HUT78074A - Készülék és eljárás szilárd anyag összegyűjtésére optikai analízis elvégzéséhez, gyűjtő elem szilárd anyag kiválasztására optikai analízis elvégzéséhez és eljárás folyékony közegben levő szilárd anyag analízisére - Google Patents

Description

Készülék és eljárás szilárd anyag összegyűjtésére optikai analízis elvégzéséhez, gyűjtő elem szilárd anyag kiválasztására optikai analízis elvégzéséhez és eljárás folyékony közegben levő szilárd anyag analízisére

A találmány tárgya készülék és eljárás szilárd anyag összegyűjtésére optikai 5 analízis elvégzéséhez, amely folyékony közegben jelen levő szilárd anyag összegyűjtését és elemzésének elvégzését biztosítja. Tárgya továbbá a jelen találmánynak az a gyűjtő eszköz, amelyet felhasználva a készülékkel együttműködve a szilárd anyag kiválasztása az optikai analízis elvégzéséhez szükséges mértékben és módon hajtható végre, valamint ugyancsak tárgya egy eljárás folyékony közegben levő szilárd anyag analízisére. A javasolt készüléknek belső teret korlátozó háza van, amely szilárd anyag összegyűjtésére szolgál és szerkezete az optikai analízis elvégzését lehetővé teszi.

Számos különböző analitikus technika egyik alapvető igénye az összetevők előzetes szétválasztása, különösen a szilárd anyag leválasztása folyékony közegből.

Ez egyike azoknak a kritikus elemeknek, amelyek nagy mértékben befolyásolják az adott eljárás használhatóságát folyékony közegben levő anyagok azonosítására. A laboratóriumok nagy többsége ma már felkészült az infravörös spektroszkópiás vizsgálatok elvégzésére, amelyek a karcinómás folyamatokban létrejövő sejtek jelenlétének megállapítására szolgálnak, de a technika nem alkalmas a szükséges jellemzőket mutató minták előkészítésére, ezért csak szűk körben terjedt el. A minta előkészítése során fellépő interferenciajelenségek a keresett sejtek azonosítását rendkívüli módon megnehezítik, olyannyira, hogy a vizsgálati eredmények megbízhatósága elfogadhatatlan mértékben lecsökken, illetve a megbízható eredmény elérésének költségei jelentős emelkedést mutatnak.

Hasonló helyzet figyelhető meg számos egyéb felismerési műveletet vagy diagnosztikai vizsgálatot igénylő területen, ide értve a környezeti vizsgálatokat, a sugárzásos kutatásokat, a rákos betegségek szűrését, a citológiai ellenőrzéseket, a mikro-2biológiai vizsgálatokat, a veszélyes hulladékok jelenlétének feltárását, de ezen túlmenően számos egyéb terület is megemlíthető.

Az ismert eljárások javítására való törekvések mindegyikénél komoly korlátot jelent, hogy folyékony közegtől, amely általában a hordozó közeg szerepét látja el, így lehet fiziológiai, biológiai vagy környezeti jellegű áramlás hordozója, a szilárd anyagokat és összetevőket megfelelő módon el kell különíteni, mégpedig könnyen és hatékonyan, majd az elkülönített frakciót ehhez szükséges koncentráció mellett a vizsgálat eszközét jelentő elektromágneses sugárzás hatásának kell kitenni. Az infravörös elemzéses technológia egyes források szerint különösen alkalmas a burjánzásos folyamatban keletkező sejtek és a normál állapotú sejtek megkülönböztetésére. A sejtek jellemző abszorbanciás hullámhosszakat mutatnak, amelyek mérésével az adott sejt jelenléte és típusa, minőségi állapota azonosítható. A minta előkészítésének folyamata során a vizsgálandó sejteket lassú folyamatban lehet csak a szövetektől vagy a testnedvektől elválasztani, ezután a sejtmintát hordozó támaszon infravörös sugárzási nyalábot bocsátanak át. Tipikus esetben a sejteket össze kell gyűjteni, majd támaszon, például mikroszkópos vizsgálatra szolgáló tárgylemezen meg kell festeni. Az összegyűjtés és az átvitel nagy felkészültséget igényel, még akkor is, ha a sejtek megfestése az infravörös technológiával végzett elemzés igényeit nem teljesíti.

A diagnosztikai célból végzett mikrobiológiai és/vagy citológiai vizsgálatok, különösen a klinikai patológia területén a diagnózis eredményeit a sejtek mikroszkóppal végzett elemzései alapján és más mikroszkópos elemzésekből nyert ismeretekre támaszkodva állapítják meg. A diagnózis pontossága és a megfelelően, adott esetben optimálisan értelmezhető minták előkészítése a minta megfelelő összegyűjtésének, és kialakításának függvénye.

A jelen találmány célja egy nem régen született felismerés hasznosítása, mégpedig annak, hogy elektromágneses sugárzással, különösen infravörös sugárzással az anyag összetevői azonosíthatók. így az infravörös sugárnyaláb többféle, szilárd anyagot hordozó támaszon vezethető át, például előre meghatározott pozícióban levő sejtmintát tartalmazó vizsgálandó anyagon. Amikor a sugárnyaláb a szilárd anyagon áthatol, az karakterisztikus hullámhosszon a nyalábban levő sugárzás egy részét abszorbeálja, az abszorbancia mérése pedig elvégezhető. A mérés és az eredményeként kapott jellegzetes abszorbanciára jellemző görbe a vizsgált szilárd anyag típusának és a mintában levő mennyiségének meghatározására alkalmas, a mérési eredmények alapján a molekuláris összetételre, illetve az anyagi minőségre szintén következtetni lehet.

-3Az elektromágneses sugárzással végzett vizsgálatok során azonban, mint említettük, megfigyelhető az eredmények jelentős mértékű függése a minta előkészítési módjától. Ezért találmányunk célja olyan gyorsan elvégezhető, egyszerű és költségkímélő megoldás biztosítása, amellyel ismételhető módon az elektromágneses sugárzásnak kitett szilárd anyag elemzéséhez szükséges mintát elő lehet készíteni.

A jelen találmány élesen elkülönül a mintaelőkészítés korábban alkalmazott tipikus technológiáitól. Az öntött vékonyréteges módszerben a mintát oldószerben oldják, a mintát tartalmazó oldatot cseppenként infravörös sugárzást áteresztő anyagú (KBr vagy CsI anyagú) ablakba adagolják, és az oldószert hagyják elpárologni, aminek eredményeként az ablakon vékony filmréteg keletkezik. A vékony filmréteget számos esetben az ablakról le kell választani és semleges anyagú szilárd támaszra kell helyezni, mielőtt infravörös sugárzás hatásának tennénk ki. A forró nyomott filmes technológiák esetén polimer anyagú mintákat nagy gondossággal két infravörös, például KBr vagy CsI anyagú sós lemez között megolvasztják, a két lemezt egymáshoz szorítják és így a közöttük levő anyagból vékony réteget készítenek el. Egy hasonló technikát jelent az, amikor folyékony közeget hoznak létre viszkózus folyékony minta összenyomásával, amikoris az összenyomás eredményeként kapilláris jellegű vékonyréteg keletkezik. A kálium-bromidos pelletet alkalmazó technikákban a mintát olyan szemcsenagyságú anyaggá őrlik, amely megfelelő eredményeket hoz, ez általában 1 pm körüli értéket jelent, majd az őrölt anyagot infravörös vizsgálatnál használt kálium-bromiddal fokozatosan összekeverik, ezzel homogén réteget képeznek és a por alakú keveréket nagy nyomás alatt pelletté alakítják át.

Kis koncentrációjú mintát pirolízises eljárásokkal is elő lehet készíteni, így folyékony desztillált anyagot száraz desztillációs termékké alakítanak át.

A fentiekben több ismert eljárásban mutattuk be az infravörös besugárzással végzett analízis során alkalmazásra kerülő minták előkészítését, amelyek mindegyikében a technológia bonyolult lépéseket igényel. Egy további problémát jelent, hogy a szilárd mintát ugyancsak szilárd anyagú támaszra vagy ablakra kell felvinni, amely kálium-bromidból, cézium-jodidból, üvegből, alumíniumból készülhet vagy azt higany felülete alkotja, és ezek az anyagok a minták egy részével kölcsönhatásba lépnek, ezzel az abszorbancia mért értékeit jelentősen befolyásolják.

A jelen találmány feladata olyan készülék és eljárás kidolgozása, amelynek segítségével detektálási, mennyiségi és/vagy minőségi elemzési, illetve vizualizálási célra elektromágneses sugárzással észlelhető szilárd anyag gyűjthető össze. A találmány szerinti eljárás és készülék különböző változatai mindenek előtt biológiai, fiziológiai és környezeti eredetű folyékony közegekből szilárd anyag leválasztására és a

-4kapott szemcsés anyag infravörös sugárzással végzett vizsgálatára alkalmasak. így például a találmány szerinti készülék a vizsgálat céljára szükséges mintát alkotó szilárd anyag összegyűjtése mellett megkönnyíti az elektromágneses sugárzással az összegyűjtött anyagon végzendő vizsgálat végrehajtását. Ennek megfelelően lehető5 vé teszi a gyors elemzés és azonosítás elvégzését.

Feladatunk olyan, minta összegyűjtésére, kiválasztására és előkészítésére, majd elemzésére szolgáló eszköz kialakítása, amely egy egységet képez. Ezért a találmány szerinti feladat megoldásával szükségtelenné válik a mintát hordozó szubsztrátum eddig nagy gondot okozó előkészítése, az ehhez szükséges szakember beállí10 tása. A találmány szerinti megoldások révén rövidebb idő, kisebb kiadás és alacsonyabb szintű felkészültség mellett lehet mintákat előkészíteni,

A találmány szerinti készülék és eljárás feladata továbbá a minta elkészítése során további könnyítéseket hozni, a friss és kezeletlen cellák, a módosítatlan cellák összegyűjtésével, amikoris vékony, egyenletes vastagságú szemcsés anyagból álló réteget alakítunk ki, amelynek vastagsága 40 pm körüli értéket is felvehet.

A kitűzött feladat megoldásaként optikai analízishez szükséges mennyiségű szilárd anyag összegyűjtésére szolgáló készüléket dolgoztunk ki, amelynek belső teret korlátozó háza van és a találmány értelmében lényeges, hogy a ház belső terében gyűjtési oldallal kialakított gyűjtő elem van elrendezve, a gyűjtő elemen sugárzási energia forrása és a gyűjtési oldal között kapcsolatot biztosító optikai csatorna van átvezetve. Különösen előnyös, ha a találmány szerinti készülékben a gyűjtő elemen első áramlási út van átvezetve, mellette második áramlási út van kialakítva, ahol az első áramlási út a gyűjtési oldalon átvezető áramlási pályaként, míg a második áramlási út a gyűjtési oldalt elkerülő áramlási pályaként van kiképezve. Ugyancsak előnyös az a megoldás, amikor a találmány szerinti készülékben a gyűjtő elemben szemcsés anyag átjutását megakadályozó szilárd első porózus közeg van elrendezve, az első porózus közeg az optikai csatornán át húzódó gyűjtési oldallal van kiképezve, ahol általában az első porózus közeget membrán alkotja.

Ugyancsak a találmány elé kitűzött feladat megoldását szolgálja az a készü30 lék, amely szilárd anyag összegyűjtésére szolgál és optikai analízis elvégzéséhez szilárd anyagot befogadó belső teret korlátozó házzal van kialakítva. A találmány értelmében a készülék elektromágneses sugárzás forrásával van ellátva, a ház belső terében gyűjtő elem és a belső térhez kapcsolódóan abszorbancia mérésére alkalmas mérőeszköz van elrendezve, továbbá a gyűjtő elem az elektromágneses sugárzás, például infravörös fény forrásától a mérőeszközig vezető optikai út mentén van elrendezve.

!

A találmány elé kitűzött feladat egy további megoldásaként szilárd anyag kiválasztását optikai analízis elvégzéséhez szükséges mértékben és módon biztosító gyűjtő elemet alakítottunk ki, amelynek lényege, hogy optikai csatornával ellátott porózus támaszon elhelyezett, szilárd anyagot előre meghatározott sűrűséggel előre meghatározott helyzetekben felhalmozó gyűjtési oldala van és elektromágneses sugárzással átjárható anyagból van kiképezve.

’ A szilárd anyagot leválasztó gyűjtő elem egy célszerű megvalósítási módjában szilárd támaszon elrendezett mélységi szűrőként van kiképezve, amelynek gyűjtési oldalát előnyösen membrán alkotja. Ez a membrán adott esetben mintegy 0,3 pm és mintegy 35 pm közötti nagyságú pórusokat tartalmaz.

Szintén a találmány elé kitűzött feladat megoldására folyékony közegben levő szilárd anyagon végrehajtandó analízis elvégzését biztosító olyan eljárást dolgoztunk ki, amelynek lényege, hogy folyékony közegből szilárd anyagot leválasztunk és a szilárd anyagot gyűjtési oldalon halmozzuk fel, majd a gyűjtési oldalon levő szilárd anya15 got elektromágneses sugárzás hatásának vetjük alá és az elektromágneses sugárzás hatása alatt levő szilárd anyag abszorbanciáját követjük és elemezzük. Ennek során célszerűen úgy járunk el, hogy a folyékony közegtől való elválasztáshoz és a szilárd anyag felhalmozásához a folyékony közeget gyűjtési oldallal kiképzett gyűjtő elemen vezetjük át, ezzel a szilárd anyagot szemcsés anyagként a gyűjtési oldalon felhal20 mozzuk és belőle a gyűjtési oldalon egyenletes vastagságú réteget képezünk.

Az elemzés megbízhatóságát javítja a találmány szerinti eljárásnak az a célszerű megvalósítási módja, amelynél a gyűjtési oldalon levő szilárd szemcsés anyagot infravörös sugárzásként előállított elektromágneses sugárzás hatásának tesszük ki. Ekkor lehetővé válik, hogy az elektromágneses sugárzás hatásának kitett szemcsés anyag abszorbancia jellemzőinek elemzésével a gyűjtési oldalon levő szilárd anyag anyagi minőségét és adott esetben mennyiségét is meghatározzuk.

Ugyancsak a találmány elé kitűzött feladat megoldásaként optikai analízis elvégzése során szükséges anyaggyűjtés végrehajtására javasoljuk azt az eljárást, amelynél a szilárd anyagot tartalmazó folyadékot a szilárd anyag felhalmozására al30 kalmas, a szilárd anyagot felhalmozó gyűjtési oldallal ellátott gyűjtő elemet befogadó és a szilárd anyagot a gyűjtési oldalon infravörös sugárzás hatása alatt tartó optikai csatornát tartalmazó gyűjtő készüléken vezetjük át és a szilárd anyag egy egyenletes vastagságú rétegét a gyűjtési oldalon lerakatjuk.

A találmány szerinti készülékek felhasználásakor, illetve a javasolt eljárások megvalósítása során a gyűjtési oldal vagy a szilárd támasz kezelésére nincs szükség, enélkül is a felhalmozott anyag az elektromágneses sugárzás hatásának a kívánt mót ·

-6don tehető ki. Ez is jelentős különbséget hoz az ismert infravörös spektroszkópiás módszerekkel szemben, amelyeknél a támaszt, adott esetben membránt a házból el kell távolítani, az anyagot megfelelő módon másik támaszra kell rögzítetten helyezni, például mikroszkópos tárgylemezre és ezután a támaszt tartóelemben előre kijelölt helyzetébe kell vinni, ott nagy pontossággal rögzíteni.

A találmány szerint javasolt készülékek könnyen szétszerelhetők, ezzel az anyagot felhalmozó, összegyűjtő közeghez hozzá lehet férni és így kiegészítő vizsgálatok végezhetők, ha ilyenekre szükség van. így például a cellákon elvégzett infravörös spektroszkópiás vizsgálat után a készüléket ki tudjuk nyitni, a sejteket tartalmazó membránt kiemelhetjük és ezután a sejteket mikroszkóp tárgylemezére vihetjük át vagy szükség szerint megmunkálhatjuk, velük kultúrát képezhetünk vagy hemolízist végezhetünk és így a további vizsgálatokhoz szükséges állapotra hozhatjuk az öszszegyűjtött sejteket.

Ugyancsak a találmány szerinti készülékek és eljárások alkalmazása során előnyös az, hogy az összegyűjtött mintát tartalmazó ház további modulokkal egészíthető ki, amelyek akár integrált akár leszerelhető kialakításúak és a folyékony közeg kezelését biztosítják. A folyékony közeg összegyűjtő modullal kezelhető, amelyhez az elhasznált anyagot eltávolító egység csatlakozik, vagy kromatográfiás modulba vihető, belőle minták sorozata hozható létre, vagy más eszközökbe vezethető. Ezek és a további modulok vagy kezelési eljárások olyan jellemzőket biztosítanak, amelyek a találmány szerinti készülékben előkészített mintának a kívánt jellemzőket biztosítják.

Az új eljárások közül számos, így az immunocitokémiás és a képelemzéses eljárások végrehajtása során a vizsgálandó sejteket kromofór közegekkel kell kezelni, belőlük fényt abszorbeáló vagy emittáló mintát lehet kialakítani, de ennek során olyan műveletekre van szükség, amelyeket reprodukálható módon gyorsan, a környezetre, az élővilágra gyakorolt veszélyek nélkül és alacsony költségek mellett kell elvégezni. A találmány szerint javasolt és szilárd anyag előkészítésére szolgáló eljárások során a nem egyenletes anyageloszlás, a változó anyagsűrűség elkerülhető, a minta előkészítése során szükséges nagy számú lépés miatt eddig bekövetkezett mintaveszteségek nem lépnek fel. A jelen találmány szerinti előkészítési műveletek eredményeként a szilárd összetevő igen jó morfológiás jellemzőket mutat, könnyebben vizualizálható és a fény abszorbanciájára támaszkodó elemzéshez szükséges helyzetbe jól átvihető anélkül, hogy magát a mintát további manipulálásoknak vagy előkészítő műveleteknek kellene alávetni.

A találmány értelmében javasolt megoldások a hagyományos mikrobiológiai és hematológiai műveletek szempontjából számos előnyt mutatnak. Az összegyűjtött sej• · « ·· • · · ·

-7tek egy adott területen belül besugárzó fényforrás számára jól hozzáférhetők és a szórt fényt az abszorbancia mérésére szolgáló mérőeszköz könnyen követi. Mivel a sejtek egyetlen vékony rétegben koncentrálódnak, gyakorlatilag egyetlen fókuszsíkban halmozódnak fel, így a más részecskékkel létrejövő interferencia jelenségek meg5 szüntethetők vagy korlátozhatók, és lényegében szükségtelenné válik műszaki szakember közbeiktatása, a mérési eredmények pontos leolvasása könnyen elvégezhető. A találmány szerinti elveknek megfelelően kialakított készülékek alkalmazása során ezért automatizált berendezések is használhatók, amelyek egy adott populáción belül a szilárd anyag feltárására és összetételének elemzésére szolgálnak. Egy további előnyt jelent az a tény, hogy az összegyűjtött szilárd anyag pontos kémiai összetételét megállapító elemzés elvégezhető.

A találmány szerinti készülékben, illetve eljárásban az összegyűjtött anyag részei nem fedik át egymást, ezért az anyag teljessége könnyen ellenőrizhető, alig áll fenn annak a lehetősége, hogy a vizsgálandó anyag vastagsága vagy a szennyezés15 nek tekinthető összetevők jelenléte miatt a keresett szilárd anyag jelenlétére vonatkozó hibás mérési eredmény adódjon.

A találmány tárgyát a továbbiakban példaként! kiviteli alakok kapcsán, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az

1. ábra: a jelen találmány szerinti, szilárd anyag összegyűjtésére alkalmas készülék egy előnyös kiviteli alakjának perspektivikus nézete, a

2. ábra: a jelen találmány szerinti, szilárd anyag összegyűjtésére alkalmas készülék egy előnyös kiviteli alakjának robbantásos nézete, a

3. ábra: a jelen találmány szerinti, szilárd anyag összegyűjtésére alkalmas, gyűjtési oldallal kialakított gyűjtő elemet tartalmazó készülék egy előnyös kiviteli alak25 jának perspektivikus nézete, a

4. ábra: a jelen találmány szerinti, szilárd anyag összegyűjtésére alkalmas készülék egy előnyös kiviteli alakjának robbantásos keresztmetszeti nézete, az

5. ábra: a találmány szerinti készülék kimeneti tartományának keresztmetszete, amelyen a vizsgálandó anyag áramlási útját és a folyékony közeg áramlását mu30 tatjuk be, a

6. ábra: gyűjtő edénybe szerelt készülék és tűjének keresztmetszete a találmány szerinti készülék egy előnyös megvalósításánál, míg a

7. ábra: a jelen találmány szerinti gyűjtő és detektáló rendszer egy előnyös megvalósítási módjának vázlata.

A jelen találmány szerint olyan készüléket hoztunk létre, amelynek háza, elemzésre kerülő anyagot befogadó, a házban elrendezett gyűjtő eleme és optikai

-8csatornája van, amely kapcsolatot biztosít az anyagot besugárzó energiaforrás és a gyűjtő elem között.

A találmány szerint olyan készüléket is elkészítettünk, amely a mintának az elemzéshez szükséges energiával történő besugárzáshoz való előkészítését biztosít5 ja, ennek gyűjtési oldala van, amelynek anyaga alkalmas az összegyűjtött vizsgálandó anyag abszorbanciájára jellemző adatok megállapítására.

Ugyancsak a találmány tárgya az az eljárás, amelynek értelmében folyékony közeget, például biológiai, fiziológiai vagy környezeti folyékony közeget összegyűjtünk, belőle a vizsgálni kívánt szilárd anyagot leválasztjuk, de ehhez centrifugálást nem alkalmazunk, majd az anyagot megfelelő formájú energiával történő besugárzás alapján diagnosztikai és ellenőrzési vizsgálatoknak vetjük alá.

A találmány szerint olyan eljárást is megalkottunk, amelynek segítségével ház belső terében elrendezett gyűjtő elemmel vizsgálandó anyag egy adagját halmozzuk fel, majd az összegyűjtött anyagot a 7. ábrán látható módon sugárzó energia 41 for15 rásából származó nyaláb hatásának vetjük alá, mégpedig célszerűen ugyancsak a burkolatot jelentő ház belső terében. A sugárnyalábnak az összegyűjtött anyaggal megváltoztatott részét 40 mérőeszközzel, például abszorbanciát követő műszerrel rögzítjük. A találmány szerinti eljárás végrehajtását kiegészíthetjük annak ellenőrzésével, illetve mérésével, hogy az összegyűjtött anyag a sugárzási energiát milyen mértékben abszorbeálja, ebből a célból az anyag jellegzetes abszorbancia görbéjének felvételére és/vagy azonosítására alkalmas eszközt alkalmazunk, amely adott esetben az összegyűjtött minta összetételének meghatározását is biztosíthatja.

A találmány szerinti eljárás automatizálható, vagyis találmányunk felöleli azt az eljárást is, amelynek segítségével egy adott folyékony közegben egy előre meghatá25 rozott szilárd anyag jelenlétét és/vagy mennyiségét mérhetjük.

A találmány hasznosítása során különösen előnyösen alkalmazható egy olyan összeállítás, amelyben sorozatként a gyűjtő elem befogadó részeket tartalmaz, hozzá folyékony közeg mintáját tartalmazó edény tartozik, benne szivattyú biztosítja a folyékony közeg átáramlását a sorozatba rendezett gyűjtő elemeken.

A találmány szerinti megoldások egy célszerű továbbfejlesztését jelenti az, amikor a gyűjtő elem a folyékony közegben levő szilárd anyagokat összegyűjti, azokat előre kijelölt helyzetben koncentrálja és belőlük előre megadott vastagságú réteget képez. Ennek megfelelően a szilárd összetevőket könnyen és reprodukálható módon az elektromágneses sugárzás hatásának lehet kitenni, aminek eredményeként a be35 fogott szilárd anyag összetevői mennyiségükben és minőségükben azonosíthatók.

-9A találmány szerinti megoldások értelmezésében folyékony közegnek tekintjük mindazokat a fluid anyagokat, amelyek egy adott összetevő összegyűjtésére alkalmasak és így azokat azonosság vagy jelenlét meghatározására szolgáló mérésekhez előkészíti. A folyékony közeg kijelölt komponense általában szilárd, különösen szem5 esés anyag vagy készítmény. így például a folyékony közeg lehet levegő vagy gáz, emellett biológiai folyadék, mint vizelet vagy hasonló is szóba jöhet és a vizsgálat célja például a biológiai közegben rákos sejtek vagy meghatározott proteinek jelenlétének kimutatása. Egy másik példa szerint a szennyező összetevők anyagi minőségét kell meghatározni, amikor a vizsgálat célja a molekuláris szennyezők jelenlétének észlelése és mennyiségi meghatározása, továbbá minőségük azonosítása, például az elektronikai iparban felhasznált kivételesen tiszta vízben. A folyékony közegek további példái lehetnek az előbb nem említett testnedvek, mint a vér, a gerincfolyadék, az amnionfolyadék, a tüdőváladék, a köpedék, az injekciós tűvel felszívott anyag, továbbá a talajvíz, az ipari megmunkáló fluid közegek, az elektronikus vagy orvosi dialízises folyadékok, a sor sokáig folytatható. A találmány szerinti eszközök és eljárások nem korlátozhatók egy meghatározott típusú folyékony közegre vagy a fluid anyagok néhány kijelölt típusára.

A továbbiakban szilárd anyagként mindazokat az anyagokat fogadjuk el, amelyek folyékony közegben előfordulnak és alkalmasak sugárzásos energiaforrásból származó energia összegyűjtésére, ennek hatására változást mutatnak. Néhány nem korlátozó jellegű példája az ilyen anyagoknak lehetnek a sejtek, a sejtfragmensek, a proteinek, a molekulák, a polimerek, gumik, stabilizálók, antioxidáns összetevők, a gyorsító összetevők, a szilikonok, az alkidok, a tiokolok, a paraffinek, a hőre lágyuló műanyagok, a baktériumok, a gombaölő szerek és a gyomirtók. A műanyagok között sorolhatjuk fel a polietilént, a polipropilént, a poliizobutilént, a poliakril-nitrilt, a polietilén-glikolt, a polivinil-kloridot, a polisztirolt, a poliszulfidokat, a polimetil-metakrilátot, a polietilén-tereftalátot, a biszfenol A jelű anyagot (az egyik leggyakoribb környezeti szennyezőt), az etil-cellulózt, a nitro-cellulózt, a poliuretánt és a nylont. A biológiai anyagok között meg kell említeni a karcinogén sejteket, ide értve a metasztázisos és normál állapotú rákos sejteket, a proteineket, a nukleinsavas antitesteket vagy a hasonlókat. Megismételjük azonban, hogy a találmány szerinti eljárás és készülék felépítésében a feldolgozandó anyag típusa másodrendű szerepet játszik.

A találmány értelmében olyan sugárzó elektromágneses energiát használunk, amelyet szilárd anyag nem tud abszorbeálni, ide értve az infravörös sugárzást, a kö35 zeli infravörös sugárzást, a látható sugárzást és a közeli ultraibolya sugárzást. így például az elektromágneses energia felhasználható az adalékanyagok struktúrájának,

- 10sztereokémiái jellemzőinek, típusainak, a kopolimer jelenlétében a degradációs folyamat mértékének meghatározására, de lehetőséget nyújt a lánc hosszának, irányítottságának, kristályosítási fokának, a szén és hidrogén közötti összehúzódási tartomány kijelölésére, ahol lehetőség nyílik az egyes molekulák abszorpciójának mérésé5 re, a minták összetételének meghatározására, például a kijelölt sejtek, proteinek, molekulák vagy polimerek összetevőinek kijelölésére. A jelen találmány tárgya szerint ' felöleli mindazokat az energiaformákat, amelyeket szilárd anyag anyagi minőségének meghatározására és/vagy mennyiségének megállapítására használni lehet.

A fentiek értelmében a kapcsolattartás, a közlekedés vagy hasonló jelentése szerint a rendszeren való folyadékáramlás útjának biztosítását jelenti, amit a szakember jól ismer. A kapcsolattartás egy jól ismert lehetőségét a szintkülönbség fenntartása adja.

A találmány szerinti készülékek, eszközök és eljárások segítségével olyan fo, lyékony közegek és azokban levő szilárd anyagok dolgozhatók fel, amelyek sugárzó energiával szemben érzékenyek. Igy például a vizeletben levő rákos cellák például úgy azonosíthatók, hogy megállapítjuk az összegyűjtött cellák infravörös sugárzásra adott válaszára jellemző abszorbancia lefutását.

A találmány értelmében olyan assay jellegű vizsgálatokra szolgáló modult, illetve készüléket is kidolgoztunk, amelyhez ház, legalább egy folyadékáramlási utat meghatározó beömlés és kiömlés tartozik, a legalább egy folyadékáramlási út a házon át vezet és a házon belül a folyadékáramlás útjában gyűjtő elem van elrendezve. A találmány értelmében a gyűjtő elemnek gyűjtési oldala van. A gyűjtési oldal sokféle módon elrendezhető, mint arról még a továbbiakban szó lesz, az ezt tartalmazó modulhoz olyan optikai csatorna tartozik, amelyen át a sugárzó energia forrása, például infravörös jeladó és a gyűjtési oldal után elrendezett, az abszorbanciát megállapító mérőeszköz között optikai kapcsolat hozható létre.

A továbbiakban az ábrákra támaszkodva írjuk le a találmányt.

Az 1. ábra a találmány szerinti készülék egy tipikus modulszerű kialakítására ad példát, ahol minden modulhoz 10 ház, 11 beömlés, 12 kiömlés és 13 gyűjtő elem tartozik (lásd a 3. és 7. ábrán is). A 10 ház 11 beömlése előtt elektromágneses sugárzás 41 forrása, például infravörös lámpa, 12 kiömlése után 40 mérőeszköz van elrendezve.

A 2., 3. és 4. ábrán assay jellegű vizsgálatokra szolgáló modult, illetve szilárd anyagot felhalmozó gyűjtő elemet mutatunk be, amelynél szintén 10 házhoz 11 beöm35 lés és 12 kiömlés tartozik. A 10 házon belül 18 kamra van, míg a 11 beömlés és a 12 kiömlés között a 10 házon átvezető legalább egy folyadékáramlási út jelölhető ki. Itt is

-11 — gyűjtő elemet használunk, amelynek 14 gyűjtési oldala a vizsgálandó anyag felhalmozására szolgál és az a folyékony közeg áramlási útjában rendezhető el, célszerűen a 14 gyűjtési oldal a 11 beömléssel közlekedik. A 13 gyűjtő elem a találmány szerinti készüléken belül alapvetően arra szolgál, hogy a folyékony közeget két áramlási ágra bontsa fel, ahol 21 első áramlási út a 14 gyűjtési oldalon vezet át, míg 22 második áramlási út a 14 gyűjtési oldalt megkerülően jelölhető ki.

Egy célszerű megvalósítási módnál a találmány szerinti készülékben olyan 13 gyűjtő elem van, amelyben 23 első porózus közeg szolgál a szilárd anyag áthatolásának megakadályozására, míg 24 második porózus közeg segítségével a folyékony közeg átvezetése biztosítható. A 24 második porózus közeg szükség szerint alkalmas lehet arra is, hogy segítségével a folyékony közegből a szilárd anyagot kiválasszuk, ami az adott célra szolgáló vizsgáló készülék szükségleteinek megfelelő megoldást jelent. Igen célszerű a találmány szerinti készüléknek az a kiviteli alakja, amelynél a 23 első porózus közeg a szilárd anyag befogására és összegyűjtésére szolgál, segítségével különösen célszerű módon a szilárd anyagból egyenletes vastagságú, célszerűen egyetlen réteg hozható létre. Egy további célszerű megvalósításnál a 24 második porózus közeg alátámasztásként szolgál, a 23 első porózus közeg ezen helyezkedik el.

A 13 gyűjtő elemben 15B optikai csatorna van kiképezve, amelyen át az elektromágneses sugárzás a 24 második porózus közeg érintése nélkül képes a 23 első porózus közegre hatni. A 15B optikai csatorna folytatását a 10 házon átvezető, a 11 beömlésben kiképzett 15a optikai csatorna, illetve a 12 kiömlésen átvezető 15c optikai csatorna jelenti. így olyan sugárzási út jön létre, amelyen át a vizsgált eszközt jelentő elektromágneses sugárzás a szilárd anyaggal kapcsolatba tud lépni. A 3. ábrán látható módon a 15B optikai csatorna lyuk vagy hasonló csőszerű alakzat, amely a 24 második porózus közegen vezet át, így például egy középponti nyílást alkot.

A 23 első és a 24 második porózus közeg a fentiekben leírt feltételeket teljesítő módon többféle helyzetben rendezhető el. A szakember számára nyilvánvaló, hogy a 13 gyűjtő elem kialakítása sokféle lehet, elhelyezését szakember köteles tudására támaszkodva úgy választja meg, hogy ezzel a szükséges eredmény elérésének feltételeit biztosítsa. A 23 első és a 24 második porózus közeg egymástól térben elválasztva helyezhető el, de adott esetben hasznos lehet egymásra rétegezett kialakításuk is. Egy másik lehetőség szerint a 23 első porózus közeget egy testként készíthetjük el a 24 második porózus közeggel, vagy abból kivehető elemet alkot. A 13 gyűjtő elem egy további lehetőség szerint nagyobb sűrűségű, az említett 23 első porózus közeg funkcióját ellátó részből és egy kisebb sűrűségű, az ugyancsak említett 24 má• «

-12sodik porózus közeg feladatainak ellátását biztosító részből tevődhet össze. Ezek a különböző konfigurációk a megoldandó feladatnak megfelelően választhatók, az adott esetben szükséges változat meghatározása szakember köteles tudásához tartozó feladatot jelent.

A találmány szerinti készülék egy célszerű megvalósítási módjánál a 23 első porózus közeget polikarbonát alapú membránként, míg a 24 második porózus közeget mélységi szűrő elemként készítjük el.

A 23 első és a 24 második porózus közeg egymástól eltérő típusú anyagokból épülhettél. Az US-A 5,301,685 Isz. US szabadalmi leírás különböző porózus közegeket ismertet, amelyek a találmány feladatának megoldásában hasznosak lehetnek, és amelyeket szakember köteles jól ismerni. Bár a polikarbonát alapú membrán a szilárd anyagok összegyűjtésére szolgáló, a jelen találmány szerinti eljárásban különösen hasznos, de az elektromágneses mérési folyamatot nem befolyásoló egyéb anyagú membránok vagy elválasztó rétegek szintén alkalmazhatók. így például a polikarbonát anyagú membránok mellett a porózus membránok más változatai, például a cellulóz vagy nylon anyagú membránok szintén megfelelőek, mivel anyaguk az infravörös spektroszkópiás vizsgálat eredményeit nem befolyásolják. A folyékony közegek szűréses vizsgálatára igen jól használható például a Pali BioSupport Division cég (a Pali Corporation része) leukocitákat visszatartó LEUCOSORB elnevezésű terméke. Ugyanez a cég készíti a BIODYNE A jelű membránokat, amelyek alapját módosulatián nylon jelenti, felületi rétegében 50 % amin- és 50 % karboxilcsoportot tartalmazó anyag van, amelynek izoelektromos pH-értéke 6,5. Ugyanígy megfelel a BIODYNE B nevű készítmény, amely felületileg módosított nylon, ahol a felületen nagy sűrűségben erősen kationikus kvaterner termékek vannak, és ezért a dzéta potenciál értéke pH > 10 esetben pozitív. A BIODYNE C jelű termékkel szintén kedvező eredményeket lehet elérni. Ennek anyaga felületileg módosított nylon, amelynek felületére az anionos karboxilcsoportok nagy sűrűsége (így a dzéta potenciál pH > 3 szinthez képest negatív értéke) jellemző; de említhető a kis proteintartalmú 66 nylon anyagú LOPRODINE márkanevű membrán, amelynek mikroporózus struktúrája jelentős mértékben szabályozott. Ebben a struktúrában folyadékok gyors és hatékony átengedését biztosító nagy üres terek vannak, ahol a mikrorészecskék visszatarthatok, és amelyből sejtelválasztásra, illetve baktériumsejtek vizsgálatára szolgáló immunológiai assay rendszerek készíthetők. Egy különösen célszerű megvalósítási módnál a találmány szerinti készülék 23 első porózus közege polikarbonát membránt alkot, amely a sejteket nem engedi át, mozgásukat akadályozza. A polikarbonát anyagú membránok ke-13 reskedelmi forgalomban beszerezhetők, utalunk itt a Nucleopore cég termékeire, amelyeket a szakemberek jól ismernek.

A 13 gyűjtő elem mélységi szűrője lényegében a 24 második porózus közegből áll. Ez a közeg folyékony közegnek utat ad, így 22 második áramlási út jön létre és egyúttal biztosíthatja a 23 első porózus közeg alátámasztását, megfogását. A 24 második porózus közeg, mint mélységi szűrő polipropilénből vagy nagy sűrűségű polietilénből, például Porex márkanevű porózus műanyagból készülhet, de erre a célra egyéb, a 23 első porózus közeg alátámasztására alkalmas egyéb anyagok is jól használhatók.

Az 1. és a 6., továbbá a 7. ábra azt mutatja be, hogy a 10 háznak a 11 beömlési körbevevő olyan 16 első tartománya van, amelyben csatlakozóként kialakított rész helyezhető el, és amely egyúttal alkalmas tárolóhoz vagy tartályhoz való kapcsolódás biztosítására, de szükség szerint 32 tűként vagy kanülként készíthető el. A 10 háznak a 12 kiömlést meghatározó része 17 második tartományként képezhető ki, amely szintén csatlakozót vagy 30 szivattyúhoz kapcsolódó elemet tartalmazhat, például dugattyút vagy hasonlót.

A porózus anyagú membrán pórusainak méretei általában mintegy 0,22 pm-től nagyjából a 8 pm-ig terjednek, a leggyakrabban használt tartományt a mintegy 1 pm-től a 6 pm-ig terjedő értékek jelentik, amelyből a legelőnyösebbnek a kb. 2 pm-es méretes nagyság bizonyult, mivel ilyen méret mellett a legalább 3 pm nagyságú cellák hatékonyan feltartóztathatok. A membrán utat enged a folyékony közeg áramlásának, az áthalad rajta, míg a folyadékban szilárd összetevőként jelen levő 20 szemcsés anyagot visszatartja. A 24 második porózus közeg szintén alkalmas a folyékony közeg átengedésére és szintén felhasználható a 20 szemcsés anyag kiválasztására. A 24 második porózus közegnél általában mintegy 5 pm és mintegy 60 pm közötti nagyságú pórusokat tekintünk előnyösnek, amelyből a mintegy 15 pm és mintegy 45 pm közötti méretek különösen célszerűek és a legjobb eredményeket a nagyjából 35 pm körüli nagyságú pórusokkal tudtuk elérni.

A találmány szerinti készülék egy újabb kiviteli alakját a 6. ábra mutatja, amelynél a 10 ház assay jellegű modult vagy anyaggyűjtő elrendezést alkot, amely 31 gyűjtő edény felső részében van elrendezve, hozzá a 30 szivattyú tartozik, amely a modulon keresztül a folyékony közeg áramlását fenntartja. A 31 gyűjtő edény lehet mintavevő pohár vagy hasonló, míg a 30 szivattyú dugattyúval vagy más olyan alkatrésszel van kiképezve, amely biztosítja a folyékony közeg mozgatását. A 6. ábrán látható módon akár a 31 gyűjtő edényben, akár a modulban 32 tű, esetleg kanül helyezhető el, vagy ehhez hasonló eszköz, amellyel a folyékony közeg a 31 gyűjtő

-1499 *»

Ο 99 edényből a 10 házba vezethető át. A találmány szerinti készülék egy előnyös megvalósításánál a 32 tű hossza mentén sok helyen 33 perforációt tartalmaz, így a 31 gyűjtő edényben a folyékony közeg különböző szintekről vezethető el.

A 10 ház, mint assay jellegű modul minden olyan elrendezésben létrehozható, amelynél a folyékony közeg a gyűjtő elem mentén vagy anyagán át tud haladni. így egységes szerkezet is létrehozható. Mint az ábrákon látható, a 10 ház ebben az esetben két részből áll, ahol a 16 első tartományt és a 17 második tartományt alkotó részek egymástól szétválaszthatok, de minden részen át a 13 gyűjtő elemhez célszerűen hozzá lehet férni.

A folyékony közegnek a találmány szerinti készüléken történő átáramoitatását célszerűen úgy biztosítjuk, hogy közege és rendeltetési helye között nyomáskülönbséget tartunk fenn. A nyomáskülönbség biztosításának és fenntartásának eszközei önmagukban véve jól ismertek, így például a 10 ház bemeneti oldalán, adott esetben a 31 gyűjtő edénynél nyomást gyakorlunk a rendszerre, és egyidejűleg a rendszerben, a kimeneti oldalon, a 10 ház 12 kiömlésénél nyomáshiányos állapotot biztosítunk. Egy további lehetőség szerint szivattyút iktatunk be, például a Genex Corporation termékeként forgalomba került üveggyapotos szűrő berendezést, gravitációs szintkülönbséget biztosítunk, szükség szerint rugalmas, összenyomható anyagú tartályt alkalmazunk, például mintát befogadó részegységet, amelynek összenyomásával a benne levő folyékony közeg az anyaggyűjtő részen át a kiömléshez kényszeríthető. Ugyancsak előnyös az a megoldása a találmány szerinti készüléknek, amelynél injekciós fecskendő szolgál a folyékony közegnek a 31 gyűjtő edényből a 10 házba való juttatására.

Amikor a folyékony közeg a 10 házon halad át, átáramlik a 14 gyűjtési oldalon és a 13 gyűjtő elemen, mint az az 5. ábrán látható. A szakember számára nyilvánvaló, hogy a porózus anyagú membrán és a hozzá tartozó mélységi szűrő pórusnagyságának az összegyűjtendő anyag típusához, illetve méretéhez való igazításával a vizsgálandó anyag a 14 gyűjtési oldalon halmozható fel. Egy célszerű megvalósítását jelenti a találmány szerinti készüléknek, ha a pórusok méreteit úgy választjuk meg, hogy a 14 gyűjtési oldalon a kiválasztott 20 szemcsés anyag egyenletes vastagságú, célszerűen egyetlen rétegnek tekinthető szerkezetben halmozódik fel.

Ugyancsak a szakember számára nyilvánvaló, hogy a kiválasztott 20 szemcsés anyag rétegének vastagsága előre meghatározott értékű lehet. így a rétegvastagságra általában a mintegy 3 pm-től a mintegy 40 pm-ig terjedő értékeket tekintjük különösen előnyösnek, de az is egyértelmű, hogy a jelen találmány nem korlátozható a kiválasztott réteg egy adott méretére vagy mélységi nagyságára.

*»

-15Miután a 20 szemcsés anyag egyenletes vastagságú vagy egyetlen rétegnek tekintett szerkezetét kialakítottuk, a folyékony közeg 21 első áramlási úton át távozik el, amely a porózus membrán középvonalán húzódik, míg a 22 második áramlási út áteresztő képessége növekszik, ez a 13 gyűjtő elem szélei mentén vezet tovább. Itt elméleti következtetéseket nem kívánunk levonni, de úgy véljük, hogy a 22 második áramlási út hatékonyságának megnövekedése a 21 első áramlási út részbeni lezárása miatt következik be, ahol a lezárást a 20 szemcsés anyag összegyűjtött mennyiségének növekedése okozza, vagyis a 14 gyűjtési oldalon felhalmozódó anyag az áramlási út keresztmetszetét csökkenti. A 22 második áramlási úton távozó anyag ezért a 14 gyűjtési oldalt elkerüli, a 14 gyűjtési oldalon így lényegében egyenletes vastagságú réteg marad vissza. A 22 második áramlási út a 13 gyűjtő elem megnövelt nagyságú oldalfelületénél halad tovább, amely elszívó elemként hat, hiszen az áramlással szemben kis ellenállást mutat és így ott a 20 szemcsés anyag nem tud felhalmozódni.

Az előzőekben ismertetett anyaggyűjtő elrendezés vagy modul a szűréshez vagy kezelés elvégzésére kijelölt készülékek sorozatával működhet együtt. így egyéb assay jellegű eszközök vagy modulok csatolhatok a 10 házhoz. A kiegészítő modulok általában olyan házba kerülnek, amelynek beömlése és kiömlése van, a házakban szűrő, assay jellegű vizsgálatokra alkalmas vagy érzékelő elemek vannak elrendezve, mégpedig a házon belül létrejövő folyadékáramlási út mentén. A készülék olyan házat is tartalmazhat, amelynek beömlése és kiömlése szintén áramlási utat határoz meg a folyékony közeg számára, az áramlási útban szűrő van elrendezve és benne szabadon mozgó kromatográfiás vagy assay vizsgálathoz szükséges elemek, például szubsztrátumot alkotó gömbök vannak elrendezve, amelyek a szűrő kiömlése után helyezkednek el. Ez utóbbi elemek a folyékony közegben levő szilárd anyaggal szabadon keveredhetnek, azt befoghatják és ezután assay jellegű rendszerben az anyag jelenléte észlelhető. Erre vonatkozóan utalunk az US-A 4,953,561, US-A 5,224,489, US-A 5,016, 644, US-A 5,139,031, US-A 5,301,685, US-A 5,042,502 és az US-A 5,137,031 Isz. US szabadalmi leírásokra, amelyek mindegyike egy-egy a jelen találmányban jól hasznosítható megoldást mutat be.

A találmány szerinti eljárás értelmében a 20 szemcsés anyagot olyan 13 gyűjtő elemen gyűjtjük össze, amelyben az összegyűjtött anyagra ható elektromágneses sugárzást átengedő 15B optikai csatorna van kiképezve. A 20 szemcsés anyag összegyűjtése után azt a 15B optikai csatornába juttatott elektromágneses sugárzással elemezzük és ezután az abszorbancia teljes mértékét és/vagy összetevőinek nagyságát megmérjük.

• ·

-16így például a folyékony közeget a 31 gyűjtő edényből vesszük fel, a 10 házon vezetjük át és ennek során a 20 szemcsés anyag a folyékony közegből kiválik, a 14 gyűjtési oldalon egyenletes vastagságú vagy egy rétegnek tekinthető szerkezetet hoz létre. Ezt kiegészítő módon a 10 házon további folyékony közeget vezethetünk át vagy ugyanaz a folyékony közeg a 10 ház 12 kiömléséről a 11 beömlésre vezethető vissza, mégpedig a 31 gyűjtő edény közbeiktatásával. Ez a cirkuláltatási folyamat többször megismételhető. A 20 szemcsés anyag összegyűjtése után a 10 házat megfelelő tartó eszközben fogjuk meg, hogy ezzel a 15B optikai csatornát az elektromágneses sugárzás útjában a vizsgálat igényeit teljesítő módon elrendezzük, például infravörös sugárnyalábot tudjunk rajta átengedni. A 12 kiömlésen át a sugárnyaláb a 15a, 15B és 15c optikai csatornán átterjed. A 15B optikai csatornában a sugárnyaláb a 14 gyűjtési oldalon felhalmozott 20 szemcsés anyaggal kerül érintkezésbe. A felhalmozott 20 szemcsés anyag a sugárzás egy meghatározott hullámhosszú részét abszorbeálja és ez az abszorpciós folyamat úgy követhető, hogy a 15c optikai csatorna belső terében abszorpciót mérő eszközt helyezünk el.

A találmány szerinti eljárás egy célszerű megvalósítási módjánál a fentiek szerint összegyűjtött 20 szemcsés anyagot feldolgozzuk és ezután egy további közegbe juttatjuk, amely kiegészítő elemzési műveletek végrehajtására szolgál. így a találmány szerinti eljáráshoz tartozhat az is, amikor az összegyűjtött sejteket mikroszkópos tárgylemezre adagoljuk. A jelenleg hozzáférhető eljárásokkal szemben a membrános szűrés olyan eljárást jelent, amelynél a sejtek vagy más 20 szemcsés anyag egyenletes vastagságú rétegként vihető át a tárgylemezre, az átfedés minimális mértékű. Ez a megfigyeléseket megkönnyíti és a diagnosztikai műveletek pontosságát optimálissá teszi.

Ugyancsak a jelen találmány szerinti eljárás körébe tartozik többszörös minták elkészítése egyetlen páciensből felvett anyagból vagy egy forrásként tekintett anyagmintából.

A kiválasztással nyert mikroorganizmusokat erre alkalmas kultúrát alkotó közegben, például standard Petri-csésze felhasználásával tenyészthetjük. Miután a sejtekből álló réteget a 10 házban összegyűjtöttük, a 11 beömlés irányában folyékony közeget engedhetünk át a 14 gyűjtési oldalon, ezért az ott felhalmozott mikroorganizmusokat könnyen a 11 beömlés előtt elhelyezett Petri-csészébe vihetjük át.

Ha baktériumokat kell ellenőrizni, a 14 gyűjtési oldal igen alkalmas egy Qualture típusú tenyésztő eszközzel történő kifejlesztésre, amit az ábrán nem mutatunk be és a tenyésztés eredményeként specifikus baktériumtörzsek jelenléte kimutathatóvá válik. Az említett eszköz olyan műanyagból készült kapszula, amelyben szű• ·

- 17• · · · • · · · * · • · · · · · rőként viselkedő membrán és négy dehidrált megfelelően választott anyagú, tápanyagot tartalmazó kifejlesztő lap van.

A jelen találmány szerinti eszközök, készülékek és eljárások széles körű felhasználási és alkalmazási lehetőségeket biztosítanak, mindenek előtt azért, mert számos iparágban és számos folyamatban szükség van folyékony közegből szilárd, adott esetben szemcsés anyag kiválasztására és ezt követően a kiválasztott frakción előre meghatározott vizsgálatok végrehajtására. így az élelmiszeripar, különösen az italokat készítő ágazatok, a gyógyszeripar, a gyógyászat, a környezetvédelmi technológia, a biológia, a mikrobiológia, a hematológia, a citológia vagy a patológia igényli az ilyen jellegű folyamatok végrehajtását, adott esetben mintavételeket vízből, levegőből vagy akár talajból.

A jelen találmány szerinti eljárások és készülékek minden olyan műveletsorba jól beilleszthetők, amely spektroszkópiai vizsgálatokhoz, szilárd anyag összetevőinek, mint vegyületeknek, molekuláknak, sejteknek vagy proteineknek azonosításához készítik elő a kiválasztott szilárd anyagot. A vizsgálatok során egyetlen összetevőből álló vagy keveréket alkotó minta elemezhető, mivel minden összetevő a besugárzó nyaláb energiáját egy adott jellemző hullámhosszon abszorbeálja. A találmány szerint javasolt eljárások és készülékek különösen jól hasznosíthatók azoknál a módszereknél, amelyekben a vizsgált anyagot a spektrum infravörös tartományába eső elektromágneses sugárzással világítják meg és ezt követően az abszorpció lefutását elemzik. így a vizsgálatok igen előnyösen végrehajtható változatainál az alkalmazott hullámhossz mintegy 2,5 pm és mintegy 15 pm között van.

A hematológiai célú elemzések során így például egyetlen csepp vér elegendő ahhoz, hogy adott sejtpopulációk jelenlétét és az azokat alkotó sejtek számát meghatározzuk, mivel az elektromágneses sugárzás és különösen az infravörös sugárzás hatására a sejtek mindegyike egy meghatározott profilt mutat. Ha szükség van egyebek között a limfociták és a leukociták arányának meghatározására, vagy a rákos sejtek jelenlétének és típusának kijelölésére, a proteinek szintjének vagy a zsír szintjének mérésére, a találmány szerinti készülék egyetlen vércsepp alapján biztosítja az eredményeket.

Számos iparágban jelent komoly feladatot fluid közeg szennyezettségi szintjének, illetve a fluid közegben levő egy adott szennyezés szintjének meghatározása. így ivóvíznél meghatározott szennyező összetevőket keresnek, élelmiszereknél és közöttük az italoknál a baktériumok jelenlétének kijelzésére van szükség. A környezetvédelmi célú elemzéseknél szintén meghatározott szennyezők, így például az ösztrogén vegyületek, a peszticidek (DDT, heptaklór vagy atracin), az aromás szénhidrogének

-18vagy a poliklórozott bifenilek jelenlétének, típusának és mennyiségének elemzésére van szükség. Mind az orvosi, mind a környezetvédelmi célú alkalmazásoknál lebontási termékek meghatározására is szükség lehet, például a műanyagban jelen levő biszfenol-A jelenlétét kell kimutatni.

A jelen találmány szerinti eljárások és készülékek akkor is megfelelően látják el feladatukat, amikor a vizsgálandó közeghez kromofor összetevő, a fényt abszorbeáló vagy emittáló összetevő, vagy esetleg más vizualizációs reagens tartozik. így a sejtek vagy a DNA elemzésénél olyan anyagot lehet használni, amely közvetlenül vagy közvetett módon a vizsgált összetevőhöz kapcsolódik és ezt az anyagot az első porózus közegbe juttatjuk, vagy azt a folyékony közegbe adagoljuk.

A találmány szerinti eljárás és készülék a fentieknek megfelelően számos iparágban igen széleskörű alkalmazást találhat, amikor szilárd összetevő jelenlétét, mennyiségét, esetleg összetételét kell meghatározni.

A fentiekben a találmány szerinti megoldásokat különböző célszerű megvalósí15 tási módok alapján ismertettük, de ez nem jelenti a lehetőségek teljes bemutatását. Szakember köteles tudására és az itt ismertetett intézkedésekre támaszkodva számos egyéb megvalósítási lehetőséget tud kidolgozni. Éppen ezért a találmány oltalmi körét a csatolt igénypontok határozzák meg, amelyek a bemutatott megoldásokhoz képest alternatív, példaszerinti, módosított vagy egyenértékű megoldásokra ráolvas20 hatók.

Claims (16)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Készülék szilárd anyag összegyűjtésére optikai analízis elvégzéséhez, amelynek belső teret korlátozó háza (10) van, azzal jellemezve, hogy a ház (10) belső terében gyűjtési oldallal (14) kialakított gyűjtő elem (13) van elrendezve, a gyűjtő elemen (13) sugárzási energia forrása és a gyűjtési oldal (14) között kapcsolatot biztosító optikai csatorna (15a, 15B, 15c) van átvezetve.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a gyűjtő elemen (13) első áramlási út (21) van átvezetve, mellette második áramlási út (22) van kialakítva, ahol az első áramlási út (21) a gyűjtési oldalon (14) átvezető áramlási pályaként, míg a második áramlási út (22) a gyűjtési oldalt (14) elkerülő áramlási pályaként van kiképezve.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a gyűjtő elemben (13) szemcsés anyag (20) átjutását megakadályozó szilárd első porózus közeg (23) van elrendezve, az első porózus közeg (23) az optikai csatornán (15a, 15B, 15c) át húzódó gyűjtési oldallal (14) van kiképezve.
4. 4. A 3. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az első porózus közeget (23) membrán alkotja.
5. 5. Készülék szilárd anyag összegyűjtésére optikai analízis elvégzéséhez, amely szilárd anyagot befogadó belső teret korlátozó házzal (10) van kialakítva, azzal jellemezve, hogy elektromágneses sugárzás forrásával (41) van ellátva, a ház (10) belső terében gyűjtő elem (13) és a belső térhez kapcsolódóan abszorbancia mérésére alkalmas mérőeszköz (40) van elrendezve, továbbá a gyűjtő elem (13) az elektromágneses sugárzás forrásától (41) a mérőeszközig (40) vezető optikai út mentén van elrendezve.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az elektromágneses sugárzás forrását (41) infravörös fényt kibocsátó adó alkotja.
7. 7. Gyűjtő elem szilárd anyag kiválasztására optikai analízis elvégzéséhez, azzal jellemezve, hogy optikai csatornával (15a, 15B, 15c) ellátott porózus támaszon elhelyezett, szilárd anyagot előre meghatározott sűrűséggel előre meghatározott helyzetekben felhalmozó gyűjtési oldala (14) van és elektromágneses sugárzással átjárható anyagból van kiképezve.
8. 8. A 7. igénypont szerinti gyűjtő elem, azzal jellemezve, hogy a szilárd támasz mélységi szűrőként van kiképezve.
9. 9. A 7. vagy 8. igénypont szerinti gyűjtő elem, azzal jellemezve, hogy a gyűjtési oldalt (14) membrán alkotja.

   • ·

   -2010. A 7.-9. igénypontok bármelyike szerinti gyűjtő elem, azzal jellemezve, hogy a gyűjtési oldalt (14) mintegy 0,3 pm és mintegy 35 pm közötti pórusokkal létrehozott membrán alkotja.
10. 11. Eljárás folyékony közegben levő szilárd anyag analízisére, azzal jellemezve, hogy folyékony közegből szilárd anyagot leválasztunk és a szilárd anyagot gyűjtési oldalon (14) halmozzuk fel, majd a gyűjtési oldalon (14) levő szilárd anyagot elektromágneses sugárzás hatásának vetjük alá és az elektromágneses sugárzás hatása alatt levő szilárd anyag abszorbanciáját követjük és elemezzük.
11. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a folyékony közegtől való elválasztáshoz és a szilárd anyag felhalmozásához a folyékony közeget gyűjtési oldallal (14) kiképzett gyűjtő elemen (13) vezetjük át, ezzel a szilárd anyagot szemcsés anyagként (20) a gyűjtési oldalon (14) felhalmozzuk és belőle a gyűjtési oldalon (14) egyenletes vastagságú réteget képezünk.
12. 13. A 11. vagy 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gyűjtési oldalon (14) levő szilárd szemcsés anyagot (20) infravörös sugárzásként előállított elektromágneses sugárzás hatásának tesszük ki.
13. 14. A 11. - 14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektromágneses sugárzás hatásának kitett szemcsés anyag (20) abszorbancia jellemzőinek elemzésével a gyűjtési oldalon (14) levő szilárd anyag anyagi minőségét meghatározzuk.
14. 15. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gyűjtési oldalon (14) levő szilárd anyag anyagi minőségének meghatározása során a szilárd anyag mennyiségét meghatározzuk.
15. 16. Eljárás szilárd anyag összegyűjtésére optikai analízis elvégzéséhez, azzal jellemezve, hogy

    a) a szilárd anyagot tartalmazó folyadékot a szilárd anyag felhalmozására alkalmas, a szilárd anyagot felhalmozó gyűjtési oldallal (14) ellátott gyűjtő elemet (13) befogadó és a szilárd anyagot a gyűjtési oldalon (14) infravörös sugárzás hatása alatt tartó optikai csatornát (15a, 15B, 15c) tartalmazó gyűjtő készüléken vezetjük át és

    b) a szilárd anyag egy egyenletes vastagságú rétegét a gyűjtési oldalon (14) lerakatjuk.
16. 17. Az 1. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy vizuális megfigyelést megkönnyítő reagenssel ellátott gyűjtő elemet (13) tartalmaz.

    -21 18. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az abszorbancia jellemzőinek vizsgálatakor a vizuális megfigyelést könnyítő reagens jelenlétét elemzéssel követjük.