CZ22985U1 - Device for blood analysis and water quality monitoring - Google Patents

Device for blood analysis and water quality monitoring Download PDF

Info

Publication number
CZ22985U1
CZ22985U1 CZ201124801U CZ201124801U CZ22985U1 CZ 22985 U1 CZ22985 U1 CZ 22985U1 CZ 201124801 U CZ201124801 U CZ 201124801U CZ 201124801 U CZ201124801 U CZ 201124801U CZ 22985 U1 CZ22985 U1 CZ 22985U1
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
blood
water
chip
separation
calcium
Prior art date
Application number
CZ201124801U
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Hadidy@Mohamed Roshdy Soliman El
Original Assignee
Hadidy@Mohamed Roshdy Soliman El
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 Hadidy@Mohamed Roshdy Soliman El filed Critical Hadidy@Mohamed Roshdy Soliman El
Priority to CZ201124801U priority Critical patent/CZ22985U1/en
Publication of CZ22985U1 publication Critical patent/CZ22985U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Description

Zařízení pro analýzu krve a monitorování kvality vodyEquipment for blood analysis and water quality monitoring

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká zařízení pro analýzu krve a monitorování kvality vody.The technical solution relates to a device for blood analysis and water quality monitoring.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Diagnostikování mnoha nemocí vyžaduje testování lidské krve, které je třeba provádět v klinických laboratořích. Rozbor krve využívá různé postupy zahrnující: elektrickou spektroskopii, chemickou fotometru a podobně.Diagnosing many diseases requires human blood testing to be performed in clinical laboratories. Blood analysis uses a variety of techniques including: electrical spectroscopy, chemical photometer, and the like.

Rovněž jsou známy analytické metody pro kvantifikaci elektrolytů sodíku, draslíku, vápníku a lithia z lidské krve. Rutinní klinické postupy pro stanovení elektrolytů krve zahrnují plamenovou emisní fotometru, atomovou absorpční spektroskopii, elektrochemické postupy a použití iontově selektivních elektrod (ISE).Analytical methods for the quantification of sodium, potassium, calcium and lithium electrolytes from human blood are also known. Routine clinical procedures for the determination of blood electrolytes include a flame emission photometer, atomic absorption spectroscopy, electrochemical procedures, and the use of ion-selective electrodes (ISE).

Pro stanovení krevních elektrolytů v séru nebo plazmě se ISE stávají nej obvykleji užívanou metodou kvůli její vhodnosti pro kombinované testování a automatizaci. Avšak odezva ISE je logaritmická, což může způsobit problém se selektivitou, a není to obecný systém.For the determination of blood electrolytes in serum or plasma, ISEs have become the most commonly used method because of its suitability for combined testing and automation. However, the ISE response is logarithmic, which can cause selectivity problems, and is not a general system.

Obecnější separační technika kapilární elektroforézy (CE) se může používat, protože je potenciálně selektivnější a méně sejí dotýkají poruchy. Navíc je CE obecný systém schopný měřit více iontů najednou na tomtéž přístroji bez potřeby selektivních elektrod nebo nějakého dalšího lidského zásahu.A more general capillary electrophoresis (CE) separation technique can be used because it is potentially more selective and less affected by the failure. In addition, a CE general system is capable of measuring multiple ions at once on the same instrument without the need for selective electrodes or any other human intervention.

Sledujíc trend testování krve v místě ošetření, pacienti i fyzici by uvítali testovací zařízení na jedno použití (SUD) a ruční analyzéry, které by se mohly použít v místě ošetření.Following the trend of blood testing at the treatment site, patients and physicists would welcome a disposable test device (SUD) and hand-held analyzers that could be used at the treatment site.

Tyto ruční analyzéry pracují podobně nebo dokonce lépe než jejich protějšky, tj. konvenční analyzéry, které jsou většinou větší, choulostivější, nákladnější a samozřejmě nepřenosné. V současné době existují analyzéry pro místo ošetření využívající většinou náplně o různých principech detekce. Využívají například miniaturizovanou ISE kombinovanou s detekcí vodivosti.These hand-held analyzers work similarly or even better than their counterparts, ie conventional analyzers, which are usually larger, more delicate, costly, and of course not portable. Currently, there are place-of-treatment analyzers using mostly fillings with different detection principles. For example, they use miniaturized ISE combined with conductivity detection.

Nevýhody stávajících řešení jsou popsány dále.The disadvantages of existing solutions are described below.

V případě provádění klinické analýzy krve manuálně je obvykle výsledek nepřesný, zabírá delší dobu a potřebuje více úsilí.When performing clinical blood analysis manually, the result is usually inaccurate, takes longer and needs more effort.

Pri nevhodném způsobů zbavování se zbytků analýzy by mohlo docházet k znečištění životního prostředí.Inadequate disposal methods may result in environmental pollution.

Obvykle velké dimenzované analyzéry jsou křehké, nepřenosné a nákladné.Usually large sized analyzers are fragile, non-portable, and expensive.

Obecně jsou ceny za analýzy spíše nákladné.In general, analysis costs are rather costly.

Pokud se týká ručních analyzérů využívajících systém náplní, pak tyto rovněž mají značné nedostatky.With regard to hand-held analyzers using a cartridge system, these also have significant drawbacks.

Dřívější modely analyzérů nebyly přenosné, avšak nové modely se staly přenosnými a využívají pro testování složek krve náplň na jedno použití, přičemž potřebují měřicí přístroj pro ukázání výsledků testu. Náplň těchto analyzérů je poměrně nákladná a potřebuje se skladovat v ledničce. Náplňový měřicí přístroj - analyzér je značně nákladný. Navíc je nepřenosný, velký a choulostivý, kromě toho, že je nepoužitelný kdekoli, což je kritický problém.Previous analyzer models were not portable, but new models have become portable and use a disposable cartridge for testing blood components, and need a measuring instrument to show the test results. The load of these analyzers is quite expensive and needs to be stored in the refrigerator. The filling measuring instrument - analyzer is very expensive. Moreover, it is non-transferable, large and delicate, except that it is unusable anywhere, which is a critical problem.

Toto představuje překážku pro rozšíření a omezuje jeho použití.This constitutes an obstacle to enlargement and limits its use.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny zařízením pro analýzu krve a monitorování kvality vody, podle tohoto technického řešení. Jeho podstatou je to, že je tvořeno čipem se vstupem pro testovanou kapalinu, za kterým je umístěna mikrodialyzační membrána, ke které jeThe above drawbacks are largely eliminated by the blood analysis and water quality monitoring device according to the present invention. Its essence is that it consists of a chip with an inlet for the test liquid, behind which is located the microdialysis membrane,

- 1 CZ 22985 Ul připojena rozváděči smyčka ve tvaru dvojitého T pro převod kapaliny do separačních kanálů propojených s kapilárami s drsností vnitřního povrchu ±0,1 pm, pro elektroforetickou separaci iontů prvků. Separační kanály jsou připojeny k elektrodám detektoru vodivosti se sdruženými kontakty opatřenými připojovacími svorkami, ke kterým je připojen ruční analyzér.A double T-shaped distribution loop is connected for transferring liquid into separation channels connected to capillaries with an internal surface roughness of ± 0.1 µm, for electrophoretic separation of element ions. The separation channels are connected to the conductivity detector electrodes with the mating contacts provided with connection terminals to which the hand-held analyzer is connected.

Analyzér je s výhodou opatřen zdrojem pro napájení rozváděči smyčky a pro převod kapaliny do separačních kanálů. Zařízení může být umístěno v přenosném pouzdru opatřeném kontrolními prostředky a kalibračním prostředkem.The analyzer is preferably provided with a power supply for supplying the distribution loop and for transferring the liquid into the separation channels. The device may be housed in a portable housing provided with control means and calibration means.

Čip je nastaven pro testování krevních elektrolytů draslíku (K), sodíku (Na), vápníku (Ca) a lithia (Li) v krvi a/nebo pro testování kationtů draslíku (K), sodíku (Na), vápníku (Ca) a hořčíku (Mg) a ío aniontů chloridu (Cl), síranu (SO4) a hydrouhličitanu (HCO3) v pitné vodě.The chip is configured to test blood (K), sodium (Na), calcium (Ca) and lithium (Li) blood electrolytes in blood and / or to test potassium (K), sodium (Na), calcium (Ca) and magnesium cations (Mg) and 10 anions of chloride (Cl), sulfate (SO 4 ) and bicarbonate (HCO 3 ) in drinking water.

Výhodou tohoto řešení je to, že je univerzální pro více aplikací.The advantage of this solution is that it is versatile for multiple applications.

Jednou je užití tzv. EL biocipu na analýzu krve v místě ošetření pro rychlou analýzu a terapeutické sledování. Je optimalizovaný pro testování krevních elektrolytů (EL) draslíku (K), sodíku (Na), vápníku (Ca) a lithia (Li). Testování K, Na a Ca v krvi jsou často požadována pro diagnózu vícero nemocí a pro nepředvídané případy kdekoli. Li se používá pro terapeutické sledování v průběhu léčby maniodepresivních nemocí.One is to use the so-called EL biocip for blood analysis at the treatment site for rapid analysis and therapeutic monitoring. It is optimized for testing blood electrolytes (EL) of potassium (K), sodium (Na), calcium (Ca) and lithium (Li). Blood K, Na and Ca testing are often required for the diagnosis of multiple diseases and for unforeseen cases anywhere. Li is used for therapeutic monitoring during the treatment of manic-depressive diseases.

Užití zařízení je jednoduché, postačí dát kapku čisté krve do vstupu biocipu a připojit jej k malému ručnímu měřicímu přístroji (analyzéru), aby dal rychlý výsledek. Měření je tak snadné, že dovoluje lékařům testování v místě ošetření nebo dokonce pacientům, aby ho udělali sami.Using the device is simple, just put a drop of pure blood in the biocip inlet and connect it to a small handheld measuring instrument (analyzer) to give a quick result. The measurement is so easy that it allows doctors to test at the treatment site or even patients to do it themselves.

2o Další aplikací je užití tzv. L biocipu pro monitorování kapaliny životního prostředí na místě. Je optimalizovaný pro monitorování kvality vody, pro kontrolu její vhodnosti k pití a ochranu před vypuknutím nemocí pocházejících z vody. Může určovat kationty čepované vody, jako jsou K, Na.CaaMga anionty čepované vody - CL S(L a HCCL2o Another application is the use of the so-called L biocip for on-site environmental fluid monitoring. It is optimized to monitor water quality, to check its suitability for drinking and to protect against water outbreaks. Can determine tap water cations such as K, Na.CaaMga tap water anions - CL S (L and HCCL

Jak EL tak i L biočipy mají mnohostranný systém pro více aplikací využívající stejný jediný hardware.Both EL and L biochips have a versatile multi-application system using the same single hardware.

Pri využití obecnější separační techniky kapilární elektroforézy (CE) je schopný ihned testovat více iontů na tomtéž čipu bez potřeby selektivních elektrod nebo nějakého dalšího lidského zásahu.Using a more general capillary electrophoresis (CE) separation technique, it is able to immediately test multiple ions on the same chip without the need for selective electrodes or any other human intervention.

Předmětné zařízení využívá techniku kapilární elektroforézy (CE) kombinovanou s detekcí vodi30 vosti, přičemž se hlavně zaměřuje na anorganické složky.The device utilizes capillary electrophoresis (CE) technique combined with conductivity detection, focusing mainly on inorganic components.

Použití techniky CE vede k vývoji malého biocipu o velkém výkonu, který je rychlý, snadno použitelný, spolehlivý, nenákladný, kdekoli použitelný a příznivý pro životní prostředí.The use of CE technology leads to the development of a small, high performance biocip that is fast, easy to use, reliable, inexpensive, wherever applicable and environmentally friendly.

V zájmu obecné použitelnosti se toto řešení vyhýbá oddělenému vývoji složek elektrolytu, na rozdíl od ISE. Řešení nabízí obecně použitelný systém, který je snadno osvojitelný pro jiné ionty.In the interest of general applicability, this solution avoids separate development of electrolyte components, unlike ISE. The solution offers a generally applicable system that is easy to learn for other ions.

Řešení je připravené, aby bylo použitelné pro místo ošetření kdekoli - decentralizace. Tato důležitá schopnost je potřebná a znatelně zvyšuje poptávku na trhu.The solution is ready to be applicable to the treatment site anywhere - decentralization. This important ability is needed and noticeably increases market demand.

V rozvinutých zemích se autoanalyzéry obecně používají pro centralizovaná místa. Pro decentralizovaná místa ošetření tj. kdekoli, se může použít systém podle tohoto řešení.In developed countries, autoanalysers are generally used for centralized sites. For decentralized treatment sites, ie anywhere, a system according to this solution can be used.

V rozvojových zemích nebude používání tohoto řešení omezeno jen na “místo ošetření“, nýbrž rozšíří se, aby se používal v obrovských počtech malých klinických laboratoří, které nepoužívají autoanalyzéry a trpí problémy s vybavením přístroji a reagens. Toto řešení je výrazně levnější a bude dostupné pro pacienty s omezeným příjmem a v důsledku toho budou zlepšené sLužby péče o zdraví.In developing countries, the use of this solution will not be limited to a 'treatment site' but will be extended to be used in huge numbers of small clinical laboratories that do not use autoanalysis and suffer from instrumentation and reagent problems. This solution is significantly cheaper and will be available to patients with limited income, and as a result, health care services will be improved.

Aplikace principu CE u tohoto řešení pro analýzu krve v “místě ošetření“ a monitorování život45 ního prostředí “na místě“ je nová inovace. To není snadný úkol díky protichůdným požadavkům a problémům, jako jsou nevhodně spojená koncentrace, interference, pokročilá mnoho funkčnost na jediném čipu, decentralizovaná použitelnost a podobně.The application of the CE principle to this solution for on-site blood analysis and on-site environmental monitoring is a new innovation. This is not an easy task due to conflicting requirements and problems such as improperly coupled concentration, interference, advanced many functionality on a single chip, decentralized usability and the like.

- 2 CZ 22985 Ul- 2 CZ 22985 Ul

Mnohé ze složek a principů použitých v tomto řešení nejsou zcela nové, avšak miniaturizace a fyzická integrace různých aspektů na užitém čipu, navíc k vyvážení různých komponent vytvářejí komplexní technický problém, který vyžaduje mnoho tvůrčích schopnosti a úsilí, aby se získaly požadované výsledky.Many of the components and principles used in this solution are not entirely new, but miniaturization and physical integration of various aspects on the chip used, in addition to balancing the various components, create a complex technical problem that requires a lot of creative ability and effort to obtain the desired results.

Pokrok v živé vědě předcházel v poslední době enormnímu náporu zavádění technologie založené na čipu. Toho bylo dosaženo s použitím pokroku v technologii mikrovýroby zaváděné nejprve v průmyslu mikroelektroniky. Byly tedy vyvinuty dva prostředky: “mikrofluidové“ biočipy v analogii s “mikroelektronickým“ čipem a řady DNA. Tyto dva prostředky hrají důležitou roli pro vývoj a umožnění životaschopné komercializace genomik, objevu léčiv a rozvíjení oblastí bioléčebné/farmaceutické a prvotní diagnostiky.Recent advances in life science have preceded the enormous onslaught of the introduction of chip-based technology. This has been achieved using advances in micro-technology first introduced in the microelectronics industry. Thus, two means have been developed: microfluidic biochips in analogy with the microelectronic chip and a series of DNA. These two means play an important role in developing and enabling viable commercialization of genomics, drug discovery and the development of biomedical / pharmaceutical and early diagnosis areas.

Biočip - laboratoř na čipu, užitý v zařízení je podobný prostředku mikrofluidika užívajícímu systém CE. Souvisí s těmi otevřenými slibnými oblastmi genomik a proteinů, avšak nikoli přesně s nimi. Je modifikovaný, aby se aplikoval pro klinické diagnostikování v místě ošetření a pro monitorování životního prostředí na místě.Biochip - The on-chip laboratory used in the device is similar to a microfluidic device using the CE system. It is related to, but not precisely to, those open promising regions of genomics and proteins. It is modified to be applied for clinical diagnosis at the treatment site and for on-site environmental monitoring.

Předmětné řešení dovoluje rychlou diagnózu pro záchranu životů. Zařízení je použitelné kdekoli, pokrývá služby péče o zdraví do všech míst. Toto zařízení umožňuje terapeutické sledování pro zajištění spolehlivé léčby.The present solution allows a quick diagnosis for saving lives. The device is usable anywhere, it covers health care services in all places. This device allows therapeutic monitoring to ensure reliable treatment.

Monitorování kvality vody je důležité, protože je absolutně nutná pro lidské zdraví a základem pro život. Použití čipu pro monitorování vody na místě dovoluje chránit proti propuknutím nemocí pocházejících z vody.Monitoring water quality is important because it is absolutely necessary for human health and the basis for life. The use of on-site water monitoring chip allows to protect against outbreaks of water-borne diseases.

Nenákladný čip bude dostupný pro pacienty s omezeným příjmem, což zvýší úroveň služeb péče o zdraví pro všechny. Tento čip je příznivý pro životní prostředí.The inexpensive chip will be available to patients with limited income, increasing the level of health care services for all. This chip is environmentally friendly.

Výhodami tohoto řešení je tedy malá velikost, lehká váha, rychlé přesné výsledky, vyšší výkon, je příznivý pro uživatele, výrazně nenákladný, použitelný pro mnoho chorob a naléhavých případů, příznivý pro životní prostředí, spolehlivý. Toto zařízení je malé, příznivé pro uživatele a přístroj je přenosný, nenákladný a použitelný pro většinu uživatelů, což dovolí obecné použití kdekoli.The advantages of this solution are therefore small size, light weight, fast accurate results, higher performance, user-friendly, significantly inexpensive, usable for many diseases and emergencies, environmentally friendly, reliable. This device is small, user-friendly, and portable, inexpensive, and usable for most users, allowing general use anywhere.

Objasnění obrázku na výkreseClarification of the picture in the drawing

Zařízení pro analýzu krve a monitorování kvality vody, podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsáno na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiloženého výkresu, kde je na Obr. 1 znázorněno v půdorysu schematicky příkladné zařízení.A blood analysis and water quality monitoring apparatus according to the present invention will be described in more detail on a specific exemplary embodiment with reference to the accompanying drawing, in which: FIG. 1 shows a schematic diagram of an exemplary device.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solutions

Zařízení pro analýzu krve a monitorování kvality vody je tvořeno čipem se vstupem I pro testovanou kapalinu, za kterým je umístěna mikrodialyzační membrána, ke které je připojena rozváděči smyčka 2 ve tvaru dvojitého T pro převod kapaliny do separačních kanálů propojených s kapilárami 3 s drsností vnitřního povrchu ±0,1 pm, pro elektroforetickou separaci iontů prvků. Separační kanály jsou připojeny k elektrodám 4 detektoru vodivosti se sdruženými kontakty opatřenými připojovacími svorkami 5, ke kterým je připojen ruční analyzér. Analyzér je opatřen zdrojem pro napájení rozváděči smyčky 2 a pro převod kapaliny do separačních kanálů. Zařízení je umístěno v přenosném pouzdru opatřeném kontrolními prostředky a kalibračním prostředkem.The device for blood analysis and water quality monitoring consists of a chip with an inlet I for the test liquid, behind which a microdialysis membrane is placed, to which a double T-shaped distribution loop 2 is connected to transfer the liquid into separation channels connected to capillaries 3 ± 0.1 µm, for electrophoretic separation of element ions. The separation channels are connected to the electrodes 4 of the conductivity detector with coupled contacts provided with connection terminals 5 to which the hand-held analyzer is connected. The analyzer is provided with a power supply for supplying the distribution loop 2 and for transferring the liquid into the separation channels. The device is housed in a portable housing provided with control means and calibration means.

Testování krve na Na a K se používá pro rychlou diagnózu mnoha nemocí, jako je selhání ledvin a srdce, nerovnováha elektrolytů, průjmové onemocnění smrtelné pro děti, chorea, dehydratace a podobně. Výhodou je decentralizované použití kdekoli - na odlehlých místech, v ambulanci, u lůžka pacienta, v místě ošetření, intenzivní péče, otevřené operace srdce a podobně. Řešení je nákladově efektivní a ekonomicky atraktivní.Blood testing for Na and K is used for the rapid diagnosis of many diseases such as kidney and heart failure, electrolyte imbalance, child-fatal diarrhea, chorea, dehydration and the like. The advantage is decentralized use anywhere - in remote locations, in the outpatient clinic, at the patient's bedside, at the treatment site, intensive care, open heart surgery and the like. The solution is cost effective and economically attractive.

Testování krve na vápník, který je nezbytný pro silné kosti a zuby a pro zdraví srdce, svalů a nervů. Hraje důležitou roli při hojení tkání a regulaci krevního tlaku a kyselosti. Příjem dostatkuBlood testing for calcium, which is essential for strong bones and teeth and for the health of the heart, muscles and nerves. It plays an important role in tissue healing and regulation of blood pressure and acidity. Receive enough

-3CZ 22985 Ul vápníku je zejména důležitý v průběhu menopauzy, těhotenství a kojení a také pro starší muže i ženy. Zařízení testuje ionizovaný Ca, který je potřebný pro nemoci, jako je křivice, tj. nemoc dětí vyvolaná nedostatkem vitamínu D a slunečního svitu spojená s poškozeným metabolismem vápníku a fosforu u dětí, měknutí kostí tj. abnormální měknutí kostí způsobené nedostatkem fosforu nebo vápníku nebo vitamínu D u starších lidí, osteoporóza - abnormální ztráta kostní tkáně vedoucí ke křehkým porézním kostem charakteristickým nedostatkem vápníku u žen a hypo, nadměrná funkce příštítné žlázy - nepřiměřené vylučování hormonu příštítné žlázy vedoucí k abnormálně nízkým hladinám vápníku v krvi a nadměrné vylučování hormonu příštítné žlázy, které má za následek abnormálně vysoké hladiny vápníku v krvi, může negativně ovlivnit mnoho systémů těla, zejména vyvolání resorpce kostí a osteoporózy. Zařízení tak slouží velkým skupinám lidí dětem, ženám a starším osobám.Calcium is particularly important during menopause, pregnancy and lactation as well as for older men and women. The device tests the ionized Ca, which is needed for diseases such as rickets, ie a child's disease caused by vitamin D and sunshine deficiency associated with impaired calcium and phosphorus metabolism in children, bone softening ie abnormal bone softening due to phosphorus or calcium or vitamin deficiency In older people, osteoporosis - abnormal loss of bone tissue leading to fragile porous bones characterized by calcium deficiency in women and hypo, over-parathyroid function - inadequate parathyroid hormone secretion leading to abnormally low blood calcium levels and excessive parathyroid hormone secretion, results in abnormally high levels of calcium in the blood, can negatively affect many body systems, particularly inducing bone resorption and osteoporosis. The facility thus serves large groups of people children, women and the elderly.

Za normálních okolností není lithium v lidské krvi přítomné nijak významně, ačkoliv se lithium používá široce jako lék pro léčení psychiatrické nemoci maniodeprese. Pozoruje se, že hodnota terapeutického indexu, což je poměr mezi toxickou koncentrací a terapeutickou koncentrací, je velmi nízká. Kvůli tomu je kriticky důležité monitorovat koncentraci lithia v pacientově krvi po celou dobu léčby lithiem, aby se chránil proti toxické koncentraci. Toto je terapeutické sledování.Normally, lithium is not significantly present in human blood, although lithium is widely used as a medicine for the treatment of psychiatric manic depression. It is observed that the therapeutic index value, which is the ratio between the toxic concentration and the therapeutic concentration, is very low. Therefore, it is critical to monitor the patient's lithium concentration throughout the treatment with lithium to protect against toxic concentration. This is therapeutic monitoring.

Testování kapalin včetně vody. Voda je nej obyčejnější kapalina na Zemi a je základ pro život. Na celém světě postrádá skoro 1,2 bilionu lidí přístup k neškodné pitné vodě a dvakrát tolik lidí postrádá adekvátní zdravotní péči. Jako výsledek odhaduje Světová zdravotnická organizace WHO, že 3,4 milionu lidí, většinou dětí, zemře každý rok na nemoc pocházející z vody. Dokonce i tam, kde se široce praktikuje úprava vody, vyžaduje se stálé trvalé sledování, aby se chránilo proti vypuknutí nemocí pocházejících z vody.Testing of liquids including water. Water is the most common liquid on Earth and is the basis for life. Worldwide, nearly 1.2 trillion people lack access to harmless drinking water and twice as many lack adequate health care. As a result, the World Health Organization estimates that 3.4 million people, mostly children, die each year from a water-borne disease. Even where water treatment is widely practiced, constant continuous monitoring is required to protect against outbreaks of waterborne diseases.

V přírodní pitné vodě se považuje rovnováha kationtu (K, Na, Ca a Mg) a aniontu (Cl, SO4 a HCO3) za ukazatel vhodnosti použití vody pro člověka. Vysoká koncentrace směsi kationtu a aniontu ovlivňuje negativně chuť pitné vody. Voda z vodovodu je korozivní pro potrubní systém nepříznivě ovlivňovaný koncentracemi vápníku a hořčíku.In natural drinking water, the balance of cation (K, Na, Ca and Mg) and anion (Cl, SO 4 and HCO 3 ) is considered as an indicator of the suitability of water for humans. The high concentration of the cation-anion mixture affects the taste of drinking water negatively. Tap water is corrosive to the piping system adversely affected by calcium and magnesium concentrations.

Tzv. L biočip je optimalizovaný pro analýzu vody a umožňuje kontrolovat její vhodnost pro použití jako pitnou nebo pro hygienu. Společně používaná technika pro analýzu vody je iontová chromatografie. Zatímco L biočip používá CE techniku kombinovanou s detekcí vodivosti, je to schůdná alternativa pro analýzu vody, která se navíc k rychlé separaci, lepšímu výkonu na místě a vyššímu rozlišení těší z výhod miniaturizace, jak je zmíněno výše.Tzv. The L biochip is optimized for water analysis and allows you to check its suitability for drinking or hygiene use. A commonly used technique for water analysis is ion chromatography. While the L biochip uses a CE technique combined with conductivity detection, it is a viable alternative for water analysis that, in addition to rapid separation, better on-site performance and higher resolution, benefits from miniaturization as mentioned above.

Když se zabýváme vodou, může být výhodné, mít o tom krátkou následující průpravu. Hlavní zdroje používané vody jsou povrchová voda a spodní voda. 70 % povrchu Země je pokryto vodou. Většina z ní je nepoužitelná mořská voda. Čisté vody je pouze 3 % veškeré vody, 2 % je nedostupné zmrzlé vody v polárním ledu a zbývající 1 % je dostupná čistá voda. Úprava vody se hodně praktikuje, aby se voda z vodovodu zachovala bezpečná pro spotřebu a ochránila se před vypuknutím nemocí pocházejících z vody. Dobře známé patogens se regulují chlórováním. Když je kontaminovaná veřejná dodávka vody, může přenášet infekce, které způsobují vážné fatální nemoci, jako je průjmové onemocnění a cholera. Hlavně rozvojové země trpí kvalitou vody. Většinou v těchto zemích se neupravené kanalizační splašky vypouštějí do řek. Obráceně se pak tyto řeky často používají pro pití a osobní hygienu. Použití L biočipu pro monitorování kvality vody umožňuje neškodnou pitnou vodu a bránit se proti nemocem pocházejícím z vody.When dealing with water, it may be advantageous to have a brief background preparation. The main sources of water used are surface water and groundwater. 70% of the Earth's surface is covered with water. Most of it is unusable sea water. Pure water is only 3% of all water, 2% is unavailable frozen water in polar ice and the remaining 1% is available pure water. Water treatment is widely practiced to keep tap water safe for consumption and to protect against outbreaks of waterborne diseases. Well known pathogens are controlled by chlorination. When the public water supply is contaminated, it can transmit infections that cause serious fatal diseases such as diarrhea and cholera. Developing countries in particular suffer from water quality. Mostly in these countries untreated sewage is discharged into rivers. Conversely, these rivers are often used for drinking and personal hygiene. The use of the L biochip to monitor water quality allows harmless drinking water and prevents waterborne diseases.

Tvrdá voda je určená koncentracemi Ca a Mg. Používat tvrdou vodu je problém, protože vytváří usazenou vrstvu uvnitř trubek a na ohřívacích elementech. Není také vhodná pro mytí mýdlem, protože nepění, nýbrž tvoří precipitáty.Hard water is determined by the Ca and Mg concentrations. The use of hard water is a problem as it forms a deposited layer inside the pipes and on the heating elements. It is also not suitable for washing with soap as it does not foam but forms precipitates.

Zavedení technologie na bázi čipu umožnilo vědnímu oboru biočipů vyvinout mikrofluidikové biočipy využívající separaci kapilární elektroforézou (CE) a ty používat pro analýzu. Od počátku se CE mikrofluidika používá hlavně v oblasti vědy o životě, a to pro analýzu proteinů, DNA a RNA.The introduction of chip-based technology has enabled the biochip science industry to develop microfluidic biochips using capillary electrophoresis (CE) separation and use them for analysis. From the beginning, CE microfluidics has been used mainly in life science for protein, DNA and RNA analysis.

Pokud se týká systému separace, může se technika CE separace použít pro organické i anorganické substance, protože je vhodná a výhodná pro obojí. Pokud se týká systému detekce, běžnýAs far as the separation system is concerned, the CE separation technique can be used for both organic and inorganic substances because it is suitable and advantageous for both. Regarding the detection system, common

-4CZ 22985 Ul čip pro vědní obor o životě využívá optickou detekci, protože ta vyhovuje pro organické substance. Avšak v našem případě diagnostikování se většinou zabýváme anorganickými ionty, které se nejlépe testují za použití detekce vodivosti, protože mnohé z nich se nemohou testovat přímo optickými metodami. Také detekce vodivosti splňuje požadavek pro klinickou diagnózu kdekoli a monitorování na místě.The life science UI chip uses optical detection because it suits organic substances. However, in our diagnosis case, we mostly deal with inorganic ions, which are best tested using conductivity detection because many of them cannot be tested directly by optical methods. Conductivity detection also meets the requirement for clinical diagnosis anywhere and on-site monitoring.

Zařízení - biočipy dva v jednom používají techniku CE kombinovanou s detekcí vodivostí. Separace iontů CE je založená na migraci změněných složek v elektrolytu +ve kationtů a -ve aniontů pohybujících se v opačných směrech za působení zevně aplikovaného elektrického pole. CE je obecně použitelný systém separace umožňující, aby se testovalo velké množství iontů najednou na tomtéž přístroji. Délka separacního kanálu negativně ovlivňuje účinnost separace a může být asi jeden centimetr pro rychlou separaci. Použití detekce vodivosti umožňuje mít jednoduchý biočip, který je přívětivý pro uživatele. Je to také neselektivní detekce (nepodobná ISE) vhodná pro decentralizované testování kdekoli v místě ošetření, což je rozhodující výsledek pro přihlašované řešení.Two-in-one biochips use CE technology combined with conductivity detection. The separation of CE ions is based on the migration of altered components in electrolyte + in cations and - in anions moving in opposite directions under the influence of an externally applied electric field. CE is a generally applicable separation system allowing a large number of ions to be tested simultaneously on the same instrument. The length of the separation channel negatively affects the separation efficiency and may be about one centimeter for rapid separation. Using conductivity detection allows you to have a simple biochip that is user friendly. It is also a non-selective detection (unlike ISE) suitable for decentralized testing anywhere in the treatment site, which is a critical result for the solution applied for.

Použitelný prostor uvnitř kapiláry omezuje velikost elektrod. Ta se tak může vytvořit uložením tenké vodící vrstvy uvnitř kapiláry. Geometrie elektrod měřících vodivost ovlivňuje citlivost. Je možné mít bezkontaktní detekci vodivosti, která dovoluje volnost v umístění elektrod větší než v případě použití kontaktní detekce. Ale to může snižovat rozlišitelnost a citlivost.The usable space inside the capillary limits the size of the electrodes. This can be formed by depositing a thin guide layer inside the capillary. The geometry of the conductivity electrodes affects sensitivity. It is possible to have a non-contact conductivity detection that allows greater freedom in electrode placement than when using contact detection. But it can reduce the resolution and sensitivity.

Zařízení umožňuje monitorovat kvalitu pitné vody, což vyžaduje stanovení jak kationtů, tak i aniontových složek. Hlavní kationty a anionty pitné vody jsou: kationty K, Na, Ca a Mg a anionty Cl, SO4 a HCO3. L biočip se může použít pro separaci a detekování jak kationtů +vc iontů, tak i aniontů -ve iontů v oddělených CE chodech. Kationaktivní ionty se mají separovat kornígrací elektrosomotického toku (EOF). Aniontová separace vyžaduje převrácení směru EOF. To se může provést separováním v CTAB (cetyltrimethylamonium bromid) obsahujícím BGE. A také převrácením polarity napětí. Kationty i anionty mohou být analyzovány v oddělených CE chodech, nebo je lze analyzovat současně podle volby. Zde je zvolena analýza v odděleném CE chodu, aby se umožnilo aplikování téhož hardware L biočipu pro monitorování kvality pitné vody. To znamená, že systém je všestranný a vhodný pro analýzu odlišných +ve a -ve iontů.The device makes it possible to monitor the quality of drinking water, which requires the determination of both cations and anionic components. The main cations and anions of drinking water are: cations K, Na, Ca and Mg and anions Cl, SO 4 and HCO 3 . The L biochip can be used to separate and detect both cations + vc ions and anions - in ions in separate CE cycles. The cationic ions should be separated by correlation of the electrosmotic flow (EOF). The anionic separation requires reversing the direction of the EOF. This can be accomplished by separation in CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) containing BGE. And also by reversing the polarity of the voltage. The cations and anions can be analyzed in separate CE runs or can be analyzed at the same time as desired. Here, a separate CE run analysis is selected to allow the same L biochip hardware to be used to monitor drinking water quality. This means that the system is versatile and suitable for analyzing different + ve and - ve ions.

Dle Obr. 1 je biočip dva v jednom integrovaný prostředek malé velikosti, který má vstup pro krev nebo kapalinu a má připojovací svorky. Zahrnuje vstup i do mikrodialyzační membrány pro filtraci krevního séra. Rozváděči smyčku 2 ve tvaru dvojitého T pro převod krve nebo kapaliny do separačních kanálů. Kapiláry 3 pro elektroforetickou separaci. Elektrody 4 detektoru vodivosti se sdruženými kontakty a propojovacími kanály a připojovací svorky 5.According to FIG. 1 is a two-in-one integrated chip of small size, which has a blood or liquid inlet and has connection terminals. It also includes entry into the microdialysis membrane for blood serum filtration. Double T-shaped distribution loop 2 for transferring blood or liquid into separation channels. Capillaries 3 for electrophoretic separation. Conductivity detector electrodes 4 with coupled contacts and connection channels and connection terminals 5.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Zařízení pro analýzu krve a monitorování kvality vody, podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění zejména ve zdravotnictví a v oblasti ochrany životního prostředí.The device for blood analysis and water quality monitoring, according to this technical solution, will find application especially in health and environmental protection.

Claims (5)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Zařízení pro analýzu krve a monitorování kvality vody, vyznačující se tím, že je tvořeno čipem se vstupem (1) pro testovanou kapalinu, za kterým je umístěna mikrodialyzační membrána, ke které je připojena rozváděči smyčka (2) ve tvaru dvojitého T pro převod kapaliny do separačních kanálů propojených s kapilárami (3) s drsností vnitřního povrchu ±0,1 pm, pro elektroforetickou separaci iontů prvků, přičemž separační kanály jsou připojeny k elektrodám (4) detektoru vodivosti se sdruženými kontakty opatřenými připojovacími svorkami (5), ke kterým je připojen ruční analyzér.A device for blood analysis and water quality monitoring, characterized in that it comprises a chip with an inlet (1) for a test liquid, downstream of which a microdialysis membrane is placed, to which a double T-shaped distribution loop (2) is connected liquids to separation channels interconnected with capillaries (3) with an internal surface roughness of ± 0.1 µm, for electrophoretic separation of element ions, the separation channels being connected to electrodes (4) of a conductivity detector with associated contacts provided with connecting terminals (5) to which Manual analyzer is connected. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že analyzér je opatřen zdrojem pro napájení rozváděči smyčky (2) a pro převod kapaliny do separačních kanálů.Device according to claim 1, characterized in that the analyzer is provided with a source for supplying the distribution loop (2) and for transferring the liquid into the separation channels. - 5 CZ 22985 Ul- 5 CZ 22985 Ul 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že je umístěno v přenosném pouzdru opatřeném kontrolními prostředky a kalibračním prostředkem.Device according to claim 1, characterized in that it is placed in a portable housing provided with control means and calibration means. 4. Zařízení podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že čip je nastaven pro testování krevních elektrolytů draslíku (K), sodíku (Na), vápníku (Ca) a lithia (Li) v krvi.Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the chip is configured to test blood electrolytes of potassium (K), sodium (Na), calcium (Ca) and lithium (Li) in the blood. 5 5. Zařízení podle nároku 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že čip je nastaven pro testování kationtů draslíku (K), sodíku (Na), vápníku (Ca) a hořčíku (Mg) a aniontů chloridu (Cl), síranu (SO4) a hydrouhličitanu (HCO3) v pitné vodě.Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the chip is configured to test the cations of potassium (K), sodium (Na), calcium (Ca) and magnesium (Mg) and anions of chloride (Cl), sulfate (SO 4 ) and bicarbonate (HCO 3 ) in drinking water.
CZ201124801U 2011-09-05 2011-09-05 Device for blood analysis and water quality monitoring CZ22985U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ201124801U CZ22985U1 (en) 2011-09-05 2011-09-05 Device for blood analysis and water quality monitoring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ201124801U CZ22985U1 (en) 2011-09-05 2011-09-05 Device for blood analysis and water quality monitoring

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ22985U1 true CZ22985U1 (en) 2011-11-28

Family

ID=45062716

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ201124801U CZ22985U1 (en) 2011-09-05 2011-09-05 Device for blood analysis and water quality monitoring

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ22985U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ2008494A3 (en) Two-in-one biochip
US11135344B2 (en) Dialysis system for ultra-low total chlorine detection in at least partially purified water
US9943631B2 (en) Total chlorine water detection system for medical fluid treatments
Elmongy et al. Saliva as an alternative specimen to plasma for drug bioanalysis: A review
Chan et al. Simple, cost-effective 3D printed microfluidic components for disposable, point-of-care colorimetric analysis
US10736565B2 (en) Sweat electrolyte loss monitoring devices
US10994064B2 (en) Peritoneal dialysate flow path sensing
EP3364183A1 (en) Sweat electrolyte loss monitoring devices
WO2002103342A1 (en) Method and apparatus for stripping voltammetric and potent iometric detection and measurement of contamination in liquids
Ray et al. Measurement of serum phosphate levels using a mobile sensor
RU2658516C2 (en) Apparatus with electrochemical sensor matrix
JP2018510956A (en) Improved magnesium ion selective membrane
Cuartero et al. Thin layer samples controlled by dynamic electrochemistry
CN104321645A (en) Multiple layer gel
Mamaril et al. Identifying Hypocalcemia in Dairy Cattle by Combining 3D Printing and Paper Diagnostics
Maj-Zurawska Clinical findings on human blood with the KONE ISE for Mg2+
CZ22985U1 (en) Device for blood analysis and water quality monitoring
Poboży et al. Determination of dialysate creatinine by micellar electrokinetic chromatography
JP2007003256A (en) Measuring method of renal function control status and measuring system therefor
Cowell Automated Fluoride Ion Determination: Determination of Urine Fluoride Ion Levels
Scheipers et al. Potentiometric ion-selective silicon sensors for the on-line monitoring of blood electrolytes
Berger et al. P1DH. 14-Continuous Non-Invasive Sodium Monitoring in Extracorporeal Circuits
KR910002647B1 (en) Method and apparatus for single determination blood analysis
Filos et al. A method for the measurement of ionized magnesium
Khumpuang et al. Portable blood extraction device integrated with biomedical monitoring system

Legal Events

Date Code Title Description
FG1K Utility model registered

Effective date: 20111128

MK1K Utility model expired

Effective date: 20150905