Люминисцентный фотометр
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при разработке спектрофлуориметров, спектрофотометров и др. люминесцентных фотометров. Целью изобретения является повышение точности определения квантового выхода люминесценции. Опорный канал включает устройство, выделяющее спектральную область возбуждения, и селективный светоделитель общий с каналом возбуждения, что позволяет, используя в опорном канале в зависимости от объекта исследования зеркально или диффузно отражающие элементы, устранить влияние оптических артефактов, связанных с рассеянием света. 1 з.п. ф-лы, 2 ил,
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СО ( (л К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4499610/25 (22) 27.10.88 (46) l5.12,91. Бюл, ¹ 46 (71) Латвийский государственный университет им. П.Стучки и МГУ им. М.В.Ломоносова (72) А.П.Круминьш, У.В.Янсон, Я.С.Поляков, Л.А.Шифферс, B.К,Рунов и А.А.Попов (53) 535,242(088.8) (56) Карнаухов В.Н. Люминесцентный спектральный анализ клетки, — M.: Наука, 1978, с, 17-19. Патент США ¹ 4536655, кл. G 01 1/20, опублик, 1985. (54) ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ФОТОМЕТР Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при разработке спектрофлуориметров, спектрофосфориметров и других люминесцентных фотометров, Целью изобретения является повышение точности определения квантового выхода люминесценции. На фиг,1 представлена блок-схема люминесц нтного фотометра; на фиг.2 показан пример расположения прорезей канала люминесценции, Люминесцентный фотометр состоит из источника 1 излучения, устройства 2, выделяющего спектральную область возбуждения, селективного светоделителя 3, высокоапер-. турного объектива 4, фокусирующего возбуждающее излучение на исследуемый объект 5, образующих канал возбуждения. Канал люминесценции состоит из общих с каналом возбуждения селективного светоделителя 3, высокоапертурного объектива 4, дискового модулятора 6, приводимого во вращение „„SU „„1б98б54 А1 (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при разработке спектрофлуориметров, спектрофотометров и др. люминесцентных фотометров, Целью изобретения является повышение точности определения квантового выхода люминесценции. Опорный канал включает устройство. выделяющее спектральную область возбуждения, и селективный светоделитель общий с каналом возбуждения, что позволяет, используя в опорном канале в зависимости от объекта исследования зеркально или диффузно отражающие элементы, устранить влияние оптических артефактов. связанных с рассеянием света. 1 з,п. ф-лы, 2 ил, электродвигателем 7, устройства 8, выделяющего спектральную область люминесценции, объектива 9, фокусирующего люминесценцию исследуемого объекта ла фотоэлектронный умножитель 10. Опорный канал состоит из устройства 2, выделяющего спектральную область возбуждения, селективного светоделителя 3, держателя 11, в котором за к реплены зеркало и элементы, выполненные из диффузно отражающих материалов (не показа-. ны), с возможностью попеременной их установки в опорный канал, высокоапертурного объектива 12, направляющих часть возбуждающего излучения через дисковый модулятор 6 и объектив 9 на фотоэлектронный умнсжитель 10, Система регистрации содержит фотоэлектронный умножитель 10, к выходу кото ро го и од ключ е н амллитудный дискриминатор 13, подключенный к первому входу вентиля 14, выход которого подключен к счетному входу счетчика 15, а управляющий вход вентиля 14 подключен к первому выходу таймера 16, второй вход которого под1698654 55 ключен к выходу фотодиодного датчика 17 положения дискового модулятора 6. Информационные выходы счетчика 15 и информационные входы таймера 16 подключены соответственно к входному и выходному регистрам микроЗВМ 18, На фиг,2 показан пример располо>ке ия прорезей 19 — 21 канала люминесценции л опорного канала и синхронизации дискового модулятора 6. Люминесцентный фотометр работает следующим образом. Свет от источника 1 излучен1ля через устройство 2, выделяющее спектральную область возбуждения, попадает на селективный светоделитель 3., имеющий коэффициент отражения, близкий к единице, для коротковолновой области спектра и коэффициент прапускания, близкий к единице, для длинноволновой области спектра. Таким образом, возбу>кдающее излучение отражается от селективного светоделителя 3 и через обьектив 4 фокусируется на исследуемый объект 5, Люминесцентное излучение через объектив 4 попадает на селективный светоделитель 3, благодаря высокому коэффициенту пропускания для длинноволновой области спектра проходит через светсделитель почти без потерь и обьективом 9 фокусируется на фотоэлектронный умножитель 10. Часть возбуждающего излучения проходит через селективный светоделитель 3, отражается установленным в держателе 11 зеркалом или одним из диффузно отражающих элементов собирается высокоапертурным обьективом 12, направляется через дисковый модулятор 6 и объективом 9 фокусируется на фотоэлектронный умножитель 10. Дисковый модулятор 6 при вращении попеременно перекрывает канал люминесценции., опорный канал или оба канала за один оборот диска, При повороте диска на 120 через прорезь 19 на фотоэлектронный умножитель 10 попадает люминесцентное излучение исследуемого объекта 5; при повороте на 240 через прорезь 20 проходит свет, отраженный установленным в держателе 11 зеркалом или светоотражающим элементом; при повороте на 360 фстоэлектронный умно>китель затемнен. Электрический сигнал с выхода фотоэлектронного умножителя 10 усиливается, и амплитудным дискриминатором 13 выделяюгся одноэлектронные импульсы, которые через вентиль 14 поступают на вход счетчика 15. Таким образом, в течение nepeoro такта в счетчике 15 накапливается количество импульсов, пропорциональное интенсивности люминесценции N, во втором такте — количество импульсов, пропорциональное интенсивности возбуждающего излучения NB, в третьем такте — шумовые импульсы фотоэлектронного умножителя NU>. Время счета задается таймером 16, который синхронизируется от фотодиодного датчика 17 положения дискового модулятора 6. С началом такта, которое определяет прорезь 21 на дисковом модуляторе, таймер 16 подает импульс на вход сброса счетчика .5 и открывает вентиль 14. В конце такта вентиль 14 закрывается и таймер выдает на микроЭВМ 18 запрос на обслуживание, По запросу от микроЭВМ данные со счетчика 15 записываются во входной регистр микроЭВМ 18 и при необходимости от выходного регистра микроЗВМ выдаются данные для программирования таймера 16. В большинстве случаев исследуемое вещество находится в виде раствора примесей в кристалле, на хроматографическом носителе и других матрицах. Поскольку матрицы обладают собственн ыми поглощением, отражением и расстоянием, являющимися сложнь1ми функциями от длины волны, а также люминесценцией, то возникают погрешности измерения, связанные с тем. что спектр люминесценции объекта искажен. Для получения исправленного спектра люминесценции используется опорный канал фотометра. При снятии спектра люминесценции вещества с растворе в микроЭВМ количество импульсов N,,-NB> нормируется на количество импульсов NB B>. Аналогично снимается норь ированный спектр раствора стандартного вещества, квантовый выход р„люминесценции которого известен. Измерив количество импульсов MB, Me и Мщ по всему спектру люминесценции стандартного вещества при длине волны возбуждения А, квантовый выход ф исследуемого вещества рассчитывается по формуле и Nï ш ал у Мп — Мц> MB — Мш где Z — отношение энергии, поглощенной стандартным и исследуемым веществом при длине волны возбуждения, определяемое как отношение их оптических плотностей /И: Z -= -ОстИ. В случае исследования твердых образцов в качестве отражающих элементов используют образцы носителя, на который наносят исследуемое вещество, что позволяет устранить оптические артефакты, связанные с рассеянием све..а подложкой, откалибровав оптлческие каналы по рассеянному излучению и учтя в количестве импульсов Мп и Мп вели1698б54 чину, обусловленную светом, рассеянным матрицей носителя, В этом случае параметр Z.îïðåäåëÿåòñÿ из соотношения измеренных при длине возбуждения функций Гуревича — Кубелки — Мунка для стандартного 5 (F«) и исследуемого (F) веществ, Z FcT Формула изобретения 10 1, Люминесцентный фотометр, содержащий канал возбуждения, включающи. оптически связанные источник света, устройство, выделяющее спектральную область возбуждения, селективный светоделитель и 15 объектив, канал люминесценции, включающий оптически связанные объектив, селективный светоделитель, общий с каналом возбуждения, устройство, выделяющее спектральную область люминесценции, и 20 фотоэлектронный умножитель, опорный канал, включающйй фотоэлектронный умножитель, и регистрирующую систему, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения квантового выхода люминесценции, опорный канал включает устройство, выделяющее спектральную область возбуждения, и селективный светоделитель, общий с каналом возбуждения, и дополнительно содержит держатель, в котором с возможностью попеременной установки в опорный канал закреплены зеркало и элементы, выполненные из диффузно отражающих материалов, и модулятор, установленный с возможностью поочередного перекрытия канала люминесценции, опорного канала и обоих каналов одновременно, причем фотоэлектронные умножители в опорном канале и канале люминесценции и объективы в каналах возбуждения и люминесценции совмещены. 2, Фотометрпо п.1,отл и чаю шийся тем, что объектив выполнен высокоапертурным. 1698654 2Е Составитель И.Бубличенко Техред M.Моргентал Корректор О.Ципле Редактор А,Лежнина Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 191 Заказ 4385 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
