CZ18612U1 - Sample holder for investigating dynamics of volume changes of physiologically, particularly photosynthetically active samples - Google Patents
Sample holder for investigating dynamics of volume changes of physiologically, particularly photosynthetically active samples Download PDFInfo
- Publication number
- CZ18612U1 CZ18612U1 CZ200819794U CZ200819794U CZ18612U1 CZ 18612 U1 CZ18612 U1 CZ 18612U1 CZ 200819794 U CZ200819794 U CZ 200819794U CZ 200819794 U CZ200819794 U CZ 200819794U CZ 18612 U1 CZ18612 U1 CZ 18612U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sample
- holder according
- flange
- lower flange
- holder
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Držák vzorků pro výzkum dynamiky objemových změn fyziologicky, zejména fotosynteticky aktivních vzorkůSample holder for research of dynamics of volume changes of physiologically, especially photosynthetically active samples
Oblast technikyTechnical field
Technické řešení se týká zařízení představujícího multifunkční držák pevných vzorků pro vý5 zkum dynamiky objemových změn fyziologicky, zejména fotosynteticky aktivních vzorků, jako např. vyšších a nižších rostlin, řas, fotosyntetických bakterií, popř. částí těchto organismů. Předmětem výzkumu je kvalitativní a kvantitativní stanovení dynamiky objemových změn vzorků, především v závislosti na jejich fotosyntetické aktivitě, přičemž výzkum může probíhat i na rostlinách in vivo.The technical solution relates to a device representing a multifunctional solid sample holder for the investigation of the dynamics of volume changes of physiologically, in particular photosynthetically active samples, such as higher and lower plants, algae, photosynthetic bacteria, resp. parts of these organisms. The subject of the research is the qualitative and quantitative determination of the dynamics of the volume changes of the samples, mainly in dependence on their photosynthetic activity, while the research can also take place in plants in vivo.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Jedna ze známých metod používaných při výzkumu je fluorimetrie, která je založena na pulsní amplitudové modulaci signálu indukované fluorescence chlorofylu. Fluorimetrie umožňuje určit a kvantifikovat přispění fotochemických a nefotochemických procesů k celkovému snížení fluorescence chlorofylu získané vyhodnocením záznamů tzv. kinetiky indukované fluorescence chlo15 rofylu. V současné době jsou fotosyntetické aktivity rostlin pri výzkumu fotosyntézy odvozovány převážně z těchto křivek, měřených za různých vnějších a vnitřních podmínek a za použití různých typů fluorimetrů. Držák vzorku u těchto zařízení tvoří jednoduchá spona nasaditelná na planámí vzorek (list), která je opatřena nástavcem pro upnutí světlovodiče fluorimetru.One of the known methods used in the research is fluorimetry, which is based on pulse amplitude modulation of the signal induced by chlorophyll fluorescence. Fluorimetry makes it possible to determine and quantify the contribution of photochemical and non-photochemical processes to the overall reduction in chlorophyll fluorescence obtained by evaluating the records of the so-called induced fluorescence kinetics of chlorophyll. At present, photosynthetic activities of plants in the research of photosynthesis are derived mainly from these curves, measured under different external and internal conditions and using different types of fluorimeters. The sample holder of these devices consists of a simple clip attachable to the flame specimen (sheet), which is provided with an adapter for clamping the fluorimeter light guide.
Nevýhoda těchto držáků spočívá v tom, že nelze u nich zajistit definované zatemnění vzorku, a temnotní fáze se musí řešit pomocí vnějšího zatemnění (např. černá látka).The disadvantage of these holders is that they cannot provide a defined blanking of the sample, and the dark phase must be solved by external blanking (eg black fabric).
Nevýhoda fluorimetrických metod obecně spočívá v tom, že jejich pomocí nemůže být přímo měřena přeměna excitační energie na teplo. U fotosynteticky aktivních vzorků je proto potřebné provádět měření tepelného signálu současně s fluorescencí, aby bylo možno plně zkoumat způsob, jakým rostliny využívají energii absorbovanou během fotosyntézy.The disadvantage of fluorimetric methods is that the conversion of excitation energy to heat cannot be measured directly. For photosynthetically active samples, it is therefore necessary to measure the thermal signal simultaneously with fluorescence in order to fully explore the way plants use the energy absorbed during photosynthesis.
Pro měření vývoje tepla a procesů souvisejících s výměnou plynů v chloroplastech a v rostlinné tkáni je známá fotoakustická metoda. Fotoakustická metoda je založena na fotoakustickém jevu tj. časovém záznamu tlakové modulace ve vzorcích, která zahrnuje akustické vlny indukované nezářivou deexcitací excitovaných stavů pigmentových molekul, vývojem plynu (O2), fixací plynu (CO2), deformací povrchu vzorku atd. jako následek absorpce frekvenčně modulovaného světla. Akustické vlny ve fotosynteticky aktivních vzorcích jsou důsledkem termální expanze v organických materiálech a okolních plynech, fotosyntetického vývoje kyslíku a příjmu CO2. Absorpce světla ve fotosynteticky aktivních vzorcích vede jak ke změnám dynamického tlaku uvnitř buněk rostlinné tkáně, tak i k objemovým změnám vzorku jako celku.A photoacoustic method is known for measuring heat evolution and gas exchange processes in chloroplasts and plant tissue. The photoacoustic method is based on the photoacoustic phenomenon, ie time recording of pressure modulation in samples, which includes acoustic waves induced by non-radiative deexcitation of excited states of pigment molecules, gas evolution (O 2 ), gas fixation (CO 2 ), deformation of the sample surface etc. frequency modulated light. Acoustic waves in photosynthetically active samples are the result of thermal expansion in organic materials and surrounding gases, photosynthetic oxygen evolution and CO 2 uptake. Light absorption in photosynthetically active specimens results in both dynamic pressure changes within the plant tissue cells and volume changes in the sample as a whole.
Nevýhody fotoakustické metody, nazývané rovněž fotakustická spektroskopie, spočívají zejména v tom, že vzorky je nutno měřit v uzavřených měřicích celách, což je např. u rostlin problematické z hlediska jejich velikosti a možnosti umístění do cely. Tato metoda je vhodná zejména pro výzkum chloroplastových suspenzí, částí listů a tkání. Její nevýhoda spočívá v tom, že dochází k oddělení měřeného vzorku od mateřské rostliny, a tedy nelze provádět měření v tzv. in vivo stavu. Rovněž pořizovací cena zařízení pro fotoakustickou spektroskopii je velmi vysoká.The disadvantages of the photoacoustic method, also called photacoustic spectroscopy, lie in particular in the fact that the samples have to be measured in closed cell cells, which, for example, is problematic for plants in terms of their size and the possibility of being placed in a cell. This method is particularly suitable for the investigation of chloroplast suspensions, leaf parts and tissues. Its disadvantage lies in the fact that the measured sample is separated from the mother plant and thus it is not possible to make measurements in the so-called in vivo state. Also, the purchase price of photoacoustic spectroscopy equipment is very high.
Objemové resp. rozměrové změny je obecně možné měřit např. interferometrickými a holografickými způsoby. Princip přesných interferenčních měření vzdáleností je založen na superpozici dvou koherentních světelných vln (tzn. vln s konstantním fázovým rozdílem), které jsou nasměrovány ve stejnou dobu na stejné místo. Vyhodnocení vzorů vzniklých pri interferenci umožňuje velmi přesné měření délkových rozdílů v dráze světelných vln pomocí interferometru (např. tzv.Vol. dimensional changes can generally be measured, for example, by interferometric and holographic methods. The principle of accurate interference measurement of distances is based on the superposition of two coherent light waves (ie waves with constant phase difference) which are directed at the same time to the same location. The evaluation of interference patterns allows very accurate measurement of the length differences in the light wave path using an interferometer (eg.
Michelsonův interferometr).Michelson interferometer).
Použití známých interferenčních měřicích metod založených na laserových měřicích svazcích, které jsou využívané v jiných oblastech techniky, je u fotosynteticky aktivních vzorků problematické. Pri použití intenzivních vysokoenergetických laserových svazků dojde k poškození a de-1 CZ 18612 Ul strukci vzorku, např. listu rostliny, a to v důsledku toho, že více než 80 % záření měřicího svazku se při dopadu na vzorek pohltí ve vzorku a poškodí jeho tkáň. Fotosynteticky aktivní vzorky (např. listy) mají jen velmi nízkou odrazivost, (cca 8 až 12 %) a proto není možné využít ani interferometry s nízkoenergetickým laserovým svazkem, poněvadž v tomto případě by se neodrazil měřicí svazek s dostatečnou intenzitou a nemohl by být získán interferogram potřebné kvality.The use of known interference measurement methods based on laser beams, which are used in other fields of technology, is problematic in photosynthetically active samples. The use of intense high-energy laser beams will damage and de-structure the specimen, eg the plant leaf, as more than 80% of the beam radiation is absorbed by the specimen and damages its tissue . Photosynthetically active samples (eg leaves) have only a very low reflectance (about 8 to 12%) and therefore interferometers with a low energy laser beam cannot be used, since in this case the measuring beam would not reflect with sufficient intensity and could not be obtained interferogram of the required quality.
Úkolem technického řešení je vytvořit držák vzorků, který by umožňoval výzkum dynamiky objemových změn fyziologicky, zejména fotosynteticky aktivních vzorků, inciovaných zdrojem viditelného záření, pomocí interferenčního měření vysokoenergetickým laserovým paprskem, popř. v kombinaci s měřením fluorometrickou metodou, a který by umožňoval měření vzorků i ve stavu in vivo.The object of the technical solution is to create a sample holder which would enable the research of the dynamics of volume changes of physiologically, especially photosynthetically active samples, initiated by a visible radiation source, by means of interference measurement by high-energy laser beam, resp. in combination with fluorometric measurement, which would allow the measurement of samples in vivo as well.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Pod pojmem „dynamika objemových změn“ se v tomto vynálezu rozumí kontinuální časový záznam změn objemu vzorku, odpovídajících rozměrovým změnám v řádu desítek nanometrů až jednotek mikrometrů, a s časovým rozlišením v řádu milisekund až desítek minut.The term "volume change dynamics" in the present invention means a continuous time recording of sample volume changes corresponding to dimensional changes in the order of tens of nanometers to micrometers, and with a time resolution of milliseconds to tens of minutes.
Absorpce světelného záření ve vyšších rostlinách (obecně ve všech fotosynteticky aktivních organismech) vyvolává dynamické tlakové změny uvnitř buněk listové tkáně, a to v důsledku vývoje molekulárního kyslíku, fixace CO2, tepelné expanze, povrchových deformací atd. Tyto procesy způsobují detegovatelné objemové změny vzorku v řádu nejméně stovek nm. Změna objemu vzorku tak poskytuje možnost kvantifikovat teplotní a další fotosyntetické procesy ve vzorku. Cílem výzkumu je proto co nejpřesněji změřit transverzální změnu rozměrů vzorku, a k tomu je nutno vzorek optimálním způsobem fixovat do držáku, který je předmětem technického řešení.The absorption of light radiation in higher plants (generally in all photosynthetically active organisms) induces dynamic pressure changes within leaf tissue cells due to the development of molecular oxygen, CO 2 fixation, thermal expansion, surface deformations, etc. These processes cause detectable volume changes in the sample of the order of at least hundreds of nm. Thus, changing the sample volume provides the opportunity to quantify temperature and other photosynthetic processes in the sample. The aim of the research is therefore to measure the transversal change of the sample size as precisely as possible and for this it is necessary to fix the sample optimally in the holder, which is the subject of the technical solution.
Vzorek je při měření uspořádán v držáku pevných vzorků v zatemňovací komůrce, která je propojena se zdrojem viditelného záření dopadajícího na měřený vzorek. Na povrch vzorku dosedá kontaktní tm snímacího zařízení, které přenáší pohyb povrchu vzorku na odrazný terč mimo vzorek. Laserový svazek interferometru tak nedopadá přímo na povrch měřeného vzorku, ale na odrazný terč, a transverzální změny objemu vzorku se pomocí snímacího zařízení převádějí do snímané transverzální změny pozice odrazného terče. Podstata držáku vzorků podle technického řešení spočívá v tom, že sestává z kruhové spodní příruby a kruhové homí příruby, které jsou spolu navzájem rozebíratelně spojeny, a mezi jejich přivrácenými stranami je vytvořena zatemňovací komůrka pro měřený vzorek. V homí přírubě je vytvořen měřicí otvor pro kontaktní tm snímacího zařízení, a ve spodní přírubě je vytvořen uzavíratelný osvětlovací otvor. Toto provedení umožňuje jednoduché a rychlé vkládání a vyjímání měřeného vzorku, a snadné upnutí celého držáku se vzorkem do nezobrazeného stojanu na odpruženém měřicím stole.During the measurement, the sample is arranged in a solid sample holder in a darkening chamber, which is connected to a source of visible radiation incident on the measured sample. The contact surface of the sensing device abuts the sample surface, which transmits the movement of the sample surface to a reflective target outside the sample. Thus, the laser beam of the interferometer does not strike directly on the surface of the sample being measured, but on the reflective target, and transversal changes in the sample volume are converted into the sensed transversal change in the position of the reflective target by means of a sensing device. The essence of the sample holder according to the invention consists in that it consists of a circular lower flange and a circular upper flange, which are detachably connected to each other, and a blanking chamber for the measured sample is formed between their facing sides. In the upper flange, a metering opening for the contact darkness of the sensing device is provided, and in the lower flange, a closable lighting opening is provided. This design allows for easy and quick insertion and removal of the sample to be measured, and an easy clamping of the entire sample holder to the not shown stand on the cushioned measuring table.
Dále je výhodné, když ke spodní přírubě je otočně upevněn přesuvný kryt pro zakrytí a odkrytí osvětlovacího otvoru, opatřený trubkovým nástavcem pro světlovodič připojený ke zdroji viditelného záření a k fluorimetru. Posouváním přesuvného krytu je umožněno zatemňování nebo osvětlování vzorku. Světlovodič umožňuje jednak osvětlování vzorku viditelným zářením, zvolené intenzity a jednak také měření indukované fluorescence chlorofylu ze vzorku.Furthermore, it is advantageous if a sliding cover for covering and uncovering the lighting opening provided with a tubular light guide tube connected to the visible radiation source and to the fluorimeter is rotatably mounted to the lower flange. By sliding the sliding cover, the sample is dimmed or illuminated. The light conductor enables illumination of the sample with visible radiation, selected intensity and measurement of induced chlorophyll fluorescence from the sample.
Také je výhodné, když na přivrácených stranách spodní příruby a homí příruby jsou protilehle upevněna světlo nepropouštějící a pro vzduch průlinčitá těsnění ve tvaru mezikruží, jejichž vnitřní obvod ohraničuje prostor zatemňovací komůrky. Mezi těsnění lze šetrně fixovat plochý měřený vzorek, např. list.It is also advantageous if light-impermeable and air-permeable ring-shaped seals, whose inner circumference delimits the space of the darkening chamber, are opposedly mounted on the facing sides of the lower flange and the upper flange. A flat measured sample, eg a sheet, can be gently fixed between the seals.
Těsnění je s výhodou vytvořeno z černého měkkého pěnového materiálu, který znemožňuje světlu z okolí pronikat dovnitř zatemňovací komůrky, ale nebrání výměně plynů s okolím.The seal is preferably formed of a black soft foam material that prevents light from the environment from entering the darkening chamber but does not prevent the exchange of gases with the environment.
Poněvadž těsnění je průlinčité, umožňuje ventilaci plynného média ovlivňujícího fyziologický status vzorku. Pro tento účel jsou s výhodou spodní příruba i homí příruba v oblasti těsnění opatřeny otvory s nátrubky pro připojení plynného média, a vrtáními propojujícími nátrubky s vnitřní částí zatemňovací komůrky. Plyn tak může proniknout k povrchu měřeného vzorku v zatemňovací komůrce z obou stran, a odchází skrz průlinčité těsnění.Since the seal is translucent, it allows ventilation of the gaseous medium affecting the physiological status of the sample. For this purpose, preferably the lower flange and the upper flange in the sealing area are provided with openings with sockets for connection of the gaseous medium, and with bores connecting the sockets to the inner part of the darkening chamber. Thus, the gas can penetrate to the surface of the sample to be measured in the darkening chamber from both sides, and exits through the penetrating seal.
-2CZ 18612 Ul-2EN 18612 Ul
Ve výhodném konstrukčním provedení je snímací zařízení tvořeno lehkou optomechanickou přenoskou, která je uložena v horizontální poloze na břitu s možností výkyvného pohybu kolem kyvné osy. Mezi kontaktním trnem a kyvnou osou je otočně uloženo vertikálně uspořádané kyvné rameno s vyrovnávacím závažím, které nese perpendikulámě a horizontálně uspořádaný odrazný terč. Kyvné rameno zajišťuje udržení odrazného terče ve stálé horizontální poloze i při výkyvném pohybu přenosky. Upevnění odrazného terče je s výhodou provedeno tak, že na vrcholu kyvného ramene je nosič nesoucí odrazný terč tvořený podložkou z materiálu Si/SiCfy s napařenou vysoce reflexivní tenkou vrstvou zlata.In a preferred construction, the sensing device is formed by a light optomechanical cartridge which is mounted in a horizontal position on the cutting edge with the possibility of pivoting movement about the pivot axis. Between the contact mandrel and the pivot axis, a vertically arranged swinging arm with a balancing weight is supported rotatably supporting a perpendicular and a horizontally arranged reflecting target. The swinging arm ensures that the reflective target is kept in a horizontal position even when the pick-up moves. The reflective target is preferably mounted such that at the top of the swinging arm there is a carrier carrying a reflective target consisting of a Si / SiCfy substrate with a vaporised highly reflective thin layer of gold.
Samotná přenoska je vytvořena ze dvou lehkých nosníků spojených alespoň jednou příčkou do tvaru „V“, kontaktní tm je upevněn v oblasti spoje „V“, a kyvné rameno je upevněno na ose otočně uložené napříč na nosnících. Odrazný terč je perpendikulámě uspořádán na vrcholu kyvného ramene nad rovinou nosníků. Pro optimální vyvážení a správnou funkci přenosky jsou vzdálenosti mezi kontaktním trnem a kyvným ramenem a mezi kyvným ramenem a kyvnou osou v poměru 1 : 4, a tento poměr se bere v úvahu při přepočítávání změny transverzální pozice od15 razného terče na transverzální změnu rozměrů měřeného vzorku.The transmission itself is made up of two light beams connected by at least one "V" crossbar, the contact tm is mounted in the "V" joint area, and the swing arm is mounted on an axis pivoted transversely on the beams. The reflecting target is perpendicularly arranged at the top of the swinging arm above the plane of the beams. For optimum balance and proper operation of the cartridge, the distances between the contact mandrel and the swing arm and between the swing arm and the swing axis are 1: 4, and this ratio is taken into account when recalculating the change in transversal position from the 15th target.
Držák vzorků pro výzkum dynamiky objemových změn fyziologicky, zejména fotosynteticky aktivních vzorků, podle tohoto technického řešení lze využít pro interferenční nebo fluorimetrický výzkum fotosyntézy v kapalných vzorcích, listových segmentech, neporušených listech i celých rostlinách in vivo, bez jejich destrukce či poškození, v reálném čase, což představuje hlavní výhodu oproti dosavadnímu stavu techniky. Zařízení umožňuje současně s interferometrickým měřením zaznamenávat rovněž časový průběh fluorescence chlorofylu indukované v měřeném vzorku, což má zásadní význam pro kvantitativní stanovení účinnosti tří hlavních procesů probíhajících během fotosyntetické přeměny zářivé energie - fotochemie, teplotní disipace a fluorescence.Sample holder for research of the dynamics of volume changes of physiologically, especially photosynthetically active samples, according to this invention can be used for interference or fluorimetric research of photosynthesis in liquid samples, leaf segments, intact leaves and whole plants in vivo, without their destruction or damage, in real time , which represents a major advantage over the prior art. In addition to interferometric measurements, the device also allows to record the time course of chlorophyll fluorescence induced in the measured sample, which is essential for the quantitative determination of the efficiency of the three main processes taking place during photosynthetic conversion of radiant energy - photochemistry, thermal dissipation and fluorescence.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Technické řešení bude blíže osvětleno pomocí výkresů, na nichž znázorňují obr. 1 vertikální řez držákem pevných vzorků, obr. 2 pohled zespoda na spodní přírubu držáku pevných vzorků, obr. 3 půdorys snímacího zařízení, obr. 4 bokorys snímacího zařízení.1 shows a vertical section of the solid sample holder, FIG. 2 shows a bottom view of the lower flange of the solid sample holder, FIG. 3 shows a plan view of the scanning device, FIG. 4 shows a side view of the scanning device.
Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution
Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení technického řešení na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následují35 cích nároků na ochranu.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented by way of illustration and not by way of limitation of the exemplary embodiments of the invention to the present cases. Those skilled in the art will find or be able to detect, using routine experimentation, more or less equivalents to the specific embodiments of the technical solutions specifically described herein. These equivalents will also be included in the scope of the following protection claims.
Měřený vzorek 2 je v pevném stavu, může jít např. o listy či jiné části rostlin, popř. o celé rostliny. Měřený pevný vzorek 2 je fixován během výzkumu v držáku I pevných vzorků v zatemňovací komůrce 3, kde na něj působí viditelné záření z nezobrazeného zdroje, a jeho povrch je v mechanickém kontaktu s odrazným terčem 20 s vysoce reflexivním povrchem, na který dopadá ne40 zobrazený měřicí svazek interferometru, a který odděluje intenzivní laserové záření od vzorku 2, aby nedošlo k jeho poškození.The measured sample 2 is in a solid state, it can be eg leaves or other parts of plants, or. about whole plants. The measured solid sample 2 is fixed during the research in the solid sample holder I in the darkening chamber 3, where it is exposed to visible radiation from a non-illustrated source, and its surface is in mechanical contact with a reflective target 20 with a highly reflective surface. a beam of interferometer, which separates the intense laser radiation from sample 2 to avoid damage.
Vlastní způsob výzkumu dynamiky objemových změn, spočívá v měření transverzální změny Ah pozice povrchu měřeného vzorku 2 jako důsledek jeho objemové změny, která je iniciována světelnými, tepelnými a atmosférickými podněty.The actual method of research of the dynamics of volume changes consists in measuring the transversal change in Ah of the surface position of the measured sample 2 as a result of its volume change, which is initiated by light, thermal and atmospheric stimuli.
Multiíunkční držák i pevných vzorků 2, znázorněný na obr. 1 a obr. 2 umožňuje uchycení pevných vzorků 2, a to jak oddělených listů, tak součástí rostlin (např. intaktních listů, stonků) in vivo, v zatemňovací komůrce 3, a manipulaci se vzorky 2 během výzkumu. Držák i je vyroben z hliníkové slitiny a sestává z kruhové spodní příruby 4 a kruhové horní příruby 5, které jsou navzájem spojeny na jedné straně výklopně pomocí čepu 6 a na druhé straně pomocí aretačníhoThe multi-functional solid sample holder 2 shown in Figures 1 and 2 allows the solid samples 2 to be attached both to the leaves and plant components (eg intact leaves, stems) in vivo, in the darkening chamber 3, and to manipulate samples 2 during the research. The holder 1 is made of aluminum alloy and consists of a circular lower flange 4 and a circular upper flange 5, which are connected to one another by tilting by means of a pin 6 and on the other side by means of a detent
-3CZ 18612 Ul šroubu 7. Mezi příruby 4 a 5 se po odklopení homí příruby 5 vloží měřený vzorek 2, homí příruba 5 se přiklopí a aretuje aretaěním šroubem 7. Ke spodní přírubě 4 je upevněno nosné rameno 8, které lze upnout do nezobrazeného upínacího zařízení. Uvnitř držáku 1 je vytvořena zatemňovací komůrka 3, a ve spodní přírubě 4 je vytvořen v oblasti zatemňovací komůrky 3 osvětlovací otvor-3- 18612 U1 of screw 7. Between the flanges 4 and 5, after the upper flange 5 has been tilted, the measured sample 2 is inserted, the upper flange 5 is tilted and locked by a locking bolt 7. The lower flange 4 has a support arm 8 which can be clamped equipment. A blackout chamber 3 is formed inside the holder 1, and an illuminating opening is provided in the lower flange 4 in the region of the blackout chamber 3.
9, který lze zakrýt přesuvným krytem 10 upevněným otočně na spodní straně spodní příruby 4 pomocí justážního šroubu H. Přesuvný kryt 10 je v části své plochy plný, takže v jedné úhlové poloze zakrývá osvětlovací otvor 9, a v části své plochy je opatřen otvorem 12 s trubkovým nástavcem 13, který v druhé úhlové poloze přesuvného krytu 1Ό odpovídá poloze osvětlovacího otvoru 9. Do trubkového nástavce 13 se zasune nezobrazené válcové zakončení víceramenného ío světlovodiče, v němž některá ramena vedou viditelné záření (např. aktinické světlo) ze zdroje k povrchu měřeného vzorku 2, a jedno rameno odvádí indukovanou fluorescenci vzorku 2, která může být měřena fluorimetrem. Držák 1 tak umožňuje společné nebo oddělené provádění fluorescenčních i interferenčních měření pevných vzorků 2.9, which can be covered by a movable cover 10 mounted rotatably on the underside of the lower flange 4 by means of an adjusting screw H. The movable cover 10 is full in part of its surface so that it covers the lighting opening 9 in one angular position. with the tubular extension 13, which corresponds to the position of the illumination opening 9 in the second angular position of the sliding cover 1Ό. The cylindrical end 13 of the multi-armed light guide is inserted into the tubular extension 13 where some arms conduct visible radiation (eg actinic light) from the source to the measured surface sample 2, and one arm removes the induced fluorescence of sample 2, which can be measured with a fluorimeter. Thus, the holder 1 allows for the joint or separate measurement of fluorescence and interference measurements of solid samples 2.
V homí přírubě 5 je vytvořen měřicí otvor 14, kterým prochází kontaktní tm 19 snímacího zaří15 zení J_8, lehce dosedá na povrch měřeného vzorku 2, a přenáší transverzální změnu Ah pozice povrchu měřeného vzorku 2 jako důsledek jeho objemových změn na odrazný terč 20, kde je změna pozice dynamicky sledována laserovým měřicím svazkem a následně vyhodnocena na základě interference v dalším zařízení.In the upper flange 5, a measuring aperture 14 is formed through which the contact tm 19 of the sensing device 18 passes, slightly touches the surface of the sample 2 and transmits a transversal change Ah of the surface position of the sample 2 as a result of its volume changes to the reflective target 20. position change is dynamically monitored by a laser measuring beam and then evaluated based on interference in another device.
Na přivrácených stranách spodní příruby 4 a homí příruby 5 jsou těsnění 15 ve tvaru mezikruží, vytvořená z černého měkkého pěnového materiálu na bázi polyuretanu, který je neprostupný pro světlo, ale průlinčitý pro vzduch. Tato těsnění 15 umožňují jednak šetrnou fixaci vzorku 2 v definované pozici v držáku I, jednak zatemňují část vzorku 2 v zatemňovací komůrce 3, a nakonec umožňují i ventilaci směsí plynů, zejména vzduchem obohaceným nebo ochuzeným o CO2 a O2 v zatemňovací komůrce 3, a jejich působení na fotosyntetický aparát měřeného vzorku 2. K tomu slouží nátrubky 16 na spodní přírubě 4 a homí přírubě 5, kterými lze plyn vhánět skrze vrtání 17 do zatemňovací komůrky 3. Při výzkumu tak lze měřený vzorek 2 ovlivňovat jednak teplotou, dále zdrojem viditelného záření, a nakonec i působením plynů přes nátrubky 16 a těsnění 15.On the facing sides of the lower flange 4 and the upper flange 5, the gaskets 15 are in the form of an annulus formed of a black, soft, polyurethane-based foam material which is impermeable to light but air-permeable. These seals 15 allow for gentle fixation of the sample 2 at a defined position in the holder I, secondly obscure a portion of the sample 2 in the darkening chamber 3, and finally allow ventilation of gas mixtures, especially air enriched or CO 2 and O 2 depleted in the darkening chamber 3 and their effect on the photosynthetic apparatus of the measured sample 2. For this purpose, sockets 16 on the lower flange 4 and the upper flange 5, by means of which gas can be injected through the bore 17 into the darkening chamber 3, can be influenced by temperature. radiation, and finally by the action of gases through the sockets 16 and the gasket 15.
Snímací zařízení 18 slouží k přenosu transverzálních změn tloušťky měřeného vzorku 2, upevněného v držáku 1, během výzkumu na vyšších rostlinách, a to jak u celých rostlin in vivo tak i u jejich oddělených částí.The sensing device 18 serves to transmit the transverse changes in the thickness of the measured sample 2, mounted in the holder 1, during research on higher plants, both in whole plants and in separate parts thereof.
V jednom z možných příkladů provedení je snímací zařízení 18 tvořeno optomechanickou přenoskou, která je tvořena dvěma nosníky 21 z lehkého materiálu, např. ze dřeva, plastu apod., které jsou navzájem spojeny do tvaru „V“ a vyztužena příčkami 22. V oblasti vrcholu „V“ je kolmo na nosníky 21 upevněn kontaktní tm 19 s hrotem, který dosedá na povrch měřeného vzorku 2. Přenoska 18 je uložena na pevném břitu 23 s možností výkyvného pohybu kolem kyvné osy 24, přičemž výkyvný pohyb probíhá ve velmi malých úhlových rozmezích, v závislosti na pohybu povrchu měřeného vzorku 2 tj. např. listu. Mezi kontaktním trnem 19 a kyvnou osou 24 je vertikálně uspořádáno kyvné rameno 25 s vyrovnávacím závažím 26, které je otočně uloženo na ose 27 probíhající napříč přes nosníky 21 a uložené ve vybráních v těchto nosnícíchIn one possible embodiment, the sensing device 18 is formed by an optomechanical pickup consisting of two beams 21 made of lightweight material, such as wood, plastic, etc., which are connected together in a V-shape and reinforced by crossbars 22. In the apex region The "V" is perpendicular to the beams 21 fixed by a tactile contact 19 with a tip which abuts the surface of the sample 2 to be measured. The transducer 18 is mounted on a fixed cutting edge 23 with swiveling movement about the swivel axis 24. depending on the movement of the surface of the measured sample 2, eg a sheet. Between the contact mandrel 19 and the pivot axis 24, a pendulum arm 25 with a balancing weight 26 is arranged vertically, which is rotatably mounted on an axis 27 running transversely over the beams 21 and mounted in recesses in these beams
21. Kyvné rameno 25, vyrovnávací závaží 26 a osa 27 jsou z kovu. Na vrcholu kyvného ramene nad nosníky 21 je na nosiči 28 horizontálně upevněn odrazný terč 20, který je tvořen vysoce odrazivou vrstvou zlata napařeného na Si/SiO2 podložce. Uložení odrazného terče 20 na kyvném rameni 25 slouží k tomu, aby se při pohybu přenosky 18 v důsledku transverzální změny pozice povrchu vzorku 2 udržoval odrazný terč 20 stále v horizontální poloze i v pozici 20' odpovídající této transverzální změně. V této horizontální poloze jej udržuje právě vyrovnávací závaží 26 na konci kyvného ramene 25.21. The swing arm 25, the counterweight 26 and the axis 27 are made of metal. At the top of the swing arm above the beams 21 on the carrier 28 is horizontally fixed to the reflecting target 20, which is formed by a highly reflective layer of gold steamed on Si / SiO 2 substrate. The mounting of the reflective target 20 on the rocker arm 25 serves to keep the reflective target 20 in a horizontal position even at a position 20 'corresponding to the transversal change during movement of the transducer 18 due to the transversal change of position of the sample surface 2. In this horizontal position it is precisely held by the balancing weight 26 at the end of the rocker arm 25.
Umístění odrazného terče 20 na přenosce 18 mezi kontaktním trnem 19 a kyvnou osou 24 je v délkovém poměru 1 : 4, a v odpovídajícím poměru se musí přepočítat i zaznamenaná transverzální změna pozice T_, tak aby odpovídala velikosti transverzální změny objemu měřeného vzorkuThe position of the reflecting target 20 on the transducer 18 between the contact mandrel 19 and the pivot axis 24 is in the length ratio of 1: 4, and the recorded transversal change in position T_ must also be recalculated to match the transversal change in the sample volume.
2. Odrazný terč 20 odděluje intenzivní laserový měřicí svazek 5 od fotosynteticky aktivní listové tkáně vzorku 2, aby nedošlo ani k jejímu poškození, ani k ovlivnění fotosyntetických dějů uvnitř vzorku 1.2. The reflective target 20 separates the intense laser measuring beam 5 from the photosynthetically active leaf tissue of the sample 2, so as not to damage it or to affect the photosynthetic processes within the sample 1.
-4CZ 18612 Ul-4GB 18612 Ul
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Držák vzorků pro výzkum dynamiky objemových změn fyziologicky, zejména fotosynteticky aktivních vzorků, lze využít při interferenční analýze objemových změn vzorků, jako např. vyšších a nižších rostlin, řas, fotosyntetických bakterií, částí těchto organismů, popř. i jiných fyzio5 logicky aktivních vzorků, a to i ve stavu in vivo a především v reálném čase.The sample holder for research of the dynamics of volume changes physiologically, especially photosynthetically active samples, can be used for interference analysis of volume changes of samples, such as higher and lower plants, algae, photosynthetic bacteria, parts of these organisms, or. and other physiologically active samples, even in vivo and especially in real time.
NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200819794U CZ18612U1 (en) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | Sample holder for investigating dynamics of volume changes of physiologically, particularly photosynthetically active samples |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ200819794U CZ18612U1 (en) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | Sample holder for investigating dynamics of volume changes of physiologically, particularly photosynthetically active samples |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ18612U1 true CZ18612U1 (en) | 2008-06-02 |
Family
ID=39484217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ200819794U CZ18612U1 (en) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | Sample holder for investigating dynamics of volume changes of physiologically, particularly photosynthetically active samples |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ18612U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009115061A1 (en) * | 2008-03-21 | 2009-09-24 | Biologicke Centrum Av Cr, V.V.I Ustav Molekularni Biologie Rostlin | Method of investigation of volume change dynamics of physiologically, particularly photosynthetically active samples, and the device for the method application |
-
2008
- 2008-03-21 CZ CZ200819794U patent/CZ18612U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009115061A1 (en) * | 2008-03-21 | 2009-09-24 | Biologicke Centrum Av Cr, V.V.I Ustav Molekularni Biologie Rostlin | Method of investigation of volume change dynamics of physiologically, particularly photosynthetically active samples, and the device for the method application |
| US8520215B2 (en) | 2008-03-21 | 2013-08-27 | Biologicke Centrum Av Cr, V.V.I Ustav Molekularni Biologie Rostlin | Methods and apparatus for investigation of volume change dynamics of physiologically active samples |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8520215B2 (en) | Methods and apparatus for investigation of volume change dynamics of physiologically active samples | |
| Zarco-Tejada et al. | Chlorophyll fluorescence effects on vegetation apparent reflectance: I. Leaf-level measurements and model simulation | |
| Kaushik et al. | Detection of collagen-IV using highly reflective metal nanoparticles—Immobilized photosensitive optical fiber-based MZI structure | |
| US9546952B2 (en) | Distribution of refractive index measurement by synthetic aperture tomography | |
| Kuimova et al. | Chemical imaging of live cancer cells in the natural aqueous environment | |
| Vo-Dinh et al. | Fiber-optic nanosensors for single-cell monitoring | |
| US7956328B2 (en) | System, device, and methods for real-time screening of live cells, biomarkers, and chemical signatures | |
| Dinh et al. | Heavy-atom effect on room temperature phosphorimetry | |
| CN107748158A (en) | A kind of microscopic Raman imaging spectral device for fast detecting and method | |
| Werner et al. | Fiber optic sensor designs and luminescence-based methods for the detection of oxygen and pH measurement | |
| JPS6022649A (en) | Optical method and device for measuring characteristic of substance by fluorescence of said substance | |
| EP1274982A1 (en) | Systems, apparatuses and methods for diamond color measurement and analysis | |
| US20060045807A1 (en) | Detection of biospecific interactions using amplified differential time domain spectroscopy signal | |
| Vo-Dinh | Nanosensing at the single cell level | |
| Ji et al. | Fiber optic pH/Ca2+ fluorescence microsensor based on spectral processing of sensing signals | |
| Chirumamilla et al. | Lithography-free fabrication of scalable 3D nanopillars as ultrasensitive SERS substrates | |
| CZ18612U1 (en) | Sample holder for investigating dynamics of volume changes of physiologically, particularly photosynthetically active samples | |
| Salafsky | Second-harmonic generation for studying structural motion of biological molecules in real time and space | |
| JPH0720055A (en) | Method for measuring cis-diol, solid supporting body and measuring kit | |
| Sacconi et al. | Second-harmonic generation sensitivity to transmembrane potential in normal and tumor cells | |
| Vo-Dinh | Optical nanosensors for detecting proteins and biomarkers in individual living cells | |
| CZ18611U1 (en) | Apparatus for investigating dynamics of volume changes of physiologically, particularly photosynthetically active samples | |
| RU2006123351A (en) | METHOD FOR DETERMINING PARAMETERS OF PARTICLES WEIGHTED IN A LIQUID, BY THE SPECTRA OF SMALL ANGULAR SCATTERING OF LIGHT AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| Fritzsche et al. | A cell-based sensor system for toxicity testing using multiwavelength fluorescence spectroscopy | |
| Zhang et al. | Probing polarization response of monolayer cell cultures with photon entanglement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20080602 |
|
| MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20120321 |