SU1041917A1 - Method and device for measuring micro object thermal oscillation - Google Patents
Method and device for measuring micro object thermal oscillation Download PDFInfo
- Publication number
- SU1041917A1 SU1041917A1 SU813347676A SU3347676A SU1041917A1 SU 1041917 A1 SU1041917 A1 SU 1041917A1 SU 813347676 A SU813347676 A SU 813347676A SU 3347676 A SU3347676 A SU 3347676A SU 1041917 A1 SU1041917 A1 SU 1041917A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- objects
- micro
- oscillations
- synchronization unit
- thermo
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
1. Способ измерени термоосцил. л ций микрообъектов, .включающий регистрацию рефракции света на границе двух контактируюдах между собой термометрических тел с разнозависимыми от температуры коэффициентами преломлени , одним из которых вл етс , окружающа среда, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона размеров и-змер емых микрообъектов, рефракцию света регистрируют на границе окружающей среды и ее пристенного,сло , прилегающего к микрообъекту. 2. Устройство дл измерени термоосцилл ций микрообъектов, содержащее источник света, микроскоп с конденсором косого освещени , фотокамеру и кювету дл исследуемых объектов , отличающеес тем, что с целью обеспечени измерений термоосцилл ций субклеточных структур , в него дополнительно введены усилитель биопотенциалов и блок синхронизации, .причем выход усилисл с: те.л биопотенциалов соединен с входом блоюа синхронизации, а выход блока синхронизации соединен с источп НИКОМ света. 4 СО ЮНА 1. Measurement method of thermo-oscil. of microscopic objects, including the registration of light refraction at the boundary between two contacting thermometric bodies with temperature-dependent refractive indices, one of which is the environment, characterized in that in order to expand the range of sizes and measurable micro-objects, refraction the light is recorded on the border of the environment and its wall, the layer adjacent to the micro-object. 2. A device for measuring thermo-oscillations of micro-objects, containing a light source, a microscope with an oblique illumination condenser, a camera and a cuvette for the studied objects, characterized in that in order to provide measurements of thermo-oscillations of subcellular structures, an amplifier of biopotentials and a synchronization unit are added to it. moreover, the output of the amplifiers: tepl biopotentials is connected to the input of the synchronization unit, and the output of the synchronization unit is connected to the source of light. 4 SO YNA
Description
Изобретение относитс к термоме рии оптическими ме;тодами и может быть использовано дл измерени бы ро измен ющейс температуры микрооб ектов, преимущественно биологических , тканевых и субклеточных, в сво ственной им среде. Известен споеоб измерени термоо цилл ций микросубъектов, включанндий измерение зависимых от температуры характеристик термометрических тел наход щихс в контакте -с исследуемы объектом 1 . Устройство, дл реализации извест ного способа содержит кювету дл ис следуемых объектов иблок измерени зависимых от температуры параметров . термометрических тел. Недостатком известных способа и устройства вл етс невозможность измерени характеристик субклеточны Iструктур вследствие большой массы термометрических тел. Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ измерени термоосцилл ций микрообъектов, включающий регистрацию рефракции света на границе двух контактирующих между собо термометрических тел с разнозависимыми от температуры коэффициентами преломлени , одним из которых вл е с окружающа микрообъект среда 2 Устройство дл измерени термоос цилл ций микрообъектов содержи т источник света, микроскоп с конденсор косого освещени , фотокамеру и кювету дл исследуемых объектов. В качестве термометрических тел при реализации известного способа используютс фенетол и взвешенный в нем кварцевый порошок.. Смешанные компоненты имеют близкие коэффициенты преломлени , причем, коэффициент преломлени фенетола термозависим . При .освещении белым светом, смесь мен ет цвет в зависимости от температуры в соответствии с изменением коэффициента преломлени фенетола . Регистриру изменение цвета измер ют термоосцилл ции. В микроск пическом варианте термометрическим телом служит единственна микрочаст ца кварца, смоченна , фенетрлом. Недостатком известного способа вл етс невозможность измерени пр его реализации, термоосцилл ции объектов малых размеров, например объектов типа субклеточных структур, вследствие увеличени тепловых потерь в области контакта термометрических тел с исследуемым объектом и, как следствие, уменьшени возмож ной частоты измер емых осцилл ции и снижени достоверности измерений. Недостатком известного устройств вл етс невозможность проведени измерени дл субклеточных структур обладающих быстро мен ющимис во времени по случайному закону термоОСЦИЛЛЯЦИЯМИ ., Цель изобретени - расширение диапазона размеров измер емых микрообъектов . Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу, включающему регистрацию рефракции света на границе двух контактирующих между собой термометрических тел с разнозависиьолми от температуры коэффициентами преломлени , одним из которых вл етс окружающа объект среда , рефракцию света регистрируют на границе окружающей среды и ее при- . стенного сло , прилегающего к микрог объекту. С целью обеспечени измерений термоосцилл ций субклеточных структур в устройство дл измерени термоосцилл ций микрообъектов, содержащее источник света, микроскоп с .конденсором . косого освещени , фотокамеру и кювету дл исследуемых объектов , дополнительно введены усилитель биопотенциалов и блок синхронизации, причем выход усил.ител биопотенциалов св зан с входом блока синхро- низации, а выход- блока синхронизации соединен с источником света. На чертеже приведен схема предлагаемого устройства. Устройство содержит импульсной источник 1 света, микроскоп 2 с кон ,денсором. 3 косого освещени , фотоKaNijpy 4, кювету 5 дл исследуемых объектов, усилитель б биопотенциалов и блок 7 синхронизации. Коэффициент преломлени пристенного сло , и окружающей среды, прилегающей к микрообъёкту, в св зи с иной его организацией отличаете от коэффициента преломлени сло , смежного с пристенным, и имеет иную термозависимость . Пропорциональна температуре микрообъекта относительна раз ность этих коэффициентов может бЬть измерена различными способами. Один из них заключаетс в определении изменений линейного масштаба за объектом, коэффициент которого измер ют. Пристенный слой у поверхности субклеточных структур имеет достаточную дл таких измерений толщину при увеличении около 1000 раз. В микрофотографическом варианте в качестве масштабного объекта удЬбно использовать волокно посто нного диаметра. Таким образом, измерение термоосцилл ций микрообъектов включает операции размеще{ и на предметном столике темнопольного микроскбпачсмасштабиого и термометрируемого -объектов , фотографирование их и в дальнеП шем расчет по фотограммам по формулеThe invention relates to thermometry of optical methods and can be used to measure the rapidly varying temperature of micro-objects, mainly biological, tissue and subcellular, in their own environment. There are known methods for measuring thermoecillations of microsubjects, including the measurement of the temperature-dependent characteristics of the thermometric bodies in contact with the objects under study 1. The device for implementing the known method contains a cuvette for the objects under investigation and a unit for measuring temperature dependent parameters. thermometric bodies. A disadvantage of the known method and device is the impossibility of measuring the characteristics of subcellular structures due to the large mass of thermometric bodies. The closest to the present invention is a method for measuring the thermal oscillations of micro-objects, including detecting the refraction of light at the boundary of two thermocouples in contact with different temperature-dependent refractive indices, one of which is the surrounding micro-object. 2 A device for measuring the thermal oscillations of micro-objects contains light source, microscope with oblique condenser, camera and cuvette for the objects under study. In the implementation of the known method, phenetol and quartz powder suspended in it are used as thermometric bodies. The mixed components have similar refractive indices, moreover, the refractive index of phenetol is thermally dependent. When illuminated with white light, the mixture changes color depending on the temperature in accordance with the change in the refractive index of phenetol. A color change register is measured for thermal oscillations. In the microscopic version, the thermometer body is a single microparticle of quartz, wetted, with phenetril. The disadvantage of this method is that it is impossible to measure its implementation, thermo-oscillation of small objects, such as objects of subcellular structures, due to an increase in heat loss in the contact area of the thermometric bodies with the object under study and, consequently, a decrease in the possible frequency of measured oscillations and a decrease in reliability of measurements. A disadvantage of the known devices is the impossibility of carrying out measurements for subcellular structures with rapidly varying temporally according to a random law thermo-OSCILLATIONS. The purpose of the invention is to expand the range of sizes of the measured micro-objects. This goal is achieved by the fact that according to the method, including the registration of light refraction at the boundary of two thermometric bodies in contact with different temperature dependences of refractive indices, one of which is the surrounding object medium, the refraction of light is recorded at the boundary of the environment and its reception. wall layer adjacent to the microg object. In order to provide measurements of thermo-oscillations of subcellular structures into a device for measuring thermo-oscillations of micro-objects, containing a light source, a microscope with a condenser. oblique illumination, camera and cuvette for the objects under study, additionally introduced a biopotential amplifier and a synchronization unit, the output of the biopotential amplifier connected to the input of the synchronization unit, and the output of the synchronization unit connected to the light source. The drawing shows a diagram of the proposed device. The device contains a pulsed light source 1, a microscope 2 with con, a sensor. 3 oblique illumination, photoKaNijpy 4, cuvette 5 for the objects under study, amplifier b of biopotentials and block 7 of synchronization. The refractive index of the near-wall layer and the environment adjacent to the micro-object, in connection with its other organization, are distinguished from the refractive index of the layer adjacent to the near-wall one, and have a different thermal dependence. Proportional to the temperature of a micro-object, the relative difference between these coefficients can be measured in various ways. One of them is to determine the linear scale change behind the object whose coefficient is measured. The wall layer at the surface of subcellular structures has a thickness sufficient for such measurements with an increase of about 1000 times. In the micrographic version, a fiber of constant diameter should be used as a scale object. Thus, the measurement of thermo-oscillations of micro-objects includes the operations placed {and on the object stage of the dark-field microscope scale-up and thermometry-based objects, photographing them and in the long-term calculation of photograms by the formula
м - JlMj2 1 MO m - JlMj2 1 MO
где Мwhere is m
ИМ- диаметр масштабногоIM-diameter scale
волокна и микрообъекта , соответствнно на уровне пристенного сло и сло ,/ смежного с ним;fiber and micro-object, correspondingly at the level of the wall layer and the layer / adjacent to it;
М.M.
пропорциональное температуре относительно изменение масштаба за счет пристенного сло Временна прследовательность М, proportional to temperature relative to the change of scale due to the near-wall layer of the time sequence M
М. М,....., М и р д Мр-М,M. M, ....., M and rd Mr-M,
Мр-М,, Мр-Мг, дают представлени о термоосцилл ци х микрообъекта . .Mr-M, Mr-Mg, give an idea about the thermal oscillations of a micro-object. .
При использовании другого способа определени разницы преломлени слоев масштабный объект может быть исключен. , при большом увеличении можно вы вить вокруг микрообъекта рефракционную полосу или полоску Бекке, образованную за счет пристенного сло . Дл этого необходима некотора расфокусировка микроскопа. Положение её у микрообъекта зависит от разницы коэффициентов преломлени контактирующих тел и вл етс функцией температуры, если один из этих коэффициентов термозависим. . By using another method for determining the refractive difference of the layers, a scale object can be excluded. , at high magnification, a refraction strip or a Becke strip formed by the near-wall layer can be detected around the micro-object. This requires some defocusing of the microscope. Its position at the micro-object depends on the difference in the refractive indices of the contacting bodies and is a function of temperature if one of these coefficients is thermally dependent. .
Измерение термоосцилл ций микрообъектов по смещению рефракционной полосы также включает фотографирование объекта после выделени его необходимой части. Расчет по фотограммам ведут по формулеMeasuring the thermo-oscillations of micro-objects by shifting the refractive band also includes photographing the object after selecting its necessary part. The calculation of the photograms are according to the formula
- Cl)lCj- Cl) lCj
i-- Кi-- K
где Сwhere C
и Сand C
ширина периферической части рефракционной полосы соответственно в начальный и i-тый моменты времени; the width of the peripheral part of the refraction band, respectively, at the initial and i-time points;
К степень увеличени микрообъекта; To the degree of increase of the micro-object;
00
р. пропорциональное приросту температуры микрообъекта смещение полосы по истечении i-Toro интервала времени . R. displacement of the strip proportional to the increase in the temperature of the micro-object after the i-Toro time interval expires.
5 Временна последовательность5 Time sequence
Р, 2 РП представле-.R, 2 RP presents.
ние о термоосцилл ци х микрообъекта.thermo-oscillation of a micro-object.
Пример. Измерение термоосцилл ций производитс на объекте, Example. Measurement of thermal oscillations is performed at the facility
0 температура которого измен етс во времени известным образом и может быть измерена другим способом, помимо предложенного. Объектом термометрии служит рабоча нить платинового The temperature of which varies over time in a known manner and can be measured in a different way than the one proposed. The object of thermometry is the working thread of platinum.
5 термометра сопротивлений, температура которойвозрастает после ступенчатого увеличени текущего через нее электрического тока и регистрируетс при помощи осциллографа. Нить имеет 5 resistance thermometers, the temperature of which increases after a stepwise increase in the electric current flowing through it and is recorded with an oscilloscope. Thread has
0 диаметр 30 мкм, допускает погружение в различные среды и размещаетс на столике биологического микроскопа с фотокамеройдл синхронной съемки. Результаты измерений и расчетов дл платины в воде приведены в таб5 лице.A diameter of 30 microns allows for immersion in various media and is placed on the table of a biological microscope from a camera and synchronous shooting. The results of measurements and calculations for platinum in water are given in the table.
Прирост температуры платины в среднем, °СThe increase in platinum temperature on average, ° C
Количество измерений Размах измерений, °СNumber of measurements Scope of measurements, ° С
Смещение рефракционной полосы, мкмThe offset of the refractive band, microns
Размах измерений, мкмScope of measurements, micron
Коэффициент коррел ции .Me)iyiy приростом температуры платины и смещением полосыThe correlation coefficient .Me) iyiy is an increase in platinum temperature and a strip shift
0,14О,.270,400,760.14O, .270,400,76
6552065520
0,040,030,030,030.040.030.030.03
1,42,1 2,52,71.42.1 2.52.7
О ,60,80,80,8Oh, 60,80,80,8
0,00,850,900,900,00,850,900,90
Величина ранговой коррел ции между приростом температуры объекта и смещением рефракционной полосы у его кра свидетельствует о .св зи между этими величинами. Коррел ци между ними становитс менее рптимальной , чем через миллисекунду после изменени температуры объекта.The magnitude of the rank correlation between the increase in the temperature of the object and the displacement of the refractive band at its edge indicates a connection between these values. The correlation between them becomes less than optimal than a millisecond after the object temperature changes.
Рассчитанна по Крамеру-Мизесу дл всех наблюдений веро тность подоби Р 2 между смещением рефракционной полосы и логарифмом прироста температуры не опускаетс ниже 0,85.The Kramer – Mises calculated for all observations probability of similarity Р 2 between the shift of the refraction band and the logarithm of the temperature increase does not fall below 0.85.
Устройство-дл измерени термоосцилл ций микрообъектов, реализукнцее предложенный способ,работает слеДУющим образом.A device for measuring the thermal oscillations of microobjects, realizing the proposed method, works as follows.
Кювета 5 дл исследуемых объектов с исследуемым объектом размещаетс на предметном столике биологического The cuvette 5 for the test objects with the test object is placed on the stage of the biological
микроскопа 2,. имеющего конденсор косого освещени .microscope 2 ,. having a condenser oblique lighting.
Стимул ци возбуждени исследуемого объекта и контрольное отвердение биопотенциала; осуществл ютс внеклеточными электродами.Stimulation of excitement of the object under study and control hardening of the biopotential; carried out by extracellular electrodes.
Сигнал биопотенциала от исследуемого объекта поступает на усилитель 6 биопотенциалов и далее в блок 7 син:4ронизацни. Сигнал с блока синхронизации , управл ет импульсным источником 1 света, в результате чего достигаетс согласование момента экспозиции с фё13Ой биопотенциала.The biopotential signal from the object under study is fed to the amplifier 6 biopotentials and then to block 7 syn: 4ronisation. The signal from the synchronization unit controls the pulsed light source 1, as a result of which the exposure time is matched to the biopotential.
Таким образом, предложенный способ позвол ет расширить диапазон размеров измер емых микрообъектов в сторону их уменьшени , а устройство обеспечивает возможность проведени измерений термоосцилл ций дл субклеточных структур.Thus, the proposed method allows to expand the range of sizes of the measured micro-objects in the direction of their reduction, and the device provides the possibility of measuring thermo-oscillations for subcellular structures.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813347676A SU1041917A1 (en) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | Method and device for measuring micro object thermal oscillation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU813347676A SU1041917A1 (en) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | Method and device for measuring micro object thermal oscillation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1041917A1 true SU1041917A1 (en) | 1983-09-15 |
Family
ID=20980292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU813347676A SU1041917A1 (en) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | Method and device for measuring micro object thermal oscillation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1041917A1 (en) |
-
1981
- 1981-08-04 SU SU813347676A patent/SU1041917A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Иоффе Б.В. Рефрактометрические, методы химии. Л., ГНТИ химической литературы, 1960, с. 257-261. 2. Авторское свидетельство СССР 670831, кл. G 01 N 21/41, G 01 КИ/12 (прототип). * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US2892378A (en) | Indicating turbidimeter | |
Rozzell et al. | A nonperturbing temperature sensor for measurements in electromagnetic fields | |
SU1041917A1 (en) | Method and device for measuring micro object thermal oscillation | |
SU1395939A1 (en) | Method of checking thickness of sheet material | |
Newell | In situ refractometry for concentration measurements in refrigeration systems | |
SU537288A1 (en) | Method for determining thermal conductivity of solids | |
SU748212A1 (en) | Apparatus for determining temperature-dependence of substance optical characteristics | |
SU493718A1 (en) | Measurement of chemical potential of water | |
Shenoy et al. | Simple prism coupling technique to measure the refractive index of a liquid and its variation with temperature | |
RU2059960C1 (en) | Heat pipe quality control method | |
RU1822958C (en) | Method for measuring coefficient of thermal conductivity | |
SU819594A1 (en) | Thermoradiometer for measuring degree of material blackness | |
SU813220A1 (en) | Device for measuring thermal-physical characteristics of liquids | |
SU1111076A1 (en) | Method of thermometry of microobjects by environment near-the-wall layer | |
SU1573403A1 (en) | Method of measuring thermal diffusivity | |
SU473906A1 (en) | Infrared radiometer | |
SU453590A1 (en) | METHOD OF CONTACTLESS MEASUREMENT OF THE TEMPERATURE OF THE SURFACE OF MOVING OBJECTS | |
Savage, MJ, De Jager, JM & Cass | Calibration of thermocouple hygrometers using the psychrometric technique | |
SU1002829A1 (en) | Method of determination of optically transparent layer thickness | |
SU750294A1 (en) | Apparatus for investigating temperature fields | |
SU1376021A1 (en) | Method of measuring heat conduction of substances | |
SU922602A1 (en) | Device for determination of hard material thermal conductivity | |
RU1770871C (en) | Device for determining thermal characteristics of materials | |
SU1278364A1 (en) | Apparatus for monitoring parameters of hardening medium | |
SU1040895A1 (en) | Method for measuring roughness of products |