試料の体積を小さくするためにフィルタ間の空間を減少させることができ、それによりそれの検出の感度を低下させることができる。より濃度の低い試料については、感度を高めるため上記空間を増加させることができる。このように本発明は、用途によって異なるレベルの感度の調整に簡単に適用できる。上記感度の調整は、従来の９０°光学配置によっては達成できない。
【００３１】
フィルタは重層構造を有することが好ましい。通常フィルタは、ガラス基板のような基板層により分離されている、低域フィルタ層および高域フィルタ層を提供する。この構造により、蛍光発光はフィルタを介して検出器へと通過する一方、励起光の通過は効果的に遮断される。上記フィルタは、ブライトライン(BrightlineTＭ)としてセムロック(Semrock, Incorporated, 3625 Buffalo Road, Suite 6, Rochester, NY 14624 (585)594-7017)から市販されている。当然のことながら、市販のフィルタ材は、用途によってフィルタの光学的、機械的および化学的な特性を改良および特注生産する必要があるかもしれない。
【００３２】
上記互換性プローブチップは、その検出能力をさらに向上させる、追加的なその他のおよび適切な構成部品を含有することができる。例えばプローブチップは、参照検出器を含有することができる。これは、蛍光検出中に励起光源の部分を測定するために用いられる。この点において上記参照検出器は、例えば励起光源、温度変化、器差、製造のばらつき等に起因する電流変化による励起発光の変化の補償に用いることができる。これは、数々の適切な方法により行うことができる。例えば、正規化蛍光測定を得るために、蛍光検出器に関連する蛍光測定は、参照検出器測定により分割されることができる。要するに、これは上述したように励起光源に関する変動効果を差し引く。一態様においては、上記参照検出器および蛍光検出器は、同様の種類の検出器を含有する。これにより、用いられる検出器の種類の違いに起因し得る、参照検出器と蛍光検出器との間の任意の検出変動性を効果的に緩和する。当然のことながら参照検出器は、励起光源に関する上述した方法と同様に、任意の適した方法により第２の光源における任意の変動性を効果的に解消するためにも適応することができる。
【００３３】
さらに互換性プローブチップは、開口を含有することができる。上記開口は、任意の適した材料およびサイズで形成することができ、円筒形のチューブ型を含む任意の適した方法に構成されてもよい。一態様においては、蛍光発光は上記開口を介して検出器へ達する。このように開口は、蛍光光度計の蛍光検出能力における濁り度を効果的に最小にするために効果的なサイズおよび形状にすることができる。濁り度は、検出され、蛍光測定と干渉し得る光の散乱を生じうる。上記開口のサイズを小さくすると、濁り度による光散乱効果は最小になるはずである。しかしながら開口のサイズは、放射された蛍光又はその十分な部分が蛍光検出器へ達することを妨げるほど小さ過ぎるべきではない。
【００３４】
一態様において互換性プローブチップは、蛍光を誘導しない、励起光源および第２の光源の２つの光源を含有する。第２の光源は、汚損、濁り度等による蛍光測定への影響を補正するために用いることができる。励起源は、直接の蛍光測定専用である。この源が試料へ光の平行ビームを放射すると、試料内の蛍光体の量に基づいて蛍光は放射される。その後蛍光発光は、上述したように励起光が蛍光検出器へ達することを効果的に遮断するフィルタを介して蛍光検出器へと達する。
【００３５】
いったん蛍光検出が行われると、励起源は消され、第２の光源が点けられる。第２の光源から放射された光は、励起源から放射される光とは異なる波長であり、蛍光を誘発しない。一態様において励起源はＵＶ  ＬＥＤを含有し、第２の光源はＩＲ  ＬＥＤを含有する。第２の光源は、フィルタおよび試料を介して蛍光検出器へと光を放射する。第２の発光は、励起源からの光が通過した経路に沿って、同じ経路に向けられることが好ましい。一態様においては、第１および第２の発光は、同じ又は実質的に同じ経路を通過する。これにより、第２の光がいったん検出されると、汚損、濁り度および／又は他の蛍光測定への影響の量に応じた正確な表示が得られる。このように蛍光測定は、このような影響を明らかにする任意の適した方法により補正することができ、蛍光検出能力を向上させることができる。これらの補正は、従来の９０°光学配置では行うことができない。
【００３６】
また、第１および第２の発光は、同じ又は実質的に同じである発光経路から外れていてもよい。これにより、汚損、濁り度等についての補正が正確さは少ないが、効果的に行われるように、第１および第２の発光が十分な部分において同じ経路に沿って通過するように構成することができる。当然のことながら、以下により詳細に記載されるような数々の適切および異なる方法において第１および第２の光源を構成することができる。
【００３７】
上述したように本発明の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計は、数々の適切な方法において構成することができる。以下の詳細な記載のように、数々の互換性プローブチップの例を提供し、本発明を例証する。
【実施例】
【００３８】
実施例１：ノーマルな、平行ビーム構成の互換性プローブチップ
図１を参照すると、本発明の一態様が説明されている。互換性プローブチップ１０は、励起光源１２および第２光源１４を有する。上記励起源１２は、紫外線発光ダイオード１６(ＵＶ  ＬＥＤ)を有する。図１に示すように、励起源１２は、ダイクロイックミラー等のような反射部材２０に向けられた平行励起光ビーム１８を放射する。上記反射部材２０は、例えば約９８％反射又はそれ以下のように、相当量の励起光ビーム１８に対して反射性である。また、上記反射部材２０は、例えば約２％透過又はそれ以上のように、励起光ビームの残りの部分に対しては透過性である。励起光源１２に関連する励起光の反射された部分２２は第１のフィルタ２４に対して垂直又はほぼ垂直の角度で、上記第１のフィルタ２４に向けられる。励起光ビーム２６は、試料３０がオープンセル配置に設けられている測定セル２８内へ通過する。励起光２６の投射は、上記試料３０中の蛍光体の量に基づいた蛍光発光３２をもたらす。上記蛍光発光３２は、第２のフィルタ３４を通過し、少なくとも相当量の蛍光発光３２の平行ビームを受けるサイズの孔４０を有する開口３８を介して蛍光検出器３６へと通過する。上記蛍光検出器３６はその後、監視および／又は制御目的のために上記試料内のターゲットである蛍光体又は複数の蛍光体の濃度と任意の適した方法により相互に関連付けることができる、蛍光の量を測定するように働く。
【００３９】
上記蛍光検出の検出能力を向上させるために互換性プローブチップは、上述したように反射部材２０を介して励起光１８の一部を受ける参照検出器４２を有する。上記参照検出器４２は、上述したように励起発光の偏差を補償するために用いることができる。
【００４０】
上記互換性プローブチップ１０はさらに、上述したように汚損、濁り度等に対する補正目的で用いられる第２の光源１４を有する。上記第２の光源１４は、ＩＲ  ＬＥＤ源を有する。これは、反射部材２０に向けられた光４６の平行ビームを発生させる。ビーム４６の相当量は光ビーム４８として、反射された励起光ビーム２２と同じ又はほぼ同じ経路に沿って、反射部材２０を通過する。一態様においては、光ビームの約９８％以上が反射部材２０を透過し、測定セル２８へ達する。第２の光源１４に関連する光ビーム５０の残りの部分は、反射部材２０を介して参照検出器４２へ反射し、上述した励起源発光と同様に、第２の光源発光における偏差を補償する。
【００４１】
第２の光源１４からの光ビーム４８の透過量は試料３０を通過し、少なくとも相当量で、上記蛍光発光３２が第２のフィルタ３４を通過するのと同じ又はほぼ同じ経路に沿って、第２のフィルタ３４を通過する。第２の光源と関連のある透過光の量は、その後蛍光検出器３６により検出される。この測定は、上述したように、汚損、濁り度等に由来する、蛍光測定における変化を補正するための任意の公知の方法においても用いることができる。
【００４２】
実施例２：直流ビーム構成の互換性プローブチップ
図２を参照すると、本発明の互換性プローブチップのほかの態様が提供されている。上記互換性プローブチップ６０は、ＵＶ  ＬＥＤ源を含有するシングル光源６２を含有する。励起源６２は平行光ビーム６４を放射して第１のフィルタ６６を通過させ、さらに試料７０が位置する測定セル６８へ通過させる。これは、上記試料中の蛍光体の量に関連した蛍光をもたらす。上記蛍光発光７２は検出目的のため、第２のフィルタ７４を蛍光検出器７６へと通過する。上記蛍光発光７２は、検出可能な蛍光における濁り度の影響を最小にするために開口７８を通過する。上記開口７８は、蛍光発光の全て又は相当部分がそれを通過して検出器へ達するような大きさである。互換性プローブチップは、励起源に由来する光の部分の測定に用いることができる参照検出器８０をさらに含有する。上述したようにこれは、その後励起光源における偏差を明らかにするために用いることができる。
【００４３】
実施例３：ダブルアングルビーム構成の互換性プローブチップ
図３を参照すると、互換性プローブチップの他の態様が提供されている。互換性プローブチップ９０は、ＵＶ  ＬＥＤ源を含有する励起源９２含有する。これは、実施例２に提供されているのと同様の方法により、測定セル１９３内の試料９４中の蛍光を測定するために用いられる。この点において、励起光源９２は光９６の平行ビームを、第１のフィルタ９８を介して試料９４へ放射し、蛍光発光１００が生じ、第２のフィルタ１０２を通過し、開口１０６を介して検出器１０４へと達する。上述したようにフィルタの光学特性により、励起光９６は効果的に又は少なくともその相当部分が検出器１０４へと通過することを遮断される。このように、いくらかでもあれば、わずかな励起光による効果で蛍光測定をすることができる。上記プローブチップは、励起源に由来する励起光の部分を検出する参照検出器１０７をさらに含有する。上述したように、これはプローブチップの検出能力も向上させることができる。
【００４４】
さらに、プローブチップ９０は、第２の光源１０８を含有する。上記第２の光源１０８は、光１１０の平行ビームを発生するＩＲ  ＬＥＤを含有する。光１１０は第１のフィルタ９８を、上記第１のフィルタに対する垂直からオフセットした角度で通過する。例えば上記角度は、垂直または法線から約１２°以下オフセットしている。これにより、光１１０の第２の源が上記試料を通過し、第２のフィルタ１０２を通過し、上記励起光および蛍光発光が通過した経路に十分な量で相当する経路に沿って、開口１０６を介して検出器１０４へと達する。その後検出器は、上述したように較正目的に用いることができる第２の光源の強度の測定をすることができる。これは、必ずしも光の第２の源が、汚損および／又は濁り度等による較正目的に効果的に作用するために、励起光および／又はそこからの蛍光の源と同じ経路に沿って通過しなくてもよいことを示す。参照検出器１０７は、光源１０８における偏差を明らかにする、光源１０８からの光の部分を測定するために用いることができる。
【００４５】
実施例４：合成角ビーム構成の互換性プローブチップ
図４を参照すると、互換性チップを説明する他の態様が提供されている。一般的にこの実施例は、互換性プローブチップの蛍光検出能力を向上させるために用いることができる光源の対に対する位置に関する他のバリエーションを提供する。
【００４６】
互換性プローブチップ１２０は、ＵＶ  ＬＥＤ源を含有する励起源１２２を含有する。これは、測定セル１２６内の試料１２４中の蛍光を測定するために用いられる。この点において、蛍光発光１３１が生じ、第２のフィルタ１３２を通過し、開口１３６を介して検出器１３４へ達するように、励起光源１２２は光１２８の平行ビームを、第１のフィルタ１３０を介して試料１２４へと放射する。励起光１２８は、例えば約９°以下のような、垂直からオフセットした角度で第１のフィルタ１３０を通過する。励起光１２８は効果的に又は少なくともその相当部分が、上述したフィルタの光学特性により、検出器１３４へと達することを遮断される。これにより、あるとしても最小限の励起光からの影響において蛍光測定を行うことができる。
【００４７】
さらにプローブチップ１２０は、第２の光源１３７を含有する。上記第２の光源１３７は、光１３８の平行ビームを生じるＩＲ  ＬＥＤを含有する。光１３８は、第１のフィルタ１３０に対して約９°以下のような、垂直からオフセットした角度で第１のフィルタ１３０を通過する。このように、光１３８の第２の光源は試料１２４を通過し、第２のフィルタ１３２を通り、蛍光発光が通過した経路に沿って、相当量において開口１３６を介して検出器１３４へ達する。検出器１３４はその後、上述したように補正目的に用いることができる第２の光源の強度を測定することができる。さらにこれは、光の第２の源が、汚損、濁り度等による補正目的に効果的に作用するために、必ずしも励起光および／又は発光の源と同じ経路に沿って通過する必要がないことを示す。
【００４８】
プローブチップ１２０はさらに、励起源に由来する励起光の部分を検出する参照検出器１４０を含有する。これもまた、上述したようにプローブチップの検出能力を向上させることができる。参照検出器１４０は、光源１３７の偏差を明らかにする、光源１３７からの光の一部を測定するために用いることができる。
【００４９】
実施例５：自己識別互換性チップ−オープンセル蛍光光度計
上述したように本発明の蛍光光度計は、１つのプローブチップが他のプローブチップと交換された際に蛍光光度計を使用可能な状態にすることができる、自己識別特性を有する。図５を参照すると、蛍光光度計１５０は、ハウジング１５２と、プローブチップ１５４とを含有する。ハウジングエレクトロニクス(図示せず)を、蛍光光度計１５０に動力を供給するために任意の適した方法において構成することができる。この点において蛍光光度計は、バッテリー作動されてもよい。また、蛍光光度計は、ハウジングを通してなど、電気的に蛍光光度計に接続された外部電源により作動されることもできる。ハウジング１５２は、蛍光測定を監視するための表示装置１５６を含有することができる。少なくとも数々の蛍光光度計の機能を、スイッチなどを通じて自動化してもよい。例えば、ハウジング１５２が、図５に示すような較正モードにおいて作動するためのオン／オフスイッチ１５８および較正スイッチ１６０を含有することができる。ハウジング１５２のエレクトロニクスからの配線は、任意の適した種類の電気コネクタ１６２に至る。
【００５０】
互換性プローブチップ１５４は、上述したようにその内部で試料１７０の蛍光分析測定を行うことができる、測定セル１６８の輪郭を示す開口１６６を有するハウジング１６４を有する。上記プローブハウジングは、上記説明のように任意の適した方法において構成することができるプローブチップのオプティクスおよびエレクトロニクスを取り囲む。検出器、光源等へのリード線１６９などのエレクトロニクスの配線は、プローブチップ１５４の電気コネクタ１７２へつながる。これにより、プローブチップ１５４を、プローブチップ１５４の電気コネクタ１７２と、ハウジング１５２の電気コネクタ１６２とのメーティングを介してハウジング１５２へプラグすることができる。
【００５１】
いったんプローブチップがハウジングへプラグされると、蛍光光度計は事実上使用可能である。プローブチップは、サーミスタ(図示せず)を含有する。プローブチップのオプティカルおよびエレクトロニクス配置は、上述したような固有の抵抗を有する各サーミスタに付随する。これにより、プローブチップが他のプローブチップと交換された際に、どの種類のプローブチップが使用されているかを蛍光光度計が認識することができ、使用可能な状態にすることができる。
【００５２】
当然のことながら、互換性チップ−オープンセル蛍光光度計の自己識別特性は、任意の適した方法において構成することができる。例えば本発明の自己識別特性は、ここにそのまま参照される、２００３年４月２９日に発光された米国特許第６，５５６，０２７号に「スマート」プローブとして開示されるものと同じ又は近い特徴を含む。
【００５３】
上記互換性プローブチップは、その例を上で述べた蛍光検出目的のための光学的および電子的配置の任意の適した種類を含有することができる。蛍光に加え、蛍光光度計は、濁り度、比色定量等についてなのどの、追加的な他の測定に適応することができる。この際、濁り度および比色定量は、その用途に特有に構成されたプローブチップにより測定することができる。このように本発明は、蛍光、濁り度および比色定量を別々に測定することができる、プローブチップの互換性を意図する。
【００５４】
例えば濁り度プローブチップは、上述した蛍光分析プローブチップと同様に構成することができる。上記２つの違いは、光源の種類にある。濁り度プローブチップ用の光源は、蛍光を引き起こしてはならない。最も高い感度のために、上記開口は除去される。ＵＶ  ＬＥＤ、青色ＬＥＤ等の任意の適した光源を用いることができる。濁り度プローブチップには、青色光源が好ましい。しかしながら、上述した自己識別特性を前提として、蛍光分析プローブチップは濁り度プローブチップと交換されてもよく、またその逆も可能である。
【００５５】
比色定量プローブチップについては、フィルタが１つのみ必要とされることを除き、そのデザインは蛍光分析および／又は濁り度チップのデザインと同様である。光源は、検出される試料内の材料の吸収帯域と一致するように選択される。通常は、ＵＶ  ＬＥＤなどの励起光源を第１のフィルタを通過させ、特定の種類の検出用に構築された検出器へ到達させることにより、試料に関連した比色量を測定することができる。
【００５６】
当然のことながら、鏡、フィルタ、検出器、励起光源およびその他の適した構成部品は、異なるおよび適した様々な市販又は公知の製品を含むことができる。例えば検出器は、ハママツ・コーポレーション(Hamamatsu Corporation, 360 Foothill Road, Bridgewater, NJ 08807 (部品番号S2386-44K))から市販されており；ＵＶ ＬＥＤ源はニチア・アメリカ・コーポレーション(Nichia America Corporation, 3000 Town Center Drive, Southfield, Mi 48075 (部品番号NSHU590A))から市販されており；およびＩＲ  ＬＥＤ源はオプテックテクノロジー(Optek Technology, Inc., 1215 W. Crosby Road, Carrollton, TX 75006(部品番号OP265B))から市販されている。
【００５７】
本発明は、プロセス制御、監視および／又は自動化の最適化のための、異なるおよび追加的な様々な構成部品を含有することができる。一態様において蛍光光度計は、それぞれが適切および公知の構成(図示せず)の、コントローラに接続されたプリント基板アセンブリを含有する。例えばコントローラは、テクノバ(Tecnova, 1486 St. Paul Ave., Gurnee, IL 60031 (847)662-6260)から入手可能である。
【００５８】
この装置において有用なプリント基板(ＰＣＢ)アセンブリは、コントローラや、例えば励起源用のドライバ、電流−電圧変換を行う増幅器、光検出器からの信号増幅を含む蛍光光度計の構成部品の他の装置により電源が供給されるように組み立てられなければならない。信号を操作し、信号の大きさを伝達する回路もまた、ＰＣＢに不可欠である。温度および／又はフロースイッチの状態を測定するための追加的な回路が含有されていてもよい。
【００５９】
さらに蛍光光度計は、上述したように蛍光光度計の構成部品を制御するためにコントローラが蛍光光度計と電子的に通信することを可能にする通信ケーブルによって、コントローラに接続される。蛍光光度計を操作するためには、適した通信プロトコルが選択されなければならない。適した標準通信プロトコルには、これらには限定されないが、ＲＳ−２３２、Ｉ２Ｃ、ＣＡＮ、ＴＣＰ／ＩＰおよび標準ＲＳ−４８５シリーズの通信プロトコルが含まれる。標準ＲＳ−４８５シリーズの通信プロトコルが好ましい通信プロトコルである。蛍光光度計とコントローラとの間に無線通信プロトコルを用いることも可能である。ブルートゥースがこのような、適した無線通信プロトコルの１つである。
【００６０】
コントローラは、独立した、複数のアナログのインプットを含有することができる。これらのインプットは、４−２０ｍＡ接続を介して、それらの信号の大きさに基づいた情報を提供する。上記信号は、例えば工業用水システムへ追加的なレベルの制御を提供するためのコントローラの制御ロジックのためのアナログのインプットにより読み取られる。好ましい態様においてコントローラは、二十（２０）の個別のアナログのインプットを有する。
【００６１】
上述したように本発明の蛍光光度計は、自然の水システム、工業用水システム又は他の同様の源を含む任意の適したプロセス又はシステムに由来する試料内の１以上の蛍光体の存在を監視および／又は検出するために用いることができる。工業用水システムには、これらに限定されるものではないが、冷却塔水システム(オープンな循環、閉鎖系およびワンススルーのシステムを含む)；石油井、下げ孔形成、地熱井およびその他の油田用途；ボイラーおよびボイラー水システム；ミネラル洗浄、浮遊選鉱およびベネファクションを含むミネラルプロセス水；製紙工場蒸解釜、洗浄機、漂白プラントおよび白水システム；パルプ工業における黒液蒸発器；ガス洗浄および空気洗浄；冶金工業における連続鋳造プロセス；空調および冷蔵システム；工業および石油プロセス水；殺菌水のような間接接触の冷却および加熱水；水の再生および浄化システム；膜フィルタ水システム；食品プロセス流(肉、野菜、砂糖大根、サトウキビ、穀物、鶏、果物および大豆)；および清浄機、液体−固体用途、都市下水処理および工業又は都市用水システムに加えて廃棄物処理システムが含まれる。
【００６２】
本発明の蛍光光度計は、例えば下記の米国特許出願に開示される種々の異なる工業用水システム用途において用いることができる。
【００６３】
ここにクレームされた蛍光光度計およびコントローラは、ここにそのまま参照される、２００１年１１月１３日に発光された、冷却水システム制御用の制御マトリックスの使用(USE OF CONTROL MATRIX FOR COOLING WATER SYSTEMS CONTROL)と題された米国特許第６，３１５，９０９号に開示され、クレームされているように、冷却水システムを制御するように機能することができる。
【００６４】
ここにクレームされた蛍光光度計およびコントローラは、ここにそのまま参照される、２００２年１月１日に発光された、ボイラー制御用の制御マトリックスの使用(USE OF CONTROL MATRIX FOR BOILER CONTROL)と題された米国特許第６，３３６，０５８号に開示され、クレームされているように、ボイラーを制御するように機能することができる。
【００６５】
当然のことながら、ここに開示された現在好ましい態様への様々な変更および改良は、当業者にとって明らかである。このような変更および改良は、本発明の概念および範囲を逸脱することなく、かつ、付随の利点を低下させることなく可能である。従って、そのような変更および改良は添付のクレームの対象となる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明に従って構成された蛍光光度計用の互換性プローブチップの、切り取られた断面図である。
【図２】図２は、本発明に従って構成された、他の蛍光光度計用の互換性プローブチップの、切り取られた断面図である。
【図３】図３は、本発明に従って構成された、さらに他の蛍光光度計用の互換性プローブチップの、切り取られた断面図である。
【図４】図４は、本発明に従って構成された、またさらに他の蛍光光度計用の互換性プローブチップの、切り取られた断面図である。
【図５】図５は、本発明に従って構成された互換性プローブチップ蛍光光度計の断面図である。
【図１】
2007519926.tif 000003
【図２】
2007519926.tif 000004
【図３】
2007519926.tif 000005
【図４】
2007519926.tif 000006
【図５】
2007519926.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月2日(2006.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、前記ハウジングに互換性があるように接続された蛍光分析プローブチップとを有する互換性チップ−オープンセル蛍光光度計であって、
前記プローブチップは、オープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置(arrangement)を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、
前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、
前記励起源は、オープンセル内の試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に向けられていることを特徴とする互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項２】
それぞれが前記試料と接触している励起フィルタと、発光フィルタとをさらに有し、
前記励起フィルタは励起帯を含有し、発光フィルタは発光帯を含有しており、
前記励起帯および発光帯は、励起源由来の光ビームの少なくとも相当量が前記発光フィルタを蛍光検出器へと通過できないように、十分に分離されていることを特徴とする請求項１に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項３】
前記プローブ光学配置が前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対して垂直の角度の反射部材を介して前記試料に光ビームを放射し、
前記反射部材がダイクロイックミラーを含有することを特徴とする請求項２に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項４】
前記第２の光源は、前記励起フィルタおよび発光フィルタを通過することができ、汚損および濁り度の少なくとも一つに由来する蛍光分析検出に対する補正を可能にする光ビームを放射することを特徴とする請求項３に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項５】
前記励起源は、励起光ビームに励起フィルタを通過させることにより前記試料に由来する蛍光発光を生じさせるシングル励起源を含有し、
前記蛍光発光は発光フィルタを通過して検出されるのに対し、前記励起光ビームはそれを通過することを効果的に遮断され、
前記シングル励起源は前記蛍光検出器に直接向けられていることを特徴とする請求項２に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項６】
前記プローブ光学配置は前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
前記励起源は、前記励起フィルタに対して垂直な角度の励起光ビームを放射し、
前記第２の光源は、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度の第２の光ビームを放射し、
前記第２の光ビームは、前記励起フィルタに対する垂直から約１２°以下オフセットしていることを特徴とする請求項２に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項７】
蛍光分析検出を濁り度および汚損の少なくとも一つに対して補正できるように、前記第２の光ビームは励起フィルタおよび発光フィルタを通過できることを特徴とする請求項６に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項８】
前記プローブ光学配置は、前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度で前記励起フィルタを通過し、
前記角度がおよそ９°以下であることを特徴とする請求項２に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項９】
前記蛍光分析プローブチップに加え、１以上の追加的なプローブチップをさらに有し、
前記蛍光分析プローブチップは、前記１以上の追加的なプローブチップと互換性を有して用いることができ、
前記追加的なプローブチップは、濁り度プローブチップと、比色プローブチップとの少なくとも１つから選択されることを特徴とする請求項１に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項１０】
前記蛍光分析プローブチップおよび１以上の追加的なプローブチップは自己識別し、いったんプローブチップが互換されると前記蛍光光度計を使用可能な状態にできることを特徴とする請求項９に記載の互換性チップ−オープンセル蛍光光度計。
【請求項１１】
試料中に存在する蛍光体を蛍光分析的に検出する方法であって、
ａ）ハウジングと、前記ハウジングに互換性があるように接続された蛍光分析プローブチップとを有し、前記プローブチップはオープンセルの輪郭を示し、かつ、プローブ光学配置を取り囲むプローブチップハウジングを含有し、前記プローブ光学配置は励起源と、蛍光検出器とを含有し、前記励起源はオープンセル内の試料が蛍光分析的に検出できるように前記蛍光検出器に向けられていることを特徴とする蛍光光度計を準備し；
ｂ）自然の又は工業的なプロセス流に由来する１以上の試料を準備し；
ｃ）前記試料中の蛍光体の蛍光信号を検出するために蛍光光度計を用い；および
ｄ）前記蛍光光度計により検出された蛍光信号が、前記試料が採取された自然の又は工業的なプロセスを監視および／又は制御するためにコントローラに使用されるように、前記コントローラを作動させる工程を有する方法。
【請求項１２】
それぞれが前記試料と接触している励起フィルタと、発光フィルタとをさらに有し、
前記励起フィルタは励起帯を含有し、発光フィルタは発光帯を含有しており、
前記励起帯および発光帯は、励起源由来の光ビームの少なくとも相当量が前記発光フィルタを蛍光検出器へと通過できないように、十分に分離されていることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記プローブ光学配置が前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対して垂直の角度の反射部材を介して、およびほぼ同じ経路に沿って前記試料に光ビームを放射することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の光源は、前記励起フィルタおよび発光フィルタを通過することができ、汚損および濁り度の少なくとも一つに由来する蛍光分析検出に対する補正を可能にする光ビームを放射することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記光源は、励起光ビームに励起フィルタを通過させることにより前記試料に由来する蛍光発光を生じさせるシングル励起源を含有し、
前記蛍光発光は発光フィルタを通過して検出されるのに対し、前記励起光ビームはそれを通過することを効果的に遮断され、
前記シングル励起源は前記蛍光検出器に直接向けられていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記プローブ光学配置は前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
前記励起源は、前記励起フィルタに対して垂直な角度の励起光ビームを放射し、
前記第２の光源は、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度の第２の光ビームを放射し、
蛍光分析検出を濁り度および汚損の少なくとも一つに対して補正できるように、前記第２の光ビームは励起フィルタおよび発光フィルタを通過することができることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記プローブ光学配置は、前記励起源に加えて第２の光源を含有し、
それぞれは、前記励起フィルタに対する垂直からオフセットした角度で前記励起フィルタに光ビームを通過させることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記蛍光分析プローブチップに加え、１以上の追加的なプローブチップをさらに有し、
前記蛍光分析プローブチップは、前記１以上の追加的なプローブチップと互換性を有して用いることができ、
前記追加的なプローブチップは、少なくとも濁り度プローブチップと、比色プローブチップとから選択されることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
前記試料は、工業的なプロセス流の水からのものであり、前記工業的プロセス流は工業用水システムであることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
2007519926.tif 000008
2007519926.tif 000009