Устройство для анализа биологических объектов, обладающих сверхслабым свечением

 

Изобретение относится к устройствам для анализа биологических объектов с использованием физических методов, а именно к устройствам, регистрирующим сверхслабое свечение объекта. Устройство для анализа биологических объектов, обладающих сверхслабым свечением, содержит ФЭУ и измерительную камеру для помещения биологического объекта. Новым в устройстве является то, что часть поверхности измерительной камеры для помещения биологического объекта образована окном ФЭУ, а остальная часть поверхности измерительной камеры выполнена зеркальной. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для анализа биологических объектов с использованием физических методов, в частности к устройствам, регистрирующим сверхслабое свечение объекта.

Спонтанная хемилюминисценция биологических объектов характеризуется низкой интенсивностью свечения и требует, соответственно, высокой чувствительности светорегистрирующего устройства. Основными элементами таких устройств являются ФЭУ и рабочая измерительная камера для помещения биологического объекта, а главная задача, которую приходится решать экспериментаторам, сводится к увеличению отношения сигнал-шум и стабильности величины шумового сигнала.

Известно устройство для анализа биологических объектов, обладающих сверхслабым свечением, содержащее ФЭУ [1] в котором для снижения шума ФЭУ и повышения чувствительности устройства, ФЭУ помещали в жидкий азот в кварцевых сосудах Дюара, что позволяет обнаружить и изучить слабую индуцированную хемилюминисценцию.

Недостатком этого устройства являются большие потери интенсивности излучения при прохождении его от биологического объекта через две кварцевые стенки сосуда Дюара и слой жидкого азота к фотокатоду ФЭУ.

Известно устройство для анализа биологических объектов, имеющих сверхслабое свечение, содержащее ФЭУ и измерительную камеру для помещения биологического объекта [2] Фотокатод ФЭУ вмонтирован в отверстие стенки сосуда Дюара и пенопласта и выведен наружу. Уменьшены светопотери на отражение и поглощение измеряемого светового сигнала, так как на его пути к фотокатоду исключены две промежуточные кварцевые поверхности и слой азота.

Недостатком данного устройства является низкая пороговая чувствительность устройства, так как удаленность образца от фотокатода ограничивает эффективность светосбора и уменьшает коэффициент сигнал-шум и тем самым пороговую чувствительность устройства.

В последнее время разработаны новые конструкции ФЭУ, которые характеризуются повышенным отношением сигнал-шум. Это открывает перспективу полного отказа от охлаждения ФЭУ при условии максимального светосбора от анализируемого объекта.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для анализа биологических объектов, обладающих сверхслабым светением [3] содержащее ФЭУ и измерительную камеру для помещения биологического объекта. Между окном ФЭУ и измерительной камерой размещается иммерсионная жидкость. Приближение измерительной камеры с объектом к фотокатоду ФЭУ способствует увеличению светосбора и увеличению пороговой чувствительности.

Однако, так как практически все известные материалы характеризуются собственным свечением, наличие дна измерительной камеры с объектом и иммерсионной жидкости между камерой и окном ФЭУ создает дополнительное свечение, что приводит к уменьшению отношения сигнал-шум и снижению пороговой чувствительности.

Задача изобретения повышение чувствительности при анализе биологических объектов, обладающих сверхслабым свечением.

Для этого в известном устройстве для анализа биологических объектов, обладающих сверхслабым свечением, содержащем ФЭУ и измерительную камеру для помещения биологического объекта, согласно изобретению часть поверхности измерительной камеры для помещения биологического объекта образована окном ФЭУ, а остальная часть поверхности измерительной камеры выполнена зеркальной.

Выполнение измерительной камеры для помещения биологического объекта таким образом, что часть его поверхности образована окном ФЭУ, устраняет дополнительный световой шум, связанный со свечением материала, находящегося между окном ФЭУ и биологическим объектом.

Кроме того, максимально возможное приближение биологического объекта к фотокатоду и выполнение остальной части поверхности зеркальной обеспечивает максимально возможный светосбор и, тем самым, максимальную амплитуду полезного сигнала на выходе ФЭУ. Таким образом, сочетание того, что часть поверхности измерительной камеры для помещения биологического объекта образована окном ФЭУ, а остальная часть поверхности выполнена зеркальной обеспечивает увеличение отношения сигнал-шум, что повышает пороговую чувствительность предлагаемого устройства.

На чертеже представлено устройство для анализа биологических объектов, обладающих сверхслабым свечением.

Устройство содержит ФЭУ 1 с окном 2, которое образует часть поверхности измерительной камеры 3 для помещения биологического объекта. Остальная часть 4 поверхности измерительной камеры 3 выполнена зеркальной и соединена с корпусом 5 ФЭУ 1 без зазора, например, сварным швом, клеем или механическим способом. Камера 3 может быть снабжена патрубками 6 для заполнения ее биологическим объектом 7 и последующей промывки, а также для подключения пневматического коммутирующего устройства 8. ФЭУ 1 подключен к источнику 9 высокого напряжения по схеме с заземлением фотокатодом и к системе 10 счета импульсов.

Устройство работает следующим образом.

С помощью пневматического коммутирующего устройства 8 через патрубок 6 в измерительную камеру 3, часть поверхности которой образована окном 2 ФЭУ 1, а остальная часть 4 выполнена зеркальной, втягивается суспензия клеток, органеля или другого биологического объекта 7. После этого включается система 9 счета импульсов, с выхода ФЭУ 1 подключенного к источнику 10 высокого напряжения по схеме с заземленным фотокатодом. По истечении выбранного интервала времени регистрации свечения камера 3 промывается дистиллированной водой.

Уровень шума регистрируется также для пустой камеры и для заполненной дистиллированной водой или средой инкубации, не содержащей биологического объекта.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ, ОБЛАДАЮЩИХ СВЕРХСЛАБЫМ СВЕЧЕНИЕМ, содержащее фотоэлектронный умножитель и измерительную камеру для помещения биологического объекта, отличающееся тем, что часть поверхности измерительной камеры для помещения биологического объекта образована окном фотоэлектронного умножителя, а остальная часть поверхности измерительной камеры выполнена зеркальной.

РИСУНКИ

Рисунок 1