Эталон счетчика квантов спектрофлуориметра

 

Изобретение относится к технике люминесцентных флуоресцентных измерений, в частности к элементной базе корректирующих систем спектрофлуориметров и позволяет повысить стабильность коэффициента преобразования числа квантов возбуждающего излучения в число квантов флуоресцентного излучения во всей спектральной области работы счетчика квантов 220-600 мм за счет увеличения коэффициента поглощения эталона в диапазоне 370-470 нм, а также повысить светоотдачу эталона за счет уменьшения концентрации родамина В или родамина С.Эталон счетчика квантов спектрофлуориметра выполнен из матрицы полиметилметакрилата, активированной родамином. Матрица дополнительно активирована кумарином 30 в концентрации 0,4-1 г/л и 1,4=ди [2=(5=фенилоксазолил)]бензолом в концентрации 0,4-1 г/л, а концентрация родамина В или родамина С в ней составляет 0,9-1,1 г/л. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 01 N 21/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4307852/31-25 (22) 22.06.87 (46) 23.04,89. Бюл. В 15 (71) Институт физики АН БССР (72) В.Г. Батюков, А.Я. Гореленко, Э.И. Зенькевич, И.И. Калоша и И.Г. Спицын (53) 543.42(088.8) (56) Паркер С. Фотолюминесценция растворов. - М.: Мир, 1972, с.510.

Авторское свидетельство СССР В 1362948, кл. С 01 N 21/64, 1986. (54) ЭТАЛОН СЧЕТЧИКА КВАНТОВ СПЕКТРОФЛУОРИМЕТРА (57) Изобретение относится к технике люминесцентных (флуоресцентных) .измерений,в частности к элементной базе корректирующих систем спектрофлуориметров, и позволяет повысить

Изобретение относится к технике люминесцентных (флуоресцентных) измерений, в частности к элементной базе корректирующих систем спектрофлуориметров.

Цель изобретения - расширение области стабильности коэффициента преобразования числа квантов возбуждающего излучения в число квантов флуоресцентного излучения и повышение светоотдачи.

На чертеже представлены графики коэффициентов преобразования числа квантов возбуждающего излучения в число квантов флуоресцентного излучения однокомпонентных и трехкомпоненмных эталонов.

Сущность изобретения состоит. в том, что твердая матрица полиметил„„SU„„14 4527 А1 стабильность коэффициента преобразования числа квантов возбуждающего излучения в число квантов флуоресцентного излучения во всей спектральной области работы счетчика квантов 220600 мм за счет увеличения коэффициента поглощения эталона в диапазоне

370-470 нм, а также повысить светоотдачу эталона за счет уменьшения концентрации родамина В или родамина

С. Эталон счетчика квантов спектрофлуориметра.выполнен из матрицы полиметилметракрилата, активированной родамином. Матрица дополнительно активирована кумарином 30 в концентра. ции 0,4-1 г/л и 1,4-ди Р-(5-фенилоксазолил)) бензолом в концентрации 0,4- ®

1 г/л, а концентрация роцаиина В нлн Щ родамина С в ней составляет 0,9—

1,1 г/л. 1 ил.. С:

2 метакрилата (ПММА), являющаяся заготовкой, из которой путем механической обработки выполняется эталон, по известной технологии активирована родамином В или родамином С, а также двумя дополнительными флуоресцентными компонентами, спектры поглощения которых, т.е. основные полосы с большим коэффицицентом поглощения, заполняют область слабого поглощения родамина В или родамина С, а их спектры флуоресценции перекрываются с основной полосой поглощения родамина В или родамина С в видимой области. В качестве дополнительных компонент испытывались следующие соединения: 1,4-ди(2-(5-фенилоксазолил)) бензол (ПОПОП), перилен, кумарин 7; кумарин 30, дистерилбензол, оксазин 17.

10

25

Ф

55!

Щосле многочисленных исследований

|выбраны два вещества: кумарин 30 и ПОПОП.

Механизм работы трехкомпонентного эталона на основе матрицы ПИМА следующий. Перекрытие спектров флуоресценции красителей — доноров (кумарин

30 и ПОПОП) со спектром флуоресценции красителя — акцептора (родамин

В или родамин С) является необходимым .условием для реализации двух эффектов, ухудшающих эксплуатационные возможности эталона: реабсорбции молекулами акцептора (Л) излучения флуоресценции молекул донора (Д), безызлучательного переноса энергии электронного возбуждения от молекул Д к молекулам А.

Эффективная реабсорбция достигает, ся при высоких оптических плотностях эталона. Оптическая плотность должна быть больше 3 во всем рабочем диапазоне для того, чтобы большая часть из лучаемого изотопно по всем направлениям флуоресцентного излучения от Д поглотилась молекулами А. Наличие безызлучательного переноса энергии от Д к А обеспечивает эффективную трансформацию поглощенного донорными компонентами излучения возбуждения в излучение A регистрируемое детектором счетчика квантов. Вероятность (и, соответственно, эффективность) этого процесса определяется степенью перекрытия спектров излучения флуоресценции Д и поглощения А, квантовым выходом флуоресценции Д и расстояниями между молекулами Д и A. Анализ спектрально-энергетических характеристик выбранных соединений показыва" ет, что критическое расстояние переноса энергии, при котором эффективность безызлучательного переноса от молекул Д к молекулам А составляет

507, характеризуется величинами 50100 А. Такие расстояния реализуются для рассматриваемых систем при концентрациях 0,25-2,5 г/л.

Пример. Изготовлены и исследованы два эталона, выполненные в виде лопасти обтюратора для четчи ка квантов спектрофлуориметра 10 . из полимерной матрицы IBERIA активированной тремя флуоресцентными компонентами.!

Первый эталон, г/л: родамин В 1;

ПОПОП 1 кумарин 30 1.

74527

Второй эталон, г/л: родамин С

1„ ПОПОП 0,4; кумарин 30 0,4. !

Оба эталона имеют толщину 2 мм по оптической оси распространения возбуждающего излучения, съем излучения флуоресценции осуществляется с торца лопасти Оптическая плотность в диапазоне 220-600 нм D 3,0.

Оба эталона имеют практически одинаковые характеристики. В обоих эталонах энергия, поглощенная ПОПОП, реабсорбируется и передается кумарину 30, а от него также за счет эффектов реабсорбции и передачи энергии трансформируется практически с эффективностью 100Х в излучение родамина.

Предлагаемое техническое решение

20 по сравнению с известным за счет повышения коэффициента поглощения эталона путем дополнительной активации матрицы из ПИМА компонентами, спектры поглощения которых заполняют область слабого поглощения родамина, а спектры флуоресценции перекрываются с основной полосой поглощения родамина, позволяет повысить стабильность коэффициента преобразования числа квантов возбуждающего излучения в число квантов флуоресцентного излучения до значения не хуже +5K.

На чертеже представлены записанные на автоматических спектрофлуориметрах Г са-55 и SLM-4800 коэффициенты преобразования числа квантов возбуждающего излучения в число квантов флуоресцентного излучения трехкомпонентного эталона 1 и двух однокомпонентных — с родамином В и родамином С.

Как видно из чертежа, однокомпонентные эталоны обладают погрешностью до

20% именно в области 370-470 нм, где для них характерны малые коэффициенты поглощения.

Известно, что в органических растворителях изменение концентрации родаминов от 1 до 4 г/л приводит к уменьшению квантовых выходов флуоресценции растворов в 2,3-2,5 раза. Непосредственное. сравнение предлагаемых трехкомпонентных эталонов и известного, в которых концентрации родаминов также составляют 1 и 4 г/л соответственно, похазывает, что при одинаковых условиях возбуждения и регистрации интенсивности на длине волны максимума спектров флуоресценции родаМина В в предлагаемом эталоне выше

14 в 3-3,5 раза, Это обусловлено не только концентрационным эффектами, но и меньшей толщиной трехкомпонентного эталона (2 мм) по сравнению с толщиной известного эталона.

Таким образом, предлагаемое техническое решение по сравнению с известным за счет снижения концентрации родамина до 1 г/л позволяет повысить светоотдачу эталона.

Кроме того, компоненты, входящие в состав предлагаемого эталона, используются в качестве активных сред в ОКГ на красителях, внедренных в

I291A что дает уверенность в их высоких эксплуатационных возможностях, поскольку мощности излучения возбуждения в спектрофлуориметрах на 3-4 порядка меньше мощностей, используемых при накачке в ОКГ.

П/7РМ росйряюиу Я г

IVÏIM ðîàîI èèÑ I.1.

1 ы орин 50

Составитель Б. Широков

Техред Л.Сердюкова Корректор N. немчик

Редактор Н. Тупица

Заказ 1886/41 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

О8

0g

4 УХ

ДО

ДУ

Од

74527 6 формулаизобретенпя

Эталон счетчика квантов спектрофлуориметра, выполненный в виде ло". пасти обтюратора из матрицы полиметилметакрилата, активированной родамином В или родамином С, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расшире10 ния области стабильности коэффициента преобразования числа квантов возбуждающего излучения в число квантов флуоресцентного излучения и повышения светоотдачи, матрица полиметилметакрилата дополнительно активирована кумарином 30 в концентрации 0,41 г/л и 1,4-ди(2-(5-фенилоксазолил)( бензолом в концентрации 0,4-1 г/л, а концентрация родамина В или родамина

С составляет 0,9-1, 1 г/л,