Насадки фотометрические люминесцентные ФМЭЛ-1, ФМЭЛ-1А
Техническое описание и инструкция по эксплуатации

1. НАЗНАЧЕНИЕ

Фотометрические насадки ФМЭЛ-1 и ФМЭЛ-1А являются принадлежностями к люминесцентным микроскопам МЛ-2А, МЛ-2Б, МЛ-2В, МЛ-3, МЛ-4, МЛД-1, «Люмам-Р» и «Люмам-И» и предназначаются для регистрации интенсивности люминесценции в видимой и ультрафиолетовой областях спектра.

Насадки ФМЭЛ-1 и ФМЭЛ-1А отличаются только по комплектации.

Насадка ФМЭЛ-1А комплектуется ртутно-кварцевой лампой ДРК-120, которая отличается от лампы ДРШ 250-3, входящей в комплект люминесцентных микроскопов, стабильностью положения дугового разряда лампы, что несколько повышает сходимость показаний.

Насадки ФМЭЛ-1 и ФМЭЛ-1А изготавливаются в исполнении У категории 4.2, т.е. для работы в макроклиматическнх районах с умеренным климатом в лабораторных помещениях при температуре воздуха от +10 до +35°C.

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Спектральный диапазон исследуемой люминесценции, нм	от 300 до 700
Минимальный размер фотометрического участка объекта, мкм	1
Собственное увеличение насадки	1 - 1,8
Способ монохроматизации излучения	интерференционные узкополосные светофильтры
Полуширина полосы пропускания, нм	от 10 до 20
Габаритные размеры, мм, не более	220x120x450
Масса, кг, не более	3,5

3. СОСТАВ НАСАДКИ

Основными частями насадки являются:   насадка, усилитель У5-9, блок питания УБПВ-1 и блок согласования.

Полный комплект насадки указан в ее паспорте.

4. УСТРОЙСТВО И РАБОТА НАСАДКИ

Оптическая схема насадки показана на рис. 1.

Изображение объекта в свете люминесценции объектив микроскопа совместно с линзой 1 (при работе на микроскопах МЛ-3, МЛ-4 и МЛД-1) или без нее (при работе на микроскопах МЛ-2А, МЛ-2Б, МЛ-2В, «Люмам-Р», «Люмам-И») проецирует в плоскость одного из трех сменных вогнутых зеркал 2. Зеркала 2, 3 и ахроматический объектив 4 переносят изображение объекта в фокальную плоскость окуляра 5. В центре каждого из трех сменных зеркал 2 имеется небольшой кружок без отражающего слоя (диаметры кружков 0,1; 0,5 и 1,5 мм).

Лучи света, попадающие на участок без отражающего слоя, проходят его и с помощью отрицательной линзы 6 широким пучком направляются на фотокатод фотоэлектронного умножителя 7.

Световой поток люминесценции, попадающий на фотокатод фотоэлектронного умножителя, вызывает в нем ток, пропорциональный световому потоку. Ток, протекая по нагрузке фотоэлектронного умножителя, создает на ней падение напряжения, которое усиливается усилителем У5-9.

Отсчет, снимаемый по шкале вольтметра блока согласования, является мерой интенсивности люминесценции в условных единицах или в делениях шкалы.

Кружок без отражающего слоя на сменном зеркале 2 проецируется в поле окуляра в виде небольшого темного пятна и при регистрации интенсивности люминесценции выполняет роль полевой диафрагмы — зонда. Поэтому при совмещении любого участка изображения исследуемого объекта с темным пятном в поле микроскопа на светоприемник попадает излучение только с этого участка.

Между зеркалом 2 и линзой 6 помещены сменные интерференционные светофильтры 8, при помощи которых можно регистрировать интенсивность люминесценции в различных спектральных интервалах.

Фотометрическая насадка (рис. 2) устанавливается на головке микроскопов МЛ-2А, МЛ-2Б, МЛ-2В вместо бинокулярной насадки или фотонасадки МФН-10 с помощью переходной втулки 9 без линзы при работе с объективами, рассчитанными на длину тубуса 160 мм, или с помощью переходной втулки 10 при работе с объективами, рассчитанными на длину тубуса 190 мм, а на головке микроскопов МЛ-3, МЛ-4 и МЛ-1—с помощью переходной втулки 11 с линзой (которая при упаковке установлена в насадке). На штативах микроскопов типа «Люмам» насадка устанавливается с помощью втулки 10. Винт 12 служит для закрепления насадки на микроскопе.

При работе с насадкой в тубус 13 вставляется окуляр из комплекта микроскопа. В нерабочее время на окулярный тубус надевается предохранительный колпачок 14.

Для установки окуляра на резкость изображения зонда на окулярном тубусе насадки имеется диоптрийное кольцо 15.

Включение в оптическую систему вогнутого зеркала 2 (см. рис. 1) осуществляется поворотом диска 16 (см. рис. 2). При этом в центре окна насадки должно устанавливаться одно из трех значений: «0,1», «0,5», «1,5» в соответствии с диаметром кружка без отражающего слоя на зеркале.

Смена интерференционных светофильтров производится поворотом диска 17 или 18. Каждый из дисков со светофильтрами имеет десять фиксированных положений. На цилиндрической части диска 17 награвированы цифры от «0» до «9» включительно, а на цилиндрической части диска 18 — цифра «0» и числа от «10» до«18» включительно. Все восемнадцать светофильтров имеют свои порядковые номера. Под теми же номерами в паспорте насадки приведены их характеристики (длина волны максимума пропускания, величина пропускания, полуширина полосы пропускания).

Для включения выбранного светофильтра диск со светофильтрами следует поворачивать до тех пор, пока значение, соответствующее номеру светофильтра, не установится против окулярного тубуса.

Цифра «0» па обоих дисках, установленная против окулярного тубуса, означает, что светофильтры выведены из оптической системы насадки.

В качестве приемников света в насадке используются фотоэлектронные умножители ФЭУ-79 и ФЭУ-39А. Фотоэлектронный умножитель ФЭУ-39А применяется при работе в сине-зеленой части спектра, фотоэлектронный умножитель ФЭУ-79 — при работе в красной части спектра.

На стакане 19 устанавливается узел 20, закрепляемый гайкой 21. В узле 20 устанавливаются сменные фотоэлектронные умножители.

В верхней части узла 20 имеются две розетки для присоединения коаксиальных кабелей с разъемом 22 и наконечниками 23. Посредством кабеля с разъемом 22 фотоэлектронный умножитель подключается к блоку питания УБПВ-1, а посредством кабеля с наконечниками 23 — к блоку согласования.

Поворотом кольца 24 с риской открывается и закрывается затвор, установленный перед фотокатодом фотоэлектронного умножителя. Для этого риска кольца должна быть установлена в положение ОТКР или ЗАКР.

Блок согласования представляет собой устройство, на передней панели которого расположены прибор для снятия показаний и тумблер для изменения сопротивления нагрузки фотоэлектронного умножителя, а на задней панели расположены клеммы и штепсельная розетка. Клеммы служат для подключения кабелей от входа усилителя У5-9 и от насадки и имеют гравировки «ФЭУ», «ВХОД У5-9». Штепсельная розетка имеет гравировку «ВЫХОД У5-9» и в нее включается кабель, идущий с выхода усилителя У5-9.

5. МАРКИРОВАНИЕ

На корпусе насадки награвированы надпись «ФМЭЛ-1», товарный знак предприятия-изготовителя, порядковый номер, две первые цифры которого означают две последние цифры года выпуска насадки, а также вариант исполнения.

6. ПОРЯДОК УСТАНОВКИ И ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

6.1. Порядок установки

6.1.1. Выберите соответствующую переходную втулку и закрепите ее на микроскопе (на микроскопах МЛ-2А, МЛ-2Б, МЛ-2В, «Люмам-Р», «Люмам-И» втулку 9 или 10 закрепите винтом для крепления бинокулярной насадки, а на микроскопах МЛД-1, МЛ-3 и МЛ-4 втулку 11 вверните до упора), после чего установите на втулку насадку, разверните ее в плоскость симметрии микроскопа и закрепите винтом 12.

6.1.2. В микроскопах МЛ-2А, МЛ-2Б и МЛ-2В выключите ахроматическую линзу.

6.1.3. Расположите измерительное устройство (усилитель У5-9 и блок согласования) и блок питания УБПВ-1 на рабочем столе вблизи от микроскопа в удобном для работы положении (по левую сторону от штатива микроскопа).

6.1.4. Подсоедините кабель с разъемом 22 к разъему НАГРУЗКА, расположенному па задней панели блока питания УБПВ-1.

6.1.5. Вставьте фотоэлектронный умножитель в панель насадки так, чтобы ключ на его цоколе вошел в паз на панели в корпусе 20.

6.1.6. Подсоедините кабель с наконечниками 23 к клеммам ФЭУ на блоке согласования. В эти же клеммы вставьте штеккеры кабеля, идущего от входа усилителя У5-9, а кабель с выхода усилителя подключите к гнездам ВЫХОД У5-9.

6.1.7. Вставьте в окулярный тубус 13 насадки выбранный для работы окуляр из комлекта микроскопа и установите поворотное кольцо 24 затвора в положение ЗАКР.

6.2. Зажигание лампы ДРК-120

При работе на люминесцентных микроскопах МЛ-2А, МЛ-2Б, МЛ-2В, МЛ-3, МЛД-1, «Люмам-Р» и «Люмам-И» при достаточной интенсивности люминесценции объекта в качестве источника света может быть использована ртутная лампа ДРК-120, которая входит в комплект насадки ФМЭЛ-1А. Эта лампа имеет более стабильное положение дугового разряда, чем лампа ДРШ 250-3.

6.2.1. Установите лампу ДРК-120 в фонарь вместо лампы ДРШ 250-3. При этом провод с колпачком должен быть отсоединен и вынут из фонаря.

6.2.2. Подсоедините к электродам лампы ДРК-120 резистор МЛТ-0,5-10кОм, входящий в комплект насадки ФМЭЛ-1А, руководствуясь схемой в инструкции по эксплуатации лампы ДРК-120; гибкие ножки резистора обогните вокруг винтов соответствующих электродов и закрепите гайками.

6.2.3. Для зажигания лампы ДРК-120 подсоедините соответствующий кабель к фонарю и к пульту ПРЛ-6, выведите ручку регулировки напряжения на автотрансформаторе ЛАТР-2 в крайнее левое положение, включите штепсельную вилку пульта ПРЛ-6 в сеть и, установив тумблер на передней панели пульта в положение ВКЛ, поворачивайте ручку автотрансформатора по часовой стрелке до тех пор, пока лампа не загорится.

6.2.4. Установите по амперметру величину тока от 1,7 до 2 А. Через 4—6 минут ток, проходящий через лампу, должен уменьшиться до номинального значения (1,1—1,2 А).

При необходимости ток через лампу увеличивайте до 1,7 А (поворотом ручки автотрансформатора по часовой стрелке), но помните, что при повышенном режиме горения лампы сокращается срок ее службы.

Для стабилизации напряжения на лампе рекомендуется включать пульт ПРЛ-6 в сеть через стабилизатор с выходной мощностью не менее 1 кВт (стабилизатор в комплект насадки не входит).

6.3. Выбор зондов и светофильтров

Диаметр фотометрируемого участка объекта (a) подсчитайте по формуле a = a1 / (K · Vоб), где
a1 — диаметр кружка без отражающего слоя на вогнутом зеркале;
Vоб — увеличение применяемого объектива;
K — коэффициент, зависящий от увеличения насадки
(при работе на микроскопах МЛ-2А, МЛ-2Б, МЛ-2В, «Люмам-Р» и «Люмам-И» K = 1;
  при работе на микроскопах МЛ-3, МЛ-4 и МЛД-1 K = 1,8).

Зеркало с выбранным диаметром зонда включите в ход лучей вращением диска 16 при установившемся режиме горения лампы, после чего поворотом диоптрийного кольца 15 добейтесь резкости изображения зонда в поле окуляра.

Введите интерференционный светофильтр в ход лучей диска 17 или 18.

ВНИМАНИЕ! При работе со светофильтрами одного из дисков следите за тем, чтобы на другом диске цифра «0» была установлена против окулярного тубуса. При работе без светофильтров оба диска должны быть установлены так, чтобы цифра «0» каждого диска располагалась против окулярного тубуса насадки.

Выбор светофильтров обусловливается исследуемым излучением объекта. Для регистрации суммарной интенсивности люминесценции рекомендуется пользоваться только «запирающими» светофильтрами микроскопов, для регистрации интенсивности люминесценции в определенном спектральном интервале — интерференционными светофильтрами фотометрической насадки и соответствующими «запирающими» светофильтрами микроскопа.

Примечание. При работе с интерференционными светофильтрами учитывайте спектральные характеристики «запирающих» светофильтров, приведенные в техническом описании и инструкции по эксплуатации микроскопа.

6.4. Включение блока питания

6.4.1. Проделайте операции, указанные в разделе 6 паспорта блока питания УБПВ-1.

6.5. Включение усилителя

ВНИМАНИЕ! Ввиду большой чувствительности усилителя У5-9 включать его рекомендуется после включения лампы микроскопа и блока питания УБПВ-1, а выключать после окончания измерений в обратной последовательности. Перед включением усилителя У5-9 необходимо ознакомиться с его техническим описанием и инструкцией по эксплуатации.

6.5.1. Установите переключатели, тумблеры и ручки управления в следующие положения:

а) переключатель коэффициента передачи в положение 0,1 против индекса K;

б) кнопка ►0◄ нажата;

в) кнопки τ и ▲ отпущены;

г) кнопка СЕТЬ выключена;

д) тумблеры "Λвкл" и "Uкомпенс" на задней панели выключены.

6.5.2. Проверьте правильность установки тумблеров и переключателей в положения, указанные в п. 6.5.1, включите штепсельную вилку усилителя в сеть и только после этого нажмите кнопку СЕТЬ, при этом должна включиться световая индикация.

6.5.3. Прогрейте прибор в течение 1 часа. После этого установите нуль усилителя по индикатору или по вольтметру на блоке согласования при помощи переменных резисторов ▼   ▼▼. Для точной установки нуля по индикатору нажмите кнопку ▲. Во избежание перегрузки индикатора при измерении кнопку ▲ отпустите.

Примечание. В случае отказа в работе каждого из приборов для обнаружения неисправностей пользуйтесь описаниями этих приборов.

7. ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ

7.1. Проделайте операции, указанные в разделе 6 паспорта блока питания УБПВ-1.

7.2. Установите на блоке питания УБПВ-1 выходное напряжение, соответствующее чувствительности фотоэлектронного умножителя γ = 100 А/лм (по паспортным данным фотоэлектронного умножителя).

Установите тумблер на блоке согласования в положение 10^6 (что соответствует включению входного сопротивления 10^6 Ом в качестве фотоэлектронного умножителя).

7.3. Установите на предметный столик микроскопа исследуемый объект и совместите фотометрируемый участок объекта с темным пятном (зондом) в поле окуляра.

7.4. Закройте полевую диафрагму микроскопа и тщательно отцентрируйте ее относительно зонда.

Примечание. Рекомендуется все измерения производить при минимальном размере полевой диафрагмы микроскопа.

7.5. Откройте затвор, для чего поверните кольцо 24 с риской в сторону гравировки ОТКР.

7.6. Вращая ручку переключателя коэффициента передачи на усилителе У5-9, добейтесь такого положения, при котором можно снять уверенный отсчет (рекомендуется снимать отсчеты в правой половине шкалы прибора).

Если интенсивность свечения изучаемого объекта мала настолько, что в этих условиях не может быть зарегистрирована, то установите тумблер на блоке согласования в положение 10^7 (что соответствует нагрузке 10^7 Ом). Если и этого окажется недостаточно, то поставьте ручку переключателя коэффициента передачи па усилителе У5-9 в положение 0,1, а тумблер на блоке согласования — в положение 10^14 (что соответствует нагрузке 10^4 Ом) или при нагрузке 10^7 Ом увеличьте напряжение питания фотоэлектронного умножителя до величины, соответствующей чувствительности 1000 ампер на люмен.

7.7. При переходе к измерению интенсивности люминесцении изучаемого объекта следует иметь в виду, что рабочий сигнал от люминесценции объекта (Uр) искажается паразитным сигналом (Uп), вызванным темновым током фотоэлектронного умножителя, некоторой нескрещенностью светофильтров возбуждения и «запирающих» светофильтров, люминесценцией предметного и покровного стекол. Кроме того, к этому принципиально неустранимому паразитному сигналу может добавиться результат воздействия освещенности окружающего помещения, где находится микроскоп. Чтобы избежать этого, следует ориентировать прибор на рабочем столе так, чтобы избежать прямого попадания солнечного или электрического света в окуляр, или закрывать его предохранительным колпачком.

Величина паразитного сигнала при закрытом затворе перед фотокатодом при Rнагр= 10^6 Ом и чувствительности фотоэлектронного умножителя 100 ампер па люмен не должна превышать 5—10 делений шкалы прибора при положении ручки переключателя коэффициента передачи на усилителе У5-9 — 100.

Для уменьшения паразитного сигнала Uп рекомендуется подбором толщины светофильтров возбуждения добиваться лучшей «скрещенности», проверяя при этом величину рабочего сигнала Uр.

В микроскопах МЛ-2А, МЛ-2Б, МЛ-2В, «Люмам-Р», «Люмам-И» обеспечена возможность использования тсмнопольного освещения при возбуждении люминесценции сверху, через эпиобъективы; при этом значительно улучшаются условия «скрещенности».

Значения, полученные при работе с усилителем У5-9 с различными коэффициентами передачи и с различными входными сопротивлениями, можно сравнивать между собой только после приведения их к входному току, пользуясь нижеприведенной формулой   I = Uвых / (Rнагр · Kпер),   где Uвых — значение напряжения, снимаемого с вольтметра; Rнагр — нагрузка фотоэлектронного умножителя; Kпер — коэффициент передачи, устанавливаемый на усилителе У5-9.

8. УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

При работе с насадками ФМЭЛ-1 и ФМЭЛ-1А опасность представляет электрический ток.

Категорически запрещается отсоединять кабель, идущий от блока питания УБПВ-1 к насадке, при включенном блоке питания, снимать узел 20 (см. рис. 2) или насадку с микроскопа.

Конструкция насадок исключает возможность случайного прикосновения к неизолированным частям, находящимся под напряжением.

Меры безопасности при работе с насадками ФМЭЛ-1 и ФМЭЛ-1А соответствуют мерам, принимаемым при эксплуатации установок с напряжением выше 1000 В.

К работе на микроскопах с насадками ФМЭЛ-1 и ФМЭЛ-1А допускаются лица, обученные и аттестованные на знание правил техники безопасности.

Перед началом работы до включения блока питания УБПВ-1 в сеть его необходимо заземлить. Необходимо также убедиться, что заземлен микроскоп, на который устанавливается насадка.

9. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ЭТАЛОНОВ

В качестве технических эталонов в комплект насадки введены специальные люминесцирующие пластинки из уранового стекла ЖС19 разной толщины.

Для возбуждения люминесценции указанных эталонов могут быть использованы как светофильтры ФС1, так и светофильтры УФС6.

«Запирающие» светофильтры необходимо выбирать в соответствии с применяемыми светофильтрами возбуждения, руководствуясь указаними, приведенными в техническом описании микроскопа.

Эталоны поочередно устанавливают на предметный столик микроскопа вместо объекта и настраивают микроскоп для работы с теми же объективом и диафрагмой-зондом, которые применялись при измерении интенсивности люминесценции объектов.

При настройке микроскопа с эталонной пластинкой толщиной 1,5 мм микроскоп фокусируют на перекрестие, нанесенное на поверхности эталонной пластинки, а при измерении интенсивности изображение перекрестия выводят за пределы измерительного зонда (отверстия в центре алюминированного зеркала). При настройке микроскопа с эталонной пластинкой толщиной 0,03 мм микроскоп фокусируют на поверхность эталонной пластинки по резкому изображению полевой диафрагмы микроскопа.

Интенсивность свечения обоих эталонов измеряют поочередно. При исправном состоянии всех частей насадки и при правильной настройке микроскопа отношение интенсивностей технических эталонов из стекла ЖС19 должно быть постоянным для данных объектива и диафрагмы-зонда.

Примечание. При оценке интенсивности люминесценции объектов рекомендуется характеризовать интенсивность люминесценции исследуемого объекта отношением интенсивности исследуемого объекта и контрольного объекта.

При регистрации спектров люминесценции интенсивность люминесценции в каждой точке спектра (при измерении с одним интерференционным фильтром) также должна характеризоваться отношением интенсивности люминесценции исследуемого объекта к интенсивности люминесценции контрольного объекта, близкого к объекту по спектральному составу излучения.

Сведения о методике оценки интенсивности люминесценции биологических объектов можно получить в ряде работ советских и зарубежных авторов, например, в книге А. В. Зеленина «Люминесцентная цитохимия нуклеиновых кислот» (М., «Наука», 1967), а также в книге В. Н. Карнаухова «Люминесцентный спектральный анализ клетки» (М., «Наука», 1978).

При работе насадки в тропических условиях эталоны должны храниться в закрытых банках с силикагелем.

10. ПРАВИЛА ОБРАЩЕНИЯ С НАСАДКОЙ, ХРАНЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ

10.1. Правила обращения с насадкой и хранение

Фотометрическая насадка выпускается тщательно проверенной и может безотказно работать длительное время, но для этого необходимо содержать ее в чистоте и предохранять от механических повреждений.

Для сохранения внешнего вида насадки рекомендуется периодически, после тщательного удаления пыли, протирать ее мягкой тряпкой, пропитанной бескислотным вазелином, а затем вытирать сухой чистой тряпкой.

Особое внимание следует обращать на чистоту оптических деталей насадки.

Для предохранения оптики от загрязнения необходимо окулярный тубус насадки держать всегда закрытым либо окуляром, либо колпачком.

Разбирать насадку для чистки оптики самим нельзя, так как это приведет к ее разъюстировке. Лучше для чистки отправить насадку в специальную мастерскую.

10.2. Транспортирование

При необходимости перебазирования в другое помещение насадка должна быть уложена в укладочный ящик. При встряхивании ящика насадка и принадлежности не должны перемещаться.

Допускается перевозка насадки всеми видами транспорта.

© 1981, ЛОМО