Исследование и разработка оптических систем для изучения фрагментов ДНК

• Автор: Демидова, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 183 с. : ил.

Глава 1. Линзовые объективы однократного увеличения
Глава 2. Зеркальные и зеркально-линзовые объективы без
экранирующего элемента
Глава 3. Аберрационные свойства оптических систем, состоящих
из конфокальных поверхностей
Глава 4. Зеркально-линзовые объективы, построенные на базе объектива "Микронар".
4.1 Объектив "Микронар"
4.2 Свойства зеркально-линзовых объективов автоколлимационного типа
Глава 5. Система, построенная на базе объектива "Авангард"
Заключение
Литература
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

Разработка объективов, входящих в состав люминесцентных микровидеоанализаторов изображений ведется с конца XX века, и по сей день является чрезвычайно актуальной. Ранее рассчитанные и изготовленные объективы имеют сложные многолинзовые конструкции и весьма дороги, что препятствует их широкому использованию и внедрению.
Люминесцентные микровидеоанализаторы изображений для исследования фрагментов ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) -приборы, предназначенные для решения огромного круга важнейших медицинских и биологических задач, например, таких как диагностика наследственных и инфекционных заболеваний, выявления вирусов в окружающей среде, проведения судебно-медицинских экспертиз в криминалистике и т.д.
Разработка приборов началась с рождения биочипа одного из главнейших биологических открытий последнего времени. Проект по созданию биочипа получил свое развитие в 1989 году в рамках российской программы “Геном человека” в Институте молекулярной биологии им. В.А. Энгельгарда РАН под руководством академика Мирзабекова. В 1995-2000 годы технология биочипа разрабатывалась в сотрудничестве с американской лабораторией Argonne National Laboratory.
Биочип представляет собой предметное стекло от биологического микроскопа, на поверхности которого размещена матрица, состоящая из ячеек геля, расположенных в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Каждая из ячеек содержит особый реактив, например, ДНК болезнетворных бактерий или вирусов, олигонуклеотиды, ферменты, антитела и т.д. На поверхность биочипа наносят исследуемый, люминесцентно меченый, материал (например, кровь, слюну или другие образцы, взятые у пациента) и наблюдают специфическое свечение, которое является результатом взаимодействия реактива с препаратом и служит показателем наличия тех
При сохранении линейного поля, равного 6 мм для повышения качества изображения можно увеличить фокусное расстояние зеркал. Ниже приведена эмпирическая формула, по которой можно приближенно определить фокусное расстояние сферического зеркала / при выбранном линейном поле 2у' и геометрическом кружке рассеяния 25£.
Итак, если принять, что 5§-0.02 мм, то по формуле (2.7) получим, что фокусное расстояние зеркала должно составлять 108 мм. При этом габариты системы возрастают в 1.8 раз, а экранирование по площади уменьшается до 5 %. Расстояние между зеркалами 95 мм. Радиус при вершине • параболоида Л=-216.0 мм, при этом максимальное отступление
асферической поверхности от ближайшей сферы (Лбл.сф.=:-218.22 мм) не превышает 10 мкм. Коэффициент концентрации составляет М=0.82.
технологическом и экономическом отношении. Поэтому необходимо искать иные пути устранения сферической аберрации зеркал.
В работе [7] профессором В.А. Зверевым было показано, что устранение сферической аберрации сферического зеркала возможно за счет введения плоскопараллельной пластинки, толщина которой определяется по формуле:
Применение асферических поверхностей весьма невыгодно в
, у 1 + л/1-8ш2сг' а = п
(2.8)
где й? - толщина плоскопараллельной пластинки, п - показатель преломления плоскопараллельной пластины,