10.3.2. Оптичні схеми приладів.

В залежності від оптичної густини аналізованої проби застосовують три схеми збудження і вимірювання флуоресценції.

Світло від джерела випромінювання 1 (рис.9) після первинного світлофільтра 2, що виділяє монохроматичне випромінювання для збудження флуоресценції, попадає на кювету 3 з розчином. Виникаюча в розчині флуоресценція через вторинний світлофільтр 4 надходить на фотоприймач 5. Фільтр 4 служить для виділення флуоресценції. Інтенсивність флуоресценції виміряється вторинним приладом 6.

Розглянута принципова схема приладу для виміру флуоресценції розчинів у минаючому світловому потоці має той недолік, що при збільшенні довжини кювети результати вимірювання спотворюються через вторинне поглинання. Флуоресценція, що виникає в передній частині кювети, послабляється молекулами флуоресціюючого речовини внаслідок взаємного накладення спектрів флуоресценції і поглинання. Крім того, виникають похибки через люмінесценцію матеріалу кювети.

На рис.10 приведена оптична схема, найбільше часто використовувана у флуориметрах. У цій схемі збудливе випромінювання перпендикулярне напрямку вимірювання інтенсивності випромінюваної флуоресценції. Таку схему застосовують при проведенні аналізів прозорих рідин і газів, прозорих кристалів, а також, у загальному випадку, коли збудливе світло дуже слабко поглинається аналізованим розчином, і інтенсивність флуоресценції розчину на всьому шляху проходження збуджуючих променів практично залишається постійною. При люмінесцентному аналізі в переважній більшості випадків ця умова дотримується.

Рис. 9. Оптична схема приладу для вимірювання флуоресценції в минаючому світлі

Рис. 10. Оптична схема приладу для вимірювання флуоресценції розчинів (позиції — див. текст до рис. 10)

Рідше, переважно для твердих об'єктів, застосовують схему, при якій збудження здійснюється під кутом 45° до поверхні зразка, а інтенсивність флуоресценції вимірюють у напрямку, перпендикулярному цій же поверхні. Така схема особливо зручна, коли аналізований об'єкт сильно поглинає промені збудливого світлового потоку.

На рис.11 приведена оптична схема вимірювання флуоресценції розчинів безпосередньо з поверхні збудження.

Рис. 11. Оптична схема приладу для вимірювання флуоресценції з поверхні збудження.

Від джерела збудження 1 світловий потік проходить через первинний фільтр 2, потім прозоре дзеркало 7 і падає на кювету 3 з аналізованим розчином. Промені флуоресценції розчину виходять з кювети через цю ж стінку і, відбившись від зворотної сторони дзеркала 7, направляються на вторинний фільтр 4 і фотоприймач 5. Інтенсивність флуоресценції виміряється вторинним приладом 6.

Схему застосовують при аналізі оптично щільних рідин, порошків, паст і інших матеріалів, що значно поглинають збудливе випромінювання. У цьому випадку флуоресціює не весь шар речовини, а тільки його частина, що прилягає до передньої стінки кювети, тому способи вимірювання, розглянуті вище, мало ефективні.

Даний спосіб у порівнянні з попередніми має наступні переваги: вільний вид похибок, зв'язаних із вторинним поглинанням; флуоресценція, що знімається тільки з поверхні кювети, дозволяє використовувати кювети мінімальної товщини, а значить і обсягу.

Схему застосовувують при аналізі розчинів, що значно поглинають збуджуюче випромінювання, і при малих кількостях піддослідних проб.

Прилади для кількісного флуоресцентного аналізу (флуориметри) по побудові схеми вимірювання підрозділяють на флуориметри безпосереднього відліку, диференціальні і компенсаційні (нульові). Вибір структури вимірювальної схеми залежить від вимог, що пред’являють до приладу.