Проточная реакционная камера для исследования хемилюминесценции

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Кл,2 с присоединением заявки Мо 6 01 И 21/56 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54 ПРОТОЧНАЯ РЕАКЦИОННАЯ КАМЕРА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХЕИИЛИМИНЕСЦЕНЦИИ Изобретение относится к аналитическому приборостроению, в особенностик конструкциям проточных реакционныхкамер и кювет, применяемых в фотометрических, биолюминесцентных измерениях, в частности, для непрерывногоэкспресс-анализа морской воды насодержание в ней окисляющих веществ(растворенного кислорода, перекиси,органических перекисей),Известны кюветы и реакционныекамеры для исследования биолюминесцентных, хемилюминесцентных и другихреакций газов или жидкостей. Например,для проведения хемилюминесцентныхреакций газовых смесей 1 используется хемилюминесцентная реакционнаякамера, в которой исследуемый гази реагент соединяются у одного краяреакционной камеры, имеющей формудиска, образуя газовую смесь (1,Эта смесь проходит через реакционнуюкамеру в плоскости, параллельнойсветопроэрачному элементу, которыйявляется одной из стенок реакционнойкамеры, Выпускное отверстие реакционной камеры расположено диаметральнопротивоположно впускному отверстию.Воспроизведение нужной степени смешения исследуемого газа и реагента обеспечивается их ламинарным режимом прохождения в рабочей объеме реакционной камеры.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является проточная реакционная камера для исследования хемилюминесценции, содержащая корпус с входным и выход,ным отверстиями, сквозной канал, светопроэрачные диски, ограничивающие канал с двух сторон 2 .Эта камера пригодна для измерений при условии сохранения ламинарного режима прохода через рабочую полость исследуемой смеси и не может обеспечить достаточно высокую скорость и интенсивность хемилюминесцентной реакции. В случае увеличения скорости протекания исследуемой жидкости и реагента с целью ускорения анализа реакционная смесь будет удаляться иэ рабочего объема камеры гораздо раньше, чем в ней в полной мере разовьется хемилюминесцентная реакция. Большое несоответствие между минимальным объемом исследуемого вещества и максимальной площадью контакта компонентов реакционной смеси и самой смеси в целом с чувствительным элементом детектора приводитк неоправданно большому расходу дорогостоящего реагента, Кроме того, конструкция камеры не разборная, а этозатруднит удаление осадка в ниде наналета на стенках рабочего объемакамеры при длительной ее эксплуатации. Хемилюминесцентная реакция.в жидкостях нсегда сопровождаетсявыделением труднорастноримого осадка конечных продуктов реакции чтов итоге ведет к понижению чувствительности измерительной системыв целом. 10 20 Целью изобретения являетсяповышение эффектинности работыкамеры,Для достижения этого проточнаяреакционная камера для исследования хемилюминесценции снабженарасположенными одна над другойрешетками с параллельными прорезями, соединенными последовательно одна с другой канавками, образующими в местах стыков различныеуглы, промежуточным диском с равномерно распределеийыми вдоль проекции оси прорезей отверстиями,.диском-отражателем, причемс решетками связаны снетопрозрачный иотражающий диски, образующие с нимидвухслойный сквозной эигэагообраэный канал с постепенно увеличивающимся в направлении от входногоотверстия к выходному сечением,На фиг.1 дана проточная реакционная камера совместно с фотодетектором, общий нид; на фиг.2 - диаметральное сечение реакционной камеры,нид сбоку; на фиг.З - детали проточной реакционной камеры, расположенные в последовательности, предусмотренной сборкой,Проточная реакционная камера дляисследования хемилюминесценцииимеет корпус 1, выполненный из светонепроэрачного химически инертногоматериала в виде кольца, в боковойповерхности последнего нарезаны входное и выходное отверстия, в которыхкрепятся входной 2 и выходной 3 шту цера иэ того же материала, что и корпус, фланец 4 накидную гайку 5,герметизирующие прокладки б, T и 8,светопроэрачные диски 9 и 10 причемодним из них, являющийся промежуточ-;,ным, имеет равномерно распределенныеузкие отверстия, исключающие возможное образование газовых пузырькови обеспечивающие просачивание реакционной смеси во вторую решетку, чтоспособствует образованию турболентных завихрений. Кроме того, проточная камера имеет решетки 11 и 12,поверхность которых выполнена в ниде параллельных прорезей 13, соединенных последовательно одна с другой канавками 14, которые н местах 65 стыков образуют различные углы, иэеркалоотражатель 15.Установка и работа проточной реакционной камеры для исследованияхемилюминесценции осуществляетсяследующим образом. Собранная вопределенной последовательности,как указано на фиг.З, проточнаяреакционная камера с помощью накидной гайки 5 навинчинается на све-:тонепроницаемый корпус ФЭУ, Исследуемое вещество и реагент, вступая в контакт непосредственно вовходном штуцере, непрерывным потоком с.заданной скоростью поступает.н рабочий, объем реакционной камеры,представляющий собой зигзагообразщ,ный двухслойный сквозной канал, Зигзагообразная форма канала, различные углы в нем (тупые, острые,прямые), а также отверстия в промежуточном диске 10, создают турбулентный режим протекания реакционнойсмеси, способствующий процессу перемешивания исследуемого вещества иреагента, чем достигается повышениеинтенсивности хемилюминесцентнойреакции. Конструкция рабочего объема проточной реакционной камеры обеспечивает проведение хемилюминесцентной реакции в тонком слое (толщинасквозного канала не более 3-5 мм),а общая длина двухслойного зигзагообразного сквозного канала создаетоптимальное соответствие минимальногообъема исследуемой смеси с максимально воэможной площадью оптическогоконтакта смеси и чувствительным элементом фотодетектора. Малая толщинасквозного канала и светоотражающийдиск-экран 15 в виде зеркала обеспечинаЮт минимальные световые потерисамим материалом конструкции . Крометого, зигзагообразный. канал создаетмаксимально возможной длины путь турбулентного потока реакционной смеси,так что основная часть реакции развивается и проходит в рабочем объемереакционной камеры, Описанная конструкция проточной реакционной камеры создавалась на основе того, чтоосновная часть известных хемилюминесцентных реакций развивается в течение нескольких секунд и протекаетс достаточно высокой интенсивностьюн течение десятка минут и более.Хемилюминесцентное свечение, возникающее в результате реакции исследуе.мого вещества и реагента в рабочемобъеме реакционной камеры улавливаетФЗУ, преобразует его в электрическийсигнал, который записывается регистрирующей аппаратурой. Образовавшиесян рабочем объеме реакционной камерыв результате турбулентных завихрений, дегазации смеси, а также разности температур исследуемой жидкости и реагента пузырьки газа уда 699406ляются через отверстия В промежуточ - ном диске 10 и выходной штуцер за пределы камеры вместе с отработанной смесью. Благодаря тому, что сечение выходного штуцера несколько больше, чем сечение входного, давление в ра бочем объеме камеры близко к атмосферному, что исключает нарушение герметичности и целостности камеры и ФЗУ, Кроме того, большие перепады давления внутри камеры исключаются тем, что зигзагообразный канал имеет сечение постепенно увеличивающееся в направлении к выходному отверстию. Наличие тонкослойного сквозного зигзагообразного канала, создающего турбулентный режим протекания жидкости (или газа), позволяет увеличить скорость реакции и при минимальном расходе дорогостоящего реагента получить максимально возможную площадь оптического контакта с чувствительным элементом. детектора.Предлагаемая конструкция камеры позволяет применить ее в сочетании с любым типом ФЭУ или любым другим оптическим преобразователем, В случае использования реакционной камеры совместно с ФЭУ типа ФЭУ, имеюшего фотокатод большого размера, диск 9 снимается, а стенкой реакционной камеры служит непосредственно сам 30 фотокатод ФЭУ, что дополнительно повышает чувствительность регистрируюцей аппаратуры. Другим преимуществом реакционной камеры является простота технологии ее изготов ления и эксплуатации, Она легко разбирается на отдельные элементы, что очень важно, так как в результате проведения хемилюминесцентной реакции на стенках рабочего объема каме О ры оседают труднорастворимые продукты реакции, удалять которые проще всего механическим путем, Реальность и полезность данной конструкции подтверждена проведенными в 1976 году испытаниями, которые также показали высокую эффективность, надежность в работе и возможность использования ее на скоростях движения корабля до 14-16 узлов, При использовании реакционной камеры зарегистрирована минимальная концентрация перекиси водорода в морской воде равная 10 -10 моль/л,Формула изобретенияПроточная реакционная камера дляисследования хемилюминесценции, содержащая корпус с входным и выходнымотверстиями, сквозной канал, светопрозрачные диски, ограничивающиеканал с двух сторон, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности работы камеры,она снабжена расположенными однанад другой решетками с параллельными прорезями, соединенными последа-,вательно одна с другой: канавками,образующими в местах стыков различные углы, промежуточным дискомс равномерно распределенными вдольпроекции оси прорезей отверстиями,диском-отражателем, причем с решетками связаны светопрозрачный иотражающий диски, образующие с нимидвухслойный сквозной зигзагообразный канал с постепенно увеличивающимся в направлении от входногоотверстия к выходному сечением.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент С% Р 3795489,кл, С 01 М 27/68, 1974,2, Патент СМА Р 3751173,кл. С 01 М 1/10, 1974.Составитель С.СоколоваТехред С.Мигай Корректор Т.Скворцова Редактор Е,Гончар Подписное Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 7214/47 Тираж 1073 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5