Автоматический рефрактометр.

Луч света от лампы 2 через оптическую систему 3 попадает в кювету 1, нижняя часть которая заполнена эталонной средой, а верхняя – анализируемой. Путь луча через окно 4 в наклонную перегородку 6 и окно 5 показан сплошной линией. Лучи также распространяются, отражаясь от зеркальца 7 в призме 8 к фотоприемникам 10 и 11. они имеют одинаковые характеристики и включены встречно на вход дифференциального электронного усилителя 12.

Если коэффициенты рефракции жидкости равны, то луч света в одинаковой степени освещает фотоприемники. Они при этом формируют одинаковые сигналы, поэтому суммарный сигнал на входе электронного усилителя равен 0, и вся система остается в покое.

Если же коэффициент рефракции анализируемой среды отличается от коэффициента рефракции эталонной, то луч света в верхней камере отклоняется и распространяется так, как это показано на пунктирной линией. При этом оказывается, что фотоприемник 10 освещается больше, чем фотоприемник 11. 13 – реверсивный двигатель. Ротор двигателя механически соединен с поворачивающей платформой 9 и стрелкой 14. Платформа будет поворачиваться до тех пор, пока луч света, отражающийся от призмы 8, не будет в равной степени освещать оба фотоприемника. В этом случае вся система прекратит движение. А по положению стрелки 14 на шкале 15 определяется разность коэффициентов рефракции анализируемой и эталонной сред.

Такие рефрактометры применяются для контроля те5хнологических процессов в биотехнологии.

Поляриметры.

В основе их работы лежит явление поляризации среды.

Явление поляризации можно представить техническими аналогами. Если представить пространственные колебания веревки, закрепленной одним концом, тогда они будут беспорядочны. Если на пути поставить вертикальную пластину с вертикальной прорезью, из всех колебаний будут выделяться только те, которые расположены в вертикальной плоскости. В оптике для выделения колебаний электромагнитного излучения в одной плоскости применяют специальные поляризаторы, в качестве которых используют специальные кристаллы (обычно красного кварца) или пленки. Такое устройство называется поляризатором. Каждый поляризатор имеет определенную плоскость поляризации. В поляриметрах обычно используются два поляризатора со взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации. Если их расположить друг за другом по направлению луча, то можно добиться полного гашения последнего. Т.е. излучение от ИИ не будет попадать в приемник излучения ПИ. Это называют «настройкой на темноту». Причем первый по ходу поляризатор так и называется поляризатором, а второй – анализатором. Если между поляризатором и анализатором после настройки на темноту расположить некоторую анализируемую среду, в которой содержится так называемый оптически активный компонент (компонент, способный поворачивать плоскость поляризации), то через анализатор в ПИ будет поступать некоторое количество света, причем тем большее, чем большая концентрация оптически активного компонента в анализируемой среде.

Автоматический поляриметр.

Поляриметр содержит источник света 1, оптическую систему 2, формирующую луч света. Луч через поляризатор 3 и кювету 4 с анализируемой жидкой средой поступает в компенсационный поляризатор 11 и анализатор 5. Первоначально в отсутствии активного вещества в анализируемой жидкой среде все поляризаторы настраиваются так, что на фотоприемник 6 свет не попадает (настройка на темноту). Поляризатор 3 и 5 выполнены из кристаллов кварца и содержат два клина. Механическое поступательное движение одного клина относительно другого изменяет плоскость поляризации, что удобно при технической реализации прибора. Когда анализируемая среда содержит оптически активный компонент, он поворачивает плоскость поляризации, и поэтому в фотоприемник начинает поступать фотопоток. Фотоприемник 6 преобразует этот фотопоток в электрический сигнал, который усиливается ЭУ 7, выходной сигнал которого управляет работой реверсивного двигателя 8. Ротор последнего механически соединен с подвижным клином компенсационного поляризатора 11. Вращение ротора и перемещение клина будет происходить до тех пор, пока в фотоприемник 6 будет поступать фотопоток. Когда фотопоток станет равным 0, вся система остановится. А по положению стрелки 9, соединенной с ротором двигателя, на шкале 10 определяют концентрацию оптически активного компонента.

В медицинской практике такие анализаторы используются для измерения концентрации сахара в биологических субстанциях (кровь, моча). 26г сахарозы на 100гводы – 1S (1 градус) сахарозы. Класс точности 1-2.

Флуоресцентные анализаторы.

От лампы 2, создающей ультрафиолетовое излучение, через оптическую кварцевую систему 2 и кварцевое окно 4 (кварц не поглощает ультрафиолетовое излучение) в кювету 3 поступает фотопоток. Под действием ультрафиолетового излучения биологические ткани, концентрация которых определяется, люминесцируют (явление флюоресценции). Ультрафиолетовое излучение покидает кювету через кварцевое окно 5.

Длина волны ультрафиолетового излучения обычно 170-250мм, а длина волны видимого излучения 300-540мм. Предварительно осуществляется исследование, в соответствии с которым устанавливается возможность анализа тех или иных биоматериалов с помощью флуоресцентного анализатора. Водимое излучение собирается через окно 6 из обычного стекла оптической системы 7 и направляется в фотоэлектронный умножитель ФЭУ 8. Последний преобразует фотопоток в электрический сигнал, а выходной сигнал ФЭУ усиливается в усилителе 9 и посылается на регистрирующий прибор 10.