RU212524U1 - Измеритель оптической плотности суспензий - Google Patents
Измеритель оптической плотности суспензий Download PDFInfo
- Publication number
- RU212524U1 RU212524U1 RU2022108461U RU2022108461U RU212524U1 RU 212524 U1 RU212524 U1 RU 212524U1 RU 2022108461 U RU2022108461 U RU 2022108461U RU 2022108461 U RU2022108461 U RU 2022108461U RU 212524 U1 RU212524 U1 RU 212524U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- optical density
- cuvette
- photodetector
- cell
- Prior art date
Links
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 title description 2
- 230000003287 optical Effects 0.000 claims abstract description 36
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000000051 modifying Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 11
- 230000003595 spectral Effects 0.000 claims description 3
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 12
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 8
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 6
- 150000002960 penicillins Chemical class 0.000 description 5
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 4
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 241000195649 Chlorella <Chlorellales> Species 0.000 description 2
- 240000009108 Chlorella vulgaris Species 0.000 description 2
- 235000007089 Chlorella vulgaris Nutrition 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000004114 suspension culture Methods 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000005429 turbidity Methods 0.000 description 2
- 229940049954 Penicillin Drugs 0.000 description 1
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 1
- 229960000626 benzylpenicillin Drugs 0.000 description 1
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 1
- 239000012496 blank sample Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области измерительной техники и касается устройства для измерения оптической плотности суспензий. Устройство содержит светодиод, излучающий узконаправленный модулированный световой поток, диафрагму для формирования луча с малым углом расхождения, кюветное отделение без крышки, круглую кювету, установленную во вращающуюся платформу-держатель, фотоприемник в виде фотодиода, оборудованного светофильтром и светорассеивающим экраном и размещенного вблизи кюветы, усилитель переменного тока и микропроцессорную систему для обработки производимых измерений и расчета оптической плотности исследуемого образца. Технический результат заключается в повышении точности измерений и сходимости результатов. 1 ил. и 2 табл.
Description
Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для измерения оптической плотности суспензионных культур клеток водорослей и других организмов, используемых при биотестировании токсичности водных сред. Она может быть также применено для измерения оптической плотности других прозрачных или мутных растворов.
Регистрация оптической плотности суспензии клеток тест-организмов, как показатель изменения их численности в процессе роста, производится в светопрозрачных круглых флаконах («пенициллинках» объемом 10 см3), в которых выполняется само биотестирование.
Известен колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2 [ООО «ПрофМТ» [Электронный ресурс] Медицинская техника для профессионалов. Санкт-Петербург, режим доступа: https://www.profmt.ru/catalog/view/spektrofotometry/kfk-2/ (дата обращения 18.02.2022 г.)], предназначенный для измерения коэффициентов пропускания и оптической плотности растворов и твердых тел в отдельных участках диапазона длин волн 315-980 нм, выделяемых светофильтрами. Кроме того, колориметр позволяет измерять коэффициенты пропускания взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в проходящем свете. Прибор состоит из оптического и фотометрического блоков. Оптический блок содержит осветитель с галогеновой лампой и фокусирующей оптикой, светофильтры, кюветное отделение с кюветодержателем, которое закрывается крышкой. Фотометрическое устройство состоит фотоприемника (фотоэлемент и фотодиод), усилителя постоянного тока и регистрирующего прибора в виде стрелочного микроамперметра со шкалой, размеченной для определения оптической плотности и коэффициентов светопропускания.
Недостатком данного устройства является то, что кюветодержатель прибора не позволяет производить измерение оптической плотности проб с тест-организмами в круглых флаконах (пенициллинках), в которых они выращивались. Это удлиняет процесс измерения, поскольку требуется последовательно переливать содержимое флаконов в стандартную кювету фотоколориметра. При этом трудно контролируемый процесс оседания клеток в период измерения светопропускания проб, как и снятие результатов со шкалы стрелочного регистрирующего прибора, не позволяет с высокой точностью получать измеряемые данные.
Наиболее близким техническим решением является фотоколориметр КФК-3 [ООО «ПрофМТ» [Электронный ресурс] Медицинская техника для профессионалов. Санкт-Петербург, режим доступа: https://www.profmt.ru/catalog/view/spektrofotometry/kfk-3/ (дата обращения 18.02.2022 г.)], предназначенный для измерения коэффициентов пропускания и оптической плотности растворов и твердых тел в видимом диапазоне длин волн и ближних к нему областях ультрафиолетового и инфракрасного излучения. Прибор состоит из оптического и фотометрического блоков. Оптический блок содержит осветитель с галогеновой лампой и фокусирующей оптикой, монохроматор для выделения света узких спектральных областей, кюветное отделение с кюветодержателем, которое закрывается крышкой. Фотометрическое устройство состоит фотоприемника (фотодиод), усилителя постоянного тока и микропроцессорной системы для цифровой регистрации значений оптической плотности и коэффициентов светопропускания.
Введенная в данный прибор цифровая регистрация измеряемых показателей заметно повышает точность получаемых данных.
Недостатком данного устройства является невозможность измерения оптической плотности проб с тест-организмами в круглых флаконах (пенициллинках), в которых они выращивались. При этом использование стандартных кювет не позволяет избежать влияния на величину светопропускания процесса оседания клеток во время проведения измерения. К недостаткам приборов относиться также высокая и не контролируемая доля ослабления света, проходящего через водорослевую суспензию, в результате его рассеивания клетками. Степень влияния фактора светорассеивания сильно зависит от положения кюветы с измеряемой суспензией относительно входного окна фотоприемника - чем больше расстояние между ними, тем сильнее будет сказываться ослабление светового потока мутной суспензионной средой. Таким образом, значение оптической плотности водорослевой суспензии будет зависеть от конструктивных особенностей используемого фотоколориметра, а также от положения кюветы с образцом по отношению к фотоприемному окну прибора.
Задачей, решаемой с использованием заявляемой полезной модели, является улучшение эксплуатационных и технических характеристик измерителя оптической плотности суспензии клеток тест-организма, применяемых в биотестировании.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения оптической плотности суспензий, содержащем оптический блок с источником света, излучающим направленный световой поток требуемой области спектра, кюветное отделение с кюветодержателем, фотометрический блок, состоящий из фотоприемника, усилителя фототока и системы регистрации измеряемых параметров светопропускания, новым является то, что в качестве источника света используется светодиод, излучающий узконаправленный модулированный световой поток, а также включает диафрагму для формирования луча с малым углом расхождения, кюветное отделение без крышки, круглую кювету, установленную во вращающуюся платформу-держатель, фотоприемник в виде фотодиода, оборудованного светофильтром и светорассеивающим экраном и размещенного вблизи кюветы, усилитель переменного тока, микропроцессорную систему для обработки производимых измерений и расчета оптической плотности исследуемого образца.
Полезная модель поясняется чертежом. На фиг.1 показана конструкция измерителя оптической плотности суспензий.
В корпусе 1 устройства установлены светодиод 2, диафрагма 3, кюветодержатель 4, обеспечивающий вращение круглого флакона 5 с исследуемым образцом, фотодиод 6 в оправе 7, в которой установлены светорассеивающий экран 8 и светофильтр 9. Фотодиод 6 через усилитель переменного тока 10 подключен к микропроцессорной системе 11, имеющий пульт управления 12 и цифровой экран 13 для отображения результатов производимых измерений.
Устройство работает следующим образом.
Для измерения оптической плотности образца во вращающуюся платформу кюветодержателя 4 устанавливается светопрозрачный круглый флакон (пенициллинка) 5 с дистиллированной водой. После запуска с пульта управления 12 программы микропроцессорной системы 11 в течении нескольких секунд производится измерение светопропускания, так называемой, «холостой пробы», усредненное значение которой отображается на цифровом экране. Модуляция измерительного света позволяет снизить влияния внешней засветки и температурного дрейфа параметров схемы. Вращение флакона обеспечивает уменьшения влияния дефектов его стенок на результат измерения.
Затем в кюветодержатель ставится аналогичный флакон 5 с исследуемым образцом и выполняется замер его светопропускания. После этого, микропроцессорная систем 11 производит расчет величины оптической плотности по результатам этих измерений и выставляет ее значение на экран. Благодаря малому расстоянию между кюветой и фотоприемником, минимизируется влияние мутности среды на результаты измерения светопропускания. В свою очередь, изменяя размер этого промежутка, можно производить подстройку приборов. Установка перед фотодиодом 6 светорассеивающего экрана 8, большего по размеру чем его светочувствительная площадка, позволяет фотоприемнику увеличить угол охвата световых лучей, идущих под разными углами от флакона со суспензионной средой. Это также снижает влияние мутности на величину оптической плотности образца. Установленный перед фотодиодом 6 светофильтр 9, беспрепятственно пропускающий измерительный луч, предохраняет фотоприемник от его предельной засветки внешним светом.
Пример 1. В 5 круглых флаконов (пенициллинок) объемом 10 см3 внесено по 5 см3 дистиллированной воды. В флакон №6 залито 10 см3 суспензионной культуры одноклеточной водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris) с концентрацией клеток 7,5×106 кл/см3. Для приготовления ряда разбавления данной клеточной суспензии кратного двум в первый из флаконов с дистиллированной водой внесено 5 см3 суспензии водоросли из флакона №6. Далее последовательно переноситься по 5 см3 содержимое флакона №1 во флакон №2, из него во флакон №3. Последний перенос из флакона №3 - во флакон №4 обеспечивает 16-ти кратное снижение концентрации клеток в исследуемой суспензии. Флакон №5 остается наполненным 5 см дистиллированной водой и используется при измерениях как «холостой» образец или образец сравнения. Таким образом, для измерения оптической плотности готовы исходная суспензия клеток водоросли и 4 ее разбавления кратные двум. Результаты измерения оптической плотности этих образцов относительно светопропускания флакона №5 с дистиллированной водой представлены в таблице. Расчет величины оптической плотности (D) микропроцессорная система проводит автоматически по формуле:
где Io - световой поток, прошедший через флакон с дистиллированной водой, It - световой поток, прошедший через образец с суспензией водоросли.
Представленные результаты свидетельствуют о высоком соответствии величин разбавления исследуемой суспензии водоросли с кратностью снижения ее оптической плотности, измеренной в заявляемом устройстве.
Пример 2. В многокюветном культиваторе водорослей типа КВМ размещены 8 флаконов (пенициллинок) с 6 см3 питательной среды. В каждый флакон внесена тест-культура водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris) в концентрации 75×103 кл/см3, что эквивалентно оптической плотности клеточной суспензии величине 0,005. После 22 часов культивирования при температуре 36°С в заявляемом устройстве измерена оптическая плотность суспензии выросшей тест-культуры, как показателя численности клеток водоросли.
Результаты, приведенные в таблице 2, указывают, что диапазон отклонения оптической плотности водорослевых суспензий, измеренной во флаконах, в которых они культивировались, не превышает ±3%. При этом сама численность клеток увеличилась в 30 раз. Такие небольшие отклонения оптической плотности проб свидетельствует о возможности получения высокой сходимости результатов биотестирования при использовании заявляемого измерителя оптической плотности в работе с суспензионной тест-культурой водоросли.
Устройство просто в эксплуатации, не требует защиты кюветного отделения от внешних источников света и позволяет проводить измерения оптической плотности суспензионных культур тест-организмов (водорослей и др.) непосредственно во флаконах, в которых выполняется биотестирование.
Claims (1)
- Устройство для измерения оптической плотности суспензий, содержащее оптический блок с источником света, излучающим направленный световой поток требуемой области спектра, кюветное отделение с кюветодержателем, фотометрический блок, состоящий из фотоприемника, усилителя фототока и системы регистрации измеряемых параметров светопропускания, отличающееся тем, что в качестве источника света используется светодиод, излучающий узконаправленный модулированный световой поток, а также включает диафрагму для формирования луча с малым углом расхождения, кюветное отделение без крышки, круглую кювету, установленную во вращающуюся платформу-держатель, фотоприемник в виде фотодиода, оборудованного светофильтром и светорассеивающим экраном и размещенного вблизи кюветы, усилитель переменного тока, микропроцессорную систему для обработки производимых измерений и расчета оптической плотности исследуемого образца.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU212524U1 true RU212524U1 (ru) | 2022-07-28 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5386287A (en) * | 1991-03-20 | 1995-01-31 | Dr. Bruno Lange Gmbh | Device for automatically evaluating a plurality of probe ingredients by means of chemical sensors |
| US7333194B2 (en) * | 2004-09-27 | 2008-02-19 | Industrial Test Systems, Inc. | Photometric analysis |
| RU2331058C1 (ru) * | 2007-04-02 | 2008-08-10 | ГОУ ВПО "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Способ определения октанового числа бензинов и устройство для его реализации |
| RU2581429C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Загорский оптико-механический завод" | Устройство фотометра с шаровым осветителем |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5386287A (en) * | 1991-03-20 | 1995-01-31 | Dr. Bruno Lange Gmbh | Device for automatically evaluating a plurality of probe ingredients by means of chemical sensors |
| US7333194B2 (en) * | 2004-09-27 | 2008-02-19 | Industrial Test Systems, Inc. | Photometric analysis |
| RU2331058C1 (ru) * | 2007-04-02 | 2008-08-10 | ГОУ ВПО "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" | Способ определения октанового числа бензинов и устройство для его реализации |
| RU2581429C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-04-20 | Открытое акционерное общество "Загорский оптико-механический завод" | Устройство фотометра с шаровым осветителем |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Phillips Jr et al. | Growth rate of Chlorella in flashing light. | |
| JP2005536713A (ja) | 液体の特性を試験するための機器および方法 | |
| US20130301051A1 (en) | Scattering light source multi-wavelength photometer | |
| CN109632753B (zh) | 一种便携式吸光度测量装置及其方法 | |
| EP1929259A2 (en) | System and method for the identification and quantification of a biological sample suspended in a liquid | |
| KR920704126A (ko) | 형광 변화의 모니터에 의한 색반응의 측정 방법 | |
| JP2018510333A (ja) | 積分球集光器を用いるシステム、デバイス及び方法 | |
| Nelson et al. | Calibration of an integrating sphere for determining the absorption coefficient of scattering suspensions | |
| AU738290B2 (en) | Method and apparatus for determining characteristics of a sample in the presence of ambient light | |
| US20200239827A1 (en) | Erythrocyte monitoring device | |
| JP5134862B2 (ja) | 分析装置 | |
| RU212524U1 (ru) | Измеритель оптической плотности суспензий | |
| IE901660A1 (en) | Apparatus for detection of microorganisms | |
| Lefering et al. | Improved determination of particulate absorption from combined filter pad and PSICAM measurements | |
| CN105044065B (zh) | 一种用于荧光法测定叶绿素含量的藻液的制备方法 | |
| CN210037588U (zh) | 一种吸收光谱测试系统 | |
| RU2008126406A (ru) | Способ оптической диагностики живых микрообъектов и их нанокомпонентов и устройство для его реализации | |
| US2301401A (en) | Apparatus for making photometric determinations | |
| RU94335U1 (ru) | Погружной зонд для определения гидрофизических и гидрохимических параметров воды в водоемах | |
| CN111103247A (zh) | 一种紫外可见分光光度计 | |
| JP2014187962A (ja) | 藻類を利用した水質試験方法 | |
| US2942515A (en) | Photoelectric colorimeter | |
| Fu et al. | Ultra-wide range of concentration measurement assisted by fluorescence intensity distribution imaging | |
| Silverman | A simple photoelectric turbidimeter | |
| Chianese et al. | Turbidimetry and nephelometry |