Проточный фотометрический детектор

 

ПРОТОЧНЫЙ ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР, соаержащий рааиолюминесцентный источник света и фотоумножитель , оптически согласованные с проточной кюветой, состоящей из корпуса с вхоаным и выхоаным каналами со смотровыми окнами, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности детектора для снижения размытия зон в кювете детектора , полость в корпусе кюветы выполнена в вице усеченного конуса, служащего продолжением конуса входного смотрового окна, входной и вьосоцной каналы кк веты выполнены по касательной к обра зующей внутренней поверхности кюветы, причем выхоцнЬй канал размещен в выс (Л шей точке относительно входного канала вблизи широкого основания кюветы. ел to ас 00 to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D .м 01 3 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aBTDPCtlOMV СВИДЕТВЪСтВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ N ОТКРЦТИЙ (21) 3459592/18 25 (22) 11.05.82 ,(46) 07.11.83. Бюл. % 43 (72) И. Х. Амирханов, А. М. Воронцов, A. М. Королев, А. А, Лезин, Г. А. Михальченко, В. И. Петрова, О. А. Рысьев и В. Н. Чечевичкин (71) Орцена Труцового Красного Знамени специальное конструкторское бюро аналитического приборостроения научнстехнического объединения АН СССР (53) 535.853 (088.8) (56) 1. Михальченко А. Г. Рациоизотопные источники света повышенной стабильности. - ПТЭ, 1969, K 1, с. 165.

2. Патент ГДР % 53226, кл. 21 f 88, опублик. 05.01.67.

3. Мишин В. И. Применение жицкост» ной рациохроматографии цля опрецеления хроматографической и рациохимической чистоты препаратов, меченных тритием и углеродом -14. Сб. докладов конференции СЭВ, АЭ/КС Органические соецинения, меченные радиоактивными изотопами, г. Марланске Лазне (ЧССР), май 1976. Чехословацкая комиссия по атомной энергии. Прага, 1977 (прототип).

„„ЯО„„1052882 А (54) (57} ПРОТОЧНЫЙ ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ ДЕТЕКТОР, соаержаший рааиолюминесцентный источник света и фотоумножитель, оптически согласованные с проточной кюветой, состояшей из корпуса с вхоцным и выхопным каналами со смотровыми окнами, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью увеличе» ния чувствительности цетектора цля снижения размытия зон в кювете цетек тора, полость в корпусе кюветы выпол нена в виде усеченного конуса, служашего продолжением конуса вхоцного смотрового окна, вхоцной и выхоциой каналы ккрм. веты выполнены по касательной к обра зуюшей внутренней поверхности кюветы, причем выхоцнЬй канал размещен в высшей точке относительно вхоцного канала вблизи широкого основания кюветы..> 052882

Изобретение относится к аналитической химии, в частности к методам анализа с помощью жидкостной -хроматографии, к аппаратурному оформлению оптических цетекторов цля жицкостной хрома тографии.

Известны проточные фотометры и спектрофотометры цля >кицкостной хроматографии, гце в качестве источника света применяют лампы накаливания или различные газор зряцные лампы. Нужная область спектра излучения лампы выделяется с помощью монохроматоров. и оптических фильтров различных конст рукций (1 3, Из-за нестабильности светового потс> ка прецусматрнвают двухлучевые схемы регистрации и вводят различные электронные схемы автоматического снижения за реперным уровнем сигнала. Кроме того, в таких устройствах происходят значителы1ые потери светового потока, особенно при фильтрации света с короткими длинами волн. 25

Известны проточные фотометры, в которых в качестве источника света используются рациолюминесцентные источники (РЛИ), Источником света служит слой порошка люминофора, излучающего в опрецеленной области спектра, смешан=. ного с радиоактивным веществом с боль.шим периоцом полураспаца. Обычно используют соли, содержащие изотопы радиоуглерода ("4C), период полураспада

35 которого 6000 лет. Высокая стабильность свечения РЛИ позволяет значительно упростить конструкцию проточных детекторов и повысить их надежность (23.

Недостатком цетекторов с источника-.

MH диффузного света является отсутствие систем фокусировки света, что привоцит либо к большому обьему проточных. кювет, либо приходится довольствоваться низкой чувствительностью, поскольку

45 используют только часть пло1цаци РЛИ источника и света при этом мало.

Наиболее близким к предлагаемому является проточный фотометрический детектор, содержащий радиолюминесцентный источник света и фотоумно>китель, 50 опт11чески согласованные с проточной кюветой, состояшей иэ корпуса с ахопным и выхоцным каналами со смотровыми окнами (3 ), Недостатками такого устройства яв55 ляются неполное использование свеTQ РЛИ, поскольку свет т,опадает в кювету ие со всей плопяди ГЛИ, что привоцит к снижению чувствительности детектора, а также плохое прохажцение пузырьков газа через проточную к1овету. (часто пузырьки газа невозможно продавить через кювету и прихоцится разбирать гицравлическую линию или даже сам цетектор) и плохое перемешивание жидкОсти В проточной к1овете. Кювета имеет цилинцрическую форму. Подводные каналы перпенцикулярны к образующей цилиндра. Между отверстиями образуется стремнина, а по обе ее сторонызастойные зоны. Наблюцается некоторое расширение зон при прохождении через детектор. Кроме того, неполное использование фотокатода ФЭУ приводи-; к снижению чуВстВительности 11рН Относи тельно высоком уровне шумов со всего фотокатода.

Lle>II изобретения; увеличение чувствительности цетектора и снижение размытия зон в кювете детектора.

Указанная цель цостигается тем, что в проточном фотометрическом детек горе, содержащем радиолюминесцентный источник света и фотоумножитель, оптически согласованные с проточной кюветой, состоящей из корпуса с входным и выходным каналами со смотровыми окнами, полость в корпусе кюветы выполнена в виде усеченного конуса, служащего продолжением вхоцного смотрового окна, входной и выхоцной каналы к1оветы выполнены по касательной к образующей внутренней поверхности кюветы, причем вхоцной канал размещают в высшей точ ке относительно вхоцного канала вблизи широкого основания кюветы.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. детектор содержит радиолюм инесцентный источник света (РЛИ) 1, устройство 2 оптического согласования источника и кюветы, коническую проточную канаву 3 со светоотражаюшей поверхностью, фотоприемник 4 (фотоэлектронный умножитель), конический световод 5 с отражающей поверхнос T6\o, KBBðIIeâ>.Iå окна 6 кюветы, выходной канал 7 кюветы (канал пройцен по касательной к внутренней поверхности кюветы), входной канал 8 кюветы (канал пройден также по касательной к поверхности кюветы), конический световод 9 со светоотра>каюшей поверхностью для согласования кюветы в окном ФЗУ.

Рациолюминесцентный источник све1.(РЛИ) 1 закреплен в устройстве 2

3 10528 оптического согласования источника с кюветой 3, причем при их смцинении внутренняя поверхность конической кюветы служит продолжением поверхности конического световоца 5 со светооз ражаюшей поверхностью. Внутренняя поверхность кюветы 3 также выполнена светоотражаюшей. Объем кюветы ограничен кварцевыми окнами 6, зажимаемыми при сборке корпуса специальными прок 10 ладками. Выхоцное окно кюветы соеци неко с конусным световодом 9 со светоотражаюшей поверхностью, в торрц ко торого вставлен светоприемник 4 (фотоэлектронный умножитель). В корпусе 15 кюветы 3 просверлены цва отверстия . таким образом, чтобы внутренние каналы поцхоцили к поверхности кюветы по касательной. Вхоцной канал 8 подведен к узкой части кюветы, а выхоцной - к ши- 20 рокой части кюветы. Поцвоцные каналы снабжены гнездами гля уплотнительных устройств. Поскольку поцвоцные каналы под- ходят к конической поверхности кюветы по касательной, вскрытые отверстия на 25 поверхности имеют эллиптическую форму и по плошапи значительно превосхопят плошаць сечения самого канала. Это облегчает прохоц пузырьков газа через кювету. Особенно это важно в выводном 50 канале. Детектор в защитном кожухе зажат в станине с поворотным устроЯством.

Устройство работает слецуюшим обPBSOM.

Диффузный свет от рациолюминесцентного источника 1 проходит через насапку 2, в которой проточена коническая полость 5 со светоотражаюшей поверх40 ностью, через вхопное и выхоцное кварцевые окна кюветы и через конический расширитель 9 на фотокатоц фотоэлектронного умножителя 4. Раствор, выходящий из хроматографических ко45 лонок, поцают через BxoQHoO канал 8 в коническую кювету 3 и принимают через отверстие 7. Светоприемником 4 регистрируют изменения оптической плотности раствора. Корпус детектора s полной сборке устанавливают в поворотном

50 устройстве 1 (на станине прибора та".им образом, чтобы выхоцное отверстие э кювете детектора нахоцилось в выгшей тбчке относительно вхоцного отверстия вблизи узкого основания конической 45

«юветы. Искусственно ввоцят в поцвоцный капилляр 8 пузырьки воздуха и с, помощью поворотного устройства уста навливают корпус детектора поп таким углом, чтобы пузырьки воздуха не зацерживались в проточной кювете. Прохождение пузырьков через кювету отмечается фотоприемником в вице коротких зон с большим поглощением света. После этого поворотное устройство зажимают и процолжают работать, не меняя угол наклона корпусе цетектора.

При использовании изобретения улучшаются условия прохождения света от источника циффузного света цо фотопри- . емника за счет того, что поверхность кюветы является процолжением повер ности конического световоца, установленного между источником и вхоцным окном кюветы, условия прохождения пу» зырьков газа через проточную кювету за счет того, что входные отверстия имеют большую плошапь, превосхопяшую сечение поцвопных каналов, входной канал расположен ниже выхоцного, а также условия прохождения раствора че рез кювету, поскольку поцвоцяшие кана лы попхопят по касательной к поверх« ности кюветы. Раствор проходит через кювету по винтовой лийии, омывая стенки кюветы. В кювете не соэцается застойных зон.

Изобретение позволяет повысить чувствительность цетектора, снизить уровень помех от прохожцения пузырьков. Не нужно отключать цетектор в процессе работы и проталкивать пузырьки с помощью шприцов. Кроче того, снижена степень размывания хроматографическцх эон в проточной кювете цетектора за счет закручивания потока жидкости и направления его вдоль стенок кю веты. !

Пример . Предлагаемое устройство испытывается в качестве детектора на поглощение УФ-света в жицкостном хроматографе с целью анализа и пре аративного разделения компонентов нуклеиновых кислот (оснований, нуклеоэипов и нуклеотипов), например, смеси меченых тритием аценоэина, аценоэинмонофосфата, апенозинпифосфата и аценозин« трифосфата.

Колонка длиной 150 мм и с внутренним циаметром 2,5 мм наполнена смолой ДАУЭКС 1х8. Используется линейный градиент концентрации элюента H20 + 0,5 н. 1 И (рН2). Скорость элюирования 35 мл/ч.

Используется проточная кювета с кварцевыми окнами циаметром 2 мм, 5052882

Составитель И. Кулешов

Редактор H. Безродная Техрец N,Наць Ко рректор В. Гирняк

Заказ 8846/36 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по целям изобретений и открытий

113035, Мо<-кг а, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал !1!1Г1 "!1ли.нт". r. Ужгород, ул, Проектная, 4 длина кюветы 10 мм, Схема устройства аналогична показанной на чертеже.

Для исследований используют радиолюминесцентные источники света с максимумом свечения в области цлин волн 5

280 и 240 нм.

Опробованные радиолюминесцентные источники света прецставляют собой слой люминесцируюшего вещества, смешанного с радиоактивным изотоном "+С в виде углекислой бариевой соли, нанесенный на металлическую подложку, вакуумированнбй и закрытый слоем кварца. Различный состав люминофора позволяет получить свечение в нужной области !5 спектра. Слой кварцевого стекла полностью экранирует мягкое ф -излучение изотопа " C, но свободно пропускает УФ.

Так, источник с максимумом свечения в области 280 нм представляет собой 2Î слой смеси соли YF Сеи Bc) CO, гце часть атомов углероца заменена на изо топ радиоуглероца С. Соотношение компонентов смеси солей 1:4-. В источнике света на 2Ж нм использована смесь солей !ОИЬd u Sa СО (1:4).

Мощность светового потока от этих источников не менее 1 .10 9 Вт/см, что достаточно цля регистрации сигнала с помощью описанной выше системы, причем сигнал на два порядка превышает предельную чувствительность потенциометра ЭППВ-60 М

Выпускаются радиолюминесцентные источники света размером от 12 до 3 мм в циаметре со световым выходом

10 Вт/см .

Источники абсолютно безопасны в обращении. Мягкое f3-излучен -e изотопа С не проникает через стеклянное

И окошко и тем более через металлическую подложку.

Точность установления границ необхоцимой области спектра с помощью оптических фильтров соизмерима с разбросом цлин волн испускаемого света у радиолюминеСцентных источников.