Камера для проточного анализа микрочастиц

(72) К.К.Хухлаев и С.А.В робь следователього прибороп МИа И.А.:К 83,ггпуЪег акоги,ф 8 ф 19 б 9 ф459 б 1,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Всесоюзный научно-и ский институт биологичес строения(5 б) 1. ИиИапеу Р.Е., Ча Соцег У.й., Оеап Р.М. Се АЬ 19 М ВсаЫег 1 пд РЬоСоюе йарЫ Чо 8 цпе 1)е 1 егщ 1 паМо йеч. Яс 1 еМ. дпвСг. 49, 102 Я2; Заявка Франции В 24 кл. 6 01. И 15/00, 1980 (прототип) .(54) (57) КАМЕРА ДЛЯ ПРОТОЧНОГО АНА ЛИЗА ИИКРОЧАСТИЦ, выполненная в виде замкнутого сосуда, содержащего сопла ввода и вывода пробы, при этом внутренняя поверхность сосуда осесимметрична и покрыта зеркальным покрытием, а на торцах выполнены прозрачные окна для ввбда и вывода зондирующего излучения, о т личающаясятем, что, с целью повышения точности измерений путем улучшения пространственного разделения излучений, рассеянного в большие углы,.и потока фпуоресценции от области распространения зондирующего излучения, внутренняя поверхность сосуда выпоянена в виде усеченной сферы, сопряженной с усеченным зллипсоидом,Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может ,найти применение в химической, медицинской, микробиологической промышленностях.Известна камера для проточного анализа микрочастиц. Камера выполнена н виде замкнутого сосуда, имеющего прозрачные окка для ввода и вывода излучения. Внутри сосуда имею.ся сопла для ввода и вывода микрочастиц. Сосуд выполнен в виде прямоугольной призмы. Через прозрачное окно внутрь, камеры фокусируется зондирующий луч, Через сопло ввода в камеру поступают микрочастицы, кото рые пересекают фокус луча и покидают ее через сопло вывода. Переизлученный частицами свет выводится иэ камеры через окна. При этом выводятся потоки, переиэлученные вперед и. 20 под 90 к зондирующему лучу. Поток, рассеянный вперед, несет информацию о размерах частицы, рассеянный под углом 90 - информацию о ее форме и физико-химическом состоянии, а 25 поток флуоресценции - о химической природе частицы С 11.Недост ат ком т акой камеры являет ся ограниченность углов сбора переизлученных частицей световых сигналов, К Как следствие, камера обладает низ" кой точностью определения вида микро. частиц при их анализе и низкой чувствительностью при их обнаружении по сигналам флуоресценции и рассеяния,Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является камера для проточного анализа микро- частиц, выполненная в виде замкнуто". го сосуда, содержащего сопла ввода и вывода пробы, при этом внутренняя поверхность сосуда.".осесимметрична и покрыта зеркальным покрытием, а на торцах сосуда выполнены прозрачные окна для ввода и вывода зондирующего излучения, Внутренняя поверхность сосуда имеет форму усеченного эллипсоида, а сопла :.ввода и вывода пробы съюстированы по фокусу усеченного эллипсоида.Зондирующее излучение, сфокусированное в области фокуса усеченного эллипсоида далее распространяется в виде расходящегося светового пучка, Рассеянное излучение, возникающее при пересечении частицей зонди рующего светового пучка, частично выходит из камеры через прозрачное окно для ввода зондирующего излучения. Другая часть рассеянного излучения, отразившись от зеркальной поверхнос ти камеры и пройдя через внешний фокус усеченного эллипсоида, распространяется в виде расходящегося све- тового пучка, пересекающего область распространения зондирующего излуче ния, При анализе флуоресцирующих час;тиц поток флуоресценции такхе пересекает область распространения зондирующего излучения. Таким образом, взону распространения зондирующегосветового пучка попадает эначительная доля полезного сигнала С 23.Недостатком известной камераявляется невозможность пространственного разделения излучения, рассеянного в большие углы, и потока флуоресценций от области распространениязондирующего излучения, в результатечего точность и чувствительность измерений параметров частиц невелика.Цель изобретения - повышение точности измерений путем улучшения пространственного разделения излучения,рассеянного в большие углы, и потокафлуоресценции от области распространения зондирующего излучения.Поставленная цель достигаетсятем, что в камере для проточногоанализа микрочастиц, выполненной ввиде замкнутого сосуда, содержащегосопла ввода и вывода пробы, при этомвнутренняя поверхностьсосуда осесимметрична и покрыта зеркальным покрытиема на торцах сосуда выполненыпрозрачные окна для ввода и выводазондирующего излучения, внутренняяповерхность сосуда. выполнена в виде усеченной сферы, сопряяенной сусеченным зллипсоидом.На фиг. 1 показан вариант камеры, общий вид; а на фиг. 2 - пример совмещения камеры с внешнимиоптическими элементами и ход основных лучей.Камера (фиг. 1) содержит усеченный эллипсоид 1, усеченную сферу(полусферу) 2, окно 3 для выводазондирующего излучения, окно 4 дляввода зондирующего излучения, внутреннюю фокальную точку 5 камеры,сопло б ввода и- сопло 7,вывода пробы. Кроме того, устройство включаетсферическое зеркало 8 внешнюю фокальную точку 9 камеры, область 10распространения зондирующего излучения, область 11 распространения из-.лучения, рассеянного в. большие углы,и потока флуоресценции, зеркало 12с отверстием 13,Камера работает следующим образом.Через сопло б ввода поступает поток пробы, содержащий микрочастицы, который выводится иэ камеры че, рвэ сопло 7 вывода. Микрочастицы, пересекая зондирующий с етовой поток, вызывают рассеяние последнего, а в случае флуоресцирующих частиц и поток флуоресценции, Излучение, рассеянное в направлении, противоположном направлению зондирующего излучения, в пределах угла 3- вывоказ 11452/37 Тира ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москва, ж 827арственногизобретениЖ, Рауш оеР Филиал ППППатент , г.ужгород, ул,Проектная,дится через окно 4 для ввода зондирующего излучения и далее с помощью зеркала 12 направляется на фотоприемник (не показан),Излучение, рассеянное вперед впределах угла Э, несущее информацию о размерах частиц, выводится через окно 3 для вывода зондирующегоиэл чения и далее с помощью зеркала 8 направляется на фотоприемник(не показан),Излучение, распространяющеесяв области 11, несет информацию о физико-химической природе частиц, т.е.форме, агрегатном состоянии и химическом составе (о принадлежности 15частицы к определенному классу).Оно формируется следующим образом.Излучение, рассеянное на эллипсоидальную зеркальную поверхность,пройдя через внешнюю фокальную точку 9, распространяется в области 11.Излучение, рассеянное на сферическуюзеркальную поверхность, переотражается на эллии, а затем такжепопадает в область 11. Таким же образом распространяется и поток флуоресценции, Следовательно, происходитпространственное разделение излучения, рассеянного в большие углы, ипотока флуоресценции от области распространения зондирующего излучения,Кроме того, в предлагаемом вариантевыполнения камеры (когда полусфера сопряжена с усеченным эллипсоидомконцентрично его внутреннему 4 окусу,относительно которого съюстированысопла ввода и вывода пробы) непроисходит потери полезного сигна-ла из-за затеняющего влияния сопел.Однако, такое расположение конструктивных элементов является Невсегда необходимым. Допускается раэь.юстировка элементов камеры относительно внутренней фокальной точки 5.По сравнению с известной камеройв результате пространственного разделения излучения, рассеянного в большие углы, и потока флуоресценции отобласти распространения зондирующегоизлучения с помощью предлагаемойкамеры возможно более точно зарегистрировать индикатриссу рассеяния отисследуемой частицы, что влечет, засобой повьпдение точности измеренийвсех параметров частицы, в том числеее размера Для случая эллипсоидальной ловерхности с малой осью, рав"0ной 4 см, углом раскрытия б - 30для полного угла расходимости зонди-.рующего излучения Зф в известной камере происходит потеря 75 световогопотока, переизлученного в эафокальнуюобласть эллипсоидальной поверхности.Выполнение внутренней поверхности со"суда предлагаемым образом позволитизбавиться от этих потерь,