Автоматизированный экспедиционный проточный флуориметр

Внедрение: 2016 г.

Учёными из Владивостока описано применение модуля E20‑10 в автоматизированном проточном двухканальном флуориметре для исследования флуоресценции растворенных органических веществ и флуоресценции клеток фитопланктона при открытых и закрытых реакционных центрах в морских акваториях с олиготрофным и эвтрофным типом вод [1].

Флуориметр предназначен для исследования состояния фитопланктонных сообществ в морях, океанах и пресных водоемах, кроме этого, флуориметр позволяет изучать процессы воспроизводства растворенных органических веществ (РОВ) клетками фитопланктона, определять растворенные органические вещества терригенного и антропогенного происхождений, анализировать степень их деградации.

В приборе реализовано попеременное двухчастотное возбуждение флуоресценции воды с помощью полупроводниковых лазеров с длинами волн 405 нм и 532 нм, что значительно повышает чувствительность прибора при определении концентрации РОВ. Излучение каждого лазера может быть промодулировано импульсами с заданной длительностью и частотой повторения, что позволяет осуществить регистрацию флуоресценции фитопланктона при закрытых и открытых реакционных центрах. Использование двух каналов регистрации излучения флуоресценции и отсутствие сложных спектральных приборов удешевляет стоимость флуориметра и повышает надежность при проведении экспедиционных исследований. Применение высокочувствительных ФЭУ HAMAMATSU R5929 совместно с узкополосными интерференционными фильтрами позволяет регистрировать слабую флуоресценцию в олиготрофных водах. Использование высокоскоростного АЦП E20‑10 позволяет получать детальную информацию о быстро протекающих процессах, возникающих под действием модулированного излучения.

Флуориметр работает следующим образом (рисунок 1). Излучение попеременно генерируется двумя полупроводниковыми лазерами (1, 2), управляемыми программируемым генератором сигналов произвольной формы (3) и поступает в проточную оптическую кювету (4), через которую при помощи насоса (5) прокачивается забортная жидкость. Индуцированный в кювете сигнал флуоресценции при помощи коллиматоров (6, 7) пропускается через интерференционные фильтры (8, 9) с полосами пропускания 680±10 нм и 560 нм±10 нм. Выделенный фильтрами оптический сигнал преобразуется фотоэлектронными умножителями (10, 11), регистрируется при помощи АЦП E20‑10 (12) и подается на персональный компьютер для дальнейшей обработки. Проточная оптическая кювета снабжена датчиками, измеряющими соленость и температуру (13) морской воды, а также фотодиодом, контролирующим интенсивность поступающего лазерного излучения (14).

Рисунок 1. Принципиальная схема флуориметра: 1, 2 – полупроводниковые лазеры; 3 – программируемый генератор сигналов произвольной формы; 4 – проточная оптическая кювета; 5 – насос; 6, 7 – коллиматоры; 8, 9 – интерференционные фильтры; 10, 11 – ФЭУ; 12 – АЦП E20‑10; 13 – датчик температуры и солености; 14 – фотодиод.

Работы выполнены при финансовой поддержке научного фонда Дальневосточного федерального университета № 14‑08‑01‑12_i.

Источник:
Крикун В.А., Салюк П.А. Автоматизированный экспедиционный проточный флуориметр // XХII Международный симпозиум "Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы". – 2016. – Томск. – С. 279‑282.

Разработчик: Крикун В.А., Салюк П.А. (Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН)