[发明专利]用于检测样本内的不均匀性的光学设备，特别是偏振计

说明书

技术领域

本发明涉及用于分析液体样本的光学设备，特别是偏振计，其中光学设备形成为检测液体样本内的不均匀性。此外，光学设备优选地形成为测量液体样本的各向同性的偏振特征。

背景技术

在借助于偏振计的常规的偏振测量中，借助于光源且使用偏光器产生波长限定且偏振状态限定的测量束，且以此偏振的测量束透射待检查的样本。如果例如具有溶解形式的光学活性物质处在样本内，则在透射样本时测量束的偏振状态改变。透射过样本的测量束的偏振状态特别地在偏振方向上被旋转，且通过评估单元检验或确定。在此，分析仪布置在光程内，所述光程也改变了测量束的偏振状态或仅允许确定的偏振状态通过。

改变偏光器的定向、分析仪的定向或改变偏光器以及分析仪的定向，以将在检测器处接收到的测量束的强度最小化。由偏光器和/或分析仪的定向或旋转可基于通过样本的透射推断出改变偏振的状态。特别地，可基于通过样本的透射确定偏振方向的旋转。从旋转值又可例如确定样本内的光学活性物质的浓度。

通过常规的偏振计进行的偏振测量的执行可能特别地由于样本的不均匀性而被错误地影响，这可能使得样本的各向同性的偏振状态的确定困难或不可行。

对于不均匀性的概念，可考虑如下现象：

1、在填充特别是比色皿的样本容器前在样本内存在的气泡或通过填充比色皿时的涡旋所产生的气泡。

2、来自不洁性的微粒。

3、样本的混合不良。这可例如在如下情况时发生：当在测量过程前准备样本，例如稀释，且然后不足地混合或均匀化。另外的示例是固体样本，为测量将此固体样本溶解且可能包含未溶解的物质的微粒。

4、先前样本的残留残余。

不均匀性是重要的问题。用于避免不均匀性的已知的方法可能不足够可靠，或过于昂贵或具有另外的负面的副作用，使得仍存在由于不具有的样本所导致的错误测量的风险。

因为不能可靠地避免不均匀性，所以此外可存在识别不均匀性的可能性。在识别到不均匀性之后，可采取应对措施，或可至少丢弃错误的测量值。为能够满足特别是在制药业中的高的质量要求，必须很可靠地识别不均匀性。

用于识别不均匀性的已知的方法在于直接视觉观察将填充的比色皿且然后进行判断。但此方法的执行在许多情况中是不可行的，例如因为比色皿体由不透明的材料制成时，或因为比色皿安装在测量设备内而使得阻挡了直接观察液体时。

因此，在实践中经常在每次测量前从测量设备中取出比色皿，以能够直接透过比色皿进行透视观察。虽然此做法是有说服力的，但不实际且费时，使得此做法在实践中很经常地被忽视。此外，这影响了例如通过式比色皿（Durchflussküvette）、漏斗式比色皿（Trichterküvette）或自动采样器的自动化。

此外，在执行此已知的方法时，不能将客观的发现结果进行记录，而是仅得到使用者的主观判断的结果。这对于质量安全经常是不足的。

US 6,643,021 B1公开了用于确定光学特征的测量系统的控制方法，其中通过投射第一光线以分析透射光来测量液体样本的特征。此外，在方法中在第一光线的路径中或在其周边投射附加的光线，以基于可与第一光线的透射干涉的第二光线的透射光的强度检测气泡和/或微粒的存在与否。在检测气泡和/或微粒之后可将其去除。

仅在如下情况中可保证此应用，即所有待测量的样本在均匀填充比色皿时对于第二光束具有相同的透射。在专利US 6,643,021 B1的此示例中，在测量设备中，例如以第一光束测量蛋白质样本的UV吸收。因为蛋白质在NIR内不具有吸收，所以在此情况中在NIR区域内第二光束的强度用于识别不均匀性。

但此已知的方法的原理上的薄弱处在于，第二光束的由于被均匀样本的吸收所导致的削弱被解释为不均匀性。因此，当样本应以任意的吸收谱测量时，此方法失效。仅在特定的情况中可找到其中被检查的样本可靠地不具有吸收的合适的波长。

来自US 6,643,021 B1的方法的另外的缺点是，即使当强度削弱导致识别出不均匀性时，不能实现对于不同类型的不均匀性的区分，例如对于气泡还是由于样本残留所导致的条纹的区分。这使得难于找到合适的应对措施。样本残留或污染微粒例如不能以在专利中所建议的用于最小化气泡的例如摇动或超声波的措施来去除，而是仅可通过重新填充比色皿来消除。

因此，存在对于识别不均匀性的设备和方法的需求，其中比色皿可保留在测量设备内的准备测量的位置，且实现了现代化的足够质量安全的记录。