Способ регистрации спектров люминесценции и устройство для его осуществления

 

1. Способ регистрации спектров люминесценции, заключающийся в возбуждении исследуемого образца, регистрации испускаемого им люминесцентного излучения и использований опорного канала для коррекции спектров люминесценции, отличающийся тем, что, с целью повьппения чувствительности и точности способа , а также расширения области его применения за счет коррекции по изменению интенсивности люминесцентного излучения исследуемого образца, не связанному с колебаниями интенсивное-, ти источника возбуждения, излучение опорного канала формируют из части люминесцентного излучения исследуемого образца. 2. Устройство ддя регистрации спектров люминесценции, содержащее источник возбуждающего излучения, который оптически связан через монохроматор возбуждения с кюветой для исследуемого образца и через светоделительную пластину и светорассеивающую пластину либо кювету для образца сравнения, заполненную, например , раствором родамина В, - с приемником опорного излучения, выход которого соединен с усилителем опорного сигнала, блок коррекции спектральной характеристики, моиохроматор излучения, оптически связанный с кюветой для исследуемого образца, приемник излучения исследуемого образца , блок питания приемников излучения , второй усилитель, связанный с приемником излучения исследуемого образца, и регистрирующий прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в устройстве вход приемника опорного излучения в режиме регистрации спектров люминесценции через вторую светоделительную пластину и светофильтр оптически связан с кюветой для исследуемого образца.

„„SU„„3173276 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ц4 G 01 М 21/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Вяцяцзцдg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ : -";:,. - 1 .ВЖБЯЯ i ; .:g

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3652700!24-25 (22) 17.10 ° 83 (46) 15,08. 85. Бюл. 1 - 30 (72) A.M, Филенко (53) 535.37(088 ° 8) (56) Патент Швейцарии Ф 594248, кл, С 01 N 21!52, 1977, Instruction Manual for the

Model MPF-4 Fluorescence spectrophotometer. Catalog и 612-0801, Hitachi

Ltd, Tokyo, Lapan, 1973. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СПЕКТРОВ

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ регистрации спектров люминесценции, заключающийся в возбуждении исследуемого образца, ре" гистрации испускаемого им люминесцентного излучения и использовании опорного канала для коррекции спектров люминесценции, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьппения чувствительности и точности способа, а также расширения области его применения за счет коррекции по изме" нению интенсивности люминесцентного излучения исследуемого образца, не связанному с колебаниями интенсивнос-. . ти источника возбуждения, излучение опорного канала формируют из части люминесцентного излучения исследуемого образца.

2. Устройство для регистрации спектров люминесценции, содержащее источник возбуждающего излучения, который оптически связан через монохроматор возбуждения с кюветой для исследуемого образца и через светоделительную пластину и светорассеивающую пластину либо кювету для образца сравнения, заполненную, напри.мер, раствором родамина В, — с приемником опорного излучения, выход которого соединен с усилителем опорного сигнала, блок коррекции спект- З ральной характеристики, монохроматор излучения, оптически связанный с кюветой для исследуемого образца, приемник излучения исследуемого образца, блок питания приемников излучения, второй усилитель, связанный

I с приемником излучения исследуемого, образца, и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности и точности, в устройстве вход приемника опорного излучения в режиме

I регистрации спектров люминесценции через вторую светоделительную пластину и светофильтр оптически связан с кюветой для исследуемого образца, 1 1I732

Изобретение относится к спектральному анализу, а именно к регистрации спектров люминесценции, и может быть использовано в физике, астрофизике, физической и аналитической химии, физико-химической биологии и медицине.

Целью изобретения является повышение чувствительности и точности способа регистрации спектров люминесценции и расширение области его при1О менения за счет коррекции по изменению интенсивности люминесцентного излучения исследуемого образца, не связанному с колебаниями интенсивности источника возбуждения.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

В современных спектральных приборах спектр исследуемого излучения, как правило, сканируют на выходной щели монохроматора излучения. Основным условием высокой точности регистрации спектров люминесценции исследуемого объекта на таких приборах является постоянство уровня интенсив- 5 ности, испускаемого объектом излучения за время регистрации. Однако зто условие, как правило, не выполняется из-эа ряда факторов. Одним из основных факторов является нестабиль-З0 ность источника возбуждающего излучения, например ртутной или ксеноновой лампы, поскольку изменение возбуждающего излучения приводит соответственно к пропорциональному изме- д5 нению интенсивности люминесценции исследуемого объекта.

Общий уровень люминесцентного излучения образца изменяется под воздействием других факторов, не- свя- 40 занных с колебаниями интенсивности источника возбуждения, таких как изменение температуры, приводящее к изменению квантового выхода люминесценции, образование пузырьков воз- 45 духа на внутренних стенках кюветы, эапотевание внешних стенок кюветы, помутнение раствора эа время записи спектра и др.

Для коррекции спектров люминес- 50 ценции по нестабильности источника возбуждения в опорном канале используют часть возбуждающего излучения, что реализуется на большинстве современных спектрофлуориметров. В этом 55 случае с помощью электрического сигнала, вырабатываемого опорным усилителем, можно автоматически изменять

76 2 коэффициент усиления основного усилителя или же регистрировать отношение сигналов основного и опорного усилителей. Факторы, влияющие на изменение интенсивности флуоресценции, не связанные с колебаниями интенсивности источника возбуждения, поддаются автоматической коррекции предложенным способом, если в качестве опорного сигнала использовать часть люминесцентного излучения исследуемого образца. При этом в опорном канале спектральный состав .излучения остается неизменным (он задается спектральным распределением люминесценции образца)и в идеальном случае сигнал опорного канала, 3,„, остается постоянным во времени. В основном же канале излучение образца за время сканирования разлагается в спектр, т.е. сигнал основного канала,,)„ (Д), изменяется по величине в зависимости от длины волны излучения, выделяемого на выходной щели монохроматора излучения в процессе сканирования спектра. При изменении интенсивности возбуждающего излучения (эа время записи спектра люминесценции) изменяется общий уровень люминесценции исследуемого образца и это изменение, выделенное в опорном канале, можно использовать для автоматической коррекции измененного сигнала основного канала, З, ц(Д).

Точно таким же образом работает система автоматической коррекции, если общий уровень люминесцентного излучения образца изменяется под воздействием других факторов, не связанных с колебаниями интенсивности источника возбуждения, Устройство для, осуществления предложенного способа может состоять из источника возбуждающего излучения, который оптически связан через монохроматор с кюветой для исследуемого образца и через светоделительную пластину и светорассеивающую пластину (кювету для образца сравнения, заполненную, например, раствором родамина В ) с приемником опорного излучения, выход которого соединен с усилителем опорного сигнала, блока коррекции спектральной характеристики, монохроматора излучения, приемника излучения исследуемого образца, блока питания приемников излучения, второго усилителя, связанного з 1173 с приемником излучения исследуемого образца и регистрирующего прибора, например электронного самопишущего потенциометра. В устройстве вход приемника опорного излучения в режи.ме регистрации спектров люминесценции через вторую светоделительную пластину и светофильтр оптически связан с кюветой для исследуемого образца. 10

На чертеже приведена одна из схем устройства для осуществления предложенного способа.

Схема содержит источник возбуждающего излучения 1, монохро-, матор возбуждения 2, светоделительную пластину 3, кювету с исследуемым образцом 4, вторую светоделительную пластину 5,светофильтр

6, светорассеивающую пластину 7, (кювета с образцом сравнения, например, заполненная родамином В), приемник опорного излучения 8, преимущественно фотоэлектронный умножитель, усилитель опорного канала 9, монохроматор излучения 10, блок коррек25 ции ll спектральной характеристики, приемник 12 люминесцентного излучения исследуемого образца, блок питания 13 приемников излучения, усилитель 14 основного канала и регистрирукиций прибор 15.

Элементы устройства 1-4 и 7-15, -часть из которых используют, для формирования опорного канала, входят в состав большинства широко используемых спектрофлуориметров. Устройство для осуществления предложенного способа отличается от известных спект. рофлуориметров тем, что в него введены вторая светоделительная пластина 40

5 и светофильтр 6, отсекающий рассеянное возбуждающее излучение, а светоделительная пластина 3 и светорассеивающая пластина 7 (кювета для образца сравнения ) при регистрации 4з спектров люминесценции не используются, В устройстве для осуществления предложенного способа источник возбуждающего излучения 1 оптически связан через монохроматор возбуждения

2 с кюветой для исследуемого образца 4, которая через монохроматор из- лучения 10 оптически связана с приемником излучения 12, а через вторую светоделительную пластину 5 и светофильтр 6 — с приемником опорного излучения 8, При использовании предло276 женного устройства в качестве обычного спектрофлуориметра опорный оптический канал формируют, связывая оптически приемник опорного излучения

8 с монохроматором возбуждения 2 через светорассеивающую пластину 7 (кювету с образцом сравнения ) и светоделительную пластину 3.Элементы 5 и 6 устройства при этом не используются. В предложенном устройстве выход приемника излучения 12 через усилитель 14 основного канала, связанный через блок коррекции ll спектральной характеристики с системой развертки спектра монохроматора излучения 10, соединен с регистрирующим

I прибором 15. Выход опорного приемника излучения 8 через усилитель опорного канала 9 связан с блоком питания 13 обоих приемников излуче-. ния 8 и 12.

Устройство работает следующим образом.

Возбуждающее излучение от источника возбуждения 1 через монохроматор 2 с определенной длиной волны возбуждения подается на кювету с образцом 4. Основной оптический канал, по которому проходит люминесцентное излучение исследуемого образца, формируют, используя часть предложенного устройства, состоящую из кюветы с люминесцирующим образцом 4, монохроматора излучения 10 и приемника излучения 12. Выходной сигнал приемника излучения, пропорциональный интенсивности поступающего на его вход люминесцентного излучения, усиливается усилителем 14, корректируется блоком коррекции !1 по. спектральным характеристикам монохроматора 10 и приемника излучения

12 и поступает на регистрирующий прибор 15 например электрический самопишущий потенциометр, который записывает. кривую спектрального распределения люминесцентного излучения исследуемого образца. Опорный оптический канал, по которому проходит часть люминесцентного излучения ис- : следуемого образца, формируют, используя часть предложенного устройства, состоящую из кюветы с образцом 4, светоделительной пластины 5, светофильтра 6, отсекающего рассеянное возбуждающее излучение, и приемника опорного излучения 8. Элементы 3 и 7 устройства при этом не ис1173276

Составитель Н. Зоров

Редактор С. Тимохина Техред И.Асталош корректор О. Тигор

Заказ 5042/41 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Фипиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пользуются. Сигнал, получаемый на выходе приемника опорного излучения, пропорциональный интенсивности поступающего на его вход излучения, после усиления используется для коррекции электрического сигнала канала измерения, например, путем регулирования высокого напряжения, подаваемого на приемники излучения

8 и l2 от блока питания 13.