Устройство для измерения сверхслабого свечения биологических объектов Советский патент 1993 года по МПК G01N21/76 

Изобретение относится к области приборостроения для технической физики, касается кюветных отделений биолюмино- метров и может быть использовано для измерения слабых и сверхслабых световых потоков в физике, химии, биологии, медицине.

Цель изобретения -расширение функциональных возможностей устройства за Счет его адаптации к различным уровням интенсивности объекта и повышение чувствительности измерений.

На фиг.1 изображена компановочная схема устройства в продольной разрезе; на фиг.2 - поперечный разрез затвора камеры.

Устройство содержит светонепроницаемую камеру 1, закрытую крышкой 2 с лабиринтным затвором 3, элемент для перемешивания биопробы, состоящий из электро- двигателя 4 с редуктором 5 и валом-мешалкой 6, элемент для подачи реактивов в кювету, выполненный в виде двух шприцевых иголок 7, расположенных на крышке2, отражатель 8 светового потока, расположенный на внутренней поверхности крышки 2, кювету 9 для биопроб с нагревателем 10 и термо- датчиком 11, расположенных внутри кюветного отделения 12 камеры 1, шток с пружиной 1.3 для фиксирования затвора,выполненного в виде светонепроницаемой многолепестковой шторки 14, рычаг пуска 15, кольцо 16 управления шторки 14 с внешней ручкой 17 и фиксирующей пружиной 18, установленных в одном корпусе 19 с многосегментной диафрагмой 20, которая имеет кольцо управления 21с внешней ручкой 22, теплоизоляционную светопроницаемую пле«ку 23, расположенную под корпусом 19, фотоэлектронный умножитель 24 с размещенным вокруг него радиатором 25 охлаждения, расположенными в измерительном отделении 26 камеры 1. Причем шток с пружиной 13 расположены в стенке кюветного отделения 12, а шток выполнен с возможностью упора верхним концом в крышку 2.

Устройство работает следующим образом,

В качестве теплоизоляционной светопроницаемой пленки 23 может быть использована, например, стандартная рентгеновская пленка.

В качестве фотоэлектронного умножители (ФЭУ) 24 может быть использован, например, ФЭУ-79. Радиатор 25 охлаждения ФЭУ 24 может быть выполнен, например, в виде спирали из медной трубки О 8 мм, по которой циркулирует охлажденная вода.

В исходном положении многолепестковая шторка 4 закрыта, что исключает возможность засветки ФЭУ 24 при открытой крышке 2. После установки в кюветное отделение 2 камеры 1 кюветы 9 с исследуемой биопробой закрывается крышка 2, что исключает возможность фоновой засветки ФЭУ 24 в рабочем режиме. Затем для приведения устройства в рабочий режим измерения светового потока от исследуемого объекта устанавливают необходимое проходное сечение между кюветным отделением 12 и измерительным отделением 26 с помощью диафрагмы 20, путем поворота за ручку 22 кольца управления 2.и поворачивают за ручку 17 кольцо управления 16 шторки 17, против часовой стрелки до упора, а затем отпускают ручку 17. При этом шток 13, упирающийся верхним концом в крышку 2, а нижним - в кольцо управления 16 шторки 14, останавливает кольцо 16 в промежуточном положении, причем фиксирующая пружина 18 всегда стремится вернуть кольцо 1-6 в исходное положение. Затем нажимается рычаг пуска 15 и шторка 14 воздействием своей пружины открывает отверстие между кюветным отделением 2 и измерительным отделением 26 камеры 1 и происходит процесс измерения светового потока от исследуемого обьекта. В случае, если для стимулирования вспышки от исследуемого объекта необходимо в кювету 9 добавить необходимые реагенты, то это делают с помощью шприцевых иголок 7. Если необходимо перемешать биопробу и реагенты в кювете 9, не вынимая ее из камеры 1, то включается электродвигатель 4. При необходимости термостатирования биопробы в кювете 9, включается нагреватель 10 и с помощью термодатчика 11 обеспечивается требуемая температура биопробы в течении всего процесса измерения.Кроме того, в тех случаях, когда требуется обеспечить повышенную чувствительность ФЭУ 24, через радиатор 25 пропускают охлажденную воду. По окончании процесса измерения светового потока от исследуемого объекта 6ткрывают крышку 2. При этом шток 13 автоматически освободит кольцо управления 16 и шторка 14 автоматически закроется еще до того момента, когда полностью раскроется лабиринтный затвор крышки 2. Таким образом достигается автоматическая защита ФЭУ 24 от засветки. Причем такая защита особенно важна при случайном открытии крышки 2, тем более в процессе работы.

Таким образом, предлагаемое устройство расширяет функциональные возможности по регистрации световых потоков и обеспечивает возможности ввода реагентов в термостэтирующую кювету и перемешивание биопроб в процессе работы, без вскрытия измерительной камеры, охлаждения ФЭУ для повышения чувствительности измерительного тракта устройства и его адаптацию к различным по интенсивности

световым потокам за счет необходимого диафрагмирования светового потока в широком диапазоне. Кроме того, предлагаемое устройство обеспечивает автоматическую защиту фотоприемника от засветки в процессе работы и при случайном вскрытии измерительной камеры.

Применение предлагаемого устройства позволяет сократить число экспериментов и трудоемкость их проведения для получения

с требуемой точностью информации об исследуемых объектах. Кроме того, применение предлагаемого устройства повышает достоверность и повторяемость опытов, что очень важно при решении многих практических задач.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Устройство для измерения сверхслабого свечения биологических объектов,

включающее светонепроницаемую камеру, разделенную подвижным затвором на два отделения, при этом в верхнем отделении размещена термостатированная кювета, а в нижнем - фотоумножитель, камера снэбжена крышкой с отверстиями, в которых размещены элемент для подачи реактивов в кювету и элемент для перемешивания биопробы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет его адаптации к различным уровням интенсивности свечения объекта, в устройство дополнительно введены отражатель светового потока и шток с пружиной для фиксирования затвора, элемент для перемешивания биопробы представляет собой электромеханическую мешалку, затвор выполнен в виде светонепроницаемой многолепестковой шторки, параллельно которой установлена много- сегментная диафрагма, шторка имеет кольцо управления, а шток, расположенной в стенке камеры, выполнен с возможностью упора верхним концом в крышку камеры, а нижним - в кольцо управления шторки, на внутренней поверхности крышки расположен отражатель светового потока, на внешней части крышки соосно с кюветой установлена электромеханическая мешалка, а элемент для ввода реактивов выполнен а виде двух шприцевых иголок.

2. Устройство по п. 1.отличающееся тем, что. с целью повышения чувствительности измерений, под диафрагмой перед фотодетектором расположена теплоизоляционная светопроницаемая пленка, а

вокруг фотоумножителя размещен радиатор охлаждения.

Устройство для измерения сверхслабого свечения биологических объектов содержит светонепроницаемую камеру, крышку с лабиринтным затвором, электродвигатель с редуктором и валом-мешалкой, две шпри- цевые иголки, отражатель светового потока, кювету для биопроб с нагревателем и термодатчиком, шток с пружиной, многолепестковую шторку, рычаг пуска, кольцо управления шторки с внешней ручкой и фиксирующей пружиной, многосегментную диафрагму с кольцом управления и внешней ручкой, теплоизоляционную светопроницаемую пленку, фотоэлектронный умножитель, радиатор охлаждения, кюветное и измерительное отделение камеры, 1 з.п. ф- лы, 2 ил.

Фиг. 1

А -А

46

U