RU200181U1 - Устройство для экспресс-анализа молекулярных структур - Google Patents
Устройство для экспресс-анализа молекулярных структур Download PDFInfo
- Publication number
- RU200181U1 RU200181U1 RU2020126580U RU2020126580U RU200181U1 RU 200181 U1 RU200181 U1 RU 200181U1 RU 2020126580 U RU2020126580 U RU 2020126580U RU 2020126580 U RU2020126580 U RU 2020126580U RU 200181 U1 RU200181 U1 RU 200181U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- spectrometer
- led
- radiation
- sample
- clamp
- Prior art date
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000002189 fluorescence spectrum Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 7
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 3
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 abstract description 2
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 1
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 1
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001663 electronic absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000000103 photoluminescence spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000013558 reference substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/33—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using ultraviolet light
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области технической физики, а именно к исследованию материалов с помощью анализа оптических сред, и может быть использована для неразрушающего контроля молекулярного состава и структуры биологических препаратов, содержащих ароматические соединения, например, для контроля качественного и количественного состава лекарственных препаратов, для мониторинга веществ, загрязняющих окружающую среду, для выявления в биологических жидкостях токсических веществ и др.Устройство для экспресс-анализа молекулярных структур состоит из светодиода, оптической системы, к которой с помощью фиксатора подведён гибкий кварцевый световод. Воздействие коротковолнового (280 нм) электромагнитного излучения, через световод осуществляется на кювету с исследуемым образцом. Ещё один гибкий кварцевый световод, соединённый с фиксатором, необходим для отведения, возникающего в анализируемом образце флуоресцентного излучения к малогабаритному спектрометру. От малогабаритного спектрометра цифровая информация, полученная о спектре вторичного излучения, передается с помощью программного обеспечения в электронно-вычислительную машину. После компьютеризированной обработки сигнала осуществляется построение нормированного спектра флуоресценции исследуемого образца.Устройство обеспечивает проведение неразрушающего контроля высокой степени достоверности молекулярного состава и структуры биологических препаратов, имеющих в своём составе ароматические кольца, с минимизацией временных затрат на исследование и с нивелированием возможной погрешности при фиксировании результатов.
Description
Полезная модель относится к области технической физики, а именно к исследованию материалов с помощью анализа оптических сред, и может быть использована для неразрушающего контроля молекулярного состава и структуры биологических препаратов, содержащих ароматические соединения, например, для контроля качественного и количественного состава лекарственных препаратов, для мониторинга веществ, загрязняющих окружающую среду, для выявления в биологических жидкостях токсических веществ и др.
Известен способ анализа биологических препаратов по электронным спектрам поглощения в ультрафиолетовой области спектра, основанный на абсорбционном методе (RU 2488097, МПК G01N 21/64, опубл. 22.11.2011).
Недостаток данного способа заключается в том, что в качестве возбуждающего источника излучения используется дорогостоящий лазер со сложной оптической системой.
Известно устройство для ультрафиолетового-спектрометрического анализа газообразных соединений (RU 2558014, МПК G01N 21/33, опубл.16.03.2011).
Главным недостатком известного устройства является ограниченная применимость. Исследованию с помощью данного устройства могут быть подвержены вещества и соединения, находящиеся только в газообразном состоянии.
Известен оптический анализатор, работающий на основе дейтериевой лампы УФ-излучения (SU 1481650, МПК G01N 21/33, опубл. 23.05.1989).
Недостатком данного анализатора является то, что техническая реализация зарегистрированного устройства не соответствует сегодняшнему уровню развития науки и техники. Предлагаемая принципиальная схема анализатора реализует длительное и трудозатратное исследование. Очевидна дальнейшая сложность обработки результатов измерения, что на практике приведёт к появлению значительной погрешности в измерениях.
Технический результат, на который направлена предлагаемая полезная модель, состоит в установлении на количественном уровне степени соответствия молекулярной структуры и состава, реальных образцов веществ с номинальными биоактивными препаратами, характеристики которых известны и введены в базу данных. Предлагаемое устройство для экспресс-анализа молекулярных структур призвано обеспечить проведение неразрушающего контроля высокой степени достоверности молекулярного состава и структуры биологических препаратов, имеющих в своём составе ароматические кольца, с минимизацией временных затрат на исследование и с нивелированием возможной погрешности при фиксировании результатов. Технический результат достигается за счет того, что генерация УФ – излучения с длиной волны 280 нм светодиода мощностью 1,5 mW падает на поверхность исследуемого вещества через гибких кварцевых световодов с внутренним диаметром 0,1 мм.
Наличие ароматических колец в молекулярных структурах приведёт к фундаментальному электронному поглощению этих соединений в среднем ультрафиолетовом диапазоне. Соответственно в этих веществах наблюдается флуоресценция в фиолетово-красном диапазоне при её возбуждении коротковолновым (280 нм) электромагнитным излучением. Для возбуждения и регистрации спектров флуоресценции использовалась волоконно-оптическая методика.
Полезная модель поясняется графически (фиг. 1 – 2). На Фиг. 1 показана схема реализации устройства для экспресс-анализа молекулярных структур, где 1 - это светодиод, 2 и 5 – световоды, 3 и 6 – фиксаторы, 4 – образец, 7 - спектрометр, 8 - компьютер. На Фиг. 2 показан примерный вид нормированного спектра флуоресценции образца, полученного при возбуждении ультрафиолетовым излучением светодиода (λ = 280,0 нм). Как видно согласно данной фигуре при λ = 340,1 нм наблюдается максимум полосы флуоресценции исследуемого образца в фиолетово-красной области спектра, положение и форма которой существенно отличаются от вида образца.
В качестве источника, возбуждающего излучения, использовался светодиод (1), генерирующий ультрафиолетовое излучение с длиной волны 280 нм и мощностью 1,5 mW. Также в данном устройстве возможно использование лазера с длиной волны генерации 266 нм.
К образцу (4) с помощью фиксатора (3) подведён первый гибкий кварцевый световод с внутренним диаметром 0,1 мм (2), который используется для подведения ультрафиолетового излучения светодиода (1). Аналогичный второй световод (5), соединённый с фиксатором (6) используется для отведения, возникающего в анализируемом образце флуоресцентного излучения к малогабаритному спектрометру (7) типа FSD-8, который обеспечивает высококачественную регистрацию спектров флуоресценции исследуемых образцов в диапазоне 200-1200 нм при экспозициях 0,01-0,1с.
Высокое пространственное разрешение предлагаемого метода обеспечивается тем, что зондирующее излучение светодиода с помощью гибкого кварцевого световодов 2 и 5 с внутренним диаметром 0,1 мм подводится к поверхности исследуемого образца 4.
Миниспектрометр FSD-8 обладает малыми габаритами и оснащен высокоскоростным портом USB, служащий для его совместной работы с персональным компьютером (или ноутбуком) с установленным программным обеспечением.
От малогабаритного спектрометра FSD-8 (7) цифровая информация, полученная о спектре вторичного излучения, передается с помощью программного обеспечения в электронно-вычислительную машину (8). После компьютеризированной обработки сигнала осуществляется построение нормированного спектра флуоресценции исследуемого образца, его примерный вид показан на Фиг. 2.
В устройстве для экспресс-анализа молекулярных структур полезный сигнал собирается из канала с веществом практически из той же точки, из которой выходит возбуждающее излучение из смежного световода. Преимуществом данного способа регистрации является сильное ослабление возбуждающего излучения, проходящего «вперёд», в то время как вторичное излучение собирается вторым световодом «назад».
Для установления количественного отличия спектров, полученных от различных биологических образцов, строят корреляционные функции 
с использованием следующего соотношения:
Здесь 
- нормированные спектры вторичного излучения анализируемого вещества (А) и эталонного вещества (Е). Для анализа спектров используется так называемый коэффициент соответствия K:
Здесь N –число точек, для которых получены цифровые данные о спектре фотолюминесценции.
Таким образом, преимуществами предлагаемого устройства заключаются в следующем: полезный сигнал собирается из канала с веществом практически из той же точки, из которой выходит возбуждающее излучение из смежного световода; сильное ослабление возбуждающего излучения, проходящего «вперёд», в то время как вторичное излучение собирается вторым световодом «назад»; высокое пространственное разрешение обеспечивается тем, что зондирующее излучение светодиода, с помощью гибкого кварцевого световодов с внутренним диаметром 0,1 мм подводится к поверхности исследуемого образца; малогабаритный спектрометр должен обеспечивать регистрацию спектров флуоресценции исследуемого образца в диапазоне 200-1200 нм при экспозициях 0,01-0,1 с.
Claims (4)
1. Устройство для экспресс-анализа молекулярных структур, содержащее светодиод, пару гибких кварцевых световодов с фиксаторами, кювету для исследуемого образца, спектрометр, характеризующееся тем, что светодиод генерирует электромагнитное излучение с длиной волны 280 нм, с помощью фиксатора к светодиоду подведён гибкий кварцевый световод, другой конец осуществляет непосредственное взаимодействие с исследуемым образцом, помещённым в кювету, второй световод используется для отведения, возникающего в анализируемом образце флуоресцентного излучения к спектрометру для последующей регистрации.
2. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что для обеспечения высокого пространственного разрешения гибкие кварцевые световоды имеют внутренний диаметр 0,1 мм.
3. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что используемый спектрометр должен обеспечивать регистрацию спектров флуоресценции исследуемого образца в диапазоне 200-1200 нм при экспозициях 0,01-0,1 с.
4. Устройство по п. 1, характеризующееся тем, что обработка полученных с помощью спектрометра цифровых сигналов осуществляется с помощью электронно-вычислительной машины.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126580U RU200181U1 (ru) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | Устройство для экспресс-анализа молекулярных структур |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126580U RU200181U1 (ru) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | Устройство для экспресс-анализа молекулярных структур |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU200181U1 true RU200181U1 (ru) | 2020-10-08 |
Family
ID=72744414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020126580U RU200181U1 (ru) | 2020-08-10 | 2020-08-10 | Устройство для экспресс-анализа молекулярных структур |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU200181U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2802398C1 (ru) * | 2022-07-06 | 2023-08-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук" (ИОФ РАН) | Устройство для фотодинамического воздействия invitro на биологические микрообъекты |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1481650A1 (ru) * | 1987-01-15 | 1989-05-23 | Тбилисское Научно-Производственное Объединение "Аналитприбор" | Оптический анализатор |
| WO2003085376A2 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-16 | The Regents Of The University Of California | System and method for quantitative or qualitative measurement of exogenous substances in tissue and other materials using laser-induced fluorescence spectroscopy |
| RU2488097C1 (ru) * | 2011-11-22 | 2013-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) | Способ анализа биологических препаратов |
| RU2558014C2 (ru) * | 2010-05-24 | 2015-07-27 | Лабио А.С. | Устройство для уф-спектрометрического анализа газообразных соединений |
-
2020
- 2020-08-10 RU RU2020126580U patent/RU200181U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1481650A1 (ru) * | 1987-01-15 | 1989-05-23 | Тбилисское Научно-Производственное Объединение "Аналитприбор" | Оптический анализатор |
| WO2003085376A2 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-16 | The Regents Of The University Of California | System and method for quantitative or qualitative measurement of exogenous substances in tissue and other materials using laser-induced fluorescence spectroscopy |
| RU2558014C2 (ru) * | 2010-05-24 | 2015-07-27 | Лабио А.С. | Устройство для уф-спектрометрического анализа газообразных соединений |
| RU2488097C1 (ru) * | 2011-11-22 | 2013-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) | Способ анализа биологических препаратов |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2802398C1 (ru) * | 2022-07-06 | 2023-08-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук" (ИОФ РАН) | Устройство для фотодинамического воздействия invitro на биологические микрообъекты |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3994143B2 (ja) | 血液分析器のための検体の迅速な分光光度法の予備検査鑑別方法及び装置 | |
| US6251688B1 (en) | Method and apparatus for measurement of binding between a protein and a nucleotide | |
| KR101684407B1 (ko) | 광학 센서를 이용한 수질 오염 측정 시스템 및 수질 오염 측정 장치 | |
| JP2004528567A5 (ru) | ||
| ATE382865T1 (de) | Analysevorrichtung und -verfahren mit probenqualitätsmessung | |
| CN101551345B (zh) | 基于x射线激发光源的光谱仪 | |
| KR102464243B1 (ko) | 외상성 뇌손상 바이오마커 검출용 시분해 형광분석 측방유동 분석장치 및 이를 이용한 외상성 뇌손상 바이오마커 측정방법 | |
| RU2223479C2 (ru) | Способ и устройство для анализа изотопсодержащих молекул по спектру поглощения | |
| DE50012985D1 (de) | Verfahren zur infrarot-optischen bestimmung der konzentration zumindest eines analyten in einer flüssigen probe | |
| CN111208114A (zh) | 表面增强拉曼散射/荧光结合spr传感的检测方法及装置 | |
| CN108106994A (zh) | 一种扫描式局域增强生化传感装置 | |
| CN114631021A (zh) | 用于测定禁用物质的仪器和方法 | |
| CN212321444U (zh) | 表面增强拉曼散射结合spr传感的检测装置 | |
| JP2807777B2 (ja) | スラブ光導波路を利用した光吸収スペクトル測定装置 | |
| RU200181U1 (ru) | Устройство для экспресс-анализа молекулярных структур | |
| RU2739143C1 (ru) | Способ для идентификации алмазов и бриллиантов и устройство для его осуществления | |
| HUT62098A (en) | Method for testing transparent and/or reflective objects placed in the near filed by means of microscope, as well as scanning microscope | |
| CN106990059B (zh) | 一种液体样品测量装置和测量方法 | |
| JP4887475B2 (ja) | 自己蛍光を除去するために複数の検出チャネルを使用するシステム及び方法 | |
| JP3422725B2 (ja) | ラマン分光分析と粒度分布測定を同時に行う分析装置 | |
| CN205449805U (zh) | 一种表面增强拉曼光谱测试系统 | |
| CN113640272A (zh) | 一种基于便携式拉曼光谱仪的谱库建立和检测方法及应用 | |
| CN203053867U (zh) | 荧光光谱-时间分辨荧光同时检测光纤光谱仪 | |
| JP2004309143A (ja) | 炭酸ガスの地中固定におけるガスモニタリング装置およびガスモニタリング方法並びに炭酸ガスの地中固定方法 | |
| CN207502400U (zh) | 一种荧光分析装置和水质在线监测仪器 |