Danas je nabavljen vizualni fotometar za medicinske laboratorije, proizvod njemačke tvrtke Franz Küstner Nachfolgeriz iz 1950-tih godina.
Spektrophot nach Dr. Gätke, Franz Küstner Nachf. KG, Dresden A-21, 60082
Tvrtka Franz Küstner Nachf. KG vuče korijene još s kraja 19. i početka 20. stoljeća kada je mehaničar Franz Küstner u Dresdenu vodio tvrtku koja se primarno bavila preciznim vagama i laboratorijskim aparatima. Godine 1937. ovu obiteljsku tvrtku od Küstnerovih sinova preuzima njen dugogodišnji direktor Max Kießig. Tada tvrtka dobiva naziv Franz Küstner Nachf., M. Kiessig (Nachfolger znači nasljednik).
Nakon Drugog svjetskog rata, u sovjetskoj okupacijskoj zoni, tvrtka se transformira u Franz Küstner Nachf. KG sa fokusom na optičke i znanstvene mjerne aparate. Tijekom 1956. godine tvrtka ulazi u vlasništvo države i postaje BSB (Betrieb mit staatlicher Beteiligung). 1961. godine tvrtka službeno gubi samostalnost i biva pripojena velikom državnom poduzeću VEB Vakutronik. Od tog trenutka ime Franz Küstner postupno nestaje s tržišta.
1970-ih godina pogon je preimenovan u VEB Analytik Dresden (poznat po laboratorijskim aparatima za ispitivanje tališta Boetius i pH metrima). Tijekom kasnih 1970-ih i 1980-ih, bivši Küstnerov pogon spojen je s tvrtkom VEB Wägetechnik Rapido Radebeul u sklopu socijalističkog kombinata Nagema. Ta je tvrtka postala slavna jer je, između ostalog, proizvela prve i jedine bankomate u Istočnoj Njemačkoj.
Nakon pada Berlinskog zida i ujedinjenja Njemačke 1990. godine kombinat se raspao, a pogoni su privatizirani. Dio koji se bavio strojevima za prehrambenu industriju (nekadašnji Rapido) danas posluje pod imenom Hebenstreit GmbH u Radebeulu (proizvode velike automatizirane linije za vafle i kekse). S druge strane, laboratorijski i optički program (koji je izvorno bio Küstnerov) nije preživio tranziciju na zapadno tržište te je trajno ugašen početkom 1990-ih.
Dresden A-21 označava lokaciju tvornice u gradu Dresdenu i staru poštansku/okružnu oznaku “A-21” koja je odgovarala četvrti Dresden-Blasewitz/Gruna u tadašnjoj Istočnoj Njemačkoj. Broj 60082 je serijski broj konkretnog uređaja ili broj modela/serije iz proizvodnje.
Što ukazuje da je uređaj proizveden vjerojatno u drugoj polovici 1950-ih godina:
- Oznaka KG (Kommanditgesellschaft) na pločici pokazuje da je tvrtka u tom trenutku još uvijek funkcionirala kao poluprivatno komanditno društvo u Istočnoj Njemačkoj (DDR). Tvrtka Franz Küstner Nachf. aktivno je izdavala kataloge znanstvenih aparata pod ovim imenom tijekom 1950-ih godina (npr. zabilježeni su njihovi službeni prospekti iz 1956. godine). Kasnije, tijekom 1960-ih i velikog vala nacionalizacije 1972. godine, država je sve takve tvrtke potpuno preuzela i pretvorila u državna poduzeća s oznakom VEB.
- Crna naljepnica s trokutom i brojem “1” na šipki postolja bio je službeni pečat kontrole kvalitete Ureda za mjeriteljstvo i ispitivanje materijala DDR-a (Amt für Messwesen und Warenprüfung). Ovaj specifičan dizajn znaka izvrsnosti uvezen je u praksu ranih 1950-ih kako bi se označila roba visoke klase spremna za izvoz.
- Takozvani “čekić lak” (Hammerschlaglack) – specifična robusna sivo-zelena teksturna boja na kućištu instrumenata te kombinacija crnog bakelita i tekstilom izoliranih kabela, karakteristični su elementi europske laboratorijske i industrijske opreme iz 1950-ih godina.
U dosadašnjim objavama već smo opisali nekoliko fotometara, spektrometara, kolorimetara i sličnih uređaja koji mjere svojstva prozirnih tvari (najčešće tekućina) tako da se uspoređuje boja i/ili intenzitet svjetla kroz nepoznatu tvar sa bojom i intenzitetom svjetla kroz poznatu (etalonsku ili referentnu) tvar. Najbliže ovom našem Spektrophotu je primjerice Kolorimetar Dr. B. Lange Modell VII. Razlika je u tome što se usporedba izlaznog svjetla kod kolorimetra Dr. B. Lange iz 1960-tih godina vrši električki pomoću fotoćelija, a kod ovog našeg deceniju starijeg Spektrophota Dr. Gätke detekcija se vrši vizualno (oštrim okom promatrača).
Spektrophot nach Dr. Gätke je primarno dizajniran za brzu i preciznu hemoglobinometriju (mjerenje koncentracije hemoglobina u krvi) te druge kliničke analize obojenih otopina. Kroz okular korisnik istovremeno gleda dva svjetlosna „potpisa“, jedan sa referentnog uzorka i drugi sa mjernog uzorka. Mjerenje se vrši podešavanjem svjetlosnog zatamnjenja jednog od uzorka sve dok se ne dobije intenzitet jednak drugom uzorku.
Podešavanje, odnosno izjednačavanje se vrši preko dvije kontrole:
- Kontrola za promjenu filtra boje. Promjenu boje filtra prati skala baždarena u opsegu 0 – 70 (razlučivost 1). Filtar boje djeluje na oba uzorka jednako. To znači da se ovim filtrom podešava ona boja koju mjerene otopine najjače apsorbiraju (npr. crveni hemoglobin najviše apsorbira zeleno-plavu svjetlost). Moguće da je postojala neka tablica prema kojoj se za svako specifično mjerenje podesila odgovarajuća boja filtra.
- Kontrola za promjenu intenziteta svjetla. Promjenu intenziteta svjetla prati skala baždarena u opsegu 0 – 2,1 (razlučivost 0,01). Ova kontrola djeluje na samo jedan uzorak što znači da je ovo mjerna kontrola. Podešavanjem, odnosno izjednačavanjem zatamnjenja zapravo se mjeri koliko se razlikuju optička gustoća referentnog i mjerenog uzorka.
Obje brojčane skale su moguće povezane sa nekim stvarnim vrijednostima kalibriranima za određivanje koncentracije različitih tvari ili su se očitane vrijednosti dalje određivale prema nekim posebnim tablicama.
Svjetlo sa sijalice prvo prolazi kroz kolimacijsku leću kako bi se jednako rasporedila na oba uzorka. Na izlazu iz uzoraka dobivamo dva traga svjetlosti različitih intenziteta, koja se kasnije uspoređuju metodom zatamnjivanja svjetlijeg uzorka.
Naš Spektrophot je došao bez originalne sijalice i nigdje nije naznačeno koja sijalica ide u ovaj uređaj. Međutim, bilo koja jača bijela LED ili sijalica ovdje može sasvim dobro poslužiti za osvjetljavanje uzoraka.
Na slikama unutrašnjosti se može vidjeti čitav princip rada Spektrophota. Za fino zatamnjenje svjetla koristi se prozirni disk s nanesenim postupnim zatamnjenjem (crna boja gradijenta). U optici se to naziva kružni optički klin ili neutralni gradijentni filtar. Ovaj disk prigušuje isključivo intenzitet (amplitudu) svjetlosti, bez promjene njezine boje ili smjera. Također, disk zaklanja samo jednu polovicu svjetlosnog snopa, onu koja dolazi sa jednog od uzoraka. Budući da druga polovica svjetlosnog snopa uvijek svijetli punim, nepromijenjenim intenzitetom, korisnik okretanjem diska zapravo dodaje “vlastito optičko zatamnjenje” na mjernu stranu sve dok vizualno ne nadoknadi količinu svjetlosti koju je uzorak apsorbirao. Kada se intenziteti izjednače, položaj diska na skali (0–2,1) točno pokazuje koliko je uzorak bio taman. To se kasnije preračuna u gustoću uzorka.
Za dobivanje, odnosno za filtriranje različitih boja iz bijele svjetlosti koristi se svojevrsno difrakcijsko staklo. Moguće da je ovo prozirna difrakcijska rešetka vrlo slična onoj kakvu smo vidjeli kod Infracrvenog spektrometra MIRAN 1A-CVF. Ovdje ne želim rastavljati ovu finu optiku samo da vidim točnu izvedbu monokromatora. Nema nikakve sumnje da se radi o difrakcijskoj rešetki jer se jasno vide sve boje duge sa karakterističnim širinama, a ljubičasta boja se ponavlja dva puta. Da je ovo običan prozirni kolor filtar, boje sigurno ne bi bile raspoređene na ovaj način.
Okular ima fiksni prorez, a difrakcijska rešetka se pomoću gumba za boje vertikalno pomiče ispred tog proreza i na taj način propušta samo jednu boju (uski spektar valnih duljina).
Ovdje sam fotografirao kako se vide dva svjetla sa uzoraka koji se uspoređuju (mjere) kroz prorez okulara. Jasno se vidi svjetlo jednog uzorka na lijevoj polovici i svjetlo koje prošlo kroz drugi uzorak na desnoj polovici proreza. U prva dva slučaja promijenio sam crveni i zeleni filtar, a intenzitet svjetla je vidno manji na desnom uzorku. Na posljednjoj slici se vidi kako se gumbom za intenzitet izjednače jačine svjetla oba uzorka. Vrijednost se zatim očita na skali 0-2,1.
Proučavanje ovog uređaja pruža praktičan uvid u povijest fizike i laboratorijske dijagnostike. Rad s ovakvim uređajem zahtijevao je izvježbano oko, koncentraciju i iskustvo laboratorijskog tehničara ili liječnika. Budući da je ljudsko oko vrlo osjetljivo na razlike u nijansama, ali se brzo umara (osobito pod monokromatskim svjetlom), mjerenja su se morala izvoditi brzo i u zamračenoj prostoriji kako bi se izbjegle pogreške.
Kako bi se krv (koja je prirodno mutna i gusta) uopće mogla mjeriti u optičkom sustavu, morala se kemijski pripremiti – hemolizirati (razbiti stanice da otopina postane prozirna) i pretvoriti u stabilan obojeni spoj. Tijekom 1950-ih godina postojalo je nekoliko metoda i specifičnih kemijskih komponenti koje su se koristile za pripremu uzoraka. Ovisno o primijenjenoj metodi za pripremu uzorka, birala se i valna duljina svjetlosti (boja) gdje određeni pripravak najbolje upijala svjetlost.
Svaki laboratorij je uz uređaj vrlo vjerojatno imao i strogo definirane tablice. Kada bi liječnik okretanjem diska sa sjenom postigao da lijeva i desna strana proreza izgledaju identično, prepisao bi broj s fine skale (npr. 0,35) i u tablici za primijenjenu metodu očitao točnu vrijednost primjerice hemoglobina u gramima po decilitru (g/dL).