183882. lajstromszámú szabadalom • Analitikai feltét preparatív ultracentrifugához
1 183 882 2 Általános törekvés a műszerek többirányú felhasználhatóságának biztosítása. Különösen nagy jelentőségű ez olyan műszerek, berendezések esetében, melyek önmagukban komoly értéket képviselnek. A gyakorlati életben jellemző példa erre az építőszekrény elv. A kémiai-biológiai kutató-fejlesztő munka és az ipar manapság már nagy számban alkalmazza a 40 -60000 fordulatú ultracentrifugákat különböző feladatok megoldására. A feladatok egy része preparatív kiértékelést követel meg, azonban még az ipar területén is (műanyag, gyógyszer) mind inkább terjedni kezd az analitikai mérési eljárás. Köztudott, hogy az analitikai ultracentrifugálásnál a vizsgált anyagból egészen kis koncentrációjú oldat is kiértékelhető. A preparatív célokra alkalmas ultracentrifugák analitikaira való átalakítása nem lehetséges, csak akkor, ha már a tervezés stádiumában az analitikainak megfelelően alakították ki a készülék egyes paramétereit. A nagy érzékenységű optikai rendszer, amely az oldatok vizsgálatához szükséges, nagy építési hosszat igényel, és mint ez az ismert készülékeknél látható, a berendezés maximális méreteit kihasználja ill. meghatározza. Pl.: Egy optikai rendszer építési hossza kb. 2,5-3,5 m között van. Az ülepedés ill. a minimális koncentráció megfigyelésének feltétele a rendszeren belül alkalmazott optikai elemek nagy gyújtótávolsága. Egy hagyományos schlieren ill. interferencia optika feltétként való megépítése, az előbb említett építési hosszra való tekintettel, szinte elképzelhetetlen. Egyrészt azért, mert a rendszerrel szemben támasztott mechanikai követelmények nem teljesíthetők (hosszú kar, robusztus mechanizmusok), másrészt amennyiben az optikai rendszert kis felületre építik össze, több optikai elem válik szükségessé. A hagyományos tükröző elemek, mint pl. felületi tükrök reflexiója normális esetben 90 % körüli. Totál reflexión alapuló eltérítő elemek, prizmák áteresztése, a be- és kilépő felületek reflexió csökkentő réteggel való ellátása esetén is alig jobb 95—96 %-nál. A már említett három méter körüli építési hossz következtében több eltérítő elem alkalmazása szükséges egy feltét rendszernél. Példánkban egy optimális konstrukciót figyelembevéve nyolc tükröző elemet használunk. (Lásd az 1. ábrát). Hagyományos tükröző felületek esetén, a rendszer áteresztése az ideális fénykihasználáshoz képest 40 % körüli, a totálreflexiós elemek felhasználásával 60—70 % körüli. A totálreflexiós elemek látszólag kielégítő megoldást biztosítanak, de a be- és kilépő síkfelületekről jövő többszöri reflexiók a cella homogén megvilágítását, azaz a kiértékelést lehetetlenné teszik. A találmány a fenti hiányosságok kiküszöbölését a következőképpen oldja meg. A találmány preperatív ultracentrifugához csatlakoztatható analitikai feltételt valósít meg. Az ultracentrifuga analitikai mérésre alkalmas része az alábbi elemeket tartalmazza (1. ábra). K|, K2 kondenzor rendszert, mely a vonalas vagy folytonos színképű L fényforrást az R rés vagy rések "Síkjára képezi le. Az ultracentrifuga vákuumkamrájában, a forgó rotorban elhelyezkedő cella megvilágítására szolgál az fj gyújtó távolságú Fj leképző elem. Az R rést, valamint a cella középvonalának megfelelő síkot leképző f2, f2 gyújtó távolságú F2, F3 leképző elemek, melyek egyrészt a rés képét a Ph fázislemez síkjára, másrészt a cella középpontját az fh gyújtótávolságú Fh hengerlencsén keresztül a film síkjára képzik le. Az optimális helykihasználás érdekében Tj, T2 ... Tn fényeltérítő elemek találhatók az L fényfonás és a film (kép) síkja között. A cellában lejátszódó jelenségek rögzítésére szolgál a film síkjához kapcsolható fotó és/vagy -elektronikus kiértékelő rendszer. A találmány a célkitűzéseit az alábbiak szerint oldja meg. Az optikai rendszer elemei közül két Fj, F2 leképző elemet és az eltérítő elemek közül k darabot (k = 0, 1,2 . . .) a vákuumkamrára szereljük fel. A fennmaradó elemek mindegyikét, azaz az L fényforrást, Kj, K2 kondenzor rendszert, R rést, az F3 ,. Fh leképző és a fennmaradó Tj, T2 . .. Tn fényeltérítő elemeket, a Ph fázislemezt, továbbá a fotó és/vagy •elektronikus kiértékelőt egy, a berendezéshez három közös ponton csatlakozó, önálló mechanikai egységet képező tartóra szereljük fel. A találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakja olyan kialakítású, hogy a vákuumkamrára szerelt Fj, F2 leképző elemek egyben a vákuum zárását is biztosítják. A találmány szerint a fényeltérítő és/vagy -leképző elemek legalább egy felületét abszorpció mentes, az L fényforrás valamely X0 hullámhosszára 99,5 %-nál magasabb reflexiót biztosító dielektrikum rétegrendszerrel látjuk el. A találmány szerinti berendezés kiviteli alakja olyan, hogy az alkalmazott dielektrikum rétegrendszer az L fényforrás valamely \ hullámhosszára egyben interferencia szűrő is. A találmány szerinti berendezés egy másik kiviteli alakja olyan, hogy a leképző ill. eltérítő elemek közül legalább egy-egy felületére felvitt dielektrikum rétegrendszer áteresztési ill. reflexiós eloszlásának hullámhossz függése az L fényforrás valamely X0 hullámhoszszára nézve egymás tükörképei. A 2. ábra két reflexiós görbét szemléltet, amely a találmány szerinti berendezés egy kiviteli alakjánál valamely eltérítő és/vagy -leképző elem egy-egy felületére felvitt dielektrikum rétegrendszemek felel meg. Az ábrán jól látható, hogy az egyik felületre felvitt rétegrendszer csak az L fényforrás X0 hullámhosszánál kisebb fényt reflektál, míg a másik, az adott X0 hullámhossznál nagyobbat. Tehát a két reflektáló felület együttes alkalmazása a vonalas vagy folytonos L fényforrás spektrumából csak X0 kis környezetének megfelelő hullámhosszakat reflektálja (vonalkázott terület). A fentiek szerint a találmány kiviteli alakja alkalmas jó minőségű interferencia felvételek készítésére speciális szűrők nélkül. A 3. ábra a találmány egy további kiviteli alakját mutalja be. Az elrendezést két nézetben szemléltetjük. A jobb oldali kép az egyes elemeket tartó szerelőlapot mutatja, a bal oldali pedig a vákuumkamra tömítését, valamint a csatlakozást szemlélteti. Szabadalmi igénypontok 1. Analitikai feltét preparatív ultracentrifugához, mely tartalmaz kondenzor rendszert (Kj, K2), mely vonalas vagy folytonos színképű megvilágító fényforrást (L) rés (R) vagy rések síkjára képezi le, továbbá cellát párhuzamos nyalábban megvilágító leképző elemet (Fj), 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
