NO131104B - - Google Patents

Description

Densitometer.

Opprinnelsen vedrører et densitometer til kvantitering og måling av relativ vandringshastigliet til proteiiifraksjoner som er sepa-rert fra hverandre ved hjelp av elektroforese og liknende Metoder.

Anvendelsesområde innen medisin og biologiske disipliner».;

Det eksisterer forskjellige metoder til å separere en blan-ding av proteinfraksjoner i sine enkelte bestanddeler. Sepa-rasjonen utføres på forskjellige medier med varierende tykkelse og optiske egenskaper. Ved eksisterende separasjonsmetoder Tår man fram linjemønstre med bredde og innbyrdes avstand fra 25 jx og opp til flere mm på de enkelte linjer. Problemet er å lage et densitometer med tilstrekkelig oppløsningsevne for de minste detaljer, som ikke er ømfintlige for varia-sjoner i tykkelse og lysspredning i mediet. Hensikten var således å lage et instrument som kunne benyttes ved flest mulig separasjonsmetoder. Det vanlige prinsipp i slike in-strumenter er at man lar objektet passere på tvers gjennom en lysbunt og måler lysabsorpsjon i linjemønsteret ved hjelp av en fotoelektrisk omformer. Man kan måle absorpsjon av synlig lys i fargete bånd eller absorpsjon av ultrafiolett lys i ufargete bånd. Det største problem er å registrere detaljer under ca. 100 p.. Ved hjelp av mikroskopoptikk har man oppnådd den nødvendige oppløsningsevne på objekt med filmtykkelse. Ved økende objekt tykkelse får man dybdeskarphetsproblemer med forvrengning av de avtegnede absorpsjonskurver.

Man har også benyttet følgende løsning: Objektet belyses

av et projisert bilde av lyskilden. En detektorlinse kaster et forstørret bilde av objektet på en spalte. Optikkens evne til å skille mellom to bånd er avhengig av spaltebredden delt på-forstørrelsesgraden i systemet. Fig. 1 viser et utsnitt av et slikt system. Her passerer lyset fra for-størrelseslinsene gjennom gelen mellom to fargete bånd.

Når objektet beveger seg gjanom lysbunten, så vil det re-gistrerte signalet fra en fotoelektrisk omformer bestå av to topper med en dal imellom, hvis dybde er avhengig av objekttykkelsen, t, avstanden mellom båndene, d, og vinkelen, O-. Forholdet mellom disse parametre finnes ved georaetisk re-sonnement :

Den minste registrerbare avstand, d, mellom båndene ér et mål på instrumentets oppløsningsevne. Det er klart av dette re-sonnement at et slikt system er sterkt avhengig av objekt--tykkelsen, t. Videre egner de seg kun til medier med.liten, lysspredningo

Det er klart av det foregående at flere fordeler ville

følge hvis man kunne klare seg uten et forstørret bilde av objektet,.forutsatt at man ikke taper oppløsningsevne. Det var nærliggende å prøve om man kunne oppnå tilfredsstillende oppløsning med parallelt lys uten forstørrelse av objektet. En. Laser ble først forsøkt, men måtte oppgis. Det synes som om koherent lys gir forstyrrelser på grunn av diffraksjons-mønstre, med høyt støynivå i ab so rp s j on skurv ene» Et system som vist i fig. 2 ble så konstruert. Den foreliggende løsning består i•at objektet føres på tvers av.en gjeimomfallende lysbunt, og i lysets vei, bak objektet,er det anordnet en spalte på tvers av bevegelsesretningen hvorfra det gjennomfallende lys tilføres en fotomultiplikator. Instrumentet er karakterisert ved at man benytter-parallelt innfallende lys kombinert med en spesiallaget spalte som er plasert så nær som mulig bak objektet i lysretningen, altså uten forstørrelse av objektbildet. Konstruksjonen vil bli beskrevet med referanse til fig. 2b.For å gjøre vinkelen & så liten som mulig, bør lyskilden ( fig. 2 - 1 ) være så liten som mulig og plasert så langt.fra objektet som mulig. Dette begrenses av instrumentets fysiske størrelse såvel som mengden av lys nødvendig for deteksjon. En lyskilde med høy intensitet benyttes på grunn av den lille spalten som er en forutsetning i dette system. For scanning

av ufargete bånd i u,v. lys forutsettes en lyskilde som gir relativt meget lysutbytte i det aktuelle område»

Lampen drives av velregulert spenningskilde. Lyset passerer

en sylinderlinse ( figo 2 - 3 ) med relativt lang brennvidde og lyskilden plasert i brennpunktet- For bruk med u.v. lys må denne linsen være av kvarts. En grov spalte ( fig»

2 - k ) plaseres mellom linsen og objektet for å redusere overflødig lys og brytningsforstyrrelser i mediet. Objektet monteres mellom tynne glassplater ( fig. 2 - 6 ), kvartsplater for u.v. belysning, og plaseres på objekt-bordet som, ikke er vist på fig. 2. Dette er et bord som kan forskyves ved hjelp av en justerbar motor. Jevn drift er en forutsetning. Like bak objektet i lysretningen plaseres de-teksjonsspalten (fig. 2 - 7 ). En spalte på et fotografisk negativ har vært prøvet, men viste seg å ikke være tilstrekkelig, lystett for den intense lyskilde. I stedet er benyttet en kvartsplate med pådampet metall og en spalte etset i metallet. Denne må være smalere enn de minste detaljer i linjemønsteret. I praksis vil det si at spalten kan være 10 p. bred for å registrere de minste detaljer. Lengden på spalten er satt til 2 mm. Kortere spalte gjør 'instrumentet følsomt for tetthets-variasjoner i mediet. Lengre spalte gjør instrumentet følsomt for manglende parallellitet mellom lirijemønsteret og spalten.

Det er av vesentlig betydning at objektet plaseres så nær detektorspalten ( fig. 2 - 7 ) som mulig da brytningsforstyr- . reiser i mediet ellers vil redusere oppløsningsevne til instrumentet, ^et er mulig å redusere denne avstand til 1,5 mm slik sorn senere beskrevet. : Spaltens - lengdeakse markeres på spaltebordet for å kunne orientere objektets linjemønster parallelt med denne. Et optisk filter ( fig. 2 - 8 ) pla -

seres bak detektorspalten og begrenser lyset til den del av

spekteret hvor linjemønsteret absorberer sterkest. Kn fotomultiplikator ( fig. 2 - 9 ) med høy følsomhet i den aktuelle del av lysspekteret plaseres i lystett sylinder.

Kvartsplaten med detektorspalten festes til endestykket på denne sylinderen. På denne måten trengs ikke lystett cliassis for instrumentet, som kan betjenes i vanlig belysning. Signal-t ut fra fotomultiplikator forsterkes og omdannes til en logaritmisk funksjon.

Fordeler

1. Oppløsningsevne på ca. 25 ^ i polyacrylamidgel av 8 mm tykkelse. 2. Relativt ufølsom for tykkeIsesvariasjoner i mediet. Polycrylamid<g>el med tykkelser fra 0,9 - 8 mm er scannet

uten synlig forvrengning av toppene.

3. Kan scanne medier med forskjellige optiske egenskaper. Følgende er prøvet: Polyacrylamidgel, klaret stivelses-gel, agargel, agarosegel.

ko Enkel konstruksjon med relativt få og rimelige kompo-nenter og montering. Dyr optikk er redusert til et mini- . mum. Spesielt vil dette gi seg utslag ved scanning i u.v. lys idet kostbar kvartsoptikk er vesentlig redusert. Lystett chassis er unødvendig.

Beskrivelse av et utførelseseksempel-

Lyskilden (fig. 2 - 1 ) er en 12 V, 50 V Halogenlampe med et filament på 2 mm bredde. Denne lampen drives av en spennings-

kilde med stabilitet <1 % som kan reguleres fra 1 til 12 -volt.

Lampen plaseres slik.at den fyller en lyskilde som dannes av en

1 mm bred spalte (fig. 2 - 2 ) og en linse med 25 mm diameter og brennvidde på 500 mm ( fig. 2 - 3 ). En. grov spalte ( fig. 2 - k ) lages f. eks. av barberblad med en bredde på 1 mm og plaseres like etter linsen. Objektet ( fig. 2 - 5 ) monteres mellom to objektglass og plaseres i et dypt spor i en perspex-.

ramme. Perspexrammen har to spor på undersiden som fatter om to transportbånd. På denne måte kommer objektet 1.5 mm fra detektorspalten. Transportbåndene består av 2 0-ringer strukket mel-

lom to akslinger som er montert på kulelager og drives av en trinnvis justerbar motor. 0-ringene liviler på et metallunder-

lag. Detektorspalten ( fig. 2 - 7 ) er 10 } x x 2000 ju og etset i metall som er pådampet en kvartsplate. Defekter i metall-

belegget er reparert med sort lakk. Kvartsplaten er limet på

en rund raetallskive som er gjenget inn i endestykket på en metall sylinder. Et optisk filter, med X") 626 nm, H w 1^,5 n m,

T.max h\ ia er festet på tilsvarende måte like under detektor-

spalten. En fotomultiplikator ( fig. 2 - 9 ) av type EMI 955°

festes bak filteret med adgang til kjøling med tørris. Signalet fra fotomultiplikator forsterkes og omdannes til en log funksjon som registreres på en linjeskriver.

Claims (1)

1. Densitometer til bestemmelse av konsentrasjoner av kom-ponenter geometrisk fordelt i et substrat, under anvendel-

se av en gjennomfallende lysbunt som substratet føres gjennom på tvers, og hvor det i lysets vei, bak substratet, er anordnet.en spalte, som strekker seg på tvers av bevegelsesretningen, og hvorfra det gjennomfallende lys til-føres en fotomultiplikator, karakterisert ved at substratet (5) passeres av parallelt innfallende lys, som uten forstørrelse passerer videre til spalten (7)» som er plasert like bak substratet (5)« 2o Densitometer som angitt i krav 1, karakt ei" i sert ved at spalten (7) er etset i et pådampet metallbelegg på en gjennomsiktig plate.