УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА ЧЕРЕЗ ПОВЕРХНОСТЬ СЛАЙДА ИЛИ КЮВЕТЫ

Настоящая полезная модель относится к устройствам измерения величины светового потока, проходящего через поверхность слайда, и может найти применение в иммуногистохимии, например для количественной оценки содержания структурированных белков в межклеточном веществе гистологических срезов.
Известно устройство для получения флюоресцентных изображений при иммуногистохимической диагностике (ПМ №103653, опубл. 20.04.2011 г.), содержащее источник света, возбуждающие и запирающие светофильтры, дихроическое зеркало, объектив, светоотделительную пластину, окуляры и цифровую камеру, причем между камерой и светоотделительной пластиной установлено колесо с укрепленными в нем запирающими светофильтрами, а в качестве возбуждающих светофильтров используют широкополосный светофильтр.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции.
Наиболее близким по заявляемой сущности к заявляемой полезной модели является фотоэлектрический колориметр (фотоколориметр) (Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа: изд 5-е, перераб. - Л.: «Химия», 1986. - С. 9. - 432 с.).
Данное устройство предназначено для контроля образцов, имеющих одинаковую по всему объему (поверхности) концентрацию или окраску. Поэтому для контроля (измерения) достаточно использовать точечный источник света и точечный фотоприемник, между которыми размещают контролируемый объект (образец).
Недостатком известного фотоколориметра является то, что он не позволяет судить о концентрации контролируемого вещества при неравномерной окраске фотографии или слайда, что имеет место в гистологических срезах.
Технической задачей данной ПМ является измерение усредненной концентрации или усредненной интенсивности окраски по всей поверхности или объему образца (слайда или кюветы).
Технический результат полезной модели достигается за счет равномерного освещения всей поверхности в видимой области спектра источником света, имеющим минимальное тепловое излучение, например светодиодами, чтобы исключить воздействие температурного фактора на образцы. Фотоприемник должен обладать одинаковой способностью восприятия светового потока по всей поверхности образца, через который пропускается данный световой поток.
Предлагаемое устройство показано на чертежах, где на фиг. 1 - внешний вид устройства, на фиг. 2 - устройство в момент помещения слайда или кюветы, на фиг. 3 - слайд для измерения площади фигуры. Устройство (Фиг. 1) содержит источник света 1 (слайдпроектор), фотоприемник 4, люксметр цифровой 3, экран для проецирования изображения 5, светонепроницаемый кожух 2.
В качестве фотоприемника 4 возможно использовать фоторезистор, солнечную батарею по размеру экрана или набор фотодиодов, равномерно распределенных по внутренней поверхности экрана 5. В качестве люксметра 3 возможно использовать мультиметр, шкала которого отградуирована в люксах при работе с данным фотоприемником. Экран 5 может быть выполнен из тонкого (0,5÷1 мм) оргстекла молочного цвета. Размер экрана равен размеру проекции изображения слайда на экран. Соотношение сторон экрана равно соотношению сторон слайда. Уменьшение площади проекции слайда меньше площади самого слайда нежелательно, т.к. приведет к увеличению погрешности измерения. Экран 5 и фотоприемник соединены герметично без световых зазоров.
На чертеже (Фиг. 2) показан приемник 6 слайдов или кюветы, размещенный между источником света и фотоприемником, объектив 7 слайдпроектора, крышка 8 кожуха 2, необходимая для начальной регулировки объектива при наведении проекции слайда на экран с необходимой четкостью изображения. Фотоприемник 4 выполнен по размеру экрана 5. Кювета может содержать жидкость неоднородной консистенции, взвеси или смеси жидкостей разной плотности.
Фотоприемник может быть изготовлен из набора фоторезисторов, фотодиодов, пленочных фоторезисторов, элементов солнечных батарей и т.п. Источник света обеспечивает равномерное освещение слайд-пластинки или кюветы, при этом тепловое излучение источника на поверхность слайда или кюветы исключается за счет охлаждения излучателя и размещения слайд-приемника на расстоянии от источника света, исключающем тепловое воздействие на слайд или кювету.
В качестве источника света могут быть использованы светодиодные панели, наборы светодиодов, галогеновые лампы и другие источники, имеющие минимальное тепловое излучение, а слайды размещают в устройстве на таком расстоянии от источника света, где на них не действует тепловое излучение.
Интенсивность светового потока по поверхности слайд-пластинки или кюветы должна быть одинаковой. Блок питания для источника света должен быть стабилизированным.
Устройство работает следующим образом:
Включаем слайдпроектор 1, источник света слайдпроектора прогревается и выходит на рабочий режим. Помещаем слайд или кювету в приемник слайдов 6, открываем крышку 8 кожуха 2. Объектив 7 перемещаем до получения четкого изображения слайда на экране 5. Экран имеет такие же размеры, как и фотоприемник. Закрываем крышку 8. В дальнейшем операции по настройке четкости изображения не производим. Снимаем с цифровой шкалы люксметра 3 показания усредненного по поверхности слайда светового потока. Помещаем в приемник слайдов последующие слайды и снимаем показания прошедших через них световых потоков.
0
i
0
i
0
i
0
i
Берем слайд без изображения (носитель, прозрачный материал, на котором в дальнейшем будут наноситься изображения). Измеряем световой поток через данный слайд. Обозначаем его как F и принимаем за 100%. Измерения световых потоков слайдов с нанесенными изображениями F будут по величине меньше F, т.е. F<F, а часть светового потока ΔF=F-F, задержанная или поглощенная слайдом (кюветой), будет определять степень или интенсивность окраски слайда или жидкости в кювете.
.
Предлагаемая полезная модель может использоваться и для определения площади сложных фигур. Для этого данная фигура, площадь которой нас интересует, фотографируется с калибровочными по ширине и высоте линейками и распечатывается на слайд, при этом предварительно с помощью любого графического редактора (например, программа фотошоп) площадь данной фигуры закрашивается в черный цвет.
i
Поглощенная площадью фигуры часть светового потока ΔF будет пропорциональна площади фигуры.
Для вычисления истинной площади фигуры используем калибровочные линейки. С их помощью определяем площадь, отображенную на слайде (фиг. 3).
S=a⋅b, где а и b - соответственно высота и ширина истинной площади, отображенной на прямоугольной пластинки слайда, а затем определяем истинную площадь фигуры:
.
Полезная модель позволяет измерять усредненную концентрацию или усредненную интенсивность окраски по всей поверхности образца (слайда), а также определять площадь сложных фигур.
Устройство может также использоваться в качестве фотоколориметра, для чего в нем предусмотрена возможность установки кюветы с жидкостью или взвесью неоднородной консистенции. Преимуществом предлагаемого устройства по сравнению с известными колориметрами является то, что оно позволяет оценить концентрацию вещества не только в точке, но и по всей площади или объему жидкости, находящейся в кювете.