RU2764964C1 - Mobile device based on an array of sensors for the analysis of small volume bioassays - Google Patents

Mobile device based on an array of sensors for the analysis of small volume bioassays Download PDF

Info

Publication number
RU2764964C1
RU2764964C1 RU2021110885A RU2021110885A RU2764964C1 RU 2764964 C1 RU2764964 C1 RU 2764964C1 RU 2021110885 A RU2021110885 A RU 2021110885A RU 2021110885 A RU2021110885 A RU 2021110885A RU 2764964 C1 RU2764964 C1 RU 2764964C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chamber
sensors
analysis
lid
array
Prior art date
Application number
RU2021110885A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Татьяна Анатольевна Кучменко
Евгения Сергеевна Доровская
Дарья Александровна Менжулина
Руслан Умарханович Умарханов
Original Assignee
Татьяна Анатольевна Кучменко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Татьяна Анатольевна Кучменко filed Critical Татьяна Анатольевна Кучменко
Priority to RU2021110885A priority Critical patent/RU2764964C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2764964C1 publication Critical patent/RU2764964C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

FIELD: measuring technology.
SUBSTANCE: invention relates to measuring technology, namely for the express analysis of gas mixtures released by humans and animals. A mobile device based on an array of sensors for analyzing small-volume bioassays includes a three-chamber housing, inside which, in the first non-assembled chamber, connected by thread to the lid on one side, there are electrical circuits connected to n sensors with sorbents of different nature and fixed in the lid in sockets with holders, but located in the second chamber, which is fixed by thread to the lid on the other hand, inside this chamber there is a cone limiting the area of sensors and samples, electrical circuits are connected to an external power source by a USB bus through a socket with a computer, laptop, through which information is also transmitted to the device software, while monitoring the power and operating status of n sensors is carried out by triggering, respectively, n light indicators located on the outside of the first chamber, a third chamber is wound on the second chamber from below, hollow inside, in which there is a pull-out tray for a container with a bioassay that releases easily volatile compounds.
EFFECT: ability to measure and record volatile compounds: biomarkers of normal and pathogenic processes without special preparation of the sample for analysis.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к проведению экспресс-анализа смесей газов, непрерывно выделяющихся свежеотобранной биопробой. Предназначено для оценки текущего состояния здоровья и организма человека и животных, процессов в живых системах разной природы по легко летучим соединениям. Прибор совмещается с компьютером, ноутбуком для передачи, обработки и сохранения информации об измерениях. Прибор может быть применен для измерения легко летучих соединений, выделяющихся слизью, твердой, жидкой пробами, тканью и т.д. малой массы/объема без обработки и подготовки в режиме реального времени, в условиях «на месте», в том числе в хозяйствах для контроля состояния животных.The invention relates to the rapid analysis of mixtures of gases continuously emitted by a freshly selected bioassay. Designed to assess the current state of health and body of humans and animals, processes in living systems of different nature by easily volatile compounds. The device is combined with a computer, laptop for transferring, processing and saving information about measurements. The device can be used to measure volatile compounds emitted by mucus, solid, liquid samples, tissue, etc. small mass/volume without processing and preparation in real time, in "on-site" conditions, including on farms to control the condition of animals.

Техническая задача изобретения заключается в разработке мобильного устройства, позволяющего измерить и зафиксировать легколетучие соединения - биомаркеры нормальных и патогенных процессов в органах и организме в целом, выделяемые малым объемом биопробы разной природы без специальной подготовки ее к анализу.The technical objective of the invention is to develop a mobile device that allows you to measure and fix volatile compounds - biomarkers of normal and pathogenic processes in organs and the body as a whole, released by a small volume of bioassays of various nature without special preparation for analysis.

Техническое решение заключается в разработке мобильного устройства на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема, который включает трех-камерный корпус, внутри которого в первой неразборной камере, соединенной резьбой с крышкой с одной стороны, расположены электрические схемы, соединенные с n сенсорами с сорбентами разной природы и закрепленными в крышке в гнездах с держателями, но расположенными во второй камере, которая закрепляется резьбой на крышке с другой стороны, внутри этой камеры расположен конус, ограничивающий зону сенсоров и пробы, электрические схемы соединяются с внешним источником питания USB-шиной через гнездо с компьютером, ноутбуком, по которой также передается информация в программное обеспечение устройства, при этом контроль питания и рабочего состояния п сенсоров осуществляется по срабатыванию при включении соответственно n световых индикаторов, расположенных на внешней стороне первой камеры, на вторую камеру снизу накручивается третья камера, полая внутри, в которой расположен выдвижной поддон для емкости с биопробой, выделяющей легко летучие соединения.The technical solution consists in the development of a mobile device based on an array of sensors for the analysis of biosamples of small volume, which includes a three-chamber housing, inside which in the first non-separable chamber, connected by a thread to the cover on one side, there are electrical circuits connected to n sensors with sorbents of different nature and fixed in the lid in slots with holders, but located in the second chamber, which is threaded on the lid on the other side, inside this chamber there is a cone that limits the area of sensors and samples, electrical circuits are connected to an external power source via a USB bus through a socket with computer, laptop, through which information is also transmitted to the software of the device, while the control of the power supply and the operating status of n sensors is carried out by triggering, respectively, when n light indicators located on the outer side of the first chamber are turned on, the third chamber is screwed onto the second chamber from below, hollow inside, in which there is a retractable tray for a container with a bioassay that emits easily volatile compounds.

Технический результат изобретения заключается в разработке мобильного устройства, позволяющего измерить и зафиксировать легколетучие соединения - биомаркеры нормальных и патогенных процессов в органах и организме в целом, выделяемые малым объемом биопробы разной природы без специальной подготовки ее к анализу. На фиг. представлены:The technical result of the invention consists in the development of a mobile device that makes it possible to measure and fix volatile compounds - biomarkers of normal and pathogenic processes in organs and the body as a whole, emitted by a small volume of bioassays of various nature without special preparation for analysis. In FIG. presented:

а - общий вид устройства для анализа легко летучих соединений в биопробах без пробоподготовки (в нативном состоянии).a - general view of the device for the analysis of volatile compounds in biosamples without sample preparation (in the native state).

б - вид устройства в разрезе и с составными элементамиb - view of the device in section and with constituent elements

в - вид устройства в рабочем состоянии (схема измерения)c - view of the device in working condition (measurement scheme)

Цифрами обозначены:The numbers indicate:

1 - корпус1 - body

2 - камера с микросхемами2 - camera with microcircuits

3 - световые индикаторы работы сенсоров3 - light indicators of sensors operation

4 - камера с сенсорами (ячейка детектирования)4 - camera with sensors (detection cell)

5 - гнездо для шнура с USB5 - socket for cord with USB

6 - камера для пробы6 - sample chamber

7 - конус ячейки детектирования7 - cone of the detection cell

8 - сенсоры (массив)8 - sensors (array)

9 - крышка, соединяющая камеры 2 и 4, а также удерживающая массив сенсоров в держателях от микросхем9 - a cover connecting cameras 2 and 4, as well as holding an array of sensors in holders from microcircuits

10 - поддон камеры для проб10 - sample chamber tray

11 - чашка Петри, устанавливаемая в поддон11 - Petri dish installed in the tray

12 - проба, помещаемая в центр чашки Петри12 - sample placed in the center of the Petri dish

13 - поток легко летучих соединений, выделяющиеся из биопробы в процессе измерения (схематично).13 - the flow of volatile compounds released from the bioassay during the measurement process (schematically).

Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема включает (фиг. - а-в): трех-камерный корпус 1, внутри которого в первой неразборной камере 2, соединенной резьбой с крышкой 9 с одной стороны, расположены электрические схемы, соединенные с n сенсорами 8 с сорбентами разной природы и закрепленными в крышке 9 в гнездах с держателями, но расположенными во второй камере 4, которая закрепляется резьбой на крышке 9 с другой стороны, внутри камеры 4 расположен конус 7, ограничивающий зону сенсоров 8 и пробы 12, электрические схемы соединяются с внешним источником питания USB-шиной через гнездо 5 с компьютером, ноутбуком, по которой также передается информация в программное обеспечение устройства, при этом контроль питания и рабочего состояния n сенсоров 8 осуществляется по срабатыванию при включении соответственно п световых индикаторов 3, расположенных на внешней стороне первой камеры 2, на вторую камеру 4 снизу накручивается третья камера 6, полая внутри, в которой расположен выдвижной поддон 10 для емкости 11 с биопробой 12, выделяющей легко летучие соединения 13.A mobile device based on an array of sensors for the analysis of small volume bioassays includes (Fig. - a-c): a three-chamber housing 1, inside which in the first non-separable chamber 2, connected by a thread to the cover 9 on one side, there are electrical circuits connected to n sensors 8 with sorbents of different nature and fixed in the lid 9 in sockets with holders, but located in the second chamber 4, which is threaded on the lid 9 on the other hand, inside the chamber 4 there is a cone 7 that limits the zone of sensors 8 and samples 12, electric the circuits are connected to an external power source via a USB bus through socket 5 with a computer, a laptop, through which information is also transmitted to the device software, while the control of the power supply and the operating state of n sensors 8 is carried out by triggering, respectively, when n light indicators 3 located on the external side of the first chamber 2, the third chamber 6 is screwed onto the second chamber 4 from below, hollow inside, to on which there is a retractable tray 10 for a container 11 with a bioassay 12 that emits easily volatile compounds 13.

Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема функционирует следующим образом.A mobile device based on an array of sensors for the analysis of small volume bioassays operates as follows.

Вынимают из упаковки трех-камерный корпус 1 устройства. Перед включением его убеждаются в целости USB-шины и закрепляют ее одной стороной в гнездо 5 на верхней камере корпуса, а другой стороной соединяют с компьютером или ноутбуком, на которых установлено программное обеспечение. В камере 2 расположены микросхемы для массива n сенсоров. Микросхемы соединены с держателями для сенсоров, расположенными в крышке устройства. Камера 2 накручивается плотно на крышку с одной стороны. В крышку в держатели устанавливают n сенсоров 8 с разными сорбентами, чувствительными к легко летучим соединениям -биомаркерам нормальных и патогенных процессов в живых биопробах любой природы. Контроль рабочего состояния сенсоров осуществляют по световым индикаторам 3, соединенными с каждым сенсором. Камеру 4 с защитным конусом 7 внутри закрепляют с помощью резьбы на крышке 9 с другой стороны. На нижнюю часть камеры 4 закрепляют на резьбу камеру 3, полую внутри. В камере 3 закреплен выдвижной поддон 10, в который устанавливается любая часть чашки Петри 11. В центр чашки помещается проба 12. Это может быть тампон со слизью, капля крови, небольшая масса твердой, вязкой проб и т.д. Проба биоматериала помещается в чашке Петри 11 в поддон 10, который вдвигается в камеру 6, так чтобы проба 12 разместилась под отверстием камеры 6 и конуса 7. После размещения биопробы 12 в чашке Петри 11 на подложке 10, запускают в программном обеспечении режим измерения и задвигают подложку плотно в камеру 6. Легко летучие вещества 13 из биопробы попадают в конус 7 и фронтально движутся к сенсорам 8. Результат взаимодействия веществ с покрытиями сенсоров фиксируется непрерывно в 110 в течение заданного времени. По окончанию времени нагрузки выдвигают подложку 10 из камеры 6. В таком состоянии происходит самопроизвольная десорбция веществ с сенсоров 8 и из зоны конуса 7. При выходе базовых линий сенсоров в норму, запускают следующее измерение.The three-chamber body 1 of the device is taken out of the package. Before turning it on, make sure that the USB bus is intact and fix it with one side into slot 5 on the upper chamber of the case, and with the other side it is connected to a computer or laptop on which the software is installed. Chamber 2 contains chips for an array of n sensors. The microcircuits are connected to the sensor holders located in the cover of the device. Chamber 2 is screwed tightly onto the lid on one side. n sensors 8 with different sorbents, sensitive to easily volatile compounds - biomarkers of normal and pathogenic processes in living bioassays of any nature, are installed in the cover in holders. The control of the working state of the sensors is carried out by light indicators 3 connected to each sensor. The chamber 4 with a protective cone 7 inside is fixed with a thread on the cover 9 on the other side. On the lower part of the chamber 4, the chamber 3, which is hollow inside, is fixed on the thread. A retractable tray 10 is fixed in the chamber 3, in which any part of the Petri dish 11 is installed. Sample 12 is placed in the center of the dish. This can be a swab with mucus, a drop of blood, a small mass of solid, viscous samples, etc. The biomaterial sample is placed in Petri dish 11 into tray 10, which is pushed into chamber 6 so that sample 12 is placed under the opening of chamber 6 and cone 7. After placing bioassay 12 in Petri dish 11 on substrate 10, the measurement mode is started in the software and the the substrate tightly into chamber 6. Easily volatile substances 13 from the bioassay fall into cone 7 and move frontally towards sensors 8. The result of the interaction of substances with sensor coatings is recorded continuously at 110 for a specified time. At the end of the load time, the substrate 10 is pulled out of the chamber 6. In this state, spontaneous desorption of substances occurs from the sensors 8 and from the cone zone 7. When the base lines of the sensors return to normal, the next measurement is started.

После проведения измерения проба 12 извлекается из поддона 10 вместе с чашкой 11. Размеры камеры 6 подбираются так, чтобы исключить контакт внутренних частей прибора с биопробой. По завершению работы из камеры 6 вынимают поддон 10, протирают спиртом доступные грани и сушат в открытом состоянии в течение 15-20 мин. Далее задвигают поддон 10 в камеру 6, выключают прибор, отключая от компьютера (ноутбука).After the measurement, the sample 12 is removed from the tray 10 together with the cup 11. The dimensions of the chamber 6 are selected so as to exclude contact of the internal parts of the device with the biosample. Upon completion of work, the tray 10 is removed from the chamber 6, the accessible faces are wiped with alcohol and dried in the open state for 15-20 minutes. Next, the pallet 10 is pushed into the chamber 6, the device is turned off, disconnecting from the computer (laptop).

Предложенное мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема позволяет измерить и зафиксировать легколетучие соединения - биомаркеры нормальных и патогенных процессов в органах и организме в целом, выделяемые малым объемом биопробы разной природы без специальной подготовки ее к анализу при комнатной температуре.The proposed mobile device based on an array of sensors for the analysis of bioassays of small volume allows measuring and fixing volatile compounds - biomarkers of normal and pathogenic processes in organs and the body as a whole, released by a small volume of bioassays of various nature without special preparation for analysis at room temperature.

Claims (1)

Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема, включающее трехкамерный корпус, внутри которого в первой неразборной камере, соединенной резьбой с крышкой с одной стороны, расположены электрические схемы, соединенные с n сенсорами с сорбентами разной природы и закрепленными в крышке в гнездах с держателями, но расположенными во второй камере, которая закрепляется резьбой на крышке с другой стороны, внутри этой камеры расположен конус, ограничивающий зону сенсоров и пробы, электрические схемы соединяются с внешним источником питания USB-шиной через гнездо с компьютером, ноутбуком, по которой также передается информация в программное обеспечение устройства, при этом контроль питания и рабочего состояния n сенсоров осуществляется по срабатыванию при включении соответственно n световых индикаторов, расположенных на внешней стороне первой камеры, на вторую камеру снизу накручивается третья камера, полая внутри, в которой расположен выдвижной поддон для емкости с биопробой, выделяющей легко летучие соединения.A mobile device based on an array of sensors for the analysis of biosamples of small volume, including a three-chamber housing, inside which in the first non-separable chamber, connected by a thread to the cover on one side, there are electrical circuits connected to n sensors with sorbents of different nature and fixed in the cover in sockets with holders, but located in the second chamber, which is threaded on the cover on the other side, inside this chamber there is a cone that limits the area of sensors and samples, electrical circuits are connected to an external power source via a USB bus through a socket with a computer, laptop, through which information into the software of the device, while the control of the power supply and the operating state of n sensors is carried out by triggering, respectively, when n light indicators located on the outer side of the first chamber are turned on, a third chamber is screwed onto the second chamber from below, hollow inside, in which a sliding tray for the container is located awns with a bioassay that releases easily volatile compounds.
RU2021110885A 2021-04-16 2021-04-16 Mobile device based on an array of sensors for the analysis of small volume bioassays RU2764964C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110885A RU2764964C1 (en) 2021-04-16 2021-04-16 Mobile device based on an array of sensors for the analysis of small volume bioassays

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110885A RU2764964C1 (en) 2021-04-16 2021-04-16 Mobile device based on an array of sensors for the analysis of small volume bioassays

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2764964C1 true RU2764964C1 (en) 2022-01-24

Family

ID=80445387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021110885A RU2764964C1 (en) 2021-04-16 2021-04-16 Mobile device based on an array of sensors for the analysis of small volume bioassays

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2764964C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808377C1 (en) * 2022-08-10 2023-11-28 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии" (ФГБНУ "ВНИВИПФиТ") Method of early diagnostics of postpartum endometritis in dairy cows

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU118441U1 (en) * 2011-03-31 2012-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт вирусологии им. Д.И. Ивановского" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации DEVICE FOR DETECTION OF BIOLOGICAL OBJECTS USING SURFACE PLASMA RESONANCE
RU2675775C1 (en) * 2013-12-10 2018-12-24 Иллумина, Инк. Biosensors for biological or chemical analysis and methods of manufacturing same
RU2676860C1 (en) * 2018-02-28 2019-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "Технологии Печатной Электроники" (ООО "ПРИНТЭЛТЕХ") Gas multi-sensor based on organic field transistors (options) and device for analysis of multi-component gas mixture of the “electron nose” type on its basis
US20190339228A1 (en) * 2009-05-29 2019-11-07 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190339228A1 (en) * 2009-05-29 2019-11-07 Life Technologies Corporation Methods and apparatus for measuring analytes
RU118441U1 (en) * 2011-03-31 2012-07-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт вирусологии им. Д.И. Ивановского" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации DEVICE FOR DETECTION OF BIOLOGICAL OBJECTS USING SURFACE PLASMA RESONANCE
RU2675775C1 (en) * 2013-12-10 2018-12-24 Иллумина, Инк. Biosensors for biological or chemical analysis and methods of manufacturing same
RU2676860C1 (en) * 2018-02-28 2019-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "Технологии Печатной Электроники" (ООО "ПРИНТЭЛТЕХ") Gas multi-sensor based on organic field transistors (options) and device for analysis of multi-component gas mixture of the “electron nose” type on its basis

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808377C1 (en) * 2022-08-10 2023-11-28 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский ветеринарный институт патологии, фармакологии и терапии" (ФГБНУ "ВНИВИПФиТ") Method of early diagnostics of postpartum endometritis in dairy cows

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2005050168A3 (en) Sample collection cup with integrated sample analysis system
JP7155018B2 (en) Portable Odor Quantitative Detector
WO2004078233A3 (en) Cartridge having an integrated collection element for point of care system
DE60238814D1 (en) INTEGRATED BLOOD PROBE WITH TESTS
WO2004078232A3 (en) Collection device adapted to accept cartridge for point of care system
ATE456791T1 (en) FLUID ANALYZER SYSTEMS
US9612249B2 (en) Reduction of false positive on reagent test devices
JP7184879B2 (en) Smart pellets for sample testing
RU2764964C1 (en) Mobile device based on an array of sensors for the analysis of small volume bioassays
EA200702556A1 (en) DEVICE FOR ANALYSIS
RU2361913C2 (en) Device for biological studies
JP2008292476A5 (en)
CN110073202A (en) Method and system for being measured in high flux screening with high time resolution
BR0214358A (en) Fluid Analysis Systems
WO1988007679A1 (en) Assay apparatus and use thereof
JP2005345390A (en) Measuring method of concentration of formaldehyde in gas
CN208699550U (en) A kind of medicine detection transhipment save set of blood
RU2568331C1 (en) Device determining leaks of explosive liquids based on piezoelectric sensor
RU2571280C1 (en) Portable gas analyser with array of piezosensors
CN201045613Y (en) Chemical composition detector
RU2632997C1 (en) Piezoresonance sensor for determining relative air humidity
Cheng et al. A low-cost compact blood enzyme analyzer based on optical sensing for point-of-care liver function testing
JP7064069B2 (en) Micro sampling chip
CN110579598A (en) Optical signal detection device, system and method
RU2400745C2 (en) Airborne dust, vapour and gas detector