СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТРЕХМЕРНОГО НАБОРА ДИФРАКЦИОННЫХ КАРТИН Российский патент 1994 года по МПК G01N23/20 

Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу, в частности к анализу сложных структур с большими параметрами элементарной ячейки, в особенности объектов биологического происхождения.

Известна система получения трехмерного набора для анализа биологических структур, содержащая источник рентгеновского излучения, по ходу луча которого установлен объект исследования, снабженный двумя независимыми взаимно перпендикулярными приводами, и жестко фиксированное регистрирующее устройство [1].

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой системе относится система получения трехмерного набора дифракционных картин, включающая источник рентгеновского излучения и горизонтальную платформу, снабженную средствами установки на ней регистратора с держателем и держатель образца с механизмами их совместного поворота вокруг трех взаимно перпендикулярных осей. За счет механической связи между собой исследуемый объект и регистратор осуществляют синхронное прецессионное движение. При этом расстояние между образцом и регистратором строго фиксировано и может изменяться дискретно в незначительных пределах [2].

Недостатком известной системы является низкое разрешение получаемых дифракционных картин вследствие ограничения расстояния между объектом исследования и регистратором, налагаемого механической связью. При этом небольшие пределы изменения длины механической связи приводят к ограничению регистрируемого дифракционного поля, а использование длинной механической связи приводит к искажению рефлексов на дифракционной картине. Другим недостатком системы является использование расходящегося рентгеновского пучка, что приводит к снижению разрешения дифракционной картины.

Целью изобретения является повышение разрешающей способности системы.

Использование заявляемой системы позволяет исследовать трехмерную структуру качественно нового класса объектов с большими параметрами элементарной ячейки, например кристаллов вирусов, рибосом, живых мышц и др. при высоком их разрешении. Кроме того, повышается точность исследования за счет расширения размера регистрирующего дифракционного поля, позволяющего получить трехмерные наборы дифракционных картин как в малых, так и в больших углах дифракции.

Для достижения цели предложена система получения трехмерного набора дифракционных картин, включающая источник рентгеновского излучения и горизонтальную платформу с установленными на ней держателем образца и держателем с регистратором, снабженными механизмами их совместного поворота вокруг трех взаимно перпендикулярных осей. В указанную систему введен элемент для фокусировки пучка в двух взаимно перпендикулярных направлениях, размещенный на горизонтальной платформе между источником рентгеновского излучения и держателем образца, при этом горизонтальная платформа выполнена в виде оптической скамьи и двух шарнирно соединенных плеч, на первом из которых размещен фокусирующий элемент, а на втором - держатели образца и регистратора, причем держатели установлены на суппортах, снабженных средствами независимого перемещения и фиксации вдоль оптической скамьи, выполненных в виде зубчатой рейки, шестерни и фиксатора, а держатели образца и регистратора выполнены в виде четырехкружного гониометра с независимыми приводами их порота вокруг каждой из трех взаимно перпендикулярных осей и средствами их управления.

На фиг. 1-3 показана предлагаемая система.

Система для получения трехмерного набора дифракционных картин содержит источник 1 рентгеновского излучения, оптическую скамью 2 с шарнирным соединением 3, делящим оптическую скамью 2 на два плеча 4, 5. На плече 4 расположено фокусирующее устройство 6, установленное на суппорте 7 с возможностью плавного перемещения от источника 1 излучения до шарнира 3. На плече 5 размещены держатель 8 с образцом 9 и регистратор 10 с держателем 11. Держатели 8 и 11 установлены на суппортах 12, 13 соответственно, позволяющих осуществлять плавное независимое перемещение держателей вдоль оптической скамьи 2. Суппорты 12, 13 снабжены стопорными винтами 14, 15 для фиксации положения держателей на оптической скамье 2. Средства перемещения суппортов 7, 12, 13 по оптической скамье 2 выполнены в виде зубчатой передачи, состоящей из зубчатой рейки 16 и шестеренок 17. Держатели 8, 11 образца и регистратора выполнены в виде четырехкружных гониометров 18, 19 с независимыми приводами 20, 21, вращающих образец 9 и регистратор 10 вокруг каждой из трех взаимно перпендикулярных осей. Управление независимыми приводами 20, 21 осуществляется через ЭВМ по заранее заданной программе.

Использование: рентгеноструктурный анализ, в частности анализ сложных структур с большими параметрами элементарной ячейки. Сущность: в устройство введена фокусирующая система, расположенная на горизонтальной платформе между источником рентгеновского излучения и исследуемым образцом. Сфокусированный рентгеновский пучок распространяется параллельно столу рентгеновского генератора. Плечо оптической скамьи с держателем и образцом за счет шарнирного соединения поворачивается параллельно сфокусированному пучку. С помощью суппортов выставляют держатель с образцом и регистратором в положение, соответствующее выбранной схеме съемки.Установку держателей осуществляют с помощью зубчатой рейки и шестеренок. Дифрагированный образцом рентгеновский пучок попадает на регистратор, после чего записывается в память ЭВМ. 3 ил.

СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТРЕХМЕРНОГО НАБОРА ДИФРАКЦИОННЫХ КАРТИН, включающая источник рентгеновского излучения и горизонтальную платформу с установленными на ней держателем образца и держателем с регистратором, снабженными механизмами их совместного поворота вокруг трех взаимно перпендикулярных осей, отличающаяся тем, что, с целью повышения разрешающей способности системы, в нее введен элемент для фокусировки пучка в двух взаимно перпендикулярных направлениях, размещенный на горизонтальной платформе между источником рентгеновского излучения и держателем образца, при этом горизонтальная платформа выполнена в виде оптической скамьи из двух шарнирно соединенных плеч, на первом из которых размещен фокусирующий элемент, а на втором - держатели образца и регистратора, причем держатели установлены на суппортах, снабженных средствами независимого перемещения и фиксации вдоль оптической скамьи, выполненных в виде зубчатой рейки, шестерен и фиксатора, а держатели образца и регистратора выполнены в виде четырехкружного гониометра с независимыми приводами их поворота вокруг каждой из трех взаимно перпендикулярных осей и средствами их управления.