FI81211C - Method and apparatus for quickly determining the shape of cells or correspondingly in a stream - Google Patents

Method and apparatus for quickly determining the shape of cells or correspondingly in a stream Download PDF

Info

Publication number
FI81211C
FI81211C FI891550A FI891550A FI81211C FI 81211 C FI81211 C FI 81211C FI 891550 A FI891550 A FI 891550A FI 891550 A FI891550 A FI 891550A FI 81211 C FI81211 C FI 81211C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
channel
cells
shape
light
different directions
Prior art date
Application number
FI891550A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI81211B (en
FI891550A0 (en
Inventor
Pertti Puumalainen
Original Assignee
Acatec Ltd Oy
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 Acatec Ltd Oy filed Critical Acatec Ltd Oy
Priority to FI891550A priority Critical patent/FI81211C/en
Publication of FI891550A0 publication Critical patent/FI891550A0/en
Application granted granted Critical
Publication of FI81211B publication Critical patent/FI81211B/en
Publication of FI81211C publication Critical patent/FI81211C/en

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Description

1 812111 81211

Menetelmä ja laite solujen tai vastaavien muodon nopeaan määrittämiseen virtauksesta - Förfarande och anordning för snabb bestämning av formen pä celler eller motsvarande i en Ström.Method and apparatus for the rapid determination of the shape of cells or the like from a flow - Förfarande och anordning för snabb bestämning av formen pä Celler eller motsvarande i en Ström.

Biotekniikan eräs hyvin mielenkiintoinen alue on saada kasveja, sieniä, bakteereja jne. muokatuksi perimältään siten, että niihin saadaan tiettyjä haluttuja ominaisuuksia. Esimerkiksi joku mikrobi saadaan tuottamaan runsaasti haluttuja antibiootteja. Eräs paljon käytetty tekniikka on altistaa solu säteilylle tai mutaatioita aiheuttaville kemikaaleille. Menetelmillä saadaan todennäköisyyksillä 10”^ - 10"? haluttuja mutantteja, joita sitten voidaan tuottaa suuria määriä ja jalostaa edelleen.One very interesting area of biotechnology is to inherit plants, fungi, bacteria, etc., to give them certain desired properties. For example, a microbe is made to produce a large amount of desired antibiotics. One widely used technique is to expose the cell to radiation or chemicals that cause mutations. The methods yield, with probabilities of 10 "^ - 10"? The desired mutants, which can then be produced in large quantities and further processed.

Mikrobien kohdalla yksittäisten kantasolujen erotteluun pyritään laimentamalla niitä sisältävää liuosta, kunnes tietyssä tilavuudessa suurella todennäköisyydellä on vain yksi mikrobi. Tällöin päädytään käytännössä tilanteeseen, jossa noin puolet viljelyn käynnistykseen otetuista vakiotilavuuksista ei sisällä ollenkaan mikrobia ja viljemien tuottoteho alenee vastaavasti. Kasvisoluille laimennusmenettely ei sovellu, vaan solumassasta täytyy mikroskoopin avulla valita terveet halutut yksittäisso-lut erilliskasvatukseen. Jos nämä solut valitaan mikroskoopin levyltä mikropipetillä erilliskasvatukseen tiettyyn paikkaan elatuslevylle yksitellen, saavutetaan ehkä nopeus 1 solu minuutissa. Tällöin yhden ihmisen työaikaa kuluisi tuollaisen tyypillisen todennäköisyyden mukaan (10"5 - 10-6) vuodesta kymmeneen vuoteen. Automatisoimalla tekniikkaa osittain päästään nykyisin nopeuteen noin 5 solua minuutissa. Tällöin käytetään vielä ihmistä mukana suorittamassa puoliautomatiikan mukana solujen valintaa. Kehitteillä on tekniikkaa, joka muuttaa kuvan sähköisiksi signaaleiksi tietokonetta varten. Tietokone tekee näköhavaintojensa perusteella valinnan ja kääntää virtauksen hanalla haluttuun putkeen, josta edelleen haluttu solu kerätään automaattisesti yksittäiskasvatukseen. Tässä tekniikassa tulee rajaksi kameran kuvausnopeus ja toisaalta mikroskooppi ja nopea 2 81211 kamera tietojenkäsittelyineen on hyvin kallis ratkaisu. Mikroskooppi myös periaatteessa rajoittaa käytettyä aallonpituutta, koska se on tehty silmän näkemälle aallonpituudella, joka on vain osa optiikan lakeja noudattavasta sähkömagneettisesta säteilystä. Yleisenä toiminnan valvonta- ja arviointiperusteena erilaisissa biotekniikan fermentointiprosesseissa on tuotanto-liuoksen sisältämien solujen ja muiden partikkelien luonteen ja laadun tarkkailu. Täten seurataan mm. prosessissa käytettävien organismien elävyyttä ja erilaisten ei-toivottujen partikkelien esiintymistä. Tämä tehdään pienten kohteiden osalta mikroskoop-pisesti tietyin väliajoin otetuista näytteistä. Tässä kuvattu laitteisto mahdollistaisi jatkuvan seurannan, jolloin valvonta tehostuu ratkaisevasti.In the case of microbes, the aim is to separate the individual stem cells by diluting the solution containing them until there is a high probability that there is only one microbe in a given volume. In this case, in practice, a situation is reached in which about half of the standard volumes taken at the start of cultivation do not contain a microbes at all and the yield efficiency of the cultures decreases correspondingly. The dilution procedure is not suitable for plant cells, but healthy desired individual cells must be selected from the cell mass using a microscope for separate growth. If these cells are selected from the microscope plate with a micropipette for separate growth at a specific location on the medium, one may reach a rate of 1 cell per minute. According to such a typical probability (10 "5 - 10-6), the working time of one person would be from ten to ten years. Based on its visual observations, the computer selects and diverts the flow with a tap to the desired tube, from where the desired cell is automatically collected for single growth. wavelength used, because it is made to the eye at a wavelength that is only part of the electromagnetic radiation that complies with the laws of optics. the monitoring and evaluation criteria in the various fermentation processes of biotechnology are the monitoring of the nature and quality of the cells and other particles contained in the production solution. Thus, e.g. the viability of the organisms used in the process and the presence of various unwanted particles. This is done for small objects from microscopically taken samples at certain intervals. The hardware described here would allow for continuous monitoring, making control crucial.

Keksinnön tarkoitus saavutetaan menetelmällä ja laitteella, joiden tuntomerkit on esitetty vaatimuksissa.The object of the invention is achieved by a method and a device, the features of which are set out in the claims.

Tämän keksinnön tärkeimmät edut ovat vaiintaoptiikan halpuus verrattuna mikroskooppi-kamera yhdistelmään, ja näitä voidaan laittaa rinnakkain useita hyvin edullisesti, koska valolähteitä ja tietojenkäsittelyä voidaan yhdistää. Myöskään käytetty aallonpituus ei rajoitu ainoastaan näkyvälle alueelle, vaan voidaan käyttää myös sopivia aallonpituuksia IR- ja UV-alueilta, jolloin lajittelu helpottuu. Myöskin UV-alueilla saadaan terä-vämpiä optisia rajoja, koska aallonpituus pienenee.The main advantages of the present invention are the low cost of the optics optics compared to the microscope-camera combination, and several of these can be placed in parallel very advantageously, since the light sources and the data processing can be combined. Also, the wavelength used is not limited to the visible range, but suitable wavelengths from the IR and UV ranges can also be used, making sorting easier. Also in UV areas, sharper optical boundaries are obtained because the wavelength decreases.

Seuraavassa esitellään keksintö tarkemmin periaatekuvan 1 avulla. Kuva on huomattavasti suurennettu, koska solujen tai mikrobien halkaisijat ovat yleensä alueella 0,1 - 0,001 mm ja putken pituus/leveys-suhdetta on suurennettu siten, että pituutta on suhteellisesti suurennettu vähemmän kuin leveyttä.In the following, the invention is presented in more detail by means of the principle diagram 1. The image is greatly enlarged because the diameters of the cells or microbes are generally in the range of 0.1 to 0.001 mm and the length / width ratio of the tube is increased so that the length is proportionally increased less than the width.

Soluja sisältävä neste tulee säiliöstä paineen avulla kuvan oikeasta laidasta putkeen tai kameraan (2), joka on kuvan syvyyssuunnassa paksuudeltaan vakio ja leveyssuunnassa voi aina li 3 81211 kuvauspaikkojen välillä laajentua turbulenssin tehostamiseksi ja virtausvastuksen pienentämiseksi. Valo tuodaan putkeen valokaapeleilla (11), (12), (13) jne, valo mitataan vastakkaiselta puolelta hyvin viivamaisesti eli noin 1/10-osa mitattavien solujen minimihalkaisijasta esimerkiksi fotodiodilla (21),(22), (23) jne. Kun solu tulee ensimmäiseen kuvauspaikkaan (4) ja ohittaa sen saadaan valon intensiteetistä kuvan (31) mukainen signaali. Vastaavasti kun solu kulkee seuraavan kuvauskohdan (5),(6) jne. ohi saadaan varjosignaalit (32),(33) jne. solujen eri projektioista solun pyöriessä tilastollisesti. Kun signaaleja otetaan noin 10:ssä kuvauspaikassa ja signaalit digitalisoidaan, voidaan tietokoneella piirtää solun ääriviiva, ja tunnistaa se muodoltaan. Virtausnopeus saadaan määrättyä ulos-tulevasta virtauksesta monella eri tavalla esim. laskennallisesti kun mitataan virtausmassa aikayksikössä. Kun haluttu solu tai mikrobi saadaan tunnistettua, niin se ohjataan analyysika-navan jälkeen nopeasti toimivan hanan tai muun sellaisen avulla yksittäiskasvatukseen.The fluid containing the cells enters the container by pressure from the right side of the image into a tube or chamber (2), which is constant in thickness in the depth direction of the image and can always expand in the width direction between the 3 31211 imaging sites to enhance turbulence and reduce flow resistance. Light is introduced into the tube by optical cables (11), (12), (13), etc., the light is measured on the opposite side in a very linear manner, i.e. about 1/10 of the minimum diameter of the cells to be measured, for example by photodiode (21), (22), (23), etc. enters the first shooting location (4) and bypasses it, a signal according to Fig. (31) is obtained from the light intensity. Correspondingly, as the cell passes the next imaging point (5), (6), etc., shadow signals (32), (33), etc. are obtained from different projections of the cells as the cell rotates statistically. When signals are taken at about 10 shooting locations and the signals are digitized, a cell outline can be drawn on a computer, and its shape can be identified. The flow rate can be determined from the outgoing-outflow in many different ways, e.g. by calculation when measuring the flow mass in a unit of time. Once the desired cell or microbe is identified, it is directed to the individual culture after the analysis channel by means of a fast-acting tap or the like.

Menetelmä ei rajoitu esitettyihin solu- ja mikrobisovellutuksiin, vaan se voi vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.The method is not limited to the cellular and microbial applications disclosed, but may vary within the scope of the claims.

Claims (7)

1. Förfarande för att snabbt bestämma formen av celler eller motsvarande säsom mikrober i ett rör eller en kanal, igenom vilken dessa satts att ströirana vänligen medelst vatten eller nägot annat medium, kännetecknat därav, att pä ena sidan om kanalen finns ljussändare, frän vilka kommer när-raelsevis parallellt ljus, flera efter varandra (11), (12), (13) os.v. och pä raotsatta sidan i kanalens tvärriktning inten-sitetsmätare för linjeformat ljus som mäter en projektion frän statistiskt olika riktningar med hjälp av den förbipasserande kroppens skugga, och med hjälp av dessa frän olika riktningar erhällna projektioner bildas med en dator kroppens storlek och form, dä strömningshastigheten vid öppningen är känd.A method for rapidly determining the shape of cells or the like, such as microbes in a tube or channel, through which they are set to roam kindly by water or some other medium, characterized in that on one side of the channel there are light transmitters from which approximately parallel light, several in succession (11), (12), (13), etc. and on the opposite side in the transverse direction of the channel intensity meter for line-shaped light which measures a projection from statistically different directions by means of the shadow of the passing body, and with the aid of these projections obtained from different directions, the size and shape of a computer are formed, where the flow velocity at the opening is known. 2. Förfarande enligt patentkravet l,kännetecknat därav, att kanalen mellan mätpunkterna alltid i nägon män utvid-gas och gjorts sä, att den är i riktning av bildens djup en gravering, och ett lock ovanpä graveringen kan öppnas för tvättning, ifall kanalen blir tilltäppt.2. A method according to claim 1, characterized in that the channel between the measuring points is always extended to some men and made such that it is in the direction of the depth of the image an engraving, and a lid on top of the engraving can be opened for washing, if the channel becomes clogged. . 3. Förfarande enligt patentkravet 1, känne tecknat därav, att det synliga ljusets ytteromräden (UV- och IF-omrädena) användes, varvid man strävar att väljä en väglängd, där absorb-tionsskillnaden mellan cellen och det omgivande mediet är möjli-gast stor.3. A method according to claim 1, characterized in that the outer regions of the visible light (the UV and IF regions) are used, with the aim of choosing a path length, where the absorption difference between the cell and the surrounding medium is possible. 4. Förfarande enligt patentkraven 1-3, kännetecknat därav, att strömningshastigheten mätes statistiskt frän fördröjningen för de aritmetiskt olika mätpunkterna i kanalen och kalibreras under utnyttjande av kända kroppar.Method according to claims 1-3, characterized in that the flow rate is measured statistically from the delay of the arithmetically different measuring points in the channel and calibrated using known bodies. 5. Anordning för att snabbt bestämma formen av celler eller motsvarande säsom mikrober i ett rör eller en kanal (1), igenom vilken cellerna strömmar i ett medium säsom vatten, känne- t e c k n a d därav, att pä ena sidan om kanalen (1) finns ljus- II 7 81211 sändare (11-13), frän vilka koiraner i huvudsak parallellt ljus, flera efter varandra () , (12), (13) os.v. och pä motsatta sidan i kanalens tvärriktning intensitetsmätare för linjeformat ljus (21-23),som mäter en projektion frän statiskt olika riktningar med hjälp av den förbipasserande kroppens skugga, och med hjälo av dessa' frän olika riktningar erhällna projektioner bildas med en dator kroppens storlek och form, dä strömningshastigheten vid öppningen är känd.Device for rapidly determining the shape of cells or the like, such as microbes in a tube or channel (1), through which the cells flow in a medium such as water, characterized in that on one side of the channel (1) there is light - transmitters (11-13), from which coirans essentially parallel light, several in succession (), (12), (13), etc. and on the opposite side in the transverse direction of the channel intensity meter for line-shaped light (21-23), which measures a projection from statistically different directions by means of the shadow of the passing body, and with the aid of these projections obtained from different directions, is formed with a computer body size and shape, where the flow rate at the orifice is known. 6. Anordning enligt patentkravet 5, kännetecknad därav, att kanalen (1) utvidgar sig mellan mätpunkterna.Device according to claim 5, characterized in that the channel (1) extends between the measuring points. 7. Anordning enligt patentkravet 5 eller 6, kännetecknad därav, att kanalen (1) försetts med ett lock som kan öpp-nas för att underlätta rengöring.Device according to Claim 5 or 6, characterized in that the channel (1) is provided with a lid which can be opened to facilitate cleaning.
FI891550A 1989-03-31 1989-03-31 Method and apparatus for quickly determining the shape of cells or correspondingly in a stream FI81211C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI891550A FI81211C (en) 1989-03-31 1989-03-31 Method and apparatus for quickly determining the shape of cells or correspondingly in a stream

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI891550 1989-03-31
FI891550A FI81211C (en) 1989-03-31 1989-03-31 Method and apparatus for quickly determining the shape of cells or correspondingly in a stream

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI891550A0 FI891550A0 (en) 1989-03-31
FI81211B FI81211B (en) 1990-05-31
FI81211C true FI81211C (en) 1990-09-10

Family

ID=8528158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI891550A FI81211C (en) 1989-03-31 1989-03-31 Method and apparatus for quickly determining the shape of cells or correspondingly in a stream

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI81211C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10989661B2 (en) 2015-05-01 2021-04-27 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Uniform and scalable light-sheets generated by extended focusing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10989661B2 (en) 2015-05-01 2021-04-27 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Uniform and scalable light-sheets generated by extended focusing

Also Published As

Publication number Publication date
FI81211B (en) 1990-05-31
FI891550A0 (en) 1989-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8243272B2 (en) Systems and methods for detecting normal levels of bacteria in water using a multiple angle light scattering (MALS) instrument
US3946239A (en) Ellipsoidal cell flow system
AU739824B2 (en) A method and a system for determination of particles in a liquid sample
Gregory et al. Experiments on splash dispersal of fungus spores
KR102100197B1 (en) Continuous monitoring device of micro algae using flow cell
FI70481C (en) FOER FARING PROCESSING OF CELLVOLYMEN
US20050151968A1 (en) Systems and methods for continuous, on-line, real-time surveillance of particles in a fluid
KR20050002822A (en) Method for analysing liquids, in addition to a device therefor
Almomani et al. Monitoring and measurement of microalgae using the first derivative of absorbance and comparison with chlorophyll extraction method
EP0443700A2 (en) Method for counting living cells of microbes and apparatus therefor
CA1201963A (en) Method of concentrating and measuring unicellular organisms
FI81211C (en) Method and apparatus for quickly determining the shape of cells or correspondingly in a stream
CN106066320B (en) Seawater bacteria detection system based on multi-wavelength laser induced bacteria intrinsic fluorescence
Ding et al. A novel handheld high-throughput device for rapid detection of phytoplankton in ship’s ballast water
CA3023177A1 (en) A device for detecting algae concentration using first derivative of visible light absorbance
CN108801883B (en) Micro suspended particle flow optical detection mechanism and detection method
KR102159346B1 (en) Equipment for measurement of airborne microorganism and method thereof
CN111474142A (en) Method for detecting concentration of micro-plastic by using near-infrared 1550nm laser
Yang et al. A microfluidic system for viability determination of microalgae upon disinfectant treatment under continuous flow
IT1259750B (en) PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR MICROBIOLOGICAL ANALYSIS OF BIOLOGICAL SAMPLES IN SOLUTION
JP2734489B2 (en) Method and apparatus for counting microbial living cells
DE102010043131B4 (en) Apparatus and method for performing a non-contact measurement on the contents of a container
CN108414477A (en) Seawater chlorophyll a, phycocyanin and phycoerythrin parameter measuring apparatus and method
Sieben Characterization of the permeability of sealing tapes and development of a viscosity measuring technique in shaken reactors
RU2016407C1 (en) Method of determining total quantity of bacteria in milk

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: OY ACATEC LTD