RU2350957C1

RU2350957C1 - Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей

Info

Publication number: RU2350957C1
Application number: RU2007149618/14A
Authority: RU
Inventors: зьков Николай Николаевич Кн (RU); Николай Николаевич Князьков; Александр Игоревич Мартынов (RU); Александр Игоревич Мартынов
Original assignee: Институт аналитического приборостроения Российской академии наук
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-03-27
Also published as: WO2009084979A1

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для экспресс-исследования биологических жидкостей с использованием реакции агглютинации иммуноактивных частиц. Устройство включает камеру с размещенным в ней преобразователем электрических колебаний в акустические колебания ультразвуковой частоты, а также планшет с равномерно расположенными цилиндрическими лунками, имеющими дно полусферической формы. Преобразователь электрических колебаний в акустические колебания выполнен в виде дисков с центральными отверстиями, укрепленных на пластине из акустически прозрачного материала, размещенной в камере параллельно планшету. Центральные оси симметрии цилиндрических лунок и дисков совпадают. Диаметр центрального отверстия диска составляет 0,05-0,45 от наружного диаметра диска. Обеспечивается возможность исследования малых количеств биологической жидкости, а также упрощается конструкция устройства и удешевляется его изготовление и эксплуатация. 3 ил.

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано, в частности, для экспресс-исследования биологических жидкостей с использованием реакции агглютинации иммуноактивных частиц.

Известно устройство для иммунологических исследований, а именно для определения афинности партнеров по связыванию по отношению друг к другу, содержащее поверхность, на которой иммобилизирован один из партнеров по связыванию, средство возбуждения колебательного движения поверхности с возрастающей амплитудой и средство регистрации явления диссоциации; средство регистрации выполнено с возможностью регистрации сигнала акустического излучения; средство возбуждения колебаний и средство регистрации содержат пьезоэлектрический преобразователь или акустический преобразователь; средство возбуждения колебаний выполнено с возможностью сообщения поверхности колебательного движения с частотой, соответствующей одной основной резонансной частоте, и средство регистрации выполнено с возможностью регистрации акустического излучения вблизи другой моды (RU 2223500).

Недостатком этого устройства для иммунологических исследований является ограниченная область применения.

Известно устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей, содержащее камеру (проточный цитометр), в которой размещен преобразователь электрических колебаний ультразвуковой частоты в механические (акустические) колебания ультразвуковой частоты и переносной элемент, связанный с преобразователем. Переносной элемент обеспечивает механическую связь колебаний с камерой (соплом) и включает, в частности, полость, заполненную энергопередающей средой (жидкостью, гелем и т.д.) (RU 2224992).

Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.

Недостаток всех проточных цитометров, в том числе и прототипа, состоит в том, что с его помощью можно осуществлять только последовательное исследование проб биологических жидкостей, что не позволяет сопоставлять результаты исследования различных проб в реальном времени, эти результаты сопоставляются после записи соответствующих сигналов, что требует наличия специальной дорогостоящей аппаратуры. Кроме того, при осуществлении проб с помощью реакции агглютинации в устройстве-прототипе вследствие гидродинамической фокусировки проб биологической жидкости разрушаются агглютинаты, что вносит существенную погрешность в результаты исследования.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности результатов исследований, а также исключение необходимости использования специальной дорогостоящей аппаратуры для записи сигналов, соответствующих различным пробам.

Согласно изобретению в устройстве для иммунологических исследований биологических жидкостей, включающем камеру с размещенным в ней преобразователем электрических колебаний в акустические колебания ультразвуковой частоты, в камере размещен планшет с равномерно расположенными цилиндрическими лунками, имеющими дно полусферической формы, преобразователь электрических колебаний в акустические колебания выполнен в виде дисков с центральными отверстиями, укрепленных на пластине из акустически прозрачного материала, размещенной в камере параллельно планшету, центральные оси симметрии цилиндрических лунок и дисков совпадают, при этом диаметр центрального отверстия диска составляет 0,05 - 0,45 от наружного диаметра диска.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

Благодаря реализации признаков настоящего изобретения обеспечивается параллельное исследование проб биологической жидкости, что позволяет исключить необходимость записи последовательного ряда сигналов с помощью сложной и дорогой аппаратуры; также исключается гидродинамическая фокусировка проб биологической жидкости, что повышает точность результатов исследований; кроме того, появляется возможность визуальной экспертной оценки этих результатов, что весьма важно в ряде случаев, в частности при невозможности повторения исследований.

Преобразователь в виде диска с центральным отверстием позволяет исключить максимум ультразвукового излучения по центральной оси лунки с исследуемой жидкостью (фиг.3), что обеспечивает равномерность осадка 10 иммуноактивных частиц по поверхности дна лунки в случае реакции агглютинации; это позволяет точно констатировать прохождение указанной реакции по внешнему виду осадка 10.

Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - вид спереди с частичным разрезом;

на фиг.2 - фрагмент А по фиг.1 в увеличенном масштабе;

на фиг.3 - график, иллюстрирующий диаграмму направленности ультразвукового излучения диска с центральным отверстием.

Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей включает камеру 1, выполненную в конкретном примере из органического стекла. Сверху в камере 1 расположен планшет 2 с равномерно расположенными цилиндрическими лунками 3, имеющими полусферическую форму дна. Планшет 2 выполнен из полистирола. В камере 1 расположен пьезоэлектрический преобразователь электрических колебаний в акустические колебания ультразвуковой частоты, выполненный в виде дисков 4 с центральными отверстиями 5, укрепленных на пластине 6 из акустически прозрачного материала, в частности нержавеющей стали. Пластина 6 размещена в камере 1 параллельно планшету 2 под ним. Центральные оси лунок 3 и дисков 4 совпадают. Диски 4 выполнены из пьезокерамики с резонансной частотой 4,5 МГц. Диаметр «d» центрального отверстия 5 диска 4 составляет 0,05 - 0,45 от наружного диаметра «D» диска 4. При d<0,05 D образуется максимум ультразвукового излучения по центральной оси лунки 3 с исследуемой жидкостью, что обусловливает неравномерность осадка иммуноактивных частиц исследуемой биологической жидкости, а именно скопление их в центре дна лунки при прохождении реакции агглютинации; в результате по такой картине осадка может быть сделан ложноотрицательный вывод относительно указанной реакции.

При d>0,45 D происходит недопустимое уменьшение излучающей поверхности диска, что потребует для обеспечения необходимой мощности ультразвука, воздействующего на исследуемую биологическую жидкость, увеличения его интенсивности; это связано со снижением коэффициента полезного действия преобразователя электрических колебаний в механические и с его перегревом. Генератор электрических колебаний (не показан) подключается к дискам 4 через электрический разъем 7. Пространство между пластиной 6 и планшетом 2 заполнено акустически прозрачной жидкостью 8, в частности водой. Исследуемая биологическая жидкость 9, в данном примере сыворотка крови, смешанная с иммуноактивными частицами, в данном примере суспензией латексного материала (тест-системой), находится в лунках 3 в количестве 40 мкл в каждой лунке.

Устройство работает следующим образом.

При подаче от генератора электрических колебаний к дискам 4 возбуждаются ультразвуковые колебания, которые воздействуют на исследуемую жидкость 9 через пластину 6 и акустически прозрачную жидкость 8. В лунке 3 создаются поля стоячих ультразвуковых волн, при этом иммуноактивные частицы собираются в слои. В паузах между ультразвуковыми импульсами слои указанных частиц оседают под действием силы тяжести и размываются. До размывания эти слои ускоренно по сравнению с отдельными частицами проходят некоторое расстояние и к началу каждого последующего импульса оказываются на более близком к дну лунок 3 расстоянии, где постепенно образуется осадок иммуноактивных частиц; после этого прекращают воздействие ультразвуком. Если осадок равномерный, делают вывод о том, что имела место реакция агглютинации иммуноактивных частиц; при формировании осадка в центре лунки делают вывод об отсутствии реакции агглютинации указанных частиц.

Приведенные выше результаты позволяют сделать вывод о наличии или отсутствии в исследуемой биологической жидкости искомых антител (антигенов).

Устройство имеет простую, недорогую и надежную конструкцию, изготовлено из распространенных материалов с помощью известного заводского оборудования, что позволяет сделать вывод о соответствии устройства критерию «промышленная применимость».

Claims

Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей, включающее камеру с размещенным в ней пьезоэлектрическим преобразователем электрических колебаний в акустические колебания ультразвуковой частоты, отличающееся тем, что в камере размещен планшет с равномерно расположенными цилиндрическими лунками, имеющими дно полусферической формы, преобразователь электрических колебаний в акустические колебания выполнен в виде дисков с центральными отверстиями, укрепленных на пластине из акустически прозрачного материала, размещенной в камере параллельно планшету, центральные оси симметрии цилиндрических лунок и дисков совпадают, при этом диаметр центрального отверстия диска составляет 0,05-0,45 от наружного диаметра диска.