Фотометрический анализатор Советский патент 1976 года по МПК G01J1/04 

(54) ФОТОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР

1

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 QL ,

Эти устройства не позволяют проводить автоматическое измерение множества проб. При этом на измерения затрачивается много времени, а результаты измерений не надежны.

Известны также фотометрические анализаторы, которые содержат источник излучения, роторный узел с кюветами, фотоприем- ник, регистрирующую сисгему 2Г. Основным узлом этих устройств является роторный. Такие фотометрические анализаторы содер жат ротор, диск с приемными кюветами для реагента и исследуемого вещества, располо женными последовательно друг за другом вдоль радиуса диска, полость смещивания, камеру фотометрирования, каналы для связывания кювет, полостей камер между собой, фотоприемник, регистрирующее устройство.

Исследуемый образец смещивается с реагентом в камере смешива 1ия во время вращения ротора.

Известные фотометрические устройства обладают рядом особенностей: прежде всего ограниченной скоростью анализа иэ-за последовательного заполнения камеры смещивания реагирующими веществами, а также слабой смещиваемостью веществ, малой надежностью.

Целью изобретения является создание устройства, позволяющего 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 смещ1шания каналами, вь тянутыми 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 - дисв:

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

Анализатор содержит кюветный диск 1, роторный узел 2 со стальным корпусом 3, стеклянные кольца 4 и 5, выполнеагное с

пазами из политетрафторэтилена кюветное кольцо 6, политетрафторэтиленовые контро- ночные 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, выполнешгых в кольце 6. В корпусе ротора, контровочных кольпах 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 и работает от последнего.

Пучок света от источника 13 через светонаправляющре устройство (зеркало) 14 и каждое отверстие 11 проходит в

камеру 10 во время вращения ротора.

Для удобства эксплуатации роторного узла служит ручка 15, установленная на резьбе в кюветочном диске.

Фотоприемник 16, например фотоумножитель установлен над роторным узлом, чтобы воспринимать луч света, проходящий через кюветы во время вращения роторного узла, Этот фотоприемник выдает электрические сигналы, пропорциональные интенсивности света, проходящего через кюветы.

Электронные устройства включают пропорциональный тахометр 17, обеспечивающий сигналы напряжения.пропорциональные скорости вращения ротора,подающиеся на гене- ратор 18,который,в свою очередь обеспечивает подачу сигналов на импульсное развертывающе устройство 1 9.Детектор вращения 20 синхронизируется частотой вращения ротора. Импульсное развертывающее устройство 19 синхронизируется по 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 (или коэффициент пропускания света) жидкости, содержащейся в каждой кювете,

Кюветный диск 1 содержит кольцевидную крыщку 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-

щается относительное ваащение между диском и роторным узлом, В верх-ней плоскости корпусной части 24 выполнены по окружности удлиненные кюветы 25 для размещения в них проб и реактивов (на диске имеется тридцать кювет). Кюветы размещены вдоль радиусов диска, идущих от центра вращения диска и роторного узла. Крышка 22 закрывает кюветы 25 не полностью (см, фиг, 2), а так, чтобы на внутреннем (в радиальном направлении) конце каждой камеры было отверстие 26 для прохождения жидкости, Расноложе шые на внещней (в радиальном направлении) стороне кювет 25 стенки 27 имеют наклон под углом

1 г-Э

около 15 к вертикальной оси диска, чтобы ускорить вытекание из кювет жидкостей когда диск вращается относительно оси. Каналы 28 вытянуты к смещивающей полости 29, имеют цилиндрическую форму и наклоны под углом около 5 относительно вертикальной оси этого диска. Наклон смещиваюшей полости 29 облегчает стекание смеси из анализируемого вещества и реактива на дно, откуда эта см.есь вььходит по радиально расположенным каналам 30 в камеры 10, где производится фотометрический анализ.

Каналы 28 рекомендуется выполнять так, чтобы ОНИ) связывая пару кювет 25 для проб и реактивов со смешивающей лостью 2 9j пересекали последнюю в диаметрально противоположном направлении, что обеспечивает быстрое и полное смещивание анализируемой пробь и реактива до того как они попадут в камеру для фотометрического анализа. Быстрое смещивалие проб и реактивов имеет существенное значение в некоторых биохимических люминесцентных реагахиях, которые продолжаются в течение весьма короткого времени. Примером такой химической люминесцентной реакции может послужить анализ трифосфата аденозрша (АТР), Этот анализ имеет очень большое значение, так как АТР служит в качестве основного носителя (или передатчика) энергии при синтезе нового клеточного материала. Используя предлагаемый вращающийся узел, можно смещивать реактивы яюсифераз и люсиферш с анализируемыми пробами, в результате чего при наличии АТР получать импульсы света в результате реакции люминесценции. В том случае5когда реакция сама обеспечивает появление свечения, которое можно измерить, источник света и отражатель не используют, поскольку в данном случае фотоприемник 16 измеряет только свет, образующийся в результате самой реакции. Формула изобретения Фотометрический анализатор, содержащий ротор, диск с приемными кюветами для реагента и исследуемого вещества, расположенными последовательно друг за другом вдоль радиуса , полость смешивания, камеру фотометрирования , каналы для связывшшя кювет, полостей, камер между собой, фотоприемник, регистрирующее устройство, отл и чающийся тем, что, с целью ускорения процесса анализа,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 °Д углом к оси вращения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Шищловский А. А., Прикладная физическая оптика. М., Гос. изд. физ-мат. литературы, 1961 г., с. 319-378, 629-675. 2.Патент США Ms 3586484, класс , 23.05.69.

20

Л3

и

пп17

Фиг.1

2g

22

23 ZZ Z8 27 26 .,// y/ y///// /// / /

.г фиг-3