DE1497558B1

DE1497558B1 - Registriergeraet zur Messung des zirkularen Dichroismus

Info

Publication number: DE1497558B1
Application number: DE19651497558
Authority: DE
Inventors: Marc Dr-Ing Grosjean
Original assignee: Roussel Uclaf SA
Current assignee: Sanofi Aventis France
Priority date: 1960-06-29
Filing date: 1965-01-29
Publication date: 1970-01-29
Also published as: DE1472207B2; NL6501511A; FR85336E; BE659360A; US3471240A; DK115436B; CH384894A; US3257894A; BE605571A; SE316027B; GB1089953A; NL150908B; DE1497557B1; DE1472207A1; CH429226A; GB979712A; DE1209772B

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Mes- F i g. 2 ein detaillierteres Schema der elektrischen

sung des zirkulären Dichroismus optisch aktiver Kreise ist.

Stoffe, wie sie im Patent 1 209 772 beschrieben ist. In F i g. 1 beleuchtet eine Lichtquelle 1 über einen

Durch die vorliegende Erfindung soll die Genauigkeit Kondensor, dessen Linsen mit 2 und 3 bezeichnet

der Messungen erhöht werden. Bei dem Gerät nach 5 sind, einen Monochromatoraufbau, der zwei hinter-

dem Patent 1 209 772 wird ein monochromatisches einander angeordnete Monochromatoren umfaßt,

Lichtbündel erzeugt, bei dem der Polarisations- wobei der Eintrittsspalt mit 4 und der Austrittsspalt

zustand von der rechtszirkularen Polarisation bis zur mit 12 bezeichnet ist, während der Zwischenspalt 8

linkszirkularen Polarisation zyklisch verändert wird beiden Monochromatoren gemeinsam ist.

und bei dem dieses Lichtbündel durch eine Probe io Die drei Spalte sind längs einer Linie ausgerichtet

des optisch aktiven, zu untersuchenden Stoffes ge- und mechanisch gekoppelt, so daß sie gleichzeitig

schickt wird und das so beeinflußte Lichtbündel in vom Motor 34 betätigt werden können, der durch

ein elektrisches Signal umgewandelt wird, bei dem den Servomechanismus 33 gesteuert wird, wenn die

man die Wechselstromkomponente und die Gleich- Kontaktzunge 37 am Ausgang des Servomechanismus

Stromkomponente trennt und dann die Wechselstrom- 15 am rechten Kontakt anliegt.

komponente gleichrichtet und bei dem durch die Bei 12 am Austrittsspalt des Monochromators er-Gleichstromkomponente und die gleichgerichtete hält man ein linearpolarisiertes Lichtbündel für den Wechselstromkomponente dieses Signals eine Regi- Polarisationsmodulator 16, einen Kristall, der den striereinrichtung gesteuert wird, die das Verhältnis sogenannten Pockels-Effekt zeigt und bei dem die zwischen diesen Komponenten liefert, wobei diese 20 Elektroden angedeutet sind, mit denen man in an Registriereinrichtung den zirkulären Dichroismus der sich bekannter Weise ein elektrisches Wechselfeld zu untersuchenden Probe mißt. Da die für diese an den Kristall anlegen kann. Da das Lichtbündel, Messung interessierenden Spektralgebiete vom Ultra- das diesen Modulator durchsetzt, eine enge Winkelviolett bis zum anderen Ende des sichtbaren Spek- Öffnung haben muß, damit die Steuerung richtig wird, trums reichen, erteilt man dem Lichtbündel einen 25 wandelt man das aus dem Spalt 12 austretende Wellenlängengang, der viel langsamer ist als seine Lichtbündel durch die Linse 15 in ein Parallellicht-Modulation der Polarisation, damit das gesamte, ge- bündel um. An der anderen Seite des Kristalls samwünschte Wellenlängenspektrum überstrichen wird melt eine Linse 17 das modulierte Lichtbündel auf und die Änderungen des zirkulären Dichroismus der der Küvette 18, die die Probe des zu untersuchenden, zu untersuchenden Probe direkt als Funktion der 30 optisch aktiven Stoffes enthält. Schließlich wird das Wellenlänge des die Probe durchsetzenden Lichtes Bild des Spaltes 12 in der Ebene dieser Küvette abaufgezeichnei werden. gebildet, so daß man mit sehr geringen Substanz-

Bei diesem Gerät wird die Empfindlichkeit vor mengen arbeiten kann.

allem durch das Verhältnis des Signals zu dem vom Das durch die Küvette 18 hindurchtretende Licht-Fotomultiplikator stammenden Rauschen begrenzt. 35 bündel fällt dann auf die Fotokathode eines Foto-Die anderen Störungsquellen können praktisch durch multiplikators 19. Der Hochspannungsgenerator für entsprechenden Aufbau und sorgfältige Auswahl der die Dynoden ist mit 35 bezeichnet (dargestellt im Bestandteile der Kreise vernachlässigbar klein ge- Schaltbild der F i g. 2). Die Hochspannung wird beimacht werden, spielsweise auf eine Bezugsspannung bezogen, die

Bei der Anordnung nach dem Patent 1 209 772 ist 40 von einem Potentiometer abgenommen wird, dessen vorgesehen, daß die Spalte des Monochromators Schleifkontakt durch einen Motor 36 bewegt wird, durch einen Servomechanismus betätigt werden, der der selbst wieder durch Umlegen des Schalters 37 durch die Differenz zwischen der Gleichspannung am durch den Servomechanismus 33 gesteuert wird. Der Ausgang des Trennverstärkers und einer festen Ver- Ausgang des Fotomultiplikators wird auf einen Vergleichsspannung angetrieben wird, so daß die Auf- 45 stärker 20 gegeben, dessen Verstärkung g = 1 ist und Zeichnungseinrichtung so arbeitet, daß man die der (vgl. F i g. 2) aus einem Gleichstromverstärker Gleichstromkomponente des Signals am Ausgang der besteht, der zwei Doppeltriodenstufen und eine AusFotozelle auf einem konstanten Wert hält. gangs-Kathodenverstärkerstufe enthält. Die Aus-

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß media- gangs-Kathodenverstärkerstufe ist gegen die Ein-

nische Teile bewegt werden müssen, was die An- 50 gangsstufe vollständig gegengekoppelt und, genauer,

Sprechgeschwindigkeit der Anordnung verringert. auf das zweite Gitter der Doppeltriode gelegt, deren

Die vorliegende Erfindung beseitigt diesen Nachteil erstes Gitter das Signal der Fotozelle aufnimmt. Die dadurch, daß die Verstärkung der Fotozelle durch Verstärkung des Verstärkers braucht nicht genau Steuerung der an sie angelegten Hochspannung so gleich Eins zu sein, da die beiden Komponenten, die eingestellt wird, daß die Gleichstromkomponente des 55 Wechselstromkomponente und die Gleichstrom-Signals der Fotozelle auf einem praktisch konstanten komponente, durch den ganzen Verstärker strömen Wert gehalten wird, wobei diese Maßnahme zusatz- und daher ihr Wertverhältnis gegenüber dem nicht lieh oder an Stelle der Steuerung der Spalte der verstärkten Signal nicht verändert wird.
Monochromatoranordnung verwendet wird. Das wirkliche Schaltbild des Verstärkers, der den

Eine derartige Vorrichtung hat gleichfalls den 60 Gleichstrom durchläßt, enthält die üblichen Mittel

Vorteil, daß die Bedienungsperson die Spektren des zur Rückstellung auf Null und zur Verhinderung von

Zirkularen Dichroismus mit Spalten konstanter Breite, Schwingungen, die aus Gründen der einfacheren

d. h. mit konstanter Brandbreite, durchfahren kann. Darstellung in der Zeichnung weggelassen sind.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfin- Am Ausgang von 20, der eine niedrige Impedanz dung wird im folgenden an Hand der Zeichnung 65 aufweist, liegen drei Stromkreise: ein Wechselstromerläutert, in der verstärker 21, ein Eingang des Servomechanismus 33,

F i g. 1 ein allgemeines Schema des Gerätes dar- nämlich eine Filterkette 30 und ein Eingang der

stellt und Steuerung der Registriereinrichtung 23, nämlich eine

Filterkette 29. Der Verstärker 21 ist ein Verstärker mit Gegenkopplung, dessen Gegenkopplungsspannung von einer zusätzlichen Wicklung seines Ausgangstransformators 24 abgenommen wird. Diese Gegenkopplung dient insbesondere zur Verbesserung der Stabilität der Verstärkung und zur Verbesserung der Linearität seines Ansprechens als Funktion der Eingangsspannung. Die Verstärkung kann bei Gegenkopplung z. B. größenordnungsmäßig 100 betragen. Das Ausgangssignal von 21 ist ein zusammengesetztes Signal, bei dem immer eine Komponente mit der Frequenz der Modulation von 16, z. B. von 50 Hz (man könnte vorteilhaft diese Frequenz auch erhöhen, insbesondere um die Messungen zu beschleunigen), vorherrscht, wobei auch ungerade Harmonische auftreten. Diesem nutzbaren Signal überlagert sich ein Signal, das auf dem Rauschpegel beruht, der häufig viel größer ist als das nutzbare Signal, und der Verstärker muß daher so ausgebildet sein, daß er in keinem Augenblick durch dieses Rauschen weder gesättigt noch blockiert wird, damit das nutzbare Signal später richtig gleichgerichtet werden kann. Bei der Darstellung von 21 wurden zur Vereinfachung die zur Unterdrückung der Schwingung dienenden Kreise weggelassen.

Das an der Sekundärseite des Transformators 24 verfügbare Signal wird durch einen Vibrationssynchrongleichrichter linear gleichgerichtet, wie dies bekannt ist, wobei man den Vorteil erhält, daß die Verhältnisse der Amplitude beiderseits und in der unmittelbaren Umgebung von Null erhalten bleiben. Die Störsignale werden abhängig von ihrer Phasenverschiebung geschwächt, da es sich um einen Synchrondetektor handelt. Bezüglich des Rauschpegels verhält sich die gesamte aus dem Verstärker 21 und dem Gleichrichter 22 bestehende Anordnung wie ein Selektivverstärker mit schmalem Durchlaßbereich, doppelt so groß wie der der Filteranordnung 25, die sich an den Gleichrichter anschließt. Das Restrauschen enthält keine mittlere Gleichstromkomponente und stört daher nicht bei der Steuerung der Registriereinrichtung. Dem Filterkondensator 25, an dessen Klemmen die gleichgerichtete Spannung VgW abgenommen wird, ist ein sehr großer Widerstand zugeordnet, damit das gleichgerichtete Signal ein Mittelwertsignal ist, wodurch die auf dem Rauschen im Signal VgW beruhende Störung vermindert wird. Die von der Wechselstromkomponente und vom Rauschen der Fotozelle befreite Spannung V_a wird über das Filter 29, das die gleiche Charakteristik wie das Filter 25 besitzt, an den Potentiometerwiderstand 32 der Registriereinrichtung angelegt, und ein längs dieses Widerstandes einstellbarer Schleifkontakt 31 fixiert die Spannung des Mittelpunktes der Sekundärwicklung des Transformators 24. Bei dieser Anordnung wird die gleichgerichtete Spannung VgW von dem Punkt an gezählt, der als Nullpunkt für die Bestimmung des Vorzeichens von VgW dient. Der restliche Aufbau ist üblich, die Spannung VgW ist in dem Differentialverstärker 26 mit der Spannung V₀ verglichen oder, genauer, mit demjenigen Bruchteil der Spannung V₀, der am Schleifkontakt 28 vom Potentiometerwiderstand 32 abgenommen wird, denn die Differenz ist durch den Verstärker 26 verstärkt und auf den Motor 27 gegeben.

Damit dieser Registrier-Servomechanimus gut arbeitet, kann man z. B. die Spannung V_G fast konstant halten. Hierzu steuert man durch die Spannung V_G beispielsweise einen Servomechanimus 33, der je nach Wunsch der Bedienungsperson die Öffnung der Spalte 4, 8 und 12 der Monochromatoranordnung vermittels des Motors 34 einstellt, oder man steuert die Verstärkung des Fotomultiplikators 19 durch Einstellung der Hochspannung 35 über den Motor 36. Diese beiden Mittel stehen vorzugsweise der Bedienungsperson zur freien Wahl zur Verfügung.

Man kann auch die gleichgerichtete Spannung VgW ohne Verhältnis-Registriereinrichtung direkt aufzeichnen, wenn der Aufbau so ist, daß V₀ genau konstant gehalten wird, wofür jedoch eine Anordnung zur Lieferung der Hochspannung des Fotomultiplikators 19 verwendet v/erden muß, deren Ansprechzeit vernachlässigbar ist, man muß also eine rein elektronische, sorgfältig ausgearbeitete Einrichtung verwenden. Eine konstante Gleichspannung wird dann an den Potentiometerwiderstand der Registriereinrichtung angelegt.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Messen des zirkulären • Dichroismus von optisch aktiven Substanzen, nach Patent 1209 772, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung der Fotozelle (19) durch Steuerung der an sie angelegten Hochspannung so eingestellt wird, daß die Gleichstromkomponente des Signals der Fotozelle (19) auf einem praktisch konstanten Wert gehalten wird, wobei diese Maßnahme zusätzlich oder an Stelle der Steuerung der Spalte (4, 8,12) der Monochromatoranordnung verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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