Un fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable (150) que comprende:

un alojamiento (152) y una punta de sonda fluorimétrica (154, 10) conectada de manera intercambiable al alojamiento, incluyendo la punta de sonda un alojamiento de punta de sonda (164) que define una célula abierta (168, 28) y encierra una disposición óptica de la sonda, incluyendo la disposición óptica de la sonda una fuente de excitación (12), un detector de fluorescencia (36) y un filtro de excitación (24) y un filtro de emisión (34), en el que la fuente de excitación apunta hacia el detector de fluorescencia, de modo que se puede detectar fluorimétricamente una muestra (30) en la célula abierta, y en el que el filtro de excitación y el filtro de emisión están ambos en contacto directo con la muestra

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere, en general, a dispositivos analíticos y procedimientos para monitorizar y/o controlar sistemas o procedimientos industriales o naturales. Más específicamente, la presente invención se refiere a un fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable para detectar la fluorescencia emitida por una muestra 5 derivada de un sistema o procedimiento industrial o natural, de modo que el sistema o procedimiento se pueda monitorizar y, opcionalmente, controlar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Un fluorímetro es un dispositivo analítico que comprende esencialmente una fuente de luz, un medio para seleccionar el intervalo de longitudes de onda de excitación deseado, una célula de muestra, un medio para 10 seleccionar el intervalo de longitudes de onda de emisión deseado y un detector. Un espectrofluorímetro es un tipo específico de fluorímetro en el que el medio para seleccionar el intervalo de longitudes de onda de emisión y/o excitación se realiza mediante una rejilla. Una rejilla actúa para dispersar un continuo de luz en sus componentes. Los espectrofluorímetros se pueden subdividir además en espectrofluorímetros de escaneo, que usan un medio mecánico para escanear el espectro de longitudes de onda basándose en la posición de la rejilla en relación con la fuente de 15 excitación y/o emisión (esto describe un modelo de fluorímetro de laboratorio estándar), o espectrofluorímetros fijos en los que la rejilla está fija con respecto a la emisión. Después, se dirige la emisión (fluorescencia) a una red de detectores. La red de detectores puede ser dispositivos de carga acoplada, abreviado normalmente como "CCD" o la red de detectores puede ser fotodiodos. Después, los detectores se calibran en las unidades de longitud de onda apropiadas. Está disponible un dispositivo comercial como éste de Ocean Optics (disponible de Drysdale and 20 Associates, Inc., P.O. Box 44055, Cincinnati, OH 45244 (513) 831-9625). Este tipo de espectrofluorímetro fijo todavía requiere el dispositivo de selección de longitudes de onda de excitación apropiado, que puede ser una rejilla o un filtro.

Los fluorímetros que son más adecuados para su uso bajo condiciones de campo no son espectrofluorímetros de rejilla, más bien, son fluorímetros basados en filtro. Un fluorímetro basado en filtro usa un filtro para excluir todos menos el intervalo de longitudes de onda seleccionado. En general, los fluorímetros basados en 25 filtros conocidos y disponibles actualmente tienen un canal, conteniendo este canal una célula ópticamente apropiada.

Una fuente de luz y un filtro de excitación opcional están posicionados en un lado de la célula ópticamente apropiada y un detector de emisión y un filtro de emisión están posicionados en otro lado de la célula ópticamente apropiada. Opcionalmente puede estar presente un detector de referencia. Debido a que la fluorescencia es isotrópica, en general, los fluorímetros están configurados para detectar cualquier luz fluorescente emitida desde el 30 fluoróforo a un ángulo de 90º desde la fuente de luz para minimizar la recogida de cualquier luz de excitación espuria.

El filtro de excitación permite que la luz del intervalo de longitudes de onda de excitación seleccionado pase a través del filtro y dentro de la célula. Al llevar a cabo pruebas por lotes fuera de línea, se coloca una muestra de, por ejemplo, agua a partir de un sistema de agua industrial o natural y se mantiene en la célula ópticamente apropiada. Al llevar a cabo pruebas en línea, la muestra de agua puede fluir a través de la célula ópticamente apropiada. La luz se 35 absorbe mediante un fluoróforo presente en la muestra de agua, que, a su vez, emite una luz fluorescente (conocida como una señal fluorescente a continuación en el presente documento) que tiene la misma o una mayor longitud de onda que la luz de excitación. El filtro de emisión, que está posicionado entre el detector de emisión y la célula ópticamente apropiada, se elige de modo que permita que sólo la luz emitida por el fluoróforo (la señal fluorescente del fluoróforo) pase a través del filtro al detector de emisión. 40

En general se conoce el uso de fluoróforos en sistemas de agua industriales o en hidrología. Se conoce el uso de trazadores fluorescentes inertes para determinar las pérdidas hidráulicas en sistemas de aguas industriales. Además, también se conoce el uso de trazadores fluorescentes para controlar la dosificación de producto o aditivo en un sistema de agua de refrigeración en circuito abierto o recirculante (véase la patente de los Estados Unidos número 4.783.314). En este procedimiento, se combina un trazador fluorescente con uno o más aditivos en una proporción 45 conocida de trazador en relación con aditivo(s) y después se añade la mezcla al agua de un sistema de refrigeración. Después se usa un fluorímetro para detectar la presencia y la concentración del trazador fluorescente en el agua de refrigeración y, por lo tanto, la presencia y la concentración de la cantidad de aditivo.

El documento U.S. B1-6 369 894 da a conocer un fluorímetro que puede comprender múltiples unidades independientes que pueden detectar más de un fluoróforo. 50

Además, da a conocer un fluorímetro de célula abierta intercambiable que comprende:

una sonda fluorimétrica, incluyendo la sonda un alojamiento de sonda que define una célula abierta y encierra una disposición óptica de la sonda, incluyendo la disposición óptica de la sonda una fuente de excitación y un detector de fluorescencia en el que la fuente de excitación está dirigida hacia el detector de fluorescencia de

modo que se puede detectar fluorimétricamente una muestra en la célula abierta.

El documento U.S. 2003/058450A1 proporciona un dispositivo para la medida óptica de las cualidades de una sustancia a la luz ambiental que comprende una cámara de muestra que tiene una pared translúcida definiendo dicha cámara.

El documento EP-A-0 564 157 proporciona un aparato para analizar un líquido de muestra que contiene 5 partículas, tal como sangre y orina, en el que el aparato puede obtener espectros de señales de luz utilizando medios espectrales tales como un prisma o una rejilla de difracción.

Siempre habrá una necesidad continua de fluorímetros mejorados y nuevos que estén disponibles para su uso en el área problemática de la monitorización y el control de procedimientos de agua industrial.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN 10

El primer aspecto de la presente invención reivindicada es un fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable que comprende:

un alojamiento y una punta de sonda fluorimétrica conectada de manera intercambiable al alojamiento, incluyendo la punta de sonda un alojamiento de punta de sonda que define una célula abierta y encierra una disposición óptica de la sonda, incluyendo la disposición óptica de la sonda una fuente de excitación, un detector 15 de fluorescencia y un filtro de excitación y un filtro de emisión, en el que la fuente de excitación está dirigida hacia el detector de fluorescencia de modo que se puede detectar fluorimétricamente una muestra, y en el que el filtro de excitación y el filtro de emisión están ambos en contacto directo con la muestra.

El segundo aspecto de la presente invención reivindicada es un procedimiento de detección de manera fluorimétrica de fluoróforos presentes en una muestra, comprendiendo el procedimiento las etapas de: 20

a) proporcionar un fluorímetro, comprendiendo el fluorímetro

un alojamiento y una punta de sonda fluorimétrica conectada de manera intercambiable al alojamiento, incluyendo la punta de sonda un alojamiento de punta de sonda que define una célula abierta y encierra una disposición óptica de la sonda, incluyendo la disposición óptica de la sonda una fuente de excitación, un detector de fluorescencia y un filtro de excitación y un filtro de emisión, en el que la fuente de excitación está dirigida hacia 25 el detector de fluorescencia de modo que se puede detectar fluorimétricamente una muestra, y en el que el filtro de excitación y el filtro de emisión están ambos en contacto con la muestra;

b) proporcionar una o más muestras derivadas de una corriente de procedimiento industrial o natural;

c) usar el fluorímetro para detectar las señales fluorescentes de los fluoróforos en las muestras; y

d) operar un controlador... [Seguir leyendo]

1. Un fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable (150) que comprende:

un alojamiento (152) y una punta de sonda fluorimétrica (154, 10) conectada de manera intercambiable al alojamiento, incluyendo la punta de sonda un alojamiento de punta de sonda (164) que define una célula abierta (168, 28) y encierra una disposición óptica de la sonda, incluyendo la disposición óptica de la sonda una fuente de excitación (12), un detector de fluorescencia (36) y un filtro de excitación (24) y un filtro de emisión (34), en el que 5 la fuente de excitación apunta hacia el detector de fluorescencia, de modo que se puede detectar fluorimétricamente una muestra (30) en la célula abierta, y en el que el filtro de excitación y el filtro de emisión están ambos en contacto directo con la muestra.

2. El fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable de la reivindicación 1, en el que el filtro de excitación (24) incluye una banda de excitación y el filtro de emisión (34) incluye una banda de emisión, y en el que la banda de 10 excitación y la banda de emisión están suficientemente separadas, de modo que al menos una cantidad sustancial de un haz de luz derivado de la fuente de excitación no pueda pasar a través del filtro de emisión al detector de fluorescencia.

3. El fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable de la reivindicación 2, en el que la disposición óptica de la sonda incluye una segunda fuente de luz (14) además de la fuente de excitación (12) que emite cada una un haz 15 de luz a la muestra por medio de un miembro reflector (20) en un ángulo perpendicular al filtro de excitación y el miembro reflector incluye un espejo dicroico.

4. El fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable de la reivindicación 3, en el que la segunda fuente de luz (14) emite un haz de luz que puede pasar a través del filtro de excitación (24) y del filtro de emisión (34) permitiendo la corrección de la detección fluorimétrica debido, al menos, a una de entre contaminación y turbidez. 20

5. El fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable de la reivindicación 2, en el que la fuente de excitación (12) incluye una sola fuente de excitación que pasa un haz de luz de excitación a través del filtro de excitación (24) provocando por lo tanto una emisión fluorescente derivada de la muestra, en el que la emisión fluorescente pasa a través del filtro de emisión (34) para la detección mientras que el haz de luz de excitación se bloquea de manera efectiva por el paso a su través, y en el que la única fuente de excitación apunta directamente al detector de 25 fluorescencia (36).

6. El fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable de la reivindicación 2, en el que la disposición óptica de la sonda incluye una segunda fuente de luz (14) además de la fuente de excitación (12), en el que la fuente de excitación emite un haz de luz de excitación en un ángulo perpendicular al filtro de excitación (24), y en el que la segunda fuente de luz emite un segundo haz de luz según un ángulo desplazado de la perpendicular con respecto 30 al filtro de excitación y el segunda haz de luz está desplazado según aproximadamente 12º o menos de la perpendicular con respecto al filtro de excitación.

7. El fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable de la reivindicación 6, en el que la segunda fuente de luz puede pasar a través del filtro de excitación (24) y del filtro de emisión (34), de modo que se puede corregir la detección fluorimétrica de, al menos, una de entre suciedad y turbidez. 35

8. El fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable de la reivindicación 2, en el que la disposición óptica de la sonda incluye una segunda fuente de luz (14) además de la fuente de excitación (12) de modo que cada una pasa a través del filtro de excitación (24) en un ángulo desplazado de la perpendicular con respecto al filtro de excitación, en el que el ángulo es aproximadamente 9º o menor.

9. El fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que 40 comprende además una o más puntas de sonda adicionales además de la punta de sonda fluorimétrica, en el que la punta de sonda fluorimétrica se puede usar de manera intercambiable con una o más de las puntas de sonda adicionales y las puntas de sonda adicionales se seleccionan de, al menos, una de entre una punta de sonda de turbidez y una punta de sonda colorimétrica.

10. El fluorímetro de célula abierta de punta intercambiable de la reivindicación 9, en el que la punta de sonda 45 fluorimétrica y una o más de las puntas de sonda adicionales son auto-identificativas, permitiendo que el fluorímetro esté listo para usar una vez se ha intercambiado una punta de sonda.

11. Un procedimiento para detectar fluorimétricamente fluoróforos presentes en una muestra, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

(a) proporcionar un fluorímetro (150), tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 50

precedentes;

(b) proporcionar una o más muestras derivadas de una corriente de procedimiento industrial o natural;

(c) usar el fluorímetro para detectar las señales fluorescentes de los fluoróforos en las muestras; y

(d) operar un controlador de modo que el controlador use las señales fluorescentes detectadas por el fluorímetro para monitorizar y/o controlar el procedimiento industrial o natural del que se toman las muestras. 5

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que dicha etapa de proporcionar un fluorímetro comprende proporcionar un fluorímetro tal como se reivindica en la reivindicación 2, y en el que la disposición óptica de la sonda incluye una segunda fuente de luz (14) además de la fuente de excitación (12) que emite cada una un haz de luz a la muestra por medio de un miembro reflector (20) en un ángulo perpendicular al filtro de excitación (24) y a lo largo de sustancialmente el mismo trayecto. 10

13. El procedimiento de la reivindicación 12, en el que la segunda fuente de luz (14) emite un haz de luz que puede pasar a través del filtro de excitación (24) y del filtro de emisión (34) permitiendo la corrección de la detección fluorimétrica debido, al menos, a una de entre suciedad y turbidez.

14. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que dicha etapa de proporcionar un fluorímetro comprende proporcionar un fluorímetro tal como se reivindica en la reivindicación 1, y en el que la disposición óptica de la 15 sonda incluye una segunda fuente de luz (14) además de la fuente de excitación (12), en el que la fuente de excitación emite un haz de luz de excitación en un ángulo perpendicular al filtro de excitación, y en el que la segunda fuente de luz emite un segundo haz de luz según un ángulo desplazado de la perpendicular con respecto al filtro de excitación (24) en el que el segundo haz de luz puede pasar a través del filtro de excitación (24) y del filtro de emisión (34) de modo que se puede corregir la detección fluorimétrica de al menos, una de entre suciedad 20 y turbidez

15. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que dicha etapa de proporcionar un fluorímetro comprende proporcionar un fluorímetro tal como se reivindica en la reivindicación 1, y en el que la disposición óptica de la sonda incluye una segunda fuente de luz (14) además de la fuente de excitación (12) de modo que cada una pasa un haz de luz a través del filtro de excitación (24) en un ángulo desplazado de la perpendicular con respecto al 25 filtro de excitación.

16. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, en el que la muestra es de agua de una corriente de procedimiento industrial, en el que la corriente de procedimiento industrial es un sistema de agua industrial.