Оптическая кювета для микроскопического исследования жидкости в тонком слое Советский патент 1992 года по МПК G01N21/03 

Изобретение относится к технике физического эксперимента и может быть использовано для изучения кинетики фазовых переходов в бинарных жидких прозрачных расслаивающихся растворах методом фотосъемки через микроскоп, а также в биологии и медицине.

Известно устройство для исследования спектров летучих жидкостей, в которых рабочий объем с образцом герметизирован. На кольцевой выступ корпуса опираются окна, ограничивающие рабочий объем кюветы. Длина кюветы задается калиброванным вкладышем. Держатель кюветы и фланец через втулки прижимают коническую фторопластовую прокладку к наружным поверхностям окон и внутренней поверхности корпуса, обеспечивая герметизацию рабочего объема. Кювета заполняется анализируемой жидкостью через канал, который после заполнения закрывается накидной гайкой. Такая кювета, снаЬженная электроподогревателем или тепловой рубашкой, может служить для фотометрирова- ния образцов при постоянной температуре.

Существенным недостатком устройства является невозможность перемешивания образца в тонком слое между окнами кюветы. При изучении растворов невозможность перемешивания недопустима, поскольку без выравнивания концентрации получение достоверных данных маловероятно.

Известна оптическая кювета, в которой тонкий слой образован жесткой конструкцией при помощи двух стеклянных стаканов, вставленных один в другой по типу сосуда Дьюара, но с плоским дном. Помимо технической сложности изготовления кюветы, она не позволяет перемешать раствор в тонком слое между донышками стаканов

Х|

xl О 00

Ј

для выравнивания концентрации тонкого слоя с концентрацией раствора в свободном объеме между боковыми стенками кюветы.

Известна также оптическая кювета для микроскопического исследования дисперсных образцов, представляющая собой стеклянную цилиндрическую трубку, открытую с одного конца, а другой конец выполнен в виде закрытого канала с плоскопараллельными стенками. 8 канал вставляется стеклянный вкладыш со стержнем, Вкладыш подобен веслу, лопасть которого имеет также ллоскопараллельныё стенки. Поперечное сечение лопасти меньше поперечного сечения канала, и за счет этого образуется зазор от 25 до 100 мкм. При введении вкладыша со стержнем в трубку образующийся зазор заполняется тонким слоем исследуемого образца, и кювета помещается под микроскоп.

Конструкция этой оптической кюветы имеет ряд недостатков. Корпус кюветы с. каналом сложен в изготовлении. Тонкий слой образца в собранной кювете перемешать невозможно. Кювету нельзя погружать полностью в термостат из-за открытого конца.

Таким образом, ни в одной известной кювете не реализовано одновременное выполнение всех условий, необходимых для микроскопического исследования кинетики расслаивания растворов, а именно: наличие тонкого слоя исследуемого образца (40- 100 мкм) для исключения эффектов суперпозиции отраженных потоков Света от капель; обеспечение однородности раствора по концентрации в исследуемом объеме путем перемешивания в любой момент времени; воспроизводимость и контроль основных характеристик раствора (концентрации и температуры расслаивания) за счет герметичности камеры и возможности термостатирования образца.

Целью изобретения является повышение достоверности исследований при изучении кинетики расслаивания растворов под микроскопом.

Цель достигается тем, что в оптической кювете стеклянный вкладыш в виде диска, расположенный внутри замкнутого объема камеры, образованного плоскопараллельными окнами с кольцевой прокладкой между ними, свободно перемещается внутри камеры, поскольку кювета установлена с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси.

На фиг.1 показана предлагаемая оптическая кювета, поперечное сечение; на фиг.2 -обойма с кюветой.

Оптическая кювета имеет корпус 1, в который непосредственно собирают детали кюветы, образующие закрытую герметичную камеру 2. В корпус 1 с уплотнительной

прокладкой 3 помещают плоскопараллельное оптическое окно 4 и кольцевую прокладку 5 со стеклянным вкладышем 6, затем второе оптическое окно 4, уплотнительную прокладку 3 и крышку 7. Винтами 8 крышка

7 поджимается к корпусу 1, создавая герметичное уплотнение объема камеры 2. Кювету в собранном виде вставляют в кольцевую обойму 9 с роликами (фиг.2), где она свободно вращается вокруг горизонтальной оси,

при этом стеклянный вкладыш 6 перемещается по внутренней окружности кольцевой прокладки 5.

В камеру 2 заливают исследуемый раствор таким образом, чтобы в обьеме камеры остался паровоздушный пузырек для лучшего перемешивания раствора. При вращении кюветы вокруг горизонтальной оси стеклянный вкладыш 6 эффективно перемешивает

раствор, перекатываясь по внутренней окружности кольцев ой прокладки 5. После ос- тановки вращения кюветы вкладыш фиксируется в нижнем положении в камере под действием сил тяжести и образует зазоры с окнами камеры, D которых формируются тонкие слои исследуемого раствора. Суперпозиции картин расслаивания в обоих зазорах не наблюдается при использовании микроскопа с малой глубиной резкости. Наличие в наборе кюветы кольцевых прокладок различной толщины позволяет реализовать толщину тонкого слоя от 20 до 100 мкм и более.

Применение в исследованиях предлагаемой сборной оптической кюветы с мешалкой для наблюдения кинетики расслаивания раствора при фазовом переходе упрощает технику проведения эксперимента. Изготовление кюветы несложно и выполняется

следующим образом. Корпус кюветы и крышку вытачивают, например, из латуни и стягивают латунными винтами. Это позволяет использовать в качестве термостатной жидкости дистиллированную воду. Стекла

кюветы изготавливают из стеклянной фотопластинки, с которой смыта фотоэмульсия. Стекла кюветы легко моются и могут многократно использоваться в опытах. Применение фторопласта для кольцевой прокладки,

5 химически не реагирующей со многими веществами, позволяет длительное время (до трех месяцев) работать с приготовленным образцом. Постоянство температуры расслаивания образца свидетельствует о неизменности концентрации раствора.

Использование изобретения позволяет повысить достоверность результатов опытов по исследованию кинетики расслаивания растворов.

Формула изобретения Оптическая кювета для микроскопического исследования жидкости в тонком слое, содержащая камеру с исследуемой жидкостью, выполненную с плоскопараллельными оптическими окнами, внутри которой расположен стеклянный вкладыш, образующий с оптическими окнами камеры зазор, отличающаяся тем, что, с целью

0

повышения достоверности исследовании при изучении кинетики расслаивания растворов под микроскопом, кювета установлена с возможностью ее вращения вокруг оси, перпендикулярной плоской и оптических окон камеры, которая выполнена герметичной, цилиндрической формы и снабжена кольцевой прокладкой переменной толщины, расположенной между оптическими окнами, при этом вкладыш выполнен в виде диска с возможностью его свободного перемещения внутри камеры, а толщина зазора составляет половину разности толщин камеры И диска.

Использование: изучение кинетики расслаивания при фазовом переходе в прозрачных средах, биология, медицина. Сущность изобретения: оптическая кювета содержит камеру, которая выполнена герметичной из двух плоскопараллельных стекол с кольцевой прокладкой между ними и снабжена стеклянной мешалкой в виде диска меньшего диаметра внутри нее. Тонкий слой раствора образуется с обеих сторон мешалки в зазорах со стеклами камеры за счет разности в толщинах мешалки и кольцевой прокладки. При вращении кюветы вокруг горизонтальной оси происходит эффективное перемешивание раствора. Новым в оптической кювете является круглая стеклянная мешалка, с помощью которой перемешивается раствор и образуется тонкий слой. Это повышает достоверность результатов исследований. Кювета проста в изготовлении. 2 ил.

Фиг. 2

Составитель Ю. Колпаков Редактор Г. ВельскаяТехред М.МоргенталКорректор Л. Филь

Заказ 3737ТиражПодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

щ-

1