CZ127992A3

CZ127992A3 - Apparatus for registration of luminescent effects of liquid substances in extremely non-homogeneous electric field

Info

Publication number: CZ127992A3
Application number: CS921279A
Authority: CZ
Inventors: Ivan Prof Dr Csc Cabak
Original assignee: Cabak Ivan
Priority date: 1992-01-16
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1993-08-11
Also published as: CZ278528B6

Abstract

The apparatus is intended for measuring the luminescence of humours, exposed to extremely non-homogenous electrical fields in a cylindrical measurement chamber (1) with electrodes (4, 5) in the centre and on the perimeter of the cylinder. The chamber (1) is optically connected with the photomultiplier (7) registering photons emitted by the liquid. The action of the electric field causes non-linear phenomena allowing, along with the photon response, measurement of voltage oscillations, differing for the tested materials in terms of frequency and amplitude. The apparatus is designed for medical and biochemical practice in view of the possible detection of early stages of tumour illnesses.<IMAGE>

Description

Zařízení pro registraci luminiscenčních jevů kapalných látek: v-extrémně, nehomogenním, elektrickém, poli..Device for registration of luminescence phenomena of liquid substances: in-extremely, inhomogeneous, electric, field.

Dosud je známo,že stavba a projevy biologicky aktivních. - živých látek je doprovázena emisí, energetických, kvant záření,fotonů, nažývaaýcři* dříve-superslabým zářením,neindukovanou bioluminiscencí a nyní. označované v odborné· literatuře jako biofotony. Toto velmi slabé záření se ukázalo jako měřitelné a bylo prokázáno,že úzce souvisí se. zdravotním stavem organizmu, takže jeho měření může výzznamnou měrou doplnit dosavadní biochemická vyšetření.Změna intenzity záření krevních derivátů byla zaznamenána, zejména v případě výskytu nádorového onemocnění.K určování intenzity záření byla sestrojena řada. zařízení registrující počet fotonů emitovaný biosubstrátem.Všechny tyto aparatury jsou elektronicky i provozně velmi náročsK-JlSo far, it is known that the structure and manifestations of biologically active. - The living substances are accompanied by emissions, energy, quantum radiation, photons, inviting the former * super-weak radiation, non-induced bioluminescence and now. referred to as biophotons in the literature. This very weak radiation proved to be measurable and was shown to be closely related. A change in the intensity of radiation of blood derivatives has been observed, especially in the case of the occurrence of cancer. A number has been constructed to determine the intensity of radiation. All these devices are electronically and operationally very demandingK-Jl.

- 2 né.. Počet fotonů emitovaných látkou je nízký,řádově desítky fotonů 2 za. sekundu z 1 cm. povrchu, což vede k; velkým, fluktuacím a dlouhým měřicím dobám.Ovlivnění intenzity záření Bebylo¹ dosud možné jinak, než vyvoláním t.zv. indukované bioluminiscence pomocí chemických látek přidávaných do- biosubstrátu,nebo ozařování látky lasery, čímž docházelo k. změně chemické podstaty substrátu.,The number of photons emitted by the substance is low, in the order of tens of photons 2 per. second of 1 cm. surface, resulting in; influencing the intensity of Bebylo ¹ radiation so far is possible differently than by inducing so-called so-called & quot ^; so-called ^& quot ^; induced bioluminescence by chemical substances added to the biosubstrate, or by radiation of the substance by lasers, thereby changing the chemical nature of the substrate.

Jinou: možnost, získání dodatečných fotonů poskytuje podle vynálezu zařízení»využívající k tomuto účelu působení vysoce nehomogenního elektrického pole. Jeho podstata spočívá v tom, že biologické substráty jsou umístěny ve zvláštní měřicí komůrce válcového tvaru * opatřené elektrodami.Kladnou elektrodu tvoří, tenký platinový drát, umístěný svisle ve^; etředu komůrky a katodu tvoři, válcová elektroda u ‘vhějáího pláště- komůrky. Ze stabilizovaného zdroje se stejnosměraé·.napětí přivádí) na. elektrody. V komůrce...vzniká elektrické pole,.. jehož intenzita ke· středu měřicí komůrky prudce rosta a budí. v kapalných vzorcích nelineární jevyje jichž důsledkem je generace elektromagnetického záření, detekovaného fotonásobičem.Another possibility of obtaining additional photons is provided by a device according to the invention which uses a highly inhomogeneous electric field for this purpose. It is based on the fact that the biological substrates are placed in a separate measuring chamber of cylindrical shape, provided with electrodes. The hot electrode is formed by a thin platinum wire placed vertically in ^; at the front of the chamber and cathode, the cylindrical electrode is formed at the uppermost sheath of the chamber. The DC voltage is supplied from the stabilized power supply. electrodes. An electric field arises in the chamber, the intensity of which increases rapidly and excites to the center of the measuring chamber. in liquid samples, non-linear phenomena resulting in the generation of electromagnetic radiation detected by the photomultiplier.

Podle: dalšího-význaku vynálezu je do zdrojového okruhu v sérii. s měřicí, komůrkou, zapojen přesný rezistor, z. něhož se současně s registrací fotonů snímají paměťovým osciloskopem a souřadnicovým zapisovačem oscilace- napětí doprovázející po překročení prahové hodnoty napětí působení, nehomogenního elektrického pole na biosubstrát. Prahová hodnota napětí.pro vznik oscilací,jejich frekvence a amplituda slouží k další identifikaci biosubstrátu. Je výhodou,že se do látky nepřidávají žádné příměsi a že lze studovat dynamiku jevů v důsledku možnosti volby velikosti a časového průběhu napětí vkládaného na elektrody měřicí komůrky.According to another feature of the invention, the source circuit is in series. A precision resistor is connected with the measuring cell, from which, together with photon registration, the oscilloscope and the oscillation-voltage coordinate recorder, which, when the voltage threshold is exceeded, are applied to the biosubstrate. The voltage threshold for oscillations, frequency and amplitude is used to further identify the biosubstrate. It is an advantage that no impurities are added to the substance and that the dynamics of the phenomena can be studied due to the possibility of selecting the magnitude and time course of the voltage applied to the electrodes of the measuring cell.

Zařízení pro měření fotonů generovaných v silně nehomogenních elktrických polích bylo: již použito při sledování vlastní biolumi//' s niscence krevního séra lidí postižených nádorovým onemocněním jako referenční metoda, a bylo prokázáno,že je reálná zvýšení fotonové výtěžnosti až na atonásobek vzhledem k původní metodice.Metoda byla také s výhodou použita při zjišťování přítomnosti a vlivu fotoaktivních látek v biologických substrátech.Srovnáni s výsledky pub-= Ukovanými v Japonsku v r 1989 a 1990 o měřeních na chininu a na krevních derivátech potvrdilo výhody použití neupravovaných substancí, o dva řády vyšší výtěžnost a tím vyšší rychlost měření a jeho spolehlivost,. Zařízení, je vhodné nejen, pro základní výzkum,ale pro citlivost a rychlost měření může sloužit v běžné biochemické laboratoři jako další, možnost zkoumání biosubstrátů.Předpokládá se dal-The photon measurement device generated in strongly inhomogeneous electric fields has already been used to monitor intrinsic bioluminescence of the serum of people suffering from cancer as a reference method, and it has been shown that an increase in photon yield up to at least times the original methodology is realistic The method was also advantageously used to detect the presence and effect of photoactive substances in biological substrates. Comparison with results of pits in Japan in 1989 and 1990 on measurements on quinine and blood derivatives confirmed the advantages of using untreated substances, two orders of magnitude higher yield and the higher the measurement speed and its reliability. The device is suitable not only for basic research, but for the sensitivity and speed of measurement it can serve in the common biochemical laboratory as another, possibility to investigate biosubstrates.

ší'.*yyu,žití. χ. onkologické a farmakologické praxi,......... _Shi '. * yyu, living. χ. oncological and pharmacological practice, ......... _

.. .Na, obr.J .. je znázorněno, uspořádání měřicí komůrky s reflexním členem a fotonásobičem, na obr.2 je blokové schéma zařízení podle vynálezu..Referring now to Figure 1, there is shown a measuring cell arrangement with a reflective member and a photomultiplier, Figure 2 is a block diagram of the device of the present invention.

Nejdúležitějši částí, zařízení, je měřicí komůrka obsahující /měřený vzorek 2jzakrytá víkem měřicí komůrky_3,na němž je umíátěna jednak vnější kruhová elektroda 4j jednak střední elektroda ji. Hořizontálnl. řez komůrkou podle AA je v pravé Části obr.l . Měřící komůrka.^ je umístěna na čele světlovodného elementu ^6_,sloužícího jako reflexní“ soustava vedoucí elektromagnetické záření vzniklé v měřicí komůrce na fotokatodu fotonásobiče.7. Napětí potřebné pro vznik nehomogenního elektrického pole zajišťuje stabilizovaný zdroj stejnosměrného napětí 8_. Fotonásobič 7 je ve fotonovém okruhu napájen ze zdroje j_0 a získaný signál je vyhodnocován zařízením pro počítání a záznam fotonů 11.The most important part of the device is the measuring chamber containing / measured sample 2 covered by the lid of the measuring chamber 3, on which both the outer circular electrode 4j and the central electrode 4 are placed. Hořizontálnl. the section of the cell according to AA is in the right-hand part of FIG. The measuring chamber 16 is located at the front of the light guide element 16 serving as a reflective system guiding the electromagnetic radiation generated in the measuring chamber on the photocathode of the photomultiplier. The voltage required to produce an inhomogeneous electric field is provided by a stabilized DC voltage source 8. The photomultiplier 7 is supplied from the source 10 in the photon circuit and the obtained signal is evaluated by the photon counting and recording device 11.

- 4 Do elektrického obvodu je zařazen mezi zdroj napětí P a měřici ko— můrku 1 přesný rezistor 9.Změny napětí na. rezistorů 9 jsou zaznamenávány pomocí paměťového· osciloskopu 12_ a souřadnicového zapisovače* 13.A precision resistor 9 is included in the electrical circuit between the voltage source P and the measuring cell 1. The resistors 9 are recorded using a memory oscilloscope 12 and a coordinate recorder 13.

část aparatury J7,J5,1_ je umístěna, ve světlotěsném kry tu.Vějicí komůrka, je konstruována tak,abv umožňovala, rychlou výměnu měřeného substrátu.,Spodní Část komůrky m^-s. být tvořena, běžnou Tetriho miskouna ni? se zasune· víko měřicí, komůrky s elektrodami .Věřící automat pouhým nadzvednutím a zasunutím nové misky zajišťuje výměnu vzorku. Je· ne zbytné, aby při výměně vzorku, byl. současně odpojen okruh na-, pájení komůrky B f' i když-pro· řadu biosubstrátů nepřekročí použité napětí 20 + 30 7, lze·· zkoumat i jednodušší, láfiy a pak .ie t^r'eba_; zvyšovat napětí na elektrodách a? na- 2CC 7 / aby nedošlo· k jiskření y.okolí.’ měřiči’ komůrky.Automat’'ná.^:výměnu Vzorků·· se zásobníkem......The manifold chamber is designed to allow rapid exchange of the substrate to be measured. be formed, a common Tetri dish ni? The measuring automat is inserted by the lid of the measuring cell with electrodes. It is not necessary for the sample to be replaced. simultaneously disconnected circuit Na- soldering chamber f B 'although the range-to · biosubstrátů applied voltage does not exceed 20 +30 7 ·· can examine and easier Lafi then .ie t ^R _EBA; increase the voltage on the electrodes and? to avoid sparking around. 'measuring cells'. ^: Sample exchange ·· with container ......

oro 10' misek není na schématu obr.2. znázorněn., Pro řízení jednotlivých částí a pro vyhodnocování naměřených výsledků je s výhodou do· aparatury zabudován počítač 14.The oro 10 'of the trays is not shown in FIG. The computer 14 is preferably incorporated in the apparatus for controlling the individual parts and for evaluating the measured results.

rops-iré zařízení je v současné době používáno hlavně k analýze krevního, séra pro· onkologické účely,mů?e však reristrovat jakékoliv luminiscenční jevy,k nim? dochází při p’sohení elektrického polejna.roztoky,např.při studiu fotoaktivních látek a při studiu Taraak.7 případě odpojení Části R lze studovat, obvyklé luminiscenční'jevy a v případě vyřazení celého fotonového okruhu / části 7, 10,11/ lze na aparatuře provádět elektrochemická zkoumání biosubstrá-rops-iré is currently used mainly for the analysis of blood, serum for oncological purposes, but can re-register any luminescence phenomena to them. 7 when disconnection of Part R can be studied, the usual luminescence phenomena and in the case of rejection of the whole photon circuit (part 7, 10, 11) can be to conduct electrochemical investigations of biosubstrates

Claims

Patents Claims igvm

1 / Regulation for the luminescence of liquids washed in extremely inhomogeneous tramcars marked by the apparatus consisting of a measuring chamber (Ϊ) with a special arrangement. cylindrical electrodes (4) and medium thick electrode wire electrodes (5) grease ₍ using 'stabilized direct current source')

8 is formed between electrodes * ^r, i highly inhomogeneous field elektrická- · further-reflective member (F). What reindeer photons (?) SE- high voltage source (IO) for fotonáschič'a. evaluation unit (i

2 / Equipment according to item. 1, characterized in that the reflective member, the photomultiplier (V), is integrated into the light-proof housing by means of a measuring chamber (3); and equipped with a quick-change device ¹ * by means of a magazine controlled automatically.