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Die
Erfindung betrifft ein Diagnostikverfahren, das die Zubereitung
einer biologischen Flüssigkeit, die die Laserstrahlung
der Lösung und die Registrierung der physikalischen Eigenschaften
der Strahlung umfasst, die von der Lösung der biologischen
Flüssigkeit ausgeht, um den Zustand des Patienten zu beurteilen,
wobei eine analoge und digitale Verwandlung des Signals sowie eine
Recheneinrichtung während der Registrierung der physikalischen
Eigenschaften der Strahlung stattfindet, die aus der Lösung
der biologischen Flüssigkeit ausgeht. Eine Einrichtung
zur Durchführung des Diagnostikverfahrens und ein Verfahren
zur Zubereitung von Blutserum schließen sich an das Diagnostikverfahren
an.
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Bekannt
ist ein Diagnostikverfahren, welches die Zubereitung des Blutserums
und die Messung der physikalischen Eigenschaften der biologisch
aktiven Flüssigkeit vorsieht. Je nach den Eigenschaften
kann es über den Zustand des Patienten Auskunft geben [Erfinderzertifikat
der UdSSR Nº1319705, IPC A 61 B 10/00]. Im Rahmen dieses
Verfahrens werden die physikalischen Eigenschaften mit Hilfe der
Elektronenspinresonanz (ESR) gemessen.
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Der
Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass für seine
Ausführung teure Geräte verwendet werden müssen,
und dass die Umsetzung des Verfahrens kompliziert ist.
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Bekannt
ist ein Diagnostikverfahren, das die Zubereitung des Blutserums
und seiner Flüssigkeit, die Laserstrahlung der Blutserumflüssigkeit
und die Registrierung der physikalischen Eigenschaften der Rayleigh-Streuung
der Laserstrahlung durch die Blutserumflüssigkeit vorsieht.
Nach diesen Eigenschaften gibt es Auskunft über den Zustand
des Patienten [Patent der
Russischen
Föderation Nr. 2000027 , IPC G 01 N 33/483]. Gemäß diesem
Verfahren wird das Blutserum vorher mit destilliertem Wasser verdünnt.
Die gewonnene Lösung stellt eine biologisch aktive Flüssigkeit
dar. Als physikalische Eigenschaften werden der Wirkungsquerschnitt
der Rayleigh-Streuung, die effektive Masse und der Koeffizient der
intermolekularen Wechselwirkung der Streuteilchen gemessen.
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Der
Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass im Rahmen dieses
Verfahrens nur die gemittelte Masse der Streuteilchen gemessen wird.
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Das
bekannte Diagnostikverfahren liegt dem vorgeschlagenen Verfahren
besonders nahe. Das bekannte Verfahren sieht die Zubereitung der
biologischen Flüssigkeit, die Laserstrahlung der Lösung
und Registrierung der physikalischen Eigenschaften der Strahlung,
die aus der Lösung der biologischen Flüssigkeit ausgeht,
vor. Dadurch kann der Zustand des Patienten beurteilt werden. Dabei
werden eine analoge und digitale Verwandlung des Signals sowie seine
Rechnerverarbeitung während der Registrierung der physikalischen Eigenschaften
der Strahlung, die aus der Lösung der biologischen Flüssigkeit
ausgeht, durchgeführt [Patent der
Russischen Föderation Nr. 2219549 ,
IPC G 01 N 33/52]. Im Rahmen dieses Verfahrens werden die physikalischen
Eigenschaften der schwachen Lösung des nativen Blutserums
des Patienten mit Hilfe der Laser-Korrelations-Spektroskopie gemessen.
Dafür werden zwei Lösungen zubereitet. In eine
Lösung wird Alkali, in die andere Säure zugegeben.
Für jede der genannten Lösungen wird die wahrscheinlichste
Dichte der Verteilung von der Fluktuationsamplitude der Intensität
der Lichtstreuung ermittelt. Der Nachteil dieses nächsten
Analogons besteht in einer ungenügenden Anzahl der kontrollierbaren
Parameter, nach denen diagnostiziert wird. Eine Einrichtung liegt
der vorgeschlagenen Einrichtung besonders nahe. Die Einrichtung
besteht aus einem Lasermodul, das die Quelle der Laserstrahlung
aufweist, aus einer optischen Einheit, einer Küvetteneinheit, die
mindestens ein Modul einer Fotoempfangseinrichtung aufweist. Die
Fotoempfangseinrichtung schließt einen analogen und digitalen
Umsetzer. Dabei ist die Küvetteneinheit optisch mit dem
Modul der Fotoempfangseinrichtung verbunden. Der analoge und digitale
Umsetzer ist elektrisch mit der Fotoempfangseinrichtung und dem
Rechner verbunden [Patent der
Russischen
Föderation Nr. 2219549 , IPC G 01 N 33/52]. Mit
Hilfe dieser Einrichtung werden die physikalischen Eigenschaften
der schwachen Lösung des nativen Blutserums des Patienten
mit Hilfe der Laser-Korrelations-Spektroskopie gemessen. Dafür
werden zwei Lösungen zubereitet. In eine Lösung
wird Alkali, in die andere die Säure zugegeben. Für
jede genannte Lösung wird die wahrscheinlichste Dichte
der Verteilung von Fluktuationsamplitude der Intensität
der Lichtstreuung ermittelt. Der Nachteil dieses nächsten
Analogons besteht in einer ungenügenden Anzahl der kontrollierbaren
Parameter, nach denen es diagnostiziert wird.
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Das
bekannte Verfahren der Zubereitung des Blutserums liegt dem vorgeschlagenen
besonders nahe. Das bekannte Verfahren schließt die Entnahme
des nativen Blutes des Patienten auf nüchternen Magen und die
Unterbringung des Blutes mindestens in ein luftdichtes Reagenzglas
ein [Patent der
Russischen Föderation
Nr. 2219549 , IPC G 01 N 33/52].
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Der
Nachteil dieses nächsten Analogons besteht darin, dass
die Bedingungen der Zubereitung des Serums nicht optimal sind. Das
reduziert die Zuverlässigkeit der Diagnostik.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, das eine Diagnostik gewährleistet.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die 1.
Diagnostik, das die Zubereitung einer biologischen Flüssigkeit,
die die Laserstrahlung der Lösung und die Registrierung
der physikalischen Eigenschaften der Strahlung umfasst, die aus
der Lösung der biologischen Flüssigkeit ausgeht,
um den Zustand des Patienten zu beurteilen, wobei eine analoge und
digitale Verwandlung des Signals sowie seine Rechenverarbeitung
während der Registrierung der physikalischen Eigenschaften
der Strahlung stattfindet, die aus der Lösung der biologischen
Flüssigkeit ausgeht.
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Unter
anderem können die Molekularparameter von mindestens einem
Protein oder dessen Aggregate registriert werden. Dabei können
Molekularparameter mindestens eines Proteins aus der Reihe Albumin, α1-Globulin, α2-Globulin, β-Globulin
und γ-Globulin registriert werden.
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Unter
anderem können die physikalischen Parameter der Fluoreszenzstrahlung,
die aus der Lösung der biologischen Flüssigkeit
ausgeht, registriert werden.
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Unter
anderem kann auf die Oberfläche der Proteinmoleküle
die Verbindung adsorbiert werden, die im sichtbaren Bereich des
Spektrums fluoresziert wird.
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Unter
anderem kann das Pulsationsspektrum zwischen der Rayleigh-Streuung-Strahlung
der Lösung von biologischer Flüssigkeit und der
determinierter Basis-Laser-Strahlung registriert werden. Dabei kann
Laserstrahlung und determinierte Basis-Laser-Strahlung von der gleichen
Quelle erzeugt werden. Die Laserstrahlung und die determinierte
Basis-Laser-Strahlung können unter einem Winkel von 90° zu
einander während der Einwirkung auf die Lösung
von biologischer Flüssigkeit gerichtet werden. Dabei kann
die Rayleigh-Streuung-Strahlung in der Richtung der Ausbreitung
der determinierten Basis-Laser-Strahlung registriert werden. Dabei
kann die Rayleigh-Streuung-Strahlung in zwei Richtungen, die unter
einem Winkel von 180° zueinander orientiert sind, registriert
werden.
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Unter
anderem kann der pH-Wert bei der Registrierung der Molekularparameter
der Strahlung, die aus der Lösung der biologischen Flüssigkeit
ausgeht, geändert werden.
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Unter
anderem kann die Lösungsstärke bei der Registrierung
der Molekularparameter der Strahlung, die aus der Lösung
der biologischen Flüssigkeit ausgeht, geändert
werden.
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Zu
den onkologischen Kranken können die Patienten gezählt
werden, wenn der Koeffizient der intermolekularen Wechselwirkung
für Blutserum und Lymphe einen negativen Wert hat.
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Unter
anderem kann die Korrelationsfunktion der Strahlung ermittelt werden,
die an den Lösungsteilchen zerstreut wurde.
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Unter
anderem kann die Funktion der Spektraldichte der Strahlung ermittelt
werden, die an den Lösungsteilchen zerstreut wurde. Dabei
können die relativen Werte der zwei aufeinander folgenden
Spektralmaxima ermittelt werden. Dabei können die relativen
Werte der Halbbreiten der zwei aufeinander folgenden Spektralmaxima
ermittelt werden.
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Unter
anderem kann das Volumen der biologischen Flüssigkeit 1
ml nicht überschreiten.
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Unter
anderem kann das Signal vor der analogen und digitalen Umwandlung
gefiltert werden.
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Das
gesetzte Ziel wird auch folgenderweise erreicht. Die bekannte Diagnostikeinrichtung
umfasst ein Lasermodul, eine optische Einheit, mindestens ein Modul
der Fotoempfangseinrichtung und einen Analog-Digitalumsetzer. Das
Lasermodul enthält eine Laserstrahlungsquelle. Die optische
Einheit enthält eine Küvetteneinheit. Die Küvetteneinheit
ist optisch mit dem Modul der Fotoempfangseinrichtung verbunden.
Der Analog-Digitalumsetzer ist elektrisch mit der Fotoempfangseinrichtung
und dem Rechner verbunden. Die optische Einheit enthält
zusätzlich einen Licht-Trenn-Chevron, der optisch mit der
Quelle der Laserstrahlung und der Küvetteneinheit verbunden
ist. Das Lasermodul und das Modul der Fotoempfangseinrichtung sind
starr an der optischen Einheit befestigt.
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Unter
anderem kann der Licht-Trenn-Chevron starr in der optischen Einheit
befestigt werden.
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Unter
anderem kann die Einrichtung zusätzlich eine Steuerungsplatine
haben, die elektrisch mit dem Lasermodul verbunden ist, und die
so ausgebildet ist, dass es ein Zyklogramm der Ein- und der Ausschaltung des
Lasermoduls eingegeben werden kann. Unter anderem kann die optische
Einheit zusätzlich eine Einheit zur Erzeugung des optischen
Kanals enthalten. Diese Einheit ist optisch mit der Küvetteneinheit
verbunden und starr in der optischen Einheit befestigt.
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Unter
anderem kann das Modul der Fotoempfangseinrichtung zusätzlich
eine Einheit der bildenden Eingangsoptik aufweisen, die optisch
mit der Fotoempfangseinrichtung verbunden ist, und starr in dieser
Einheit befestigt ist.
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Unter
anderem kann die Einrichtung einen rauscharmen Verstärker
aufweisen, der elektrisch mit dem Modul der Fotoempfangseinrichtung
verbunden ist. Unter anderem kann die Einrichtung zusätzlich
einen Normierungsverstärker aufweisen, der elektrisch mit
dem Modul der Fotoempfangseinrichtung verbunden ist.
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Unter
anderem kann der analoge und digitale Umformer zusätzlich
Filter, eine Steuerschaltuhr, einen Pufferspeicher aufweisen, die
auf einer Platine ausgebildet sind. Das gesetzte Ziel wird auch
folgenderweise erreicht. Das bekannte Verfahren der Zubereitung
des Serums umfasst die Entnahme des nativen Blutes des Patienten
auf nüchternen Magen und die Unterbringung des nativen
Blutes in einem luftdichten Reagenzglas. Spätestens 60
Minuten nach der Blutentnahme wird das luftdichte Reagenzglas in
einem Thermostat unter einer Temperatur von 35 bis 40°C
für 20 bis 120 Minuten gesetzt. Dann wird dieses Glas bis
zu einer Temperatur von 1 bis 10°C abgekühlt und
unter dieser Temperatur innerhalb 10 bis 90 Minuten gehalten. Dann
wird das Reagenzglas mit Blut 10 bis 60 Minuten lang mit einer Beschleunigung
von 1000 bis 4000 g zentrifugiert (wo g = Fallbeschleunigung ist).
Nach dem Zentrifugieren wird aus dem Reagenzglas 0,1 bis 3 ml des
Blutserums entnommen. Das Blutserum wird in eine luftdicht verschließbare
Küvette eingefüllt.
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Unter
anderem kann beim Patienten Blut mit einem Volumen von 0,1 bis 100
ml entnommen werden.
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Unter
anderem kann das Blut beim Patienten drucklos entnommen werden.
Unter anderem kann das Blut mindestens 60% des Volumens des luftdicht
verschließbaren Reagenzglases einnehmen.
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Unter
anderem kann das Blut während der Blutentnahme in ein luftdichtes
verschließbares Reagenzglas eingefüllt werden.
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Unter
anderem können 5 bis 20 Reagenzgläser im Thermostat
untergebracht werden.
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Unter
anderem kann das Reagenzglas durch die Unterbringung in einem Gefäß mit
Wasser abgekühlt werden.
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Unter
anderem kann das Reagenzglas mit einer Temperatur von 1 bis 10°C
durch die Unterbringung in einem Kühlschrank gehalten werden.
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Unter
anderem kann das Blut an den Wänden verteilt werden. Danach
wird das Reagenzglas luftdicht verschlossen.
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Es
können 4 bis 20 Reagenzgläser gleichzeitig zentrifugiert
werden.
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Das
durchsichtige Serum kann aus dem mittleren Bereich des Reagenzglases
entnommen werden. Der mittlere Bereich liegt oberhalb des Gerinnsels,
das sich während des Zentrifugierens bildet.
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Das
Blut nimmt mindestens 90% des Volumens der Küvette ein.
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Die
angemeldeten Erfindungen, die das Diagnostikverfahren, die Einrichtung
zu seiner Umsetzung und Verfahren zur Zubereitung des Messobjekts
darstellen, sind durch ein gemeinsames erfinderisches Vorhaben verbunden.
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Bei
der Verwendung der angemeldeten Erfindung wird für die
Analysel ml Blutserum oder Blutplasma gebraucht, was bei der biochemischen
poliklinischen Standard-Blutanalyse übrig bleibt.
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Die
Durchschnittsdauer einer Analyse beträgt 3 bis 15 Minuten.
Das hängt von den Rechengeschwindigkeiten eines PCs ab.
Die Erfindung ermöglicht es, eine Serien-Schnelldiagnostik
durchzuführen. Dabei können onkologische Erkrankungen
in früheren Phasen der Erkrankung festgestellt werden,
wenn die traditionellen Diagnostikmethoden nicht effizient sind.
Dabei können die Patienten der Risikogruppe früher
festgestellt werden, wenn im Körper eine Anfälligkeit
für die Bildung der Neubildungen entsteht. Die angemeldete
Erfindung kann für die Kontrolle der Effizienz der Behandlung
unter Anwendung aller modernen Behandlungsmethoden für
Tumoren und weiteren Dispensairemonitoring verwendet werden. Sie
ermöglicht es, zuverlässig eine individuelle Behandlung
eines Patienten zu prüfen.
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Die
Entwicklung pathologischer Prozesse im Körper wird durch
die Änderung einer Reihe der Molekularparameter in Zellen
und Geweben, sowie im Blutserum begleitet. Das Blutserum enthält
Proteine mit unterschiedlichen Massen und in unterschiedlichen Verhältnissen.
Zu den Hauptproteinen des Blutserums gehören Albumin, Masse
~ 70000 (55%), α1-Globuline, Durchschnittsmasse ~ 40000
(6%), α2-Globuline, Durchschnittsmasse ~ 50000 (11%), β-Globuline,
Durchschnittsmasse ~ 70000 (7%), γ-Globuline ~ 150000 (16%). Mittelmolekularmasse
der Teilchen des Blutserums beträgt ~ 100000.
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Proteinmoleküle
enthalten auf ihrer Oberfläche elektrische Ladungen. Das
verursacht das Vorhandensein eines großen Dipolmoments
im Bereich von Hunderten Debye. Die Oberflächenladung eines
Proteinmoleküls in Lösungen kann in einem großen
Bereich durch die Änderung der Konzentration der freien
Protonen (pH-Wert) geändert werden. Dank diesen Merkmalen
besteht eine starke elektrostatische Wechselwirkung zwischen den
Ladungen der Proteinmoleküle sowie zwischen den Molekülen
des polaren Lösungsmittels und den geladenen Oberfächengruppen
des Proteins. Die Wechselwirkung beeinflusst ihrerseits den Charakter
der Brownschen Bewegung der Moleküle. Die Besonderheiten
der Lichtzerstreuung in Lösungen des Blutserums und der
Lymphe werden durch die physikalischen Parameter der gelösten
Moleküle bestimmt. Als Modelle der biologischen Flüssigkeiten,
solcher wie Blut oder Lymphe, können die Wasserlösungen
der Proteine verwendet werden.
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Eine
direkte und effiziente Methode zur Untersuchung der intermolekularen
Wechselwirkung, der Fluidität und der Polarisationseigenschaften
der Lösungen der Makromoleküle, einschließlich
der Proteinlösungen ist die Methode der Rayleigh-Lichtstreuung.
Die Methode ermöglicht es, direkt die Molekülmasse
M zu ermitteln. Dafür soll der Wirkungsquerschnitt der
Rayleigh-Streuung oder der Trübheit R90 in
mehreren Lösungsstärken C gemessen werden und
die ermittelte Abhängigkeit zu C = 0 dadurch extrapoliert
werden, dass der Wert CH/R90 wie Funktion
C verlegt wird. Die Neigung dieser Achse, die 2B gleich ist, ermöglicht
es, die zweite Virialkennziffer B zu berechnen. Der zweite Virialkoeffizient
charakterisiert den Grad der Abweichung des Verhaltens der Lösung
vom Idealverhalten und gilt als ein Maß der intermolekularen
Wechselwirkung in der Lösung. Für die Lösungen
von geladenen Proteinmolekülen ist die Einwirkung der Ladung
auf der Oberfläche des Moleküls auf sein Verhalten
in der Lösung bedeutend, unter anderem auf den Parameter
der intermolekularen Wechselwirkung. Das Entstehen der onkologischen
Erkrankung oder der Anfälligkeit zu dieser Erkrankung ist
das Ergebnis der Änderung der Oberflächenladung
auf den Proteinmolekülen. Mit der Ladungsabnahme schwächen
sich abstoßende Coulomb-Kräfte ab und die Anziehkräfte
fangen an, zu überwiegen. Das führt zur Änderung
des Werts und des Vorzeichens des Kennziffern B, sowie zur Bildung
der Molekülkomplexe, die eine größere
Masse als die einzelnen Proteine haben.
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Die
dynamischen Parameter der Rayleigh-Lichtstreuung werden mit Hilfe
des Verfahrens der Photonenkorrelation sowie der Fourier-Analyse
des Spektralbestands des Streulichts ermittelt. In diesem Verfahren wird
die Korrelationsfunktion der Fluktuation der Intensität
des Streulichts untersucht, was durch die Brownsche Bewegung der
Lösungsteilchen bedingt ist. Dabei können die
Kennziffern der Translationsdiffusion der Teilchen sowie deren hydrodynamischen
Radien ermittelt werden. Die Abhängigkeiten der Kennziffern
der Translationsdiffusion und des Streuparameters von der Konzentration
werden durch den gleichen Virialkoeffizient bestimmt. Die dynamischen
Parameter der geladenen Moleküle in Lösungen hängen
wesentlich von der Oberflächenladung des Proteinmoleküls
ab. Die onkologische Erkrankung führt zur Änderung
der Oberflächenladung der Proteinmoleküle des
Bluts. Das führt zur Änderung der Intensität
der Spektralkomponenten des Streulichts und deren Halbbreiten.
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Die
Entwicklung der onkologischen Erkrankungen hat das autokatalytische
Initialstadium. Dieses Stadium kennzeichnet sich durch die Bildung
der Freiradikalen-Zustände in der Lipidphase der Zellen
und Geweben. Diese Prozesse können sicher mit Hilfe der
Fluoreszenzanalyse mit der Anwendung der entsprechenden Sonden festgestellt
werden. Das Initialstadium der Aggregation der Proteine des Blutserums
kann auch im Rahmen der Untersuchung der Fluoreszenzpolarisation
unterschiedlicher Sonden, die mit Proteinen des Blutserums darunter
auch mit Chelaten verbunden sind, ermittelt werden.
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Bei
der Strahlung des Fluoreszenzvolumens, das die Lösung der
Proteinmoleküle enthält, mit linearpolarisiertem
Licht kommt Anisotropie der Fluoreszenz von Lösungsteilchen
vor. Die Rotationsdiffusion, die während der Lebensdauer
des Anregungszustands verläuft und die Richtung des Strahlungsdipols
des Phosphors ändert, kann den zu messenden Wert der Anisotropie
bis zu den Werten, die unter einem maximalen Wert liegen, mindern.
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Die
Proteinfluoreszenz wird durch die Aminosäurezusammensetzung
bestimmt und im UV-Bereich beobachtet. Im Zusammenhang damit werden
bei der Untersuchung der Proteine in Wasserlösungen extra
die Verbindungen gewählt, die während der Adsorption
auf der Oberfläche der Proteinmoleküle im sichtbaren
Teil des Spektrums fluoreszieren. Als solche Verbindungen werden
Fluoreszenzsonden oder Farbstoffe verwendet. Die Sonden verfügen über
einen großen Quantenausgang und fluoreszieren im sichtbaren
Teil des Spektrums. Dabei wird aus den Parametern dieser Fluoreszenz
die Information über die molekulare Beweglichkeit des Proteins
gezogen. Mit Hilfe der Sonden kann die Oberflächenladung
des Proteinmoleküls erforscht werden.
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Die
Erfindung wird anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
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1 das
Schema der angemeldeten Einrichtung,
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2 das
Schema des Lasermoduls,
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3 das
Schema der optischen Einheit,
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4 das
Schema des Moduls der Fotoempfangseinrichtung,
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5 das
einparametrische Histogramm der Kennziffern der intermolekularen
Wechselwirkung für drei Gruppen der Patienten (gesunde
Patienten, Risikogruppe, onkologische Kranken),
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6 die
Abhängigkeit der Kennziffern der Translationsdiffusion
vom pH-Wert für BSA-Wasserlösungen und γ-Globulin
und
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7 die
Ergebnisse der klinischen Untersuchung von gesunden und kranken
Patienten nach zwei Parametern.
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Die
Diagnostikeinrichtung (1) enthält ein Lasermodul
(1) und zwei Module der Fotoempfangseinrichtungen (2),
die starr auf der optischen Einheit (3) befestigt sind.
Die Signale der Fotoempfangseinrichtungen (2) gelangen
auf die Platine des Analog-Digitalumsetzers (4). Diese
Platine ist gleichzeitig die Platine, die für die Kommunikation
mit dem Rechner über die Übereinstimmungsplatine
sorgt, die auf der Hauptplatine des Rechners installiert ist. Die
Kontroll- und Steuerungsfunktionen für den Betrieb der
Einrichtung führt die Steuerungsplatine (5) aus.
Die Steuerungsplatine (5) wird von der integrierten Versorgung
(6) gespeist.
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Das
Lasermodul (1) (2) besteht aus einer Laserdiode
(7) und der Einspeisung und der Steuerung (8),
die für die Stabilität der Ausgangsstrahlung der
Laserdiode (7) und die Steuerung des Betriebs gemäß den Signalen
von der Steuerungsplatine (5) sorgen.
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Das
Modul der Fotoempfangseinrichtung (2) (3)
ist für die Ermittlung des Signals der Rayleigh-Streuung
und die Umwandlung auf ein Niveau geeignet, das für die
Sendung auf den analogen und digitalen Umsetzer (4) notwendig
ist. Er enthält eine Einheit der bildenden Eingangsoptik
(9), eine Fotoempfangseinrichtung (10), einen
rauscharmen Verstärker (11) und einen Normierungsverstärker
(12). Die Einheit der bildenden Eingangsoptik (9)
bildet die Wellenfläche der Streustrahlung, die das maximale
nützliche Signal auf der Fotoempfangseinrichtung (10)
liefert. Der rauscharme Verstärker (11) verstärkt
das empfangene Signal mit der minimal möglichen Verschlechterung
seiner Rauschparameter. Der Normierungsverstärker (12)
ist dafür geeignet, das Signal zu einem Wert zu verändern,
der es ermöglicht, den dynamischen Bereich des Analog-Digitalumsetzers
(4) optimal zu verwenden.
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Die
optische Einheit (1) (4) besteht
aus einem Licht-Trenn-Chevron (13), einer Küvetteneinheit (14)
und einer Einheit zur Bildung des optischen Kanals (15).
Die Küvetteneinheit (14) sorgt für eine
Befestigung der Küvette mit der zu untersuchenden Lösung
mit einer benötigten Genauigkeit im Bezug auf den Strahl der
Laserdiode (7) und der Eingangsaperturen der Fotoempfangseinrichtung
(10). Die Einheit zur Erzeugung des optischen Kanals (15)
sorgt für die Einstellung und Fixierung der Lage der Laserdiode
(7), der Fotoempfangseinrichtungen (10) und der
Elementen der bildenden Optik während des Messvorgangs.
Die Einheit zur Erzeugung des optischen Kanals (15) besteht
aus einer steifen Führungskonstruktion, auf welcher Blenden, Justiereinheiten
und Befestigungselemente aufgebracht sind.
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Der
Analog-Digitalumsetzer (4) sorgt für die Einschränkung
des Frequenzbands (Filtern) des zu analysierenden Signals, für
die Umwandlung des gefilterten zu analysierenden Signals aus der
analogen in die digitale Form, für die Speicherung der
Ergebnisse in seinem Pufferspeicher vor der Speicherung im internen Speicher,
für die Steuerung der digitalen Akkumulation des analysierenden
Signals, für die Sicherstellung des Protokolls der Übergabe
des Signals in den Rechner über die Übereinstimmungsplatine,
die in den ISA-Slot der Hauptplatine eingebaut ist. Die Platine
des Analog-Digitalumsetzers (4) ist in Form einer Leiterplatine
ausgeführt und hat eine Schnittstelle für den
Anschluss zum Rechner und hat zwei Ausgänge des analogen
Signals. Die Platine ermöglicht es, gleichzeitig 1048 Proben
zu speichern. Die Anzahl der Ladungen des Analog-Digitalumsetzers
beträgt 12. Die Platine des Analog-Digitalumsetzers (4)
kann im Modus der Akkumulation der Daten und im Modus der Datenübertragung
arbeiten. Sie enthält eine leitende Schaltuhr, den Pufferspeicher,
das Schema zur Umwandlung des Signals in die digitale Form, Pufferregister
für die Speicherung des höher- und niederwertigen
Bytes der Zahl für die Sicherstellung des Protokolls der Übertragung
in den Rechner.
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Die
Steuerungsplatine (5) ist für die Sicherstellung
der Funktion der Einrichtung im normalen Betriebmodus und im Not-Betrieb
zuständig. Sie gibt das Zyklogramm für die Ein-
und die Ausschaltung der Einrichtung, die Anzeige der Bereitschaft
oder die Nicht-Bereitschaft der Einrichtung zum Betrieb, die Kontrolle
der Funktionsfähigkeit der Funktionseinheiten der Einrichtung,
die Kontrolle des Zugangs und der Archivierung der Information über
den Zustand der Einrichtung, die Ausführung der Betriebsfunktionen
vor, wofür die Einrichtung mit dem externen Rechner über
eine Serienschnittstelle kommuniziert. Das Netzteil (6)
ist für das Umrichten der Eingangsspannung 220 V mit der
Frequenz von 50 Hz zu Gleichspannung mit den Parametern, die für die
optimale Funktion der Einrichtung sorgen, zuständig.
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Die
Funktionsweise der Einrichtung (1) beruht
auf dem Verfahren der Laser-Korrelations-Spektroskopie, das die
Leistungsspektren des quasielastischen Streulichts misst. Bekannt
ist, dass die Streuung des Lichts auf den Teilchen, die eine Brownsche
Bewegung beschreiben, durch die Vergrößerung der
Spektrumbreite der Ausgangsstrahlung – Diffusionsverbreiterung – begleitet
wird. Da die eigene Breite des Spektrums der Laserstrahlung sehr
gering ist, ist die Breite des Spektrums des Streulichts der Kennziffer
der Translationsdiffusion proportional. Der Koeffizient ist analytisch
mit der Größe der Streuteilchen nach der bekannten Stokes-Einstein-Beziehung
verbunden.
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Bei
einem polydispersen System, wenn die Teilchen mit unterschiedlichen
Diffusionskennziffern zur Streuung beitragen, geht die Aufgabe der
Ermittlung der Funktion der Verteilung der Streuteilchen nach der Größe
zur komplizierten mathematischen Verarbeitung der Experimentalspektren
zurück. Während der Verarbeitung soll eine schlecht
bedingte inverse Spektralaufgabe gelöst werden. Die Stabilität
der Lösung dieser Aufgabe wird mit Hilfe der mathematischen
Regelungsmethode erreicht. Die Verteilungsfunktionen der Streuteilchen,
die nach der Regelung ermittelt werden, werden in die Datenbank
für weitere statistische Mehrparameter-Analyse eingetragen.
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Es
wurde 5 ml Blut beim Patienten auf nüchternen Magen (am
besten drucklos) entnommen und (ohne Zugabe der Antikoagulaten)
in ein luftdicht verschließbares Reagenzglas eingefüllt,
wobei das Luftvolumen zwischen der Blutoberfläche und dem
Stöpsel 1 ml beträgt. 10 Reagenzgläser
werden in einem Thermostat mit einer Temperatur von 37°C
für 60 Minuten untergebracht. Nach der Entnahme der Reagenzgläser
aus dem Thermostat wurde der Inhalt in Gläsern verteilt.
Nach der Verteilung wird jedes Reagenzglas wieder luftdicht verschlossen.
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Dann
werden die Gläser mit Blut in Wasser mit einer Temperatur
von 5°C gebracht. Dann werden die Reagenzgläser
aus dem Kühlschrank entnommen und es wird der Inhalt jedes
Glases an den Wänden verteilt. Dann werden die Reagenzgläser
in eine Zentrifuge eingebracht. Das Zentrifugieren lief 30 Minuten
mit einer Beschleunigung von 1500 g. Dabei entstand ein Gerinnsel
in den Reagenzgläsern. Nach dem Zentrifugieren wird es
1,5 ml des Blutserums aus dem mittleren Teil jedes Reagenzglases
(über dem Gerinnsel) mit Hilfe einer Pipette entnommen.
Das Blutserum wird in eine luftdicht verschließbare Küvette
mit einem Volumen von 1,5 ml eingefüllt. Das Luftvolumen
in der Küvette soll zwischen der Oberfläche des
Blutserums und dem Stöpsel minimal sein. Bei der Entnahme
des Blutserums ist es wichtig, das Gerinnsel nicht zu berühren.
Nachher wird eine visuelle Qualitätskontrolle des entnommenen
Blutserums durchgeführt. Es soll durchsichtig sein, keine Suspension
(Trübe), keine medusenartigen Gebilden und keinen Film
auf der Oberfläche enthalten. Wenn das Blutserum diesen
Anforderungen nicht entspricht, ist es für den Test nicht
geeignet. Dann werden die luftdicht verschlossenen Küvetten
mit dem Blutserum in den Kühlschrank mit der Temperatur
von 5°C untergebracht. Das Blutserum bleibt im Kühlschrank
bis zum Test. Gleichzeitig werden viele Blutentnahmen getestet.
Die Zeit zwischen der Blutentnahme und dem Test soll 8 Stunden nicht überschreiten.
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Die
angemeldete Einrichtung, in welcher die kohärente Anregungsstrahlung
verwendet wird, und die Streustrahlung in der Wasserlösung
des Blutserums mit Hilfe der Methoden der Korrelationsspektroskopie, darunter
auch Methoden zur Analyse der integralen und dynamischen Lichtstreuung
analysiert wird. Die angemeldete Einrichtung sorgt für
eine Mehrparameter-Diagnostik der verbreiteten Erkrankungen, vor
allem onkologischer Erkrankungen durch die Ermittlung der statischen
und dynamischen Molekularparameter (Masse, Form, Kennziffern der
intermolekularen Wechselwirkung, Kennziffern der Depolarisation,
Kennziffern der Translations- und Rotationsdiffusion, Grenzviskosität
und hydrodynamische Radien). Im Unterschied zum nächsten
Analogon ermöglicht die angemeldete Einrichtung, gleichzeitig
statische und dynamische Parameter der Teilchen (Proteine oder deren
Aggregate) der Wasserlösung des Blutserums zu messen. Dabei
kann sowohl die Untersuchung (Screening) und die Beobachtung der
Behandlung (Monitoring) als auch die Auswahl der für die
Behandlung notwendigen Präparate und deren Dosen bestimmt
werden. Tabelle 1
| Gesunde
Patienten | Onkologische
Kranke |
| Nr. | R | M
(104) | B
(104) | R | M
(104) | B
(104) | Erkrankung |
| 1 | 1.12 | 7.5 | 3.5 | 7.14 | - | –1.7 | Gebärmutterhalskrebs |
| 2 | 0.8 | 30 | 1.0 | 5.14 | - | –0.65 | Gebärmutterkrebs |
| 3 | 0.7 | 20 | 5.8 | 4.2 | - | 0.00 | Gebärmutterhalskrebs |
| 4 | 0.6 | 3 | 4.0 | 2.0 | - | –0.5 | Gebärmutterkrebs |
| 5 | 0.9 | - | 5.3 | 1.4 | - | –0.8 | Mammakarzinom |
| 6 | 1.0 | 3 | 4.4 | 1.0 | - | -7.0 | Gebärmutterkrebs |
| 7 | 0.5 | 10 | 7.0 | 1.0 | - | –3.5 | Gebärmutterkrebs |
| 8 | 1.06 | 30 | 6.7 | 1.2 | - | –3.2 | Magenkrebs |
| 9 | 1.06 | 15 | 2.5 | 1.0 | - | –0.3 | Mammakarzinom |
| 10 | 1.06 | 50 | 0.4 | 1.9 | - | –4.0 | Mammakarzinom |
| 11 | 0.8 | - | 1.0 | 1.7 | 200 | 0.00 | Mammakarzinom |
| 12 | 1.7 | 20 | 3.5 | 1.7 | - | –4.0 | Gebärmutterkrebs |
| 13 | 2.3 | 20 | 5.0 | 3,5 | - | –0.2 | Speiseröhrenkrebs |
| 14 | 0.82 | 40 | 0.6 | | | | |
| 15 | 0.95 | 20 | 1.0 | | | | |
| 16 | 1.35 | 20 | 5.0 | | | | |
| 17 | 0.91 | 10 | 3.2 | | | | |
| 18 | 1.8 | 50 | 2.5 | | | | |
| 19 | 0.8 | 30 | 6.4 | | | | |
| 20 | 0.8 | 13 | 0,7 | | | | |
| 21 | 1.0 | 50 | 1.5 | | | | |
| 22 | 1.5 | 45 | 5.0 | | | | |
| 23 | 0.7 | 8 | 1.7 | | | | |
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Das
Rayleigh-Streuung-Verfahren wird für die Diagnostik von
Krebs verwendet. Es werden die relative Intensität der
integralen Rayleigh-Streuung R (unter Winkel 90° zum einfallenden
Strahl, die Masse der Streuteilchen M und der Koeffizient der intermolekularen
Wechselwirkung B gemessen. Es erwies sich, dass alle drei genannten
Parameter für die Lösungen des Blutserums von
gesunden Menschen und onkologischen Kranken sich bedeutend unterscheiden
(siehe Tabelle 1).
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Die
Werte B (siehe Tabelle 1) von gesunden und onkologischen Patienten
unterscheiden sich besonders stark. Bei den onkologischen Kranken
wird der Wert B negativ, und die Masse der Streuteilchen wächst. Bei
den nicht onkologischen Kranken unterscheiden sich die Werte B und
M wenig von den entsprechenden Parametern der gesunden Patienten. 5 zeigt
Histogramme der Kennziffer der intermolekularen Wechselwirkung B
für gesunde Patienten (16), für Risikogruppe
(17) und für onkologische Kranken (18).
Die Histigramme von gesunden Patienten (16) und onkologischen
Kranken (18) überschneiden sich fast kaum (5).
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Der
Koeffizient der Translationsdiffusion Dt,
der mittels der Methode der dynamischen Lichtstreuung mit Hilfe
des Korrelationsmessers Fa. Malvern für Proteine (19)
und γ-Globulin (20) ermittelt wurde, hängt
von der Oberflächenladung des Moleküls nichtlinear
mit einem Minimum im isoelektrischen Punkt ab (6).
Die Ergebnisse der klinischen Untersuchung der Gruppen der gesunden
Patienten (21), der Patienten aus der Risikogruppe (22)
und der kranken Patienten (23) nach zwei Parametern, die
das Verhältnis der Konzentrationen P von Albumin und Globulin,
sowie die Spektrumbreite von Albumin W kennzeichnen, unterscheiden
sich (7).
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Bei
der Umsetzung der Methode zur Fluoreszenzanalyse wird Phosphor aus
der Reihe der Naphtylaminsulfonsäuren als Sonde verwendet.
Diese Sonde verbindet sich nicht kovalent mit dem Protein. Sie fluoresziert
fast kaum im Wasser, aber sie fluo resziert intensiv, wenn sie mit
einem Proteinmolekül verbunden ist. Die niedrige Quantenausbeute
in der Wasserphase ermöglicht es, diesen Teil der Phosphorstrahlung
nicht zu berücksichtigen. Die Anisotropie oder der Polarisationsgrad
der Fluoreszenz gilt auch als ein Diagnostikparameter und dient
zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Diagnostik.
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Zusammenfassung
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Die
Erfindung betrifft ein Diagnostikverfahren, das die Zubereitung
der biologischen Flüssigkeit, die Diagnostik, das die Zubereitung
einer biologischen Flüssigkeit, die die Laserstrahlung
der Lösung und die Registrierung der physikalischen Eigenschaften
der Strahlung umfasst, die aus der Lösung der biologischen
Flüssigkeit ausgeht, um den Zustand des Patienten zu beurteilen,
wobei eine analoge und digitale Verwandlung des Signals sowie seine
Rechenverarbeitung während der Registrierung der physikalischen
Eigenschaften der Strahlung stattfindet, die aus der Lösung
der biologischen Flüssigkeit ausgeht. Eine Mehrparameter-Diagnostik
wird nach der Erfindung dadurch erreicht, dass als biologische Flüssigkeit
eine Flüssigkeit aus der Reihe Blutserum, Blutplasma und
Lymphe verwendet wird und mindestens einer der Molekular-Parameter
aus Intensität der Rayleigh-Streuung, Depolarisationsfaktor,
Masse und Form der Streuteilchen, Koeffizient der intermolekularen
Wechselwirkung, Kennziffer der Translationsdiffusion, Grenzviskosität
der Lösung, sowie hydrodynamischer Radius der Teilchen
registriert wird. Zudem wird eine Diagnostikeinrichtung zur Durchführung
des Diagnostikverfahrens und ein Verfahren zur Zubereitung von Blutserum
unter Schutz gestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - RU 2000027 [0004]
- - RU 2219549 [0006, 0006, 0007]