Фотометрический анализатор

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 533342 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено29 11 72 (21) 1852022/25 (23) Приоритет — (32) 8о.11.71 (31) 2О3 248 (33) США (43) Опубликовано 25, 1О,76.Бюллетень №39 (45) Дата опубликования описания 19.04.77 (51} М. Кл.2

4О1Х 1/О4

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изооретений и открытий (53) УДК 585.85Э (О88,8) (72) Авторы изобретения

И ностранцы

Вайн Л. Маддокс, Роберт Л. Колман и Вильбур Д. Шульц (США) (71) заявитель (54) ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к фотометрическим анализаторам жидких сред и может найти применение в физических, химических и биологических исследованиях веществ, В настоящее время для фотометрических измерений используют устройства, содержащие источник света, коллиматор, ослабитель, фотоприемник, региструющий узел P), Эти устройства не позволяют проводить автоматическое измерение множества проб. 1п

При этом на измерения затрачивается много времени, а результаты измерений не надежны, Известны также фотометрические анализаторы, которые содержат источник излуче- 15 ния, роторный узел с кюветами, фотоприемник регистрирующую систему(2) . Основным узлом этих устройств является роторный.

Такие фотометрические анализаторы содержат ротор, диск с приемными кюветами для 20 реагента и исследуемого вещества, располо женными последовательно друг за другом вдоль радиуса диска, полость смешивания, камеру фотометрирования, каналы для связывания кювет, полостей, камер между со 25 бой, фотоприемник, регистрирующее устро& ство.

Исследуемый образец смешивается с реагентом в камере смешивания во время вращения ротора.

Известные фотометрпческие устройства обладают рядом особенностей: преждевсего ограниченной скоростью анализа и -за последовательного заполнения камеры смешивания реагирующими веществами, а также слабой смешиваемостью веществ, малой надежностью.

Целью изобретения является создание устройства, позволятощего ускорить процесс анализа заданных веществ.

Эта цель достигается тем, что кюветы для реагента и исследуемого вещества расположены веерообразно, части этих кювет, удаленные от центра вращения, попарно связаны с полостью смешивания каналами, вытянутыми вдоль окружности диска навстречу друг другу, причем ось полости наклонена под острым углом к оси вращения.

На фиг. 1 изображена блок-схема фотометрического анализатора; на фиг. 2 - диск

533342

Пучок света от источника 13 через светонаправляющее устройство (зеркало)

14 и каждое этверстие 11 проходит в

25 камеру 10 во время вращения ротора, Для удобства эксплуатации poTopHo.-o узла служит ручка 15, установленная па резьбе в кюветочном диске.

Фотоприемник 16, например фэтоумножитель установлен над рэторным узлом, чтэоы воспринимать луч света, проходящий через кюветы Во время вращения роторного узла.

Этот фотоприемник выдает электрические сигналы, нропорциональные интенсивнэсти света, проходящего через кюветы.

Электронные устройства включают пропорциональный тахометр 1 7, обеспечивающий сигналы напряжения, пропорциональные скорости вращения ротора, подающиеся на гене — 4О ратор 1 8,который,в свою очередь обеспечивает подачу сигналов на импульсное развертывающее устройство 1 9.Детектор вращения 20 синхрэнизируется частотой вращения ротора. Импульсное развертывающее устройство 19 45 синхронизируется Ilo частоте сигналом от генератора и генерирует в соответствии с величиной импульсов тока фотоприемника 1 6 первичные импульсы, Устройство 21, считывающее эти импульсы, беспрерывно и одновременно показывает фотопрозрачность (илп коэффициент пропускания света) жидкости, содержащейся в каждой иовете.

Кюветный диск 1 содержит кольцевидную крышку 22, выполненную из прозрачного пластика, прикрепленную с помощью болтов к корпусу 3. Этот диск снабжен рядом зубчатых выступов 23, предназначенных для зацепления с соответствующими выступами кольца 6, благодаря чему предотвра- gp

50 с кюветами, вид сверху; на фиг, 3 - то же, вид сбоку.

Анализатор содержит кюветный диск 1, poTopHblII узел 2 со с-.алиным корпусом 3, стеклянные кольца 4 и 5, выполнснное с пазами из политетрафторэтилена кюветное кольцо 6, политетрафторзтиленовые контровочные кольца 7 и 8, фланцевое кольцо 9, которое выполнено из стали и прикреплено к корпусу болтами. Кольца 4, 5, 6, 7 и 8 зажаты между корпусом ротора и фланцевым кольцом 9 болтами, образуя тем самым множество радиально направленных камер 10 для фотометрирования, выполненных в кольце 6. В корпусе ротора, контровсчных коль- 15 цах 7 и 8 и во фланцевом кольце 9 изготовлены совмещенные по оси с камерами 10 отверстия 11, служащие для прохождения светового пучка через камеры 10. Роторный узел установлен на электродвигателе 12 2р и работает от последнего. щается относительное вэащение между диском и роторным узлом, В верхней плоскости корпусной части 24 выполнены пэ окружности удлиненные кюветы 25 для размещения в них проб и реактивов (на диске имеется тридцать кювет), Коветы размещены вдоль радиусов диска, идущих от центра вращения диска и роторного узла. Крышка

22 закрывает кюветы 25 не полностью (cM. фиг, 2), а так, чтобы на внутреннем (в радиальном направлении) конце каждой камеры было отверстие 26 для прохождения жидкэсти. Расположенные на внешней (в радиальном направлении) стороне кювет

25 стенки 27 имеют наклон пэд y:-Jioì э около 15 к вертикальной оси диска„чтс бы ускорить вытекание из кювет жидкостей, когда диск вращается относительно эсн.

Каналы 28 вытянуты к смешивающей полости 29, имеют цилиндрическую форм.. и наклоны под углом около 5 относитель= но вертикальной оси этого диска. Наклон смешиваюшей полости 29 облегчает стекание смеси i= анализируемэгэ вещества и реактива на дно,. откуда эта смесь выходит пэ радиально распэлэженным каналам 30 в камеры 10, где Ipoiçâoäèòñii фотометрический анализ.

Каналы 28 рекомендуется выполнять так, чтобы OHè, связывая гару кювет 25 для проб и реактивов со смен ивающей полостью 29, пересекали последнюю в диаметрально противоположном направлении, что обеспечивает быстрое и полнoe смещиваниэ анализируемой пробь; и реактива до того, как они попадут в камеру для фэт,>метрического анализа. Быстрое смешивание проб и реактивов имеет су цественнэе значение ь некоторых биохимических:лю: инесцентпых реакпиях, которые продолжаются в течение весьма короткого времени, Примером такой химической люмицесцентной реакции может послужить анализ трифэсфата аденDзина (ATP) . Этот анализ имеет очень бэльщое значение, так как АТР служит в качестве основного носителя (или передатчика) энергии при синтезе нового клеточного материала, Используя предлагаемый вращающийся узел, можно смешивать реактивы люсифераз и люсифернн с анализируемыми пробами, в результате чего при наличии АТР -,элучать импульсы света в результате реакпии люминесценции. B тэм случае, когда реакция сама обеспечивает появление свечения, которое можно измерить, источник света и отражатель не используют, поскольку в данном случае фотоприемник 1 6 измеряет то.п ко свет, образующийся в результате самой реакции.

533342

Формула изобретения

Фэтомстрический анализатор, содержащий ротор, диск с приемными кюветами для реагента и исследуемого вещества, расположенными последовательно друг за gpyroM вдоль радиуса диска, полость смешивания, камеру фотометрирования, каналы для связывания кювет, полостей, камер между собой, фотоприемник, регистрирующее устройство, о ч личаюшийся тем, что, с целью ускорения процесса анализа, кюветы для реагента и исследуемого вещества расположены веерообраано, части этих кювет, удаленные от центра вращения, попарно связаны с полостью смешивания каналами, вытянутыми вдоль окружности диска навстречу друг другу, причем ось полости наклонена под углом к оси вращения.

Источники информации, принятые вэ внимание при экспертизе:

1. Шишловский А. A., Прикладная физическая оптика. М., Гос. изд. физ-мат. литературы, 1961 г., с. 319-378, 629-675.

2, Патент США % 3586484, класс

23 230, 23,05,69, с

533342

Составитель М, Дедловский

Редактор О. Кузнецова Техред А. Демьянова Корректор Н. Ковалева

Заказ 5445/201 Тираж 814 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4