SU1173276A1 - Способ регистрации спектров люминесценции и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ регистрации спектров люминесценции, заключающийс  в возбуждении исследуемого образца, регистрации испускаемого им люминесцентного излучени  и использований опорного канала дл  коррекции спектров люминесценции, отличающийс  тем, что, с целью повьппени  чувствительности и точности способа , а также расширени  области его применени  за счет коррекции по изменению интенсивности люминесцентного излучени  исследуемого образца, не св занному с колебани ми интенсивное-, ти источника возбуждени , излучение опорного канала формируют из части люминесцентного излучени  исследуемого образца. 2. Устройство дд  регистрации спектров люминесценции, содержащее источник возбуждающего излучени , который оптически св зан через монохроматор возбуждени  с кюветой дл  исследуемого образца и через светоделительную пластину и светорассеивающую пластину либо кювету дл  образца сравнени , заполненную, например , раствором родамина В, - с приемником опорного излучени , выход которого соединен с усилителем опорного сигнала, блок коррекции спектральной характеристики, моиохроматор излучени , оптически св занный с кюветой дл  исследуемого образца, приемник излучени  исследуемого образца , блок питани  приемников излучени , второй усилитель, св занный с приемником излучени  исследуемого образца, и регистрирующий прибор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности и точности, в устройстве вход приемника опорного излучени  в режиме регистрации спектров люминесценции через вторую светоделительную пластину и светофильтр оптически св зан с кюветой дл  исследуемого образца.

Description

Изобретение относитс  к спектрал ному анализу, а именно к регистрации спектров люминесценции, и может быть использовано в физике, астрофизике, физической и аналитической химии, физико-химической биологии и медицин Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности и точности способа регистрации спектров люминес ценции и расширение области его при менени  за счет коррекции по изменению интенсивности люминесцентного излучени  исследуемого образца, не св занному с колебани ми интенсивнос ти источника возбуждени . Сущность предлагаемого способа за ключаетс  в следук цем. В современньпс спектральных приборах спектр исследуемого излучени  как правило, сканируют на выходной щели монохроматора излучени . Основным условием высокой точности регист рации спектров люминесценции исследуемого объекта на таких приборах  вл етс  посто нство уровн  интенсив ности, испускаемого объектом излучени  за врем  регистрации. Однако это условие, как правило, не выполн етс  из-за р да факторов. Одним из основных факторов  вл етс  нестабиль ность источника возбуждающего излучени , например ртутной или ксеноновой лампы, поскольку изменение возбуждающего излучени  приводит соответственно к пропорциональному изменению интенсивности люминесценции ис следуемого объекта. Общий уровень люминесцентного излучени  образца измен етс  под воз действием других факторов, не- св занных с колебани ми интенсивности источника возбуждени , таких как изменение температуры, привод щее к изменению квантового выхода люминесценции , образование пузырьков воздуха на внутренних стенках кюветы, запотевание внешних стенок кюветы, помутнение раствора за врем  записи спектра и др. Дл  коррекции спектров люминесценции по нестабильности источника возбуждени  в опорном канале используют часть возбуждак дего излучени , что реализуетс  на большинстве совре менных спектрофлуориметров. В этом случае с помощью электрического сиг нала, вырабатываемого опорным усилителем , можно автоматически измен ть коэффициент усилени  основного усилител  или же регистрировать отношение сигналов основного и опорного усилителей . Факторы, вли ющие на изменение интенсивности флуоресценции, не св занные с колебани ми интенсивности источника возбуждени , поддаютс  автоматической коррекции предложенным способом, если в качестве опорного сигнала использовать часть люминесцентного излучени  исследуемого образца . При этом в опорном канале спектральный состав ,излучени  остаетс  неизменным (он задаетс  спектральным распределением люминесценции образца и в идеальном случае сигнал опорного канала, „ , остаетс  посто нным во времени. В основном , же канале излучение образца за врем  сканировани  разлагаетс  в спектр, т.е. сигнал основного канала, осн(Л.) измен етс  по величине в зависимости от длины волны излуче- . ни , выдел емого на выходной щели монохроматора излучени  в процессе сканировани  спектра. При изменении интенсивности возбуждающего излучени  (за врем  записи спектра люминесценции ) измен етс  общий уровень люминесценции исследуемого образца и это изменение, выделенное в опорном канале, можно использовать дл  автоматической коррекции измененного сигнала основного канала, JOCH.(Л). Точно таким же образом работает система автоматической коррекции, если общий, уровень люминесцентного излучени  образца измен етс  под воздействием других факторов, не св занных с колебани ми интенсивности источника возбуждени . Устройство дл , осуществлени  предложенного способа может состо ть из источника возбуждающего излучени , который оптически св зан через монохроматор с кюветой дл  исследуемого образца и через светоделительную пластину и светорассеивающую пластину (кювету дл  образца сравнени , заполненную, например, раствором родамина В} с приемником опорного излучени , выход которого соединен с усилителем опорного сигнала, блока коррекции спектральной характеристики , монохроматора излучени , приемника излучени  исследуемого образца , блока питани  приемников излучени , второго усилител , св занного

3

с приемником излучени  исследуемого образца и регистрирующего прибора, например электронного самопишущего потенциометра. В устройстве вход приемника опорного излучени  в режи .ме регистрации спектров люминесценции через вторую светоделительную пластину и светофильтр оптически св зан с кюветой дл  исследуемого образца.

На чертеже приведена одна из схем устройства дл  осуществлени  предложенного способа.

Схема содержит источник воз-™ буждающего излучени  1, монохроматор возбуждени  2, светоделительную пластину 3, кювету с ис следуемым образцом 4, вторую светоделительную пластину 5, светофильтр 6, светорассеивающую пластину 7, (кювета с образцом сравнени , например , заполненна  родамином В), приемник опорного излучени  8, преимущественно фотоэлектронный умножитель, усилитель опорного канала 9, монохроматор излучени  JO, блок коррекции 11 спектральной характеристики, приемник I2 люминесцентного излучени  исследуемого образца, блок питани  13 приемников излучени , усилитель 14 основного канала и регистрирующий прибор 15.

Элементы устройства 1-4 и 7-15, часть из которых используют, дл  формировани  опорного канала, вход т в состав большинства широко используемых спектрофлуориметров. Устройство дл  осуществлени  предложенного способа отличаетс  от известных спекрофлуориметров тем, что в него введены втора  светоделительна  пластина 5 и светофильтр 6, отсекающий рассе нное возбуждающее излучение, а светоделительна  пластина 3 и светорассеиванхца  пластина 7 ( кювета дл  образца сравнени  ) при регистрации спектров люминесценции не используютс .

В устройстве дл  осуществлени  предложенного способа источник возбуждающего излучени  1 оптически св зан через монохроматор возбуждени  2 с кюветой дл  исследуемого образца 4, котора  через монохроматор излучени  10 оптически св зана с приемником излучени  12, а через вторую светоделительиую пластину 5 и светофильтр 6 - с приемником опорного излучени  8. При использовании предло73276 4

женного устройства в качеств е обычного спектрофлуориметра опорный оптический канал формируют, св зыва  оптически приемник опорного излучени  5 в с монохроматором возбуждени  2 через светорассеивающую пластину 7 (кювету с образцом сравнени ) и светоделительную пластину 3.Элементы 5 и 6 устройства при этом не использу0 ютс . В предложенном устройстве выход приемника излучени  12 через усилитель 14 основного канала, св занный через блок коррекции 11 спектральной характеристики с системой

t5 развертки спектра монохроматора излучени  10, соединен с регистрирующим прибором 15. Выход опорного приемника излучени  8 через усилитель опорного канала 9 св зан с блоком

20 питани  13 обоих приемников излуче-. ни  8 и 12.

Устройство работает следующим образом .

Возбуждающее излучение от источника возбуждени  1 через монохроматор 2 с определенной длиной волны возбуждени  подаетс  на кювету с образцом 4. Основной оптический канал , по которому проходит люминес центное излучение исследуемого образца , формируют, использу  часть предложенного устройства, состо щую из кюветы с люминесцирующим образцом 4, монохроматора излучени  10 и прием5 ника излучени  12. Выходной сигнал приемйика излучени , пропорциональньй интенсивности поступающего на его вход люминесцентного излучени , усиливаетс  усилителем 14, корректируетс  блоком коррекции И по

спектральным характеристикам монохроматора 10 и приемника излучени  12 и поступает на регистрирующий прибор 15, например электрический

5 самопишущий потенциометр, который

записывает.кривую спектрального распределени  люминесцентного излучени  исследуемого образца. Опорный оптический канал, по которому проходит

0 -часть люминесцентного излучени  ис-i-; следуемого образца, формируют, использу  часть предложенного устройства , состо щую из кюветы с образцом 4, светоделительной пластины 5,

5 светофильтра 6, отсекающего рассе нное возбуждающее излучение, и приемника опорного излучени  8. Элементы 3 и 7 устройства при этом не ис