DE102005062003A1 - Device for detection and/or quantitative measurement of a biological substance or biological molecule, comprises a target medium, a transport medium, a receptor medium assigned to the target medium, and a measuring unit - Google Patents

Device for detection and/or quantitative measurement of a biological substance or biological molecule, comprises a target medium, a transport medium, a receptor medium assigned to the target medium, and a measuring unit Download PDF

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Abstract

The device for detection and/or quantitative measurement of a biological substance or biological molecule, comprises a target medium (3), a transport medium (2), a receptor medium (7) assigned to the target medium, and a measuring unit formed for applying in process- and automatic control. A supporting unit (6) is intended, in which the receptor medium is arranged. The supporting unit and the receptor medium are coordinated on each other. A regeneration unit is intended for the regeneration of the receptor medium. The device for detection and/or quantitative measurement of a biological substance or biological molecule, comprises a target medium (3), a transport medium (2), a receptor medium (7) assigned to the target medium, and a measuring unit formed for applying in process- and automatic control. A supporting unit (6) is intended, in which the receptor medium is arranged. The supporting unit and receptor medium are coordinated on each other. A regeneration unit is intended for the regeneration of the receptor medium. An exchange unit is intended for the exchange of the receptor medium and/or the supporting unit. The measuring unit measures the luminescence- and/or fluorescence behavior of the receptor medium and/or the target medium. The receptor medium and/or the target medium alternate the luminescence characteristics. The target medium is contacted with the receptor medium in solvable manner. The measuring unit measures and evaluates the intensity and/or the damping behavior of a luminescence light produced from the receptor medium and/or from the target medium. The measuring unit and supporting unit are coordinated on each other and are fastenable on a cap. The measuring unit is arranged in an optical oxygen sensor. The supporting unit acts as exchangeable sensitive element that is associated with the measuring unit. An optical stimulation of the receptor medium and an optical detection of the luminescence radiation and/or fluorescence radiation are enabled by the measuring unit. The measuring unit measures and evaluates the measurable size of the receptor medium and/or the target medium by an optical method or spectral analysis. Two different receptor mediums are intended, which are associated with two different target mediums. The measuring unit measures the measurable size of the two different receptor mediums and/or two different target mediums by using radiation with different wavelength and/or with different energy. The measuring unit irradiates white light and/or light with several wavelengths on the receptor mediums. The two different receptor mediums are arranged in positions one upon the other on the supporting unit and are connected with the specified target medium after an optical activation of light with different and/or identical wavelength. The measuring unit and/or supporting unit are removable from the transport medium by an interchangeable fitting. A secondary-measuring unit is intended for measuring second process variable of the target mediums and/or transport mediums. A comparison unit is intended for comparing a measured value of the measuring unit and a measured value of the secondary measuring unit on plausibility. The plausibility refers to the measurement of the measuring unit and/or to a process connected with the target medium and/or the carrier medium. The second process variable is measured with adhesion and/or oxygen-content and/or pH valve of the molecule. The measuring unit allows a predictive maintenance-message. The receptor medium and a modified target medium are acted at a luminescence marker. The modified target medium is intended in which the receptor medium is partially loaded. The receptor medium is specifically assigned as a function of a chemical, biological and/or different target medium that is physically pretreated. The supporting unit has a glass plate and consists of porous material. The receptor medium is fixed on the supporting unit, is connected with the specifically assigned target medium and activates a molecule section of the receptor medium. The receptor medium suffices hygienic and/or pharma-centric requirements, is assigned to a special enzyme and/or a special messenger and/or a special protein as target medium and indicates the presence of a special target protein and/or a wellness value of the target medium. The transportation medium is present in a process of the process- and automatic control. A separation unit (4) and/or a membrane are intended between the process and the measuring unit. The transport medium remains in the process during the measurement. A sample removal unit is intended, which removes the sample from the process for the measurement of the device. A bypass is intended, through which the transport medium flows for the measurement of the device. A calibration unit is intended for calibrating the measuring unit. An independent claim is also included for a method for the determination of the concentration of a biological substance or biological molecule.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Detektion und/oder zur quantitativen Messung mindestens eines Zielmediums.The The invention relates to a device for detection and / or for the quantitative measurement of at least one target medium.

In der Prozess- und Automatisierungstechnik ist es bekannt, Prozessgrößen wie Füllstand, Durchfluss, Dichte, Viskosität, Temperatur oder beispielsweise den pH-Wert zu messen. Für solche Größen besteht eine reiche Auswahl an Messgeräten. Für die Laboranwendung ist es weiterhin bekannt, spezifische biologische Kenngrößen oder auch besondere Substanzen wie z.B. Enzyme oder Moleküle zu detektieren und auch zu messen. Dabei handelt es sich jedoch im Allgemeinen um Messgeräte für Labore oder Versuchsanlagen.In In process and automation technology it is known process variables such as level, Flow, density, viscosity, Temperature or, for example, to measure the pH. For such Sizes exists a rich selection of measuring instruments. For the laboratory application It is also known, specific biological parameters or also special substances such. To detect enzymes or molecules and also to measure. However, these are generally around measuring instruments for laboratories or Test facilities.

Daher besteht eine Aufgabe darin, einen Sensor bzw. ein Messverfahren für das Detekieren und/oder Quantifizieren von spezifischen biologischen Substanzen anzugeben. Eine Aufgabe besteht weiterhin darin, eine einfache und zuverlässige Referenzierung der Messung zu ermöglichen.Therefore there is an object, a sensor or a measuring method for the Detecting and / or quantifying specific biological Specify substances. A task remains to be a simple and reliable Referencing the measurement to allow.

Die Aufgabe löst die Erfindung durch eine Vorrichtung zur Detektion und/oder zur quantitativen Messung mindestens eines Zielmediums, wobei sich das Zielmedium in mindestens einem Transportmedium befindet, mit mindestens einem Rezeptormedium, welches spezifisch mindestens dem Zielmedium zugeordnet ist, und welches derartig ausgestaltet ist, dass das Rezeptormedium und/oder das Zielmedium in dem Fall, dass das Zielmedium in Kontakt mit dem Rezeptormedium kommt, mindestens eine am und/oder durch das Rezeptormedium und/oder am und/oder durch das Zielmedium messbare Größe verändert, und mit mindestens einer Messeinheit, welche derartig ausgestaltet ist, dass die Messeinheit die am und/oder durch das Rezeptormedium messbare Größe misst und auswertet. Die erfindungsgemäße Messvorrichtung zeigt somit zumindest die Anwesenheit eines Zielmediums ein und/oder sie erlaubt die quantitative Messung dieses Zielmediums. Bei dem Zielmedium handelt es sich insbesondere um eine biologische Substanz oder um ein biologisches Molekül. Das Prinzip besteht dabei darin, dass ein spezifisches Rezeptormedium mit einem zugehörigen Zielmedium reagiert. Somit wird durch die Auswahl des Rezeptormedium festgelegt, welches Zielmedium gemessen wird. Das Rezeptormedium ist also die für ein Zielmedium spezifische Substanz.The Task solves the invention by a device for detection and / or for quantitative measurement of at least one target medium, wherein the Target medium is located in at least one transport medium, with at least a receptor medium which is specifically associated with at least the target medium is, and which is designed such that the receptor medium and / or the target medium in the event that the target medium is in contact comes with the receptor medium, at least one on and / or by the receptor medium and / or on and / or measurable by the target medium Size changed, and with at least one measuring unit, which is designed in such a way that the measuring unit measurable on and / or by the receptor medium Size measures and evaluates. The measuring device according to the invention thus indicates at least the presence of a target medium and / or It allows the quantitative measurement of this target medium. In which Target medium is in particular a biological substance or a biological molecule. The principle is that a specific receptor medium with an associated Target medium reacts. Thus, by selecting the receptor medium determines which target medium is measured. The receptor medium So is the for a target medium specific substance.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens die Messeinheit zur Anwendung in der Prozess- und Automatisierungstechnik ausgestaltet ist. Die Messeinheit ist derartig konstruiert, dass eine Anwendung unter technischen Prozessen möglich ist. Die Ausgestaltung nimmt also auf die besonderen Erfordernisse und Belastungen in technischen Prozessen Rücksicht.A Embodiment provides that at least the measuring unit for use is designed in process and automation technology. The measuring unit is designed so that an application under technical Processes possible is. The design thus takes on the specific requirements and strains in technical processes consideration.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Trägereinheit vorgesehen ist, auf und/oder in welcher das Rezeptormedium angeordnet ist.A Embodiment provides that at least one carrier unit is provided, on and / or in which the receptor medium is arranged.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Trägereinheit und das Rezeptormedium derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass durch die Trägereinheit das Rezeptormedium austauschbar und/oder regenerierbar ist. Die Vorrichtung ist somit derartig ausgestaltet, dass es möglich ist, nach einer Messung eine Reinigung oder Regenerierung vorzunehmen und anschließend eine neue Messung durchzuführen.A Embodiment provides that the carrier unit and the receptor medium designed and coordinated with each other, that by the support unit the receptor medium is exchangeable and / or regenerable. The Device is thus designed such that it is possible to perform a cleaning or regeneration after a measurement and subsequently to carry out a new measurement.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Regenerationseinheit zur Regenerierung des Rezeptormediums und/oder mindestens eine Tauscheinheit zum Austauschen des Rezeptormediums und/oder der Trägereinheit vorgesehen sind/ist.A Embodiment provides that at least one regeneration unit for regeneration of the receptor medium and / or at least one exchange unit for exchanging the receptor medium and / or the carrier unit are provided / is.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messeinheit das Lumineszenz-Verhalten und/oder Fluoreszenz-Verhalten des Rezeptormediums und/oder des Zielmediums misst, und wobei das Rezeptormedium derartig ausgestaltet ist, dass das Rezeptormedium und/oder das Zielmedium mindestens eine Lumineszenz-Eigenschaft in dem Fall ändert, dass das Zielmedium in Kontakt mit dem Rezeptormedium kommt. In dieser Ausgestaltung wird das Rezeptormedium oder das Zielmedium mit Licht bestrahlt und nach einer gewissen Zeit wird das Licht wieder emittiert. Dabei hängt die Zeitverzögerung zwischen Anregung und Abstrahlung des Lichts oder auch die Verschiebung der Wellenlänge ggf. von den Eigenschaften des Rezeptormediums oder des Zielmediums ab.A Embodiment provides that the measuring unit, the luminescence behavior and / or Fluorescence behavior of the receptor medium and / or the target medium measures, and wherein the receptor medium is designed such that the receptor medium and / or the target medium at least one luminescence property in the case changes, that the target medium comes in contact with the receptor medium. In this embodiment is the receptor medium or the target medium irradiated with light and after a while the light becomes re-emitted. It hangs the time delay between excitation and emission of light or displacement the wavelength if necessary, the properties of the receptor medium or the target medium from.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messeinheit derartig ausgestaltet ist, dass sie mindestens die Intensität und/oder das Abklingverhalten eines vom Rezeptormedium und/oder vom Zielmedium erzeugten Lumineszenz-Lichts misst und auswertet.A Embodiment provides that the measuring unit designed in this way is that they have at least the intensity and / or the decay behavior a luminescence light generated by the receptor medium and / or the target medium measures and evaluates.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Trägereinheit und die Messeinheit derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass die Trägereinheit in Art einer Kappe auf und/oder an der Messeinheit befestigbar ist.A Embodiment provides that the carrier unit and the measuring unit designed and matched to one another that the support unit in the manner of a cap on and / or attachable to the measuring unit.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messeinheit in Art eines optischen Sauerstoffsensors ausgestaltet ist, und wobei es sich bei der Trägereinheit um ein austauschbares sensitives Element handelt, welches derartig mit der Messeinheit verbindbar ist, dass eine optische Anregung des Rezeptormediums und eine optische Detektion der Lumineszenz-Strahlung und/oder Fluoreszenz-Strahlung durch die Messeinheit ermöglicht ist.A Embodiment provides that the measuring unit in the manner of an optical Oxygen sensor is configured, and wherein the carrier unit to an exchangeable sensitive element which is such connectable to the measuring unit is that an optical excitation the receptor medium and an optical detection of the luminescence radiation and / or fluorescence radiation is enabled by the measuring unit.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messeinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Messeinheit mindestens über ein optisches Verfahren die messbare Größe des Rezeptormediums und/oder des Zielmediums misst.A Embodiment provides that the measuring unit designed in this way is that the measuring unit at least via an optical method the measurable size of the receptor medium and / or the target medium.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens zwei unterschiedliche Rezeptormedin vorgesehen sind, welche zwei unterschiedlichen Zielmedien spezifisch zugeordnet sind, und wobei die Messeinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Messeinheit durch die Verwendung von Strahlung mit unterschiedlicher Wellenlänge und/oder mit unterschiedlicher Energie die messbare Größe der zwei unterschiedlichen Rezeptormedien und/oder der zwei unterschiedlichen Zielmedien misst. Um mehrere Zielmedien simultan oder mit geringer Zeitverzögerung zu messen, sind mehrere Rezeptormedien vorgesehen. Die Messeinheit ist daher entsprechend auszugestalten bzw. auf die Rezeptormedien abzustellen, dass die Rezeptormedien einzeln ausgelesen oder quantifiziert werden.A Embodiment provides that at least two different Rezeptormedin are provided, which two different target media specific are assigned, and wherein the measuring unit configured in such a way is that the measuring unit by the use of radiation with different wavelength and / or with different energy the measurable size of the two different receptor media and / or the two different Measures target media. To multiple target media simultaneously or with less Time delay too measure, several receptor media are provided. The measuring unit is therefore to design accordingly or on the receptor media stop the receptor media being read out or quantified individually become.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messeinheit derartig ausgestaltet ist, dass sie weißes Licht und/oder Licht mit mehreren Wellenlängen auf die Rezeptormedien einstrahlt, und wobei die Messeinheit die messbare Größe der Rezeptormedien und/oder der Zielmedien anhand einer Spektralanalyse misst und/oder auswertet.A Embodiment provides that the measuring unit designed in this way is that she is white Light and / or light with multiple wavelengths on the receptor media einstrahlt, and wherein the measuring unit, the measurable size of the receptor media and / or measures and / or evaluates the target media on the basis of a spectral analysis.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die mindestens zwei unterschiedlichen Rezeptormedien in Lagen übereinander auf der Trägereinheit angeordnet sind, und wobei die Lagen einzeln im Prozess oder vor Ort des Prozesses abtragbar sind. Die unterschiedlichen Rezeptoren werden somit übereinander angeordnet und für die einzelnen Messungen wird jeweils die benutzte Schicht abgetragen.A Embodiment provides that the at least two different Receptor media in layers one above the other on the carrier unit are arranged, and wherein the layers individually in the process or before Place of the process are ablatable. The different receptors are thus arranged one above the other and for the individual measurements are each the worn layer removed.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die mindestens zwei unterschiedlichen Rezeptormedien lokal auf der Trägereinheit verteilt sind. Eine solche Verteilung ermöglicht es, dass der gesamte Träger für die Messung zur Verfügung steht und das simultan entsprechend viele Zielmedien gemessen werden.A Embodiment provides that the at least two different Receptor media locally on the carrier unit are distributed. Such a distribution allows the whole Carrier for the measurement to disposal stands and the same number of target media are measured.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die mindestens zwei Rezeptormedien derartig ausgestaltet sind, dass jeweils mindestens ein unterschiedliches Zielmedium mit ihnen eine Verbindung eingeht, und wobei die mindestens zwei Rezeptormedien in dem Fall, dass sie mit dem spezifischen Zielmedium verbunden sind, nach einer optischen Aktivierung Licht mit unterschiedlicher und/oder identischer Wellenlänge emittieren.A Embodiment provides that the at least two receptor media are designed such that in each case at least one different target medium connect with them, and the at least two Receptor media in the case that they are connected to the specific target medium are, after an optical activation light with different and / or identical wavelength emit.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messeinheit und/oder die Trägereinheit über mindestens eine Wechselarmatur aus dem Transportmedium entnehmbar ist. Wechselarmaturen sind in der Prozess- und Automatisierungstechnik bekannt, um aus einem laufenden Prozess ein Messgerät zu entnehmen, ohne den Prozess zu stören, ohne den Prozess zu kontaminieren oder ohne die Gefahr, dass das Medium aus dem Prozess in die Umwelt gelangt.A Embodiment provides that the measuring unit and / or the carrier unit via at least one Removable fitting from the transport medium can be removed. retractable housings are known in process and automation technology to get out of one ongoing process a meter without disturbing the process without contaminating the process or without the risk that the medium from the process into the environment arrives.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Sekundär-Messeinheit vorgesehen ist, welche mindestens eine zweite Prozessgröße des Zielmediums und/oder des Transportmediums misst, und wobei mindestens eine Vergleichseinheit vorgesehen ist, welche mindestens einen Messwert der Messeinheit und mindestens einen Messwert der Sekundär-Messeinheit auf Plausibilität vergleicht, wobei sich die Plausibilität auf die Messung der Messeinheit und/oder auf einen mit dem Zielmedium und/oder dem Trägermedium verbundenen Prozess bezieht.A Embodiment provides that at least one secondary measuring unit it is provided which at least one second process variable of the target medium and / or the transport medium, and wherein at least one comparison unit is provided, which at least one measured value of the measuring unit and comparing at least one measured value of the secondary measuring unit for plausibility, being the plausibility on the measurement of the measuring unit and / or on one with the target medium and / or the carrier medium related process relates.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei der zweiten Prozessgröße um die Adhäsion und/oder den Sauerstoffgehalt und/oder den pH-Wert handelt. In einer weiteren Ausgestaltung handelt es sich um eine zweite erfindungsgemäße Vorrichtung, so dass die Messwerte zweifach ermittelt werden.A Design provides that the second process variable is the Adhesion and / or the oxygen content and / or the pH is. In another Embodiment is a second device according to the invention, so that the measured values are determined twice.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Messeinheit derartig ausgestaltet ist, dass die Messeinheit mindestens eine Predictive Maintenance-Aussage erlaubt.A Embodiment provides that the measuring unit designed in this way is that the measurement unit allows at least one predictive maintenance statement.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei dem Rezeptormedium um einen Lumimarker handelt.A Embodiment provides that it is in the receptor medium to a Lumimarker acts.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass mindestens ein modifiziertes Zielmedium vorgesehen ist, mit welchem das Rezeptormedium zumindest teilweise beladen ist. In dieser Ausgestaltung ist somit zumindest ein Teil der Rezeptoren mit einem modifizierten Zielmedium kontaktiert. Das modifizierte Zielmedium ist somit in Bezug auf die Kontaktierung mit dem Rezeptor mit dem eigentlichen Zielmedium identisch, unterscheidet sich jedoch in einem speziellen Bereich, wobei die Modifikation vorzugsweise der Quantifizierung dient.A Embodiment includes that at least one modified target medium is provided, with which the receptor medium at least partially loaded is. In this embodiment, therefore, at least part of the receptors contacted with a modified target medium. The modified one Target medium is thus in relation to the contacting with the receptor however, it is identical to the actual target medium in a specific area, the modification being preferred the quantification serves.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei dem modifiziertes Zielmedium um einen Lumimarker handelt. In dieser Ausgestaltung erzeugt also das modifizierte Zielmedium, wenn es in Kontakt mit dem Rezeptormedium ist, ein Lumineszenz- oder Fluoreszenzlicht. Dieses Licht unterscheidet sich vorzugsweise in mindestens einer messbaren Größe von dem Licht, welches das eigentliche Zielmedium erzeugt, z.B. in Bezug auf die Wellenlänge, die Intensität oder das Abklingverhalten.A Embodiment provides that it is the modified target medium is a Lumimarker. In this embodiment, therefore, generates the modified target medium when in contact with the receptor medium is a luminescent or fluorescent light. This light makes a difference preferably at least one measurable size of the Light which produces the actual target medium, e.g. in relation to the wavelength, the intensity or the decay behavior.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Rezeptormedium in Abhängigkeit von einer chemischen, biologischen und/oder physikalischen Vorbehandlung unterschiedlichen Zielmedien spezifisch zugeordnet ist.One embodiment provides that the Re Depending on a chemical, biological and / or physical pretreatment zeptormedium is specifically assigned to different target media.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass es sich bei der Trägereinheit um eine Glasplatte handelt.A Embodiment provides that it is the support unit to a glass plate is.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Trägereinheit zumindest teilweise aus einem porösen Material besteht.A Embodiment provides that the carrier unit at least partially from a porous material consists.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Rezeptormedium auf der Trägereinheit fixiert ist.A Embodiment provides that the receptor medium on the carrier unit is fixed.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Rezeptormedium mit dem spezifisch zugeordneten Zielmedium eine Verbindung in dem Fall eingeht, dass das Zielmedium in Kontakt mit dem Rezeptormedium kommt.A Embodiment provides that the receptor medium with the specific associated target medium enters a connection in the case that the Target medium comes into contact with the receptor medium.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass in dem Fall, dass das Rezeptormedium mit dem spezifisch zugeordneten Zielmedium verbunden ist, mindestens ein Molekül-Abschnitt des Rezeptormediums aktiviert ist.A Embodiment provides that in the case that the receptor medium is associated with the specific associated target medium, at least one Molecule section of the receptor medium is activated.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Zielmedium mit dem Rezeptormedium eine lösbare Verbindung eingeht. Die Regeneration besteht für diese Ausgestaltung darin, dass die Verbindung aufgelöst wird.A Embodiment provides that the target medium with the receptor medium a detachable one Connection is received. Regeneration for this embodiment is that the connection is dissolved.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Rezeptormedium hygienischen und/oder pharmazentrischen Ansprüchen genügt.A Embodiment provides that the receptor medium hygienic and / or pharmazentrischen claims enough.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Rezeptormedium einem speziellen Enzym und/oder einem speziellen Botenstoff und/oder einem speziellen Protein als Zielmedium zugeordnet ist.A Embodiment provides that the receptor medium a special Enzyme and / or a special messenger and / or a special protein is assigned as destination medium.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Rezeptormedium die Anwesenheit eines speziellen Zielproteins und/oder eines Wellness-Werts des Zielmediums anzeigt. Eine solche Wellness-Wert-Messung wird vorzugsweise mit einer Messung zur Detektion oder Quantifizierung des spezifischen Zielproteins kombiniert.A Embodiment provides that the receptor medium the presence a specific target protein and / or a wellness value of the Target medium displays. Such a wellness value measurement is preferred with a measurement for the detection or quantification of the specific Target protein combined.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Transportmedium in einem Prozess der Prozess- und Automatisierungstechnik befindlich und/oder einem Prozess unterworfen ist.A Embodiment provides that the transport medium in a process the process and automation technology is located and / or a process is subject.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Trenneinheit und/oder eine Membran zwischen dem Prozess und der Messeinheit vorgesehen ist.A Embodiment provides that at least one separation unit and / or a membrane is provided between the process and the measuring unit.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das Transportmedium während der Messung im Prozess verbleibt.A Embodiment provides that the transport medium during the Measurement remains in the process.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass eine Probenentnahmeeinheit vorgesehen ist, welche aus dem Prozess eine Probe für die Messung der Vorrichtung entnimmt.A Embodiment provides that a sampling unit provided which is from the process a sample for the measurement of the device extracts.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens ein Bypass vorgesehen ist, welchen das Transportmedium für die Messung der Vorrichtung durchströmt.A Embodiment provides that at least one bypass is provided, which the transport medium for the measurement of the device flows through.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass mindestens eine Kalibriereinheit zur Kalibrierung der Messeinheit vorgesehen ist. Eine solche Kalibriereinheit ermöglicht entweder eine Kalibration während die Messeinheit im Prozess verbleibt oder während die Messeinheit, beispielsweise durch die o.g. Wechselarmatur aus dem Prozess entnommen wird.A Embodiment provides that at least one calibration unit for Calibration of the measuring unit is provided. Such a calibration unit allows either a calibration during the measuring unit remains in the process or while the measuring unit, for example through the o.g. Removable fitting is removed from the process.

Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe durch ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentration mindestens eines Zielmediums in einem Transportmedium, wobei auf einer Trägereinheit mindestens ein Rezeptormedium aufgebracht wird, welches spezifisch dem Zielmedium zugeordnet ist, wobei das Rezeptormedium mit einer modifizierten Variante des Zielmediums beladen wird, wobei eine Größe gemessen wird, welche sich in dem Fall ändert, wenn das Rezeptormedium mit der modifizierten Variante des Zielmediums und/oder mit dem Zielmedium in Kontakt kommt, wobei der gemessene Wert der messbaren Größe als Referenzwert abgelegt wird, wobei die Modifikation des Zielmediums darin besteht, dass die Modifikation die Veränderung der messbaren Größe beeinflusst, wobei das beladene Rezeptormedium in das Transportmedium eingebracht wird, wobei die messbare Größe gemessen wird, und wobei aus dem gemessenen Wert der messbaren Größe und dem Referenzwert die Konzentration des Zielmediums bestimmt wird.Farther solve the Invention the task by a method for determining the concentration at least one target medium in a transport medium, wherein on a carrier unit at least one receptor medium is applied, which is specific assigned to the target medium, wherein the receptor medium with a modified variant of the target medium is loaded, with a Size measured which changes in the case if the receptor medium with the modified variant of the target medium and / or comes into contact with the target medium, the measured Value of measurable quantity as reference value where the modification of the target medium consists of that the modification is the change influenced by the measurable size, wherein the loaded receptor medium is introduced into the transport medium where the measurable quantity is measured, and wherein from the measured value of the measurable quantity and Reference value, the concentration of the target medium is determined.

Die oben beschriebenen Ausgestaltungen der Vorrichtung finden entsprechend auch im Verfahren Anwendung.The The above-described embodiments of the device will find corresponding also in the procedure application.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Rezeptormedium mit der modifizierten Variante des Zielmediums im Wesentlichen vollständig beladen wird. Als Referenzwert wird also der Messwert hinterlegt, welcher sich bei einer vollständigen Bedeckung der Rezeptoren durch die Variante des Zielmediums ergibt.A Embodiment of the method according to the invention provides that the receptor medium with the modified variant the target medium is substantially completely loaded. As a reference value Thus, the measured value is stored, which is at a complete coverage of the receptors by the variant of the target medium results.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass als Größe das Lumineszenz- und/oder Fluoreszenzlicht des Rezeptormediums und/oder des Zielmediums und/oder der modifizierten Variante des Zielmediums gemessen wird.An embodiment includes that the size of the luminescence and / or fluorescent light of the receptor medium and / or the target medium and / or the modified variant of the target medium is measured.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Variante des Zielmediums derartig modifiziert wird, dass das Lumineszenz- und/oder Fluoreszenzlicht, welches messbar ist, wenn die modifizierte Variante des Zielmediums mit dem Rezeptormedium in Kontakt kommt, sich von dem Lumineszenz- und/oder Fluoreszenzlicht unterscheidet, welches messbar ist, wenn das Zielmedium mit dem Rezeptormedium in Kontakt kommt.A Embodiment provides that the variant of the target medium such is modified, that the luminescence and / or fluorescent light, which is measurable if the modified variant of the target medium comes into contact with the receptor medium, differs from the luminescent and / or distinguishing fluorescent light which is measurable when the target medium comes in contact with the receptor medium.

Eine Ausgestaltung beinhaltet, dass als messbare Größe das Verhältnis des Anteils des Rezeptormediums, welches in Kontakt mit dem Zielmedium ist, zum Anteil des Rezeptormediums, welches in Kontakt mit der modifizierten Variante des Zielmediums ist, gemessen und ausgewertet wird. In der Transportmedium bzw. im Prozess befindet sich das normale Zielmedium. Da das Zielmedium bzw. die modifizierte Variante nicht fest an den Rezeptoren gebunden ist, kommt es zu einem ständigen Austausch zwischen Lösen des Kontaktes und wieder Eingehen des Kontaktes. Durch diesen Prozess ist es möglich, dass auch das normale oder unmodifizierte Zielmedium mit den Rezeptoren kontaktieren kann. Dies ändert aber gleichzeitig die Messgröße, die von den Rezeptoren oder vom modifizierten bzw. normalen Zielmedium erzeugt wird. Ist beispielsweise die Variante des Zielmediums derartig modifiziert, dass es Lumineszenzlicht erzeugt im Gegensatz zum Zielmedium, welches dieses nicht tut, so nimmt beim Eintauchen der Messeinheit in den Prozess das Lumineszenzlicht in dem Maße ab, in dem sich das Zielmedium im Prozess befindet.A Embodiment includes, as a measurable quantity, the ratio of the proportion of the receptor medium, which is in contact with the target medium, the proportion of the receptor medium, which is in contact with the modified variant of the target medium is, measured and evaluated. In the transport medium or in the process is the normal target medium. As the target medium or the modified variant is not firmly bound to the receptors is, it comes to a constant Exchange between solving of contact and return of contact. Through this process Is it possible, that also the normal or unmodified target medium with the receptors can contact. This changes but at the same time the measurand, the from the receptors or from the modified or normal target medium is produced. If, for example, the variant of the target medium is modified in such a way that it produces luminescent light in contrast to the target medium, which this does not take place so when immersing the measuring unit in the Process the luminescent light to the extent that the target medium in the process.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die modifizierte Variante des Zielmediums derartig erzeugt wird, dass sich die modifizierte Variante in mechanischer, elektrischer, optischer, magnetischer und/oder radioaktiver Hinsicht vom Zielmedium unterscheidet. Es gibt somit eine Messgröße, die bei der Beladung der Rezeptoren mit dem modifizierten Zielmedium einen messbaren Sollwert erzeugt. Im Prozess ändert sich der Messwert in Abhängigkeit davon, welche Konzentration des Zielmediums gegeben ist.A Embodiment provides that the modified variant of the target medium is generated such that the modified variant in mechanical, electrical, optical, magnetic and / or radioactive different from the target medium. There is thus a measurand that when loading the receptors with the modified target medium generates a measurable setpoint. In the process, the measured value changes to dependence of which concentration of the target medium is given.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich somit wie folgt zusammenfassen:
Auf dem Träger befinden sich Rezeptoren, welche fest, löslich, regenerierbar oder erneuerbar sind. Diese Rezeptoren werden außerhalb des zu messendes Prozesses (z.B. in einer Wechselarmatur) mit einem modifizierten Zielmedium (A) beladen, d.h. an jeden Rezeptor dockt sich ein Zielmedium an. Die Modifikation besteht darin, dass in dem Fall, dass sich Rezeptor und Zielmedium miteinander verbinden, eine bestimmte Lumineszenz oder Fluoreszenz auftritt. Nach dieser Beladung hat man eine beispielsweise eine minimale oder maximale Lumineszenz- oder Fluoreszenz-Intensität. Es wird somit auf jeden Fall ein Referenzwert gemessen. Dann kommt der Sensor in den Prozess, d.h. er wird in das Medium eingeführt, welches das zu messende Zielmedium trägt. Dort können sich die gleichen, d.h. insbesondere nicht modifizierten Zielmedien (B) befinden. Dabei ist das Schlüssel Schloss-Prinzip zu den Rezeptoren weiterhin gegeben. An den in der Armatur beladenen Rezeptoren kann es nun zu einem vollständigen oder teilweisen Austausch von A und B kommen. In Folge des Austausches verändert sich die Lumineszenz- oder Fluoreszenz-Intensität. Diese Änderung lässt dann in Verbindung mit dem Referenzwert eine Bestimmung der Konzentration zu.The method according to the invention can thus be summarized as follows:
On the carrier are receptors that are solid, soluble, regenerable or renewable. These receptors are loaded outside the process to be measured (eg in a retractable housing) with a modified target medium (A), ie a target medium docks onto each receptor. The modification is that in the event that the receptor and target medium bind together, some luminescence or fluorescence will occur. After this loading, one has, for example, a minimum or maximum luminescence or fluorescence intensity. In any case, a reference value will be measured. Then the sensor comes into the process, ie it is introduced into the medium which carries the target medium to be measured. There may be the same, ie in particular unmodified target media (B). The key lock principle to the receptors is still given. The receptors loaded in the fitting can now undergo a complete or partial exchange of A and B. As a result of the exchange, the luminescence or fluorescence intensity changes. This change then allows a determination of the concentration in conjunction with the reference value.

Die Erfindung bezieht sich somit auch auf eine Messvorrichtung mit mindestens einer Messeinheit zur Messung einer Messgröße, einer Trägereinheit zum Fixieren bzw. Transportieren der Rezeptoren und einer Präpärationskammer zur Beladung der Rezeptoren mit der modifizierten Variante des Zielmediums. Weitere Ausgestaltungen sind den obigen Vorrichtungsausgestaltungen zu entnehmen.The The invention thus also relates to a measuring device with at least a measuring unit for measuring a measured variable, a carrier unit for fixing or transporting the receptors and a Präpärationskammer for loading the receptors with the modified variant of the target medium. Further embodiments are the above device embodiments refer to.

Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt somit ein Rezeptormedium, welches spezifisch für das Zielmedium ist, und eine modifizierte Variante des Zielmediums, wobei die Modifikation der Unterscheidung zwischen der Variante und dem Zielmedium im Prozess dient.The inventive method needed so a receptor medium specific for the target medium, and a modified variant of the target medium, wherein the modification of the Distinction between the variant and the target medium in the process serves.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen näher erläutert.The The invention will be explained in more detail with reference to the following drawings.

Es zeigt:It shows:

1: eine schematische Darstellung der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und 1 : a schematic representation of the application of the device according to the invention, and

2: eine Draufsicht auf eine Trägereinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Regenerierungseinheit. 2 : A plan view of a carrier unit of the device according to the invention with a regeneration unit.

In der 1 ist schematisch eine Anwendung bzw. eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Messvorrichtung dargestellt. In einem Behälter 1, dies ist beispielsweise ein Fermentationstank, befindet sich ein Zielmedium 3, welches hier in einem Transportmedium 2 verteilt ist. Als Beispiel sei ein Protein für das Zielmedium 3 genannt, welches sich in einer Nährlösung als Transportmedium 2 befindet. Da es sich insbesondere bei dem Zielmedium 3 um eine biologische Substanz handelt, lässt sich das erfindungsgemäße Messgerät auch als Biosensor bezeichnen. Bei dem Transportmedium 2 handelt es sich insbesondere um eine Flüssigkeit. Die Messvorrichtung ist nun erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass sie die Anwesenheit des Zielmediums 3 in dem Transportmedium 2 erkannt oder quantitativ misst. Anstelle der hier gezeigten Anordnung kann die Messvorrichtung auch in oder an einem Rohr angebracht sein, welches von dem Transportmedium 2 durchflossen wird. Dabei kann es sich insbesondere um einen Bypass handeln. Überdies sieht es eine Ausgestaltung vor, mittels eines Probennehmers eine Probe des Transportmediums 2 zu entnehmen und gesondert dem Messgerät zuzuführen. Hierbei sei noch einmal betont, dass es sich hier um Medien innerhalb eines Prozesses der Prozess- und Automatisierungstechnik handelt, d.h. die Ausgestaltungen sind insbesondere derart, dass auf die besonderen Anforderungen und Belastungen eines industriellen Prozesses oder Verfahrens Rücksicht genommen ist.In the 1 schematically an application or an embodiment of the measuring device according to the invention is shown. In a container 1 This is, for example, a fermentation tank, is a target medium 3 which is here in a transport medium 2 is distributed. As an example, consider a protein for the target medium 3 called, which is in a nutrient solution as a transport medium 2 located. As it is especially with the target medium 3 is a biological substance, the measuring device according to the invention can also be referred to as a biosensor. In the transport medium 2 it is in particular a liquid. The measuring device is now designed according to the invention so that it detects the presence of the target medium 3 in the transport medium 2 detected or measured quantitatively. Instead of the arrangement shown here, the measuring device may also be mounted in or on a tube, which of the transport medium 2 is flowed through. This may in particular be a bypass. Moreover, it provides an embodiment, by means of a sampler, a sample of the transport medium 2 to be taken and supplied separately to the meter. It should be emphasized once again that these are media within a process of process and automation technology, ie the embodiments are in particular such that consideration is given to the special requirements and loads of an industrial process or process.

Bei der Messeinheit 8 handelt es sich hier beispielsweise um eine Sensoreinheit, welche in Art eines im Standes der Technik bekannten optischen Sauerstoffsensors ausgestaltet ist. Bei einem solchen Sauerstoffsensor wird in einer Ausprägung ein Lichtblitz erzeugt, welcher bestimmte und auf den Sauerstoff sensitive Moleküle oder chemische Verbindungen aktiviert. Aus der Menge des wieder von den Molekülen emittierten Lichts lässt sich dann der Sauerstoffgehalt bestimmen.At the measuring unit 8th This is, for example, a sensor unit, which is designed in the manner of an optical oxygen sensor known in the prior art. In such an oxygen sensor, a light flash is generated in one form, which activates specific and sensitive to the oxygen molecules or chemical compounds. From the amount of light emitted by the molecules, the oxygen content can then be determined.

Vor der Messeinheit 8 ist eine Trenneinheit 4 vorgeschaltet, welche den optischen und für die Messung wirksamen Bereich der Messeinheit 8 vor dem Prozess schützt. Dies ist ggf. erforderlich, weil in vielen Prozessen beispielsweise hohe Temperaturen oder aggressive Medien auftreten können. In der Trenneinheit 4 ist eine Durchlassmembran 5 eingesetzt, über welche das Transportmedium 2 mit dem Zielmedium 3 gelangen kann; oder über welches in einer weiteren Ausgestaltung eine erste Siebfunktion vorgenommen wird, indem beispielsweise nur Moleküle unterhalb einer bestimmten Größe aus dem Prozess zu dem sensitiven Bereich der Messeinheit 8 gelangen können. Hinter der Trenneinheit 4 ist die Trägereinheit 6 angeordnet, auf welcher das Rezeptormedium 7 angebracht ist. Die Anordnung ist hier rein schematisch. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Trägereinheit 6 einen kleinen Querschnitt als die Trenneinheit 4 aufweist, so dass das durch die Durchlassmembran 5 hindurch tretende Material quasi die Trägereinheit 6 umspült. In einer weiteren Ausgestaltung hat auch die Trägereinheit 6 filternde Aufgaben, so dass auch hier nicht alle Materialien an das Rezeptormedium 7 gelangen kann. In einer weiteren Ausgestaltung ist das Rezeptormedium 7 in der Trägereinheit 6 selbst eingebracht. Die Kombination aus Trenneinheit 4, Trägereinheit 6 und Rezeptormedium 7 ist in einer Ausgestaltungen eine austauschbare Einheit, welche vor die Messeinheit 8 gesetzt wird. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Trenneinheit 4 fest vor der Messeinheit 8 angebracht und die Trägereinheit 6 mit dem Rezeptormedium 7 wird gezielt in den Zwischenraum zur Messeinheit 8 eingesetzt. In einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere Trägereinheiten 6 mit identischen oder unterschiedlichen Rezeptormedien 7 in einer Magazin angeordnet, so dass sie über eine entsprechende Anordnung automatisch in Position zur Messeinheit 8 gebracht werden. In einer weiteren Ausgestaltung sind mehrere Trägermedien 6 auf einem drehbaren Teller angeordnet, welche sie jeweils passend zur Messeinheit 8 dreht. In einer Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Rezeptormedium 7 direkt in die Trägersubstanz 2 gegeben wird und somit nicht an eine Trägereinheit 6 gebunden ist.In front of the measurement unit 8th is a separation unit 4 upstream, which is the optical and effective for the measurement range of the measuring unit 8th protects against the process. This may be necessary because in many processes, for example, high temperatures or aggressive media may occur. In the separation unit 4 is a passage membrane 5 used, over which the transport medium 2 with the target medium 3 can reach; or via which in a further embodiment, a first screening function is performed, for example, by only molecules below a certain size from the process to the sensitive area of the measuring unit 8th can reach. Behind the separation unit 4 is the carrier unit 6 arranged on which the receptor medium 7 is appropriate. The arrangement is purely schematic here. In one embodiment, it is provided that the carrier unit 6 a small cross section as the separation unit 4 so that passes through the passage membrane 5 passing material quasi the carrier unit 6 lapped. In a further embodiment also has the carrier unit 6 filtering tasks, so that again not all materials to the receptor medium 7 can get. In a further embodiment, the receptor medium 7 in the carrier unit 6 self-introduced. The combination of separation unit 4 , Carrier unit 6 and receptor medium 7 In one embodiment, it is an interchangeable unit that precedes the measurement unit 8th is set. In a further embodiment, the separation unit 4 firmly in front of the measuring unit 8th attached and the carrier unit 6 with the receptor medium 7 is targeted in the space to the measuring unit 8th used. In a further embodiment, a plurality of carrier units 6 with identical or different receptor media 7 arranged in a magazine so that they have an appropriate arrangement automatically in position to the measuring unit 8th to be brought. In a further embodiment, a plurality of carrier media 6 arranged on a rotatable plate, which they each match the measuring unit 8th rotates. In one embodiment, it is provided that the receptor medium 7 directly into the vehicle 2 is given and thus not to a carrier unit 6 is bound.

In der hier dargestellten Variante ist die Messeinheit 8 fest mit dem Behälter 1 verbunden. In einer weiteren Ausgestaltung lässt sich die Messeinheit 8 über eine Wechselarmatur aus dem Behälter entnehmen.In the variant shown here is the measuring unit 8th firmly with the container 1 connected. In a further embodiment, the measuring unit can be 8th Remove from the container via a retractable fitting.

Die eigentliche Messung lässt sich wie folgt beschreiben:
Das Zielmedium 3 kommt in Kontakt mit dem Rezeptormedium 7 und löst dort eine Reaktion aus, indem beispielsweise das Zielmedium 3 und das Rezeptormedium 7 eine Verbindung eingehen. Diese Reaktion wird von der Messeinheit 8 gemessen und erlaubt somit eine qualitativ oder quantitative Aussage über das Zielmedium 3. Insbesondere in der hier gezeigten Variante wird das Rezeptormedium 7 mit Licht angeregt und das vom Rezeptormedium 7 erzeugt Lumineszenz- oder Fluoreszenz-Licht wird wieder detektiert. Dabei ist es möglich, dass nur ein Rezeptormedium 7, welches spezifisch für ein Zielmedium 3 ist, zur Anwendung kommt, und dass so für jedes Zielmedium 3 eine eigene Messung durchgeführt wird, oder dass unterschiedliche Rezeptormedien 7, die jeweils unterschiedlichen Zielmedien 3 spezifisch zugeordnet sind, gleichzeitig verwendet werden. Dabei können die Rezeptormedien 7 homogen auf der Trägereinheit 6 verteilt sein, so dass das „Auslesen" mittels unterschiedlicher Wellenlängen oder Energien erfolgt, oder es ist eine räumlich Zuordnung vorgegeben, so dass ggf. örtlich aufgelöst ausgelesen werden muss.The actual measurement can be described as follows:
The target medium 3 comes in contact with the receptor medium 7 and triggers a reaction there, for example by the target medium 3 and the receptor medium 7 make a connection. This reaction is by the measuring unit 8th measured and thus allows a qualitative or quantitative statement about the target medium 3 , In particular, in the variant shown here is the receptor medium 7 excited with light and that of the receptor medium 7 Luminescent or fluorescent light is detected again. It is possible that only one receptor medium 7 which is specific to a target medium 3 is, applies, and that for each target medium 3 a separate measurement is performed, or that different receptor media 7 , each with different target media 3 are assigned to be used simultaneously. This can be the receptor media 7 homogeneous on the carrier unit 6 be distributed so that the "read" by means of different wavelengths or energies, or there is a spatial assignment given, so that if necessary, must be read locally resolved.

Die Messeinheit 8 ist hier mit einer Vergleichseinheit 11 verbunden, welche auch die Messwerte einer Sekundär-Messeinheit 10 empfängt. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine pH-Sonde. Die Vergleichseinheit 11 vergleicht die unterschiedlichen Messwerte auf Plausibilität. Dies kann sich darauf beziehen, ob die Messung der erfindungsgemäßen und für das biologische Zielmedium 3 spezifischen Messvorrichtung zuverlässig ist oder ob der Prozess, dem das Zielmedium 3 unterliegt, noch in den erforderlichen Spezifikationen liegt. In einer Ausgestaltung handelt es sich bei dem Zielmedium 3 um einen Botenstoff, welcher Auskunft über die Wellness, also über das Wohlbefinden bestimmter Verbindungen liefert. Dieser Botenstoff ist jedoch nicht unbedingt spezifisch für einen speziellen Typ an Verbindungen, d.h. er ermöglicht ggf. nur die Aussage über das Wohlbefinden von beispielsweise einer Gruppe von biologischen Zellen an sich. Daher ist es vorteilhaft, wenn in dem Fall, dass die somit erste Messeinheit die Wellness-Werte misst, die Sekundär-Messeinheit 10 ein spezielles Enzym oder Protein quantifiziert.The measuring unit 8th is here with a comparison unit 11 which also includes the measured values of a secondary measuring unit 10 receives. This is, for example, a pH probe. The comparison unit 11 compares the different measured values for plausibility. This may relate to whether the measurement of the invention and for the biological target medium 3 specific measuring device is reliable or whether the process to which the target medium 3 is still subject to the required specifications. In one embodiment, the target medium is 3 a messenger, which provides information about the wellness, so about the well-being of certain compounds. However, this messenger is not necessarily specific to a particular type Compounds, ie, it may only allow the statement about the well-being of, for example, a group of biological cells per se. Therefore, it is preferable that, in the case where the first measuring unit thus measures the wellness values, the secondary measuring unit 10 quantified a specific enzyme or protein.

Ein wesentlicher Punkt ist noch die Regeneration des Rezeptormediums 7. Dies kann in einer Ausgestaltung durch einen Austausch des Vorsatzes vor der Messeinheit 8 oder speziell nur der Trägereinheit 6 geschehen. Dies kann auch dadurch geschehen, dass durch eine chemische, biologische oder physikalische Methode das Zielmedium 3 wieder vom Rezeptormedium 7 gelöst wird. Dies ist auch dadurch möglich, dass auf der Trägereinheit 6 in Lagen übereinander das Rezeptormedium 7 angeordnet ist, so dass die „verbrauchte" Schicht abgetragen wird. In einer weiteren Ausgestaltung wird die verbrauchte Rezeptorschicht durch Ausglühen entfernt und durch eine Appliziereinheit wird eine frische Schicht an Rezeptormedium 7 auf die Trägereinheit 6 aufgetragen.An essential point is the regeneration of the receptor medium 7 , This can in one embodiment by an exchange of intent in front of the measuring unit 8th or especially only the carrier unit 6 happen. This can also be done by using a chemical, biological or physical method, the target medium 3 again from the receptor medium 7 is solved. This is also possible because of the carrier unit 6 in layers one above the other, the receptor medium 7 In a further embodiment, the consumed receptor layer is removed by annealing and an application unit forms a fresh layer of receptor medium 7 on the carrier unit 6 applied.

In der 2 ist eine Ausgestaltung der Regenerationseinheit 9 schematisch verdeutlicht. Auf der dargestellten Trägereinheit 6 sind hier 16 Plätze für Rezeptormedien 7 vorgesehen. Somit ließen sich beispielsweise 16 unterschiedliche Zielmedien messen oder es ließen sich auch redundante Messungen durchführen. Eine solche Anordnung von 16 Rezeptormedien 7 lässt sich zum einen durch eine ortsaufgelöste Messung auswerten oder indem die einzelnen Rezeptormedien 7 durch eine ihnen jeweils speziell zugehörige und durch den Kontakt mit dem zugeordneten Zielmedium veränderbare Messgröße unterscheidbar sind. Letzteres ist beispielsweise dadurch möglich, dass die Lumineszenz- oder Fluoreszenz-Strahlung jeweils eine besondere Frequenz aufweist. Die Regenerationseinheit 9 besteht hier aus einer Verschiebeeinheit, welche ein durch den Kontakt mit dem Zielmedium verbrauchtes Rezeptormedium 7 aufnimmt und durch ein noch unverbrauchtes Rezeptormedium aus einem Reservoir ersetzt. In einer weiteren Ausgestaltung überträgt die Verschiebeeinheit die einzelnen, ggf. auf kleineres Trägereinheiten angeordneten Rezeptormedien in ein Reinigungsbad. Eine oben bereits andiskutierte Ausgestaltung besteht darin, dass mehrere Schichten von Rezeptoren übereinander angeordnet sind und nach der Verwendung jeweils abgetragen werden und somit die darunter befindlichen Schichten freigeben.In the 2 is an embodiment of the regeneration unit 9 illustrated schematically. On the illustrated carrier unit 6 Here are 16 seats for receptor media 7 intended. Thus, for example, 16 different target media could be measured or even redundant measurements could be performed. Such an arrangement of 16 receptor media 7 can be evaluated on the one hand by a spatially resolved measurement or by the individual receptor media 7 can be distinguished by a measurable variable that is associated with each of them and can be changed by the contact with the associated target medium. The latter is possible, for example, in that the luminescence or fluorescence radiation in each case has a particular frequency. The regeneration unit 9 here consists of a displacement unit, which is a consumed by the contact with the target medium receptor medium 7 receives and replaced by a still unconsumed receptor medium from a reservoir. In a further refinement, the displacement unit transmits the individual receptor media, possibly arranged on smaller support units, into a cleaning bath. An embodiment which has already been discussed above is that several layers of receptors are arranged one above the other and are removed after use and thus release the layers underneath.

11
Behältercontainer
22
Transportmediumtransport medium
33
Zielmediumtarget medium
44
Trenneinheitseparation unit
55
DurchlassmembranPassage membrane
66
Trägereinheitsupport unit
77
Rezeptormediumreceptor medium
88th
Messeinheitmeasuring unit
99
Regenerationseinheitregeneration unit
1010
Sekundär-MesseinheitSecondary measurement unit
1111
Vergleichseinheitcomparing unit

Claims (44)

Vorrichtung zur Detektion und/oder zur quantitativen Messung mindestens eines Zielmediums (3), wobei sich das Zielmedium (3) in mindestens einem Transportmedium (2) befindet, mit mindestens einem Rezeptormedium, welches spezifisch mindestens dem Zielmedium (3) zugeordnet ist, und welches derartig ausgestaltet ist, dass das Rezeptormedium (7) und/oder das Zielmedium (3) in dem Fall, dass das Zielmedium (3) in Kontakt mit dem Rezeptormedium (7) kommt, mindestens eine am und/oder durch das Rezeptormedium (7) und/oder am und/oder durch das Zielmedium (3) messbare Größe verändert, und mit mindestens einer Messeinheit (8), welche derartig ausgestaltet ist, dass die Messeinheit (8) die am und/oder durch das Rezeptormedium (7) messbare Größe misst und auswertet.Device for detecting and / or quantitatively measuring at least one target medium ( 3 ), whereby the target medium ( 3 ) in at least one transport medium ( 2 ) with at least one receptor medium which specifically binds at least to the target medium ( 3 ) and which is designed such that the receptor medium ( 7 ) and / or the target medium ( 3 ) in the case that the target medium ( 3 ) in contact with the receptor medium ( 7 ), at least one on and / or by the receptor medium ( 7 ) and / or on and / or by the target medium ( 3 ) measurable variable, and with at least one measuring unit ( 8th ), which is designed such that the measuring unit ( 8th ) on and / or by the receptor medium ( 7 ) Measures measurable size and evaluates. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens die Messeinheit (8) zur Anwendung in der Prozess- und Automatisierungstechnik ausgestaltet ist.Apparatus according to claim 1, wherein at least the measuring unit ( 8th ) is designed for use in process and automation technology. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Trägereinheit (6) vorgesehen ist, auf und/oder in welcher das Rezeptormedium (7) angeordnet ist.Device according to claim 1, wherein at least one carrier unit ( 6 ) is provided on and / or in which the receptor medium ( 7 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Trägereinheit (6) und das Rezeptormedium (7) derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass durch die Trägereinheit (6) das Rezeptormedium (7) austauschbar und/oder regenerierbar ist.Device according to claim 3, wherein the carrier unit ( 6 ) and the receptor medium ( 7 ) are designed and matched to one another in such a way that by the carrier unit ( 6 ) the receptor medium ( 7 ) is replaceable and / or regenerable. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei mindestens eine Regenerationseinheit zur Regenerierung des Rezeptormediums (7) und/oder mindestens eine Tauscheinheit zum Austauschen des Rezeptormediums (7) und/oder der Trägereinheit (6) vorgesehen sind/ist.Apparatus according to claim 3, wherein at least one regeneration unit for regeneration of the receptor medium ( 7 ) and / or at least one exchange unit for exchanging the receptor medium ( 7 ) and / or the carrier unit ( 6 ) are / is provided. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Messeinheit (8) das Lumineszenz-Verhalten und/oder Fluoreszenz-Verhalten des Rezeptormediums (7) und/oder des Zielmediums (3) misst, und wobei das Rezeptormedium (7) derartig ausgestaltet ist, dass das Rezeptormedium (7) und/oder das Zielmedium (3) mindestens eine Lumineszenz-Eigenschaft in dem Fall ändert, dass das Zielmedium (3) in Kontakt mit dem Rezeptormedium (7) kommt.Apparatus according to claim 3, wherein the measuring unit ( 8th ) the luminescence behavior and / or fluorescence behavior of the receptor medium ( 7 ) and / or the target medium ( 3 ) and the receptor medium ( 7 ) is designed such that the receptor medium ( 7 ) and / or the target medium ( 3 ) changes at least one luminescence property in the case that the target medium ( 3 ) in Contact with the receptor medium ( 7 ) comes. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Messeinheit (8) derartig ausgestaltet ist, dass sie mindestens die Intensität und/oder das Abklingverhalten eines vom Rezeptormedium (7) und/oder vom Zielmedium (3) erzeugten Lumineszenz-Lichts misst und auswertet.Apparatus according to claim 6, wherein the measuring unit ( 8th ) is configured such that it at least the intensity and / or the decay behavior of one of the receptor medium ( 7 ) and / or the target medium ( 3 ) measures and evaluates generated luminescence light. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Trägereinheit (6) und die Messeinheit (8) derartig ausgestaltet und aufeinander abgestimmt sind, dass die Trägereinheit (6) in Art einer Kappe auf und/oder an der Messeinheit (8) befestigbar ist.Device according to claim 3, wherein the carrier unit ( 6 ) and the measuring unit ( 8th ) are designed and matched to one another such that the carrier unit ( 6 ) in the manner of a cap on and / or on the measuring unit ( 8th ) is attachable. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messeinheit (8) in Art eines optischen Sauerstoffsensors ausgestaltet ist, und wobei es sich bei der Trägereinheit (6) um ein austauschbares sensitives Element handelt, welches derartig mit der Messeinheit (8) verbindbar ist, dass eine optische Anregung des Rezeptormediums (7) und eine optische Detektion der Lumineszenz-Strahlung und/oder Fluoreszenz-Strahlung durch die Messeinheit (8) ermöglicht ist.Apparatus according to claim 1, wherein the measuring unit ( 8th ) in the manner of an optical oxygen sensor, and wherein it is in the carrier unit ( 6 ) is an exchangeable sensitive element which is so connected to the measuring unit ( 8th ) is connectable, that an optical excitation of the receptor medium ( 7 ) and an optical detection of the luminescence radiation and / or fluorescence radiation by the measuring unit ( 8th ) is possible. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messeinheit (8) derartig ausgestaltet ist, dass die Messeinheit (8) mindestens über ein optisches Verfahren die messbare Größe des Rezeptormediums (7) und/oder des Zielmediums (3) misst.Apparatus according to claim 1, wherein the measuring unit ( 8th ) is designed such that the measuring unit ( 8th ) at least via an optical method, the measurable size of the receptor medium ( 7 ) and / or the target medium ( 3 ) measures. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei unterschiedliche Rezeptormedien (7) vorgesehen sind, welche zwei unterschiedlichen Zielmedien (3) spezifisch zugeordnet sind, und wobei die Messeinheit (8) derartig ausgestaltet ist, dass die Messeinheit (8) durch die Verwendung von Strahlung mit unterschiedlicher Wellenlänge und/oder mit unterschiedlicher Energie die messbare Größe der zwei unterschiedlichen Rezeptormedien (7) und/oder der zwei unterschiedlichen Zielmedien (3) misst.Device according to claim 1, wherein at least two different receptor media ( 7 ), which contain two different target media ( 3 ) are specifically assigned, and wherein the measuring unit ( 8th ) is designed such that the measuring unit ( 8th ) by the use of radiation of different wavelengths and / or with different energy the measurable size of the two different receptor media ( 7 ) and / or the two different target media ( 3 ) measures. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Messeinheit (8) derartig ausgestaltet ist, dass sie weißes Licht und/oder Licht mit mehreren Wellenlängen auf die Rezeptormedien (7) einstrahlt, und wobei die Messeinheit (8) die messbare Größe der Rezeptormedien (7) und/oder der Zielmedien anhand einer Spektralanalyse misst und/oder auswertet.Apparatus according to claim 11, wherein the measuring unit ( 8th ) is configured such that it transmits white light and / or light with multiple wavelengths to the receptor media ( 7 ), and wherein the measuring unit ( 8th ) the measurable size of the receptor media ( 7 ) and / or the target media is measured and / or evaluated on the basis of a spectral analysis. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die mindestens zwei unterschiedlichen Rezeptormedien (7) in Lagen übereinander auf der Trägereinheit (6) angeordnet sind, und wobei die Lagen einzeln im Prozess oder vor Ort des Prozesses abtragbar sind.The device of claim 11, wherein the at least two different receptor media ( 7 ) in layers one above the other on the carrier unit ( 6 ), and wherein the layers are individually ablatable in the process or on-site of the process. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die mindestens zwei unterschiedlichen Rezeptormedien (7) lokal auf der Trägereinheit (6) verteilt sind.The device of claim 11, wherein the at least two different receptor media ( 7 ) locally on the carrier unit ( 6 ) are distributed. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die mindestens zwei Rezeptormedien (7) derartig ausgestaltet sind, dass jeweils mindestens ein unterschiedliches Zielmedium (3) mit ihnen eine Verbindung eingeht, und wobei die mindestens zwei Rezeptormedien (7) in dem Fall, dass sie mit dem spezifischen Zielmedium (3) verbunden sind, nach einer optischen Aktivierung Licht mit unterschiedlicher und/oder identischer Wellenlänge emittieren.The device of claim 11, wherein the at least two receptor media ( 7 ) are configured such that in each case at least one different target medium ( 3 ) connects with them, and wherein the at least two receptor media ( 7 ) in the case that they are mixed with the specific target medium ( 3 ), after optical activation, emit light of different and / or identical wavelengths. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messeinheit (8) und/oder die Trägereinheit (6) über mindestens eine Wechselarmatur aus dem Transportmedium (2) entnehmbar ist.Apparatus according to claim 1, wherein the measuring unit ( 8th ) and / or the carrier unit ( 6 ) via at least one retractable housing from the transport medium ( 2 ) is removable. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Sekundär-Messeinheit (10) vorgesehen ist, welche mindestens eine zweite Prozessgröße des Zielmediums (3) und/oder des Transportmediums (2) misst, und wobei mindestens eine Vergleichseinheit (11) vorgesehen ist, welche mindestens einen Messwert der Messeinheit (8) und mindestens einen Messwert der Sekundär-Messeinheit (10) auf Plausibilität vergleicht, wobei sich die Plausibilität auf die Messung der Messeinheit (8) und/oder auf einen mit dem Zielmedium (3) und/oder dem Trägermedium verbundenen Prozess bezieht.Apparatus according to claim 1, wherein at least one secondary measuring unit ( 10 ), which at least one second process variable of the target medium ( 3 ) and / or the transport medium ( 2 ) and at least one comparison unit ( 11 ) is provided, which at least one measured value of the measuring unit ( 8th ) and at least one measured value of the secondary measuring unit ( 10 ) for plausibility, whereby the plausibility to the measurement of the measuring unit ( 8th ) and / or one with the target medium ( 3 ) and / or process associated with the carrier medium. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei es sich bei der zweiten Prozessgröße um die Adhäsion und/oder den Sauerstoffgehalt und/oder den pH-Wert handelt.The device of claim 15, wherein the second process variable around the Adhesion and / or the oxygen content and / or the pH is. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Messeinheit (8) derartig ausgestaltet ist, dass die Messeinheit (8) mindestens eine Predictive Maintenance-Aussage erlaubt.Apparatus according to claim 1, wherein the measuring unit ( 8th ) is designed such that the measuring unit ( 8th ) allowed at least one predictive maintenance statement. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei dem Rezeptormedium (7) um einen Lumimarker handelt.Device according to claim 1, wherein the receptor medium ( 7 ) is a Lumima marker. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein modifiziertes Zielmedium vorgesehen ist, mit welchem das Rezeptormedium (7) zumindest teilweise beladen ist.Device according to claim 1, wherein at least one modified target medium is provided, with which the receptor medium ( 7 ) is at least partially loaded. Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei es sich bei dem modifiziertes Zielmedium um einen Lumimarker handelt.The device of claim 21, wherein the modified target medium is a luma marker. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rezeptormedium (7) in Abhängigkeit von einer chemischen, biologischen und/oder physikalischen Vorbehandlung unterschiedlichen Zielmedien spezifisch zugeordnet ist.Device according to claim 1, wherein the receptor medium ( 7 ) is assigned specifically to different target media depending on a chemical, biological and / or physical pretreatment. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei es sich bei der Trägereinheit (6) um eine Glasplatte handelt.Device according to claim 3, wherein the carrier unit ( 6 ) is a glass plate. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Trägereinheit (6) zumindest teilweise aus einem porösen Material besteht.Device according to claim 3, wherein the carrier unit ( 6 ) consists at least partially of a porous material. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Rezeptormedium (7) auf der Trägereinheit (6) fixiert ist.Apparatus according to claim 3, wherein the receptor medium ( 7 ) on the carrier unit ( 6 ) is fixed. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rezeptormedium (7) mit dem spezifisch zugeordneten Zielmedium (3) eine Verbindung in dem Fall eingeht, dass das Zielmedium (3) in Kontakt mit dem Rezeptormedium (7) kommt.Device according to claim 1, wherein the receptor medium ( 7 ) with the specifically assigned target medium ( 3 ) a connection is made in the case that the target medium ( 3 ) in contact with the receptor medium ( 7 ) comes. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei in dem Fall, dass das Rezeptormedium (7) mit dem spezifisch zugeordneten Zielmedium (3) verbunden ist, mindestens ein Molekül-Abschnitt des Rezeptormediums (7) aktiviert ist.Device according to claim 1, wherein in the case that the receptor medium ( 7 ) with the specifically assigned target medium ( 3 ), at least one molecular segment of the receptor medium ( 7 ) is activated. Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei das Zielmedium (3) mit dem Rezeptormedium (7) eine lösbare Verbindung eingeht.Apparatus according to claim 26, wherein the target medium ( 3 ) with the receptor medium ( 7 ) enters a detachable connection. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rezeptormedium (7) hygienischen und/oder pharmazentrischen Ansprüchen genügt.Device according to claim 1, wherein the receptor medium ( 7 ) hygienic and / or pharmazentrischen claims is sufficient. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rezeptormedium (7) einem speziellen Enzym und/oder einem speziellen Botenstoff und/oder einem speziellen Protein als Zielmedium (3) zugeordnet ist.Device according to claim 1, wherein the receptor medium ( 7 ) a special enzyme and / or a special messenger and / or a specific protein as the target medium ( 3 ) assigned. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rezeptormedium (7) die Anwesenheit eines speziellen Zielproteins und/oder eines Wellness-Werts des Zielmediums (3) anzeigt.Device according to claim 1, wherein the receptor medium ( 7 ) the presence of a specific target protein and / or a wellness value of the target medium ( 3 ). Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Transportmedium (2) in einem Prozess der Prozess- und Automatisierungstechnik befindlich und/oder einem Prozess unterworfen ist.Apparatus according to claim 1, wherein the transport medium ( 2 ) is in a process of process and automation technology and / or subject to a process. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Trenneinheit (4) und/oder eine Membran zwischen dem Prozess und der Messeinheit (8) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 1, wherein at least one separation unit ( 4 ) and / or a membrane between the process and the measuring unit ( 8th ) is provided. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Transportmedium (2) während der Messung im Prozess verbleibt.Apparatus according to claim 1, wherein the transport medium ( 2 ) remains in the process during the measurement. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Probenentnahmeeinheit vorgesehen ist, welche aus dem Prozess eine Probe für die Messung der Vorrichtung entnimmt.Apparatus according to claim 1, wherein a sampling unit is provided, which from the process a sample for the measurement the device removes. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens ein Bypass vorgesehen ist, welchen das Transportmedium (2) für die Messung der Vorrichtung durchströmt.Apparatus according to claim 1, wherein at least one bypass is provided, which the transport medium ( 2 ) flows through for the measurement of the device. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Kalibriereinheit zur Kalibrierung der Messeinheit (8) vorgesehen ist.Apparatus according to claim 1, wherein at least one calibration unit for calibrating the measuring unit ( 8th ) is provided. Verfahren zur Bestimmung der Konzentration mindestens eines Zielmediums (3) in einem Transportmedium (2), wobei auf einer Trägereinheit (6) mindestens ein Rezeptormedium (7) aufgebracht wird, welches spezifisch dem Zielmedium zugeordnet ist, wobei das Rezeptormedium (7) mit einer modifizierten Variante des Zielmediums beladen wird, wobei eine Größe gemessen wird, welche sich in dem Fall ändert, wenn das Rezeptormedium (7) mit der modifizierten Variante des Zielmediums und/oder mit dem Zielmedium in Kontakt kommt, wobei der gemessene Wert der messbaren Größe als Referenzwert abgelegt wird, wobei die Modifikation des Zielmediums darin besteht, dass die Modifikation die Veränderung der messbaren Größe beeinflusst, wobei das beladene Rezeptormedium (7) in das Transportmedium (2) eingebracht wird, wobei die messbare Größe gemessen wird, und wobei aus dem gemessenen Wert der messbaren Größe und dem Referenzwert die Konzentration des Zielmediums (3) bestimmt wird.Method for determining the concentration of at least one target medium ( 3 ) in a transport medium ( 2 ), wherein on a carrier unit ( 6 ) at least one receptor medium ( 7 ) which is specifically associated with the target medium, wherein the receptor medium ( 7 ) is loaded with a modified variant of the target medium, whereby a variable is measured, which changes in the case when the receptor medium ( 7 ) comes into contact with the modified variant of the target medium and / or with the target medium, the measured value of the measurable variable being stored as a reference value, the modification of the target medium being that the modification influences the change in the measurable quantity, the loaded one Receptor medium ( 7 ) in the transport medium ( 2 ), wherein the measurable quantity is measured, and from the measured value of the measurable variable and the reference value, the concentration of the target medium ( 3 ) is determined. Verfahren nach Anspruch 39, wobei das Rezeptormedium (7) mit der modifizierten Variante des Zielmediums im Wesentlichen vollständig beladen wird.The method of claim 39, wherein the receptor medium ( 7 ) is substantially completely loaded with the modified variant of the target medium. Verfahren nach Anspruch 39, wobei als Größe das Lumineszenz- und/oder Fluoreszenzlicht des Rezeptormediums und/oder des Zielmediums und/oder der modifizierten Variante des Zielmediums gemessen wird.The method of claim 39, wherein the size of the luminescence and / or fluorescent light of the receptor medium and / or the target medium and / or the modified variant of the target medium is measured. Verfahren nach Anspruch 39, wobei die Variante des Zielmediums derartig modifiziert wird, dass das Lumineszenz- und/oder Fluoreszenzlicht, welches messbar ist, wenn die modifizierte Variante des Zielmediums mit dem Rezeptormedium in Kontakt kommt, sich von dem Lumineszenz- und/oder Fluoreszenzlicht unterscheidet, welches messbar ist, wenn das Zielmedium mit dem Rezeptormedium in Kontakt kommt.The method of claim 39, wherein the variant of Target medium is modified such that the luminescence and / or Fluorescent light, which is measurable if the modified variant of the target medium comes into contact with the receptor medium, differs from the luminescence and / or fluorescent light differs, which is measurable when the target medium is in contact with the receptor medium comes. Verfahren nach Anspruch 39, wobei als messbare Größe das Verhältnis des Anteils des Rezeptormediums, welches in Kontakt mit dem Zielmedium ist, zum Anteil des Rezeptormediums, welches in Kontakt mit der modifizierten Variante des Zielmediums ist, gemessen und ausgewertet wird.A method according to claim 39, wherein the ratio of the Proportion of the receptor medium which is in contact with the target medium is, to the proportion of the receptor medium, which in contact with the modified variant of the target medium is measured and evaluated becomes. Verfahren nach Anspruch 39, wobei die modifizierte Variante des Zielmediums derartig erzeugt wird, dass sich die modifizierte Variante in mechanischer, elektrischer, optischer, magnetischer und/oder radioaktiver Hinsicht vom Zielmedium unterscheidet.Method according to claim 39, the modified Variant of the target medium is generated in such a way that the modified variant in mechanical, electrical, optical, magnetic and / or radioactively different from the target medium.
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