RU2500999C2 - Device to analyse biological fluid - Google Patents
Device to analyse biological fluid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2500999C2 RU2500999C2 RU2012108974/15A RU2012108974A RU2500999C2 RU 2500999 C2 RU2500999 C2 RU 2500999C2 RU 2012108974/15 A RU2012108974/15 A RU 2012108974/15A RU 2012108974 A RU2012108974 A RU 2012108974A RU 2500999 C2 RU2500999 C2 RU 2500999C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cuvette
- radiation
- sample
- optical axis
- source
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области исследования или анализа материалов с использованием оптических средств и может быть использовано для определения компонентов биологических жидкостей, а именно - плазмы и сыворотки крови, в частности, определения концентрации С-реактивного белка, концентрации тромбоцитов и показателей плазменного гемостаза.The invention relates to the field of research or analysis of materials using optical means and can be used to determine the components of biological fluids, namely, plasma and blood serum, in particular, to determine the concentration of C-reactive protein, platelet concentration and indicators of plasma hemostasis.
Анализ состава плазмы (сыворотки) крови является основой для диагностики многих заболеваний, а также исследования действия фармакологических препаратов.An analysis of the plasma (serum) composition of the blood is the basis for the diagnosis of many diseases, as well as studies of the effects of pharmacological drugs.
С-реактивный белок (С-РБ) - естественный компонент плазмы крови человека. Характерной особенностью С-РБ является резкое увеличение в крови его концентрации в ответ на целый ряд факторов, таких как воспаление, инфекция, травма, некроз, опухолевый рост, приводящих в итоге к тканевому повреждению. Поэтому тест на определение С-РБ является одним из основных для оценки состояния пациентов с различными воспалительными заболеваниями.C-reactive protein (C-RB) is a natural component of human blood plasma. A characteristic feature of C-RB is a sharp increase in its concentration in the blood in response to a number of factors, such as inflammation, infection, trauma, necrosis, tumor growth, which ultimately leads to tissue damage. Therefore, the test for the determination of C-RB is one of the main ones for assessing the condition of patients with various inflammatory diseases.
Современные схемы и способы лабораторной диагностики патологий системы гемостаза, как правило, включают оценку двух его звеньев - сосудисто-тромбоцитарного и плазменного (коагуляционного). Анализ показателей гемостаза необходим для профилактики и лечения целого ряда заболеваний, включая сердечнососудистые заболевания.Modern schemes and methods for laboratory diagnostics of pathologies of the hemostasis system, as a rule, include the assessment of its two links - vascular-platelet and plasma (coagulation). Analysis of hemostasis indices is necessary for the prevention and treatment of a number of diseases, including cardiovascular diseases.
Перечень известных количественных иммунохимических методов определения С-РБ, представлен в таблице 1 (Ким С.В., Юдин К.Б., Трунова Л.А. // Лабор. дело. - 1990. - №9. - С.45-48).The list of known quantitative immunochemical methods for the determination of C-RB is presented in table 1 (Kim S.V., Yudin KB, Trunova L.A. // Labor. Case. - 1990. - No. 9. - P. 45- 48).
ЭИД - электроиммунодиффузия, РИД - радиальная иммунодиффузия, ФИА - флуоресцентно-иммунный анализ, РЭИД - радиоэлектроиммунодиффузия, ИФА - иммуноферментный анализ, РИА - радиоиммунный анализ, ЛА + ИНМ - латексная агглютинация с учетом результатов реакции иммунонефелометрии, ИНМ - иммунонефелометрия,EID - electroimmunodiffusion, RID - radial immunodiffusion, FIA - fluorescence-immune analysis, REID - radioelectroimmunodiffusion, ELISA - enzyme-linked immunosorbent assay, RIA - radioimmunoassay, LA + INM - latex agglutination taking into account the results of the immunonefelometry, immunonefelometry,
Существенным недостатком большинства из перечисленных в таблице 1 методов определения С-РБ (кроме последнего) - является большая длительность проведения анализов (от 1 ч до 9 дней), что ограничивает их применение в практике, в т.ч. в практике неотложной медицинской помощи (неонатальная инфекция, инфаркт миокарда и др.).A significant drawback of most of the C-RB determination methods listed in Table 1 (except the last one) is the long duration of the analyzes (from 1 h to 9 days), which limits their use in practice, including in the practice of emergency medical care (neonatal infection, myocardial infarction, etc.).
Известны оптические иммунохимические количественные лабораторные методы определения С-РБ - иммунонефелометрический (на основе регистрации рассеянного частицами пробы светового излучения) и иммунотурбидиметрический (регистрация прошедшего через пробу излучения) с временем определения менее 15 мин и чувствительностью до 0,4 мг/л (Gill С.W. An evaluation of a C-reactive protein assay using a rate immunonephelometric procedure / C.W. Gill, W.S. Bush, W.M. Burleigh, C.L. Fischer // Amer. J. Clin. Pathol. - 1981. - Vol.75. - P.50-55.); (Schwartz M.A. Development and performance of a fully automated method for assay of C-reactive protein in the аса Discrete clinical analyzer / M.A. Schwartz, R.S. Schifreen, E. Gorman [et al.] // Clin. Chem. - 1988. - Vol.34, №8. - P.1646).Optical immunochemical quantitative laboratory methods for determining C-RB are known - immunonephelometric (based on registration of light radiation scattered by particles of a sample) and immunoturbidimetric (registration of radiation transmitted through a sample) with a determination time of less than 15 min and a sensitivity of up to 0.4 mg / l (Gill C. W. An evaluation of a C-reactive protein assay using a rate immunonephelometric procedure / CW Gill, WS Bush, WM Burleigh, CL Fischer // Amer. J. Clin. Pathol. - 1981. - Vol. 75. - P.50 -55.); (Schwartz MA Development and performance of a fully automated method for assay of C-reactive protein in the asa Discrete clinical analyzer / MA Schwartz, RS Schifreen, E. Gorman [et al.] // Clin. Chem. - 1988. - Vol. .34, No. 8. - P.1646).
Однако достигнутая чувствительность недостаточна для медицинской практики (используемые методы должны позволять точно измерять концентрацию С-РБ в пределах от 0,15 до 10 мг/л (Whicher J. Markers of the acute phase response in cardiovascular disease: an update / J. Whicher, N. Rifai, L.M. Biasucci // Clin. Chem. Lab. Med. - 2001. - Vol.39. - P.1054-1064).However, the achieved sensitivity is insufficient for medical practice (the methods used should be able to accurately measure the concentration of C-RB in the range from 0.15 to 10 mg / l (Whicher J. Markers of the acute phase response in cardiovascular disease: an update / J. Whicher, N. Rifai, LM Biasucci // Clin. Chem. Lab. Med. - 2001. - Vol. 39. - P.1054-1064).
Известны устройство (DE, патент 3127560 G01N 33/86, 1993) и устройство (RU, патент 2172483, МПК, 6 G01N 21/85, 2001), позволяющие определять параметры гемостаза турбидиметрическим методом: по изменениям светопропускания освещаемой источником света кюветы с пробой и магнитной мешалкой.A device is known (DE, patent 3127560 G01N 33/86, 1993) and a device (RU, patent 2172483, IPC, 6 G01N 21/85, 2001), which allows determining the parameters of hemostasis by the turbidimetric method: by changing the light transmission of the sample cell illuminated by the light source and magnetic stirrer.
Недостатком этих устройств следует признать недостаточную чувствительность турбидиметрического метода, что обусловлено сложностью регистрации малых изменений светопропускания на фоне сильной засветки приемного устройства световым потоком, проходящим через кювету с пробой. Вследствие этого для увеличения чувствительности необходимо увеличивать путь взаимодействия света в кювете с пробой, что влечет за собой наряду с конструктивными осложнениями и увеличение объема исследуемой пробы.The disadvantage of these devices is the lack of sensitivity of the turbidimetric method, due to the difficulty of recording small changes in light transmission against the background of strong illumination of the receiving device by the light flux passing through the sample cell. As a result of this, in order to increase the sensitivity, it is necessary to increase the path of the interaction of light in the cell with the sample, which entails, along with constructive complications, an increase in the volume of the test sample.
Известно устройство (Affolter H., Platsches A., 'Rheoptical shape analysis of human blood platelets', Thromb Haemostas, 1982 v.48 (2), P.204-207) для определения параметров тромбоцитарного гемостаза, реализующее нефелометрический способ регистрации оптического сигнала о взаимодействии излучения с исследуемой пробой плазмы крови, включающее нефелометр с кюветным отделением и измерительным узлом, регистрирующим интенсивность светорассеяния в 40° угле.A device is known (Affolter H., Platsches A., 'Rheoptical shape analysis of human blood platelets', Thromb Haemostas, 1982 v.48 (2), P.204-207) for determining platelet hemostasis parameters that implements a nephelometric method for recording an optical signal on the interaction of radiation with the studied blood plasma sample, including a nephelometer with a cuvette compartment and a measuring unit recording the light scattering intensity at 40 ° angle.
Недостатком данного устройства является его недостаточная чувствительность (в частности, из-за большого угла наблюдения светорассеяния).The disadvantage of this device is its lack of sensitivity (in particular, due to the large viewing angle of light scattering).
Известно нефелометрическое устройство, принятое за прототип (RU, патент 2343456 C1, МПК, G01N 21/47, G01N 33/49, 2009 «Устройство для определения агрегационной способности тромбоцитов и свертываемости крови»), содержащее размещаемую в термостатирующем блоке оптически прозрачную кювету с магнитной мешалкой и пробой с исследуемой плазмой крови, источник оптического излучения, освещающий кювету по нормали к ее поверхности и приемник света. При этом нормаль к чувствительной площадке приемника света и оптическая ось источника излучения составляют некоторый минимальный угол α, достаточный для того, чтобы проходящий через кювету световой поток не попадал на светочувствительную площадку приемника, регистрирующего рассеянное излучение.Known nephelometric device adopted for the prototype (RU, patent 2343456 C1, IPC, G01N 21/47, G01N 33/49, 2009 "Device for determining the aggregation ability of platelets and blood coagulation"), containing placed in a thermostatic block optically transparent cell with magnetic a stirrer and a sample with the studied blood plasma, an optical radiation source illuminating the cuvette normal to its surface and a light receiver. In this case, the normal to the sensitive area of the light receiver and the optical axis of the radiation source make up a certain minimum angle α, sufficient so that the light flux passing through the cuvette does not fall on the photosensitive area of the receiver detecting scattered radiation.
Основным недостатком устройства, принятого за прототип, является не использованные возможности повышения чувствительности нефелометрического способа регистрации оптического излучения при его сочетании с турбидиметрическим способом.The main disadvantage of the device adopted for the prototype is the unused opportunities to increase the sensitivity of the nephelometric method for recording optical radiation when combined with the turbidimetric method.
Другим недостатком устройства - прототипа является использование в блоке перемешивания пробы магнитной мешалки, включающей в себя намагниченный шарик в кювете и - под ней - электродвигатель с постоянным магнитом на его оси. Использование шариков в кюветах сокращает производительность устройства (требуется дополнительное время для их раскладки), а применение электродвигателя сокращает ресурс устройства.Another disadvantage of the prototype device is the use of a magnetic stirrer in the sample mixing unit, which includes a magnetized ball in a cuvette and, below it, an electric motor with a permanent magnet on its axis. The use of balls in cuvettes reduces the productivity of the device (additional time is required for their layout), and the use of an electric motor reduces the resource of the device.
Техническая задача, решаемая посредством настоящего изобретения, - разработка устройства, позволяющего проводить быстро и с высокой точностью определение концентрации С-РБ и - после вызова соответствующих программ - концентрации тромбоцитов и показателей плазменного гемостаза (концентрация фибриногена, протромбиновое отношение, международное нормализованное отношение - MHO, АЧТВ, внутренние и внешние факторы свертывания и другие).The technical problem solved by the present invention is the development of a device that allows quickly and with high accuracy to determine the concentration of C-RB and, after calling up the appropriate programs, the platelet concentration and plasma hemostasis (fibrinogen concentration, prothrombin ratio, international normalized ratio - MHO, APTT, internal and external coagulation factors and others).
Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в повышении чувствительности и достоверности определения показаний плазменного гемостаза и концентрации как тромбоцитов, так и С-РБ, в том числе и в пробах с предельно низкой его концентрацией в диапазоне 0,1…0,5 мг/л, что необходимо, в частности, для неонатальной медицинской практики.The technical result obtained by the implementation of the invention consists in increasing the sensitivity and reliability of determining the readings of plasma hemostasis and the concentration of both platelets and C-RB, including in samples with an extremely low concentration in the range of 0.1 ... 0.5 mg / l, which is necessary, in particular, for neonatal medical practice.
Для получения указанного технического результата предложено использовать устройство для анализа биологической жидкости для последовательного определения концентрации С-РБ, концентрации тромбоцитов и показателей плазменного гемостаза, включающее в себя комбинацию нефелометрического и турбидиметрического устройств регистрации оптического излучения, обеспечивающую повышение чувствительности каждого из этих устройств.To obtain the indicated technical result, it is proposed to use a device for analyzing biological fluid for sequentially determining the concentration of C-RB, platelet concentration, and plasma hemostasis indicators, which includes a combination of nephelometric and turbidimetric optical radiation recording devices, which increases the sensitivity of each of these devices.
Разработанное устройство для анализа биологической жидкости путем определения концентрации С-РБ, концентрации тромбоцитов и показателей плазменного гемостаза содержит установленную в термостатирующем блоке оптически прозрачную кювету, источник оптического излучения, освещающий кювету, фотоприемное устройство и средство перемешивания пробы в кювете. Кроме того, оно дополнительно содержит два фотоприемных устройства, все фотоприемные устройства установлены вокруг продольной оси кюветы под разными углами α к оптической оси излучателя, причем нормаль к чувствительной площадке первого из них совпадает с оптической осью источника излучения, а нормали к чувствительным площадкам других фотоприемных устройств расположены под углами 30° и 90° соответственно к оптической оси излучателя, при этом выход первого фотоприемного устройства подключен к входу регулируемого блока питания источника излучения, первый выход регулируемого блока питания подключен к входу источника излучения, а второй его выход - к входу аналогово-цифрового преобразователя, при этом, второй и третий фотоприемные устройства также подключены к входам аналогово-цифрового преобразователя, выход которого подключен к регистрирующему блоку.The developed device for analyzing biological fluid by determining the concentration of C-RB, platelet concentration, and plasma hemostasis indicators contains an optically transparent cuvette installed in a thermostatic unit, an optical radiation source illuminating the cuvette, a photodetector, and sample mixing means in the cuvette. In addition, it additionally contains two photodetectors, all photodetectors are installed around the longitudinal axis of the cuvette at different angles α to the optical axis of the emitter, and the normal to the sensitive area of the first one coincides with the optical axis of the radiation source, and the normal to the sensitive areas of other photodetector devices are located at angles of 30 ° and 90 °, respectively, to the optical axis of the emitter, while the output of the first photodetector is connected to the input of an adjustable source power supply radiation, the first output of the regulated power supply is connected to the input of the radiation source, and its second output is connected to the input of the analog-to-digital converter, while the second and third photodetectors are also connected to the inputs of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the recording unit.
Средство перемешивания пробы, представляющее собой магнитодинамическое устройство, может быть выполнено следующим образом. Кювету с пробой своим дном устанавливают в изготовленную из магнитомягкого железа чашечку, выполняющую роль магнитного якоря в переменном магнитном поле устройства с электромагнитными катушками в количестве не менее двух, при этом верхняя часть кюветы закреплена в измерительной ячейке с использованием резинового кольца. В результате, верхняя часть кюветы остается практически неподвижной, в то время как ее дно колеблется с частотой электромагнитного поля между его полюсами, что обеспечивает перемешивание жидкости в кювете. При этом, возникающую за счет колебаний кюветы незначительную модуляцию проходящего через кювету оптического излучения (на частоте электромагнитного поля) убирают посредством программного обеспечения при обработке результатов измерений.The sample mixing means, which is a magnetodynamic device, can be performed as follows. A sample cuvette is installed with its bottom in a cup made of magnetically soft iron, which acts as a magnetic armature in the alternating magnetic field of a device with electromagnetic coils in an amount of at least two, while the upper part of the cuvette is fixed in the measuring cell using a rubber ring. As a result, the upper part of the cell remains almost stationary, while its bottom oscillates with the frequency of the electromagnetic field between its poles, which ensures mixing of the liquid in the cell. In this case, insignificant modulation of the optical radiation passing through the cell (at the frequency of the electromagnetic field) arising due to the oscillations of the cuvette is removed using software when processing the measurement results.
Регистрирующий блок представляет собой персональный компьютер, принтер, самописец или любое другое регистрирующее устройство.The recording unit is a personal computer, printer, recorder, or any other recording device.
В предпочтительном варианте реализации разработанное устройство содержит размещаемую в термостатирующем блоке оптически прозрачную кювету, предназначенную для размещения пробы исследуемой плазмы (сыворотки) крови, источник оптического излучения, освещающий кювету по нормали к ее поверхности, и три фотоприемных устройств (ФПУ). При этом нормаль к чувствительной площадке одного из них (ФПУ турбидиметра) совпадает с оптической осью источника излучения, а нормали к чувствительным площадкам нефелометрических ФПУ и оптическая ось источника излучения составляют определенные углы α в диапазоне 20°-90° в зависимости от размера определяемых частиц. При этом мощность источника излучения на оптическом входе ФПУ турбидиметра поддерживают постоянной в течении всего времени измерений посредством использования цепи обратной отрицательной связи между выходом ФПУ турбидиметра и управляющим входом регулируемого блока питания источника излучения. Регистрируемым информационным сигналом турбидиметра в этом случае является не интенсивность прошедшего через кювету света, а сила тока, проходящего через источник светового излучения, что существенно повышает чувствительность турбидиметрического метода определения параметров плазменного гемостаза, при этом появляется возможность работы с реагентами повышенной мутности, каковыми зачастую являются отечественные реагенты.In a preferred embodiment, the developed device comprises an optically transparent cell placed in a thermostatic unit, designed to accommodate a sample of the blood plasma (serum) under study, an optical radiation source illuminating the cell along the normal to its surface, and three photodetector devices (FPU). In this case, the normal to the sensitive area of one of them (FPU turbidimeter) coincides with the optical axis of the radiation source, and the normal to the sensitive areas of the nephelometric FPU and the optical axis of the radiation source make certain angles α in the range of 20 ° -90 ° depending on the size of the particles being determined. In this case, the power of the radiation source at the optical input of the FPU of the turbidimeter is kept constant throughout the entire measurement time by using a negative feedback circuit between the output of the FPU of the turbidimeter and the control input of the regulated power supply unit of the radiation source. The recorded information signal of the turbidimeter in this case is not the intensity of the light transmitted through the cell, but the current passing through the light source, which significantly increases the sensitivity of the turbidimetric method for determining the parameters of plasma hemostasis, while it becomes possible to work with high turbidity reagents, which are often domestic reagents.
Использование нефелометра в сочетании с таким турбидиметром ведет к существенному повышению и его чувствительности при определении С-реактивного белка. Это обусловлено тем, что в результате иммунохимической реакции, инициируемой в пробе плазмы или сыворотки крови - при введении в нее соответствующего реагента (в процессе определения С-реактивного белка) - в кювете с пробой появляются рассеивающие излучение частицы (связанные антигены пробы с антителами реагента). Возникающее из-за этого снижение интенсивности проходящего через пробу излучения компенсируют (в каждый момент времени) увеличением мощности источника излучения благодаря использованию упомянутой выше цепи обратной отрицательной связи (между выходом ФПУ турбидиметра и управляющим входом регулируемого блока питания источника излучения установлено фотоприемное устройство). При этом возрастает и рассеянное излучение, регистрируемое нефелометрическим ФПУ, что и обеспечивает увеличение чувствительности нефелометра при регистрации малых концентраций С-реактивного белка.The use of a nephelometer in combination with such a turbidimeter leads to a significant increase in its sensitivity in the determination of C-reactive protein. This is due to the fact that as a result of an immunochemical reaction initiated in a plasma or blood serum sample - when an appropriate reagent is introduced into it (during the determination of a C-reactive protein) - particles scattering radiation appear on the sample cuvette (associated sample antigens with reagent antibodies) . The resulting decrease in the intensity of radiation passing through the sample is compensated (at each time point) by an increase in the power of the radiation source due to the use of the negative feedback circuit mentioned above (a photodetector is installed between the output of the FPU of the turbidimeter and the control input of the adjustable power supply of the radiation source). At the same time, the scattered radiation recorded by the nephelometric FPU also increases, which ensures an increase in the sensitivity of the nephelometer when recording small concentrations of C-reactive protein.
В качестве источника излучения в устройстве могут быть использованы либо лазерный модуль, либо галогеновая лампа с блоком фокусировки и фильтрации излучения. При этом в том и другом случае вход излучателя подключают к выходу регулируемого блока питания, на вход которого подают электрический сигнал с выхода ФПУ турбидиметра. Выходы других приемников света подключают к входам АЦП, являющимся входным элементом регистрирующего устройства. Выходы АЦП подключают к персональному компьютеру (ПК) через интерфейс USB 2.0. ПК управляет в диалоговом режиме процессами измерения и определения требуемых параметров. Устройство может дополнительно содержать средство индикации информации на бумажный, магнитный или оптический носитель.Either a laser module or a halogen lamp with a focusing and filtering unit can be used as a radiation source in the device. In this case, in either case, the input of the emitter is connected to the output of an adjustable power supply, the input of which is supplied with an electric signal from the output of the FPU of the turbidimeter. The outputs of other light detectors are connected to the inputs of the ADC, which is the input element of the recording device. The ADC outputs are connected to a personal computer (PC) via a USB 2.0 interface. The PC manages interactively the measurement and determination of the required parameters. The device may further comprise means for indicating information on paper, magnetic or optical media.
В устройстве используют кювету с круговым поперечным сечением, причем размер внутреннего диаметра кюветы выбирают исходя из условий оптимальной геометрии прохождении через пробу светового пучка и достаточного (для достижения требуемой чувствительности) пути взаимодействия света с пробой - предпочтительно 10 мм. Возможно использование как наливной, так и проточной кювет.A cuvette with a circular cross-section is used in the device, and the size of the inner diameter of the cuvette is selected based on the conditions of optimal geometry for the light beam to pass through the sample and a sufficient (to achieve the required sensitivity) path of light interaction with the sample - preferably 10 mm. It is possible to use both a bulk and a flow cell.
Для перемешивания пробы в кювете в предлагаемом устройстве используют магнитодинамическое средство, перемешивающее пробу бесконтактным магнитодинамическим способом - без шариков или других мешалок в кювете, для чего кювета с пробой своим дном устанавливают в изготовленную из магнитомягкого железа чашечку, выполняющую роль магнитного якоря в переменном магнитном поле устройства с электромагнитными катушками в количестве не менее двух, при этом верхняя часть кюветы закреплена в измерительной ячейке с использованием резинового кольца и остается практически неподвижной, в то время как ее дно колеблется с частотой электромагнитного поля между его полюсами, что обеспечивает перемешивание жидкости в кювете.To mix a sample in a cuvette, the proposed device uses a magnetodynamic tool that mixes the sample in a non-contact magnetodynamic way - without balls or other mixers in the cuvette. For this, the cuvette with the sample with its bottom is installed in a cup made of soft magnetic iron, which acts as a magnetic armature in the variable magnetic field of the device with electromagnetic coils in an amount of at least two, while the upper part of the cell is fixed in the measuring cell using a rubber ring and remains practically stationary, while its bottom oscillates with the frequency of the electromagnetic field between its poles, which ensures mixing of the liquid in the cell.
На фиг.1 приведена функциональная схема (в предпочтительном варианте реализации) измерительного узла устройства. Функциональная схема включает в себя фрагмент оптической схемы устройства в поперечном (относительно кюветы) сечении на уровне оптической оси излучателя.Figure 1 shows a functional diagram (in a preferred embodiment) of the measuring node of the device. The functional diagram includes a fragment of the optical circuit of the device in cross section (relative to the cell) at the level of the optical axis of the emitter.
Устройство объединено блоком (узлом) 1 с ячейкой 2 для кюветы 3 и отверстиями (не показаны) для прохождения световых пучков. Блок предпочтительно выполнен из металла. Нагреватель 4, управляемый термостабилизирующим устройством 5, установлен на боковой грани блока 1. Снизу блока 1, под дном кюветы размещено магнитодинамическое устройство 6, перемешивающее пробу бесконтактным способом (без шариков или других мешалок в кювете). Вход устройства 6 подключен к первому выходу АЦП 13.The device is combined by a unit (assembly) 1 with a
В центральной части блока 1 размещен источник лазерного излучения - лазерный модуль 7, создающий световой пучок 8. ФПУ 9, 10 и 11 (на основе кремниевых фотодиодов) также закреплены на блоке 1. При этом нормаль к чувствительной площадке ФПУ 9 совпадает с осью пучка излучения 8, а нормали к чувствительным площадкам ФПУ 10 и 11 составляют с осью светового пучка 8 углы соответственно 30° и 90°. Выход ФПУ 9 подключен к входу управляемого блока питания 12 лазерного источника излучения 7. Первый выход блока питания 12 подключен к источнику излучения 7, а второй - к первому входу АЦП 13. Выход ФПУ 10 подключен ко второму входу АЦП 13, а выход ФПУ 11 - к третьему входу АЦП 13. Второй выход АЦП 13 и четвертый его вход подключены через интерфейс USB 2.0 к ПК 14 с подключенным к нему печатающим устройством 15.In the central part of block 1, there is a laser radiation source — a
ФПУ 9 является одним из основных элементов цепи обратной отрицательной связи между выходом ФПУ турбидиметра и управляющим входом регулируемого блока питания источника излучения. Регистрируемым информационным сигналом турбидиметра в этом случае является не интенсивность прошедшего через кювету света (нет прямого соединения с элементом 13 - АЦП, вместо этого есть связь ФПУ 9 с АЦП через посредство элемента 12).
В этом случае регистрируемым информационным сигналом турбидиметра является сила тока, проходящего через источник светового излучения, что существенно повышает чувствительность как турбидиметрического метода определения параметров плазменного гемостаза (в конечном итоге посредством ФПУ 9), так и нефелометрического метода определения С-реактивного белка посредством ФПУ 11 и концентрации тромбоцитов посредством ФПУ 10.In this case, the recorded information signal of the turbidimeter is the strength of the current passing through the light source, which significantly increases the sensitivity of both the turbidimetric method for determining the parameters of plasma hemostasis (ultimately through FPU 9) and the nephelometric method for determining C-reactive protein by
Используемое программное обеспечение устройства обеспечивает его работу в трех, активируемых с использованием ПК, режимах: «Определение концентрации С-реактивного белка», «Определение концентрации тромбоцитов» и «Определение показателей плазменного гемостаза».The device software used ensures its operation in three PC-activated modes: “Determination of the concentration of C-reactive protein”, “Determination of the concentration of platelets” and “Determination of plasma hemostasis”.
В режиме работы «Определение концентрации С-реактивного белка» устройство работает следующим образом.In the operation mode "Determining the concentration of C-reactive protein", the device operates as follows.
В цилиндрическую, выполненную из прозрачного полистирола кювету 3 помещают пробу плазмы (сыворотки) крови, подготовленную согласно методике гематологического анализа (см., например, «Инструкция по применению набора реагентов для определения концентрации С-реактивного белка в сыворотке и плазме крови», фирма ЗАО «ДИАКОН-ДС», г.Москва). Затем кювету 3 помещают в ячейку 2 и инкубируют пробу при температуре 37±1°С посредством нагревателя 4 и термостатирующего устройства 5 в течении запрограммированного времени инкубации. Включают устройство 6, перемешивающее бесконтактным способом пробу в кювете 3. Направляют на кювету 3 оптическое излучение от источника 7. По окончании времени инкубации подключают - через элемент 13 - выход элемента 11 к входу устройства 14 и помещают в кювету 3 порцию (не показано) стартового реагента. Регистрируют посредством элемента 11 уровень рассеянного излучения, обусловленного появлением в пробе рассеивающих излучение частиц (за счет иммунохимической реакции плазмы (сыворотки) крови с реагентом). С использованием устройства 14 рассчитывают концентрацию С-реактивного белка на основе заложенной ранее в память устройства 14 калибровочной зависимости уровня сигнала на выходе элемента 11 от концентрации С-реактивного белка (калибровку устройства - с использованием нескольких разведении стандартного калибровочного раствора С-реактивного белка, например, фирмы ЗАО «ДИАКОН-ДС», г.Москва, - проводят перед каждой серией измерений). Результаты расчета выводят на монитор ПК (14) или на подключенное к ПК печатающее устройство 15.In a cylindrical cell made of transparent polystyrene, a
В режиме работы «Определение концентрации тромбоцитов» устройство работает следующим образом.In the operation mode "Determination of platelet concentration", the device operates as follows.
В цилиндрическую, выполненную из прозрачного полистирола кювету 3 помещают пробу плазмы крови, подготовленную согласно методике агрегометрического анализа (см., например, Пособие по изучению адгезивно-агрегационной активности тромбоцитов, НПО «Ренам», М., 2004). Затем кювету 3 помещают в ячейку 2 и инкубируют пробу при температуре 37±1°С посредством нагревателя 4 и термостатирующего устройства 5 в течении запрограммированного времени инкубации. Включают устройство 6, перемешивающее бесконтактным способом пробу в кювете 3. Направляют на кювету 3 оптическое излучение от источника 7. По окончании времени инкубации подключают - через элемент 13 - выход элемента 10 к входу устройства 14. Регистрируют посредством элемента 10 уровень рассеянного излучения. С использованием устройства 14 рассчитывают концентрацию тромбоцитов на основе заложенной ранее в память устройства 14 калибровочной зависимости уровня сигнала на выходе элемента 10 от числа тромбоцитов в калибровочных растворах - разведениях суспензии с фиксированным числом тромбоцитов, например, «Фиксированные человеческие тромбоциты, лиофильно высушенные», с концентрацией порядка 300·103 тромбоцитов/мкл (набор реагентов для определения фактора Виллебранда, НПО «Ренам», г.Москва), Результаты расчета выводят на монитор ПК 14 или на подключенное к ПК печатающее устройство 15.A blood plasma sample prepared according to the method of aggregometric analysis is placed in a cylindrical cell made of
В режиме «Определение показателей плазменного гемостаза» устройство работает следующим образом.In the "Determination of plasma hemostasis" mode, the device operates as follows.
В цилиндрическую, выполненную из прозрачного полистирола кювету 3 помещают пробу плазмы крови, подготовленную согласно методике коагулологического анализа (см., например, Пособие для врачей-лаборантов по диагностическим методам определения гемоглобина и параметров свертывающей системы, НПО «Ренам», г.Москва, 1998). Затем кювету 3 помещают в ячейку 2 и инкубируют пробу при температуре 37±1°С посредством нагревателя 4 термостатирующего устройства 5 в течении запрограммированного времени инкубации. Включают устройство 6, перемешивающее бесконтактным способом пробу в кювете 3. Направляют на кювету 3 оптическое излучение от источника 7. По окончании времени инкубации подключают - через элемент 13 - выход элемента 12 к входу устройства 14 и помещают в кювету 3 порцию (не показано) стартового реагента. Регистрируют посредством элемента 12 два импульса, обусловленных двумя изменениями интенсивности светорассеяния - при падении в пробу порции стартового реагента и - при появлении в пробе сгустков или нитей фибрина. Посредством устройства 14 первоначально рассчитывают интервал времени между двумя импульсами, а затем проводят расчет требуемых показателей плазменного гемостаза. Необходимые для расчета калибровочные значения и константы вводят в устройство 14 в процессе диалога «оператор-ПК». Результаты расчета выводят на монитор ПК (14) или на подключенное к ПК печатающее устройство 15.A blood plasma sample prepared according to the coagulological analysis technique is placed in a cylindrical cell made of transparent polystyrene 3 (see, for example, Manual for laboratory assistants on diagnostic methods for determining hemoglobin and parameters of the coagulation system, NPO Renam, Moscow, 1998 ) Then, the
Использование предлагаемого устройства в медицинской практике для диагностики гематологических заболеваний позволяет измерять с высокой точностью концентрацию С-реактивного белка, в том числе и в пробах с предельно низкой его концентрацией в диапазоне 0,1…0,5 мг/л, что необходимо, в частности, для диагностики здоровья новорожденных.Using the proposed device in medical practice for the diagnosis of hematological diseases allows you to measure with high accuracy the concentration of C-reactive protein, including in samples with an extremely low concentration in the range of 0.1 ... 0.5 mg / l, which is necessary, in particular , to diagnose the health of newborns.
Преимуществом устройства является также возможности его использования (посредством вызова соответствующих программ) для целей: определения показателей плазменного гемостаза, а также - определения концентрации тромбоцитов, включая патологически низкие (30-100)·109 тр/л, что необходимо при диагностике врожденных патологий тромбоцитарного звена гемостаза (тромбостения, тромбопатия).The device’s advantage is also the possibility of its use (by calling the appropriate programs) for the purposes of: determining plasma hemostasis, as well as determining platelet concentration, including pathologically low (30-100) · 10 9 tr / l, which is necessary in the diagnosis of congenital platelet pathologies hemostasis (thrombosis, thrombopathy).
Следующим преимуществом предлагаемого устройства является использование в нем бесконтактного магнитодинамического перемешивания жидкостной пробы, что повышает производительность устройства (исключается процедура раскладки в кюветы шариков или других мешалок) и его ресурс - за счет отказа от использования в перемешивающем устройстве электродвигателя.The next advantage of the proposed device is the use of non-contact magnetodynamic mixing of the liquid sample, which increases the productivity of the device (excluding the procedure of folding balls or other mixers into cuvettes) and its service life due to the refusal to use an electric motor in the mixing device.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012108974/15A RU2500999C2 (en) | 2012-03-12 | 2012-03-12 | Device to analyse biological fluid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012108974/15A RU2500999C2 (en) | 2012-03-12 | 2012-03-12 | Device to analyse biological fluid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012108974A RU2012108974A (en) | 2013-09-20 |
| RU2500999C2 true RU2500999C2 (en) | 2013-12-10 |
Family
ID=49182819
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012108974/15A RU2500999C2 (en) | 2012-03-12 | 2012-03-12 | Device to analyse biological fluid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2500999C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2632719C2 (en) * | 2015-06-09 | 2017-10-09 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр психического здоровья" | Device for biomedical and toxicology research |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4964728A (en) * | 1977-03-11 | 1990-10-23 | Firma Labor Laborgerate'Analysensysteme Vertriebsgesellschaft mbH | Blood coagulation time measuring device |
| US5604590A (en) * | 1994-09-08 | 1997-02-18 | Hach Company | Nephelometer instrument |
| RU2172483C2 (en) * | 2000-03-20 | 2001-08-20 | Мухин Владимир Андреевич | Method and device for determining blood plasma sample coagulation rate |
| RU2343456C1 (en) * | 2007-06-18 | 2009-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт космического приборостроения" | Thrombocyte aggregation behavior and blood coagulability tester |
-
2012
- 2012-03-12 RU RU2012108974/15A patent/RU2500999C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4964728A (en) * | 1977-03-11 | 1990-10-23 | Firma Labor Laborgerate'Analysensysteme Vertriebsgesellschaft mbH | Blood coagulation time measuring device |
| US5604590A (en) * | 1994-09-08 | 1997-02-18 | Hach Company | Nephelometer instrument |
| RU2172483C2 (en) * | 2000-03-20 | 2001-08-20 | Мухин Владимир Андреевич | Method and device for determining blood plasma sample coagulation rate |
| RU2343456C1 (en) * | 2007-06-18 | 2009-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт космического приборостроения" | Thrombocyte aggregation behavior and blood coagulability tester |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2632719C2 (en) * | 2015-06-09 | 2017-10-09 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр психического здоровья" | Device for biomedical and toxicology research |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012108974A (en) | 2013-09-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109884289B (en) | Low sample volume coagulation assay | |
| RU2343456C1 (en) | Thrombocyte aggregation behavior and blood coagulability tester | |
| US9568488B2 (en) | Biological sample analyzing apparatus | |
| JPS5925460B2 (en) | Nephelometric immunoassay method and device | |
| JP2008523378A (en) | Cholesterol analysis | |
| CN106324251A (en) | Preparation method of small-fragment BMG antibody and beta2-microglobulin detection kit | |
| RU2500999C2 (en) | Device to analyse biological fluid | |
| Doubrovski et al. | Ultrasonic wave action upon the red blood cell agglutination in vitro | |
| KR920010295B1 (en) | Method and apparatus for automatically detecting agglutination reaction | |
| CN115516312A (en) | Method for measuring target substance by latex agglutination method and reagent therefor | |
| EP1484598A1 (en) | Method of judging homogenization/reaction completion and method of measuring solution concentration using the same | |
| CN109324192A (en) | The detection method of rapid quantitative detection antinuclear antibodies content | |
| RU2336525C2 (en) | Method of evaluation of thrombocyte aggregation in blood plasma and time of its coagulation | |
| CN203432986U (en) | Quasi-automatic in-vitro detection equipment for measuring specific proteins by turbidimetry | |
| Niculescu et al. | Portable biochemistry analyzer based on image acquisition algorithm | |
| JP2024067255A (en) | Body fluid measurement method and body fluid measurement device | |
| Higuchi et al. | Novel blood typing method by discrimination of hemagglutination and rouleaux using an erythrocyte aggregometer | |
| Niculescu et al. | Accuracy and Precision Improvement for the Biochemistry Assays by Using an Automatic Ultrasonic Cleaning System | |
| RU2172483C2 (en) | Method and device for determining blood plasma sample coagulation rate | |
| RU2104540C1 (en) | Method for differential diagnosis of hemorrhagic fever | |
| Jacob et al. | Automated rate-immunonephelometric determination of serum prealbumin (transthyretin). | |
| Byrjalsen et al. | Immunoturbidimetry of serum C-reactive protein in low concentration of polyethylene glycol | |
| Zaatari et al. | Comparison of nephelometry and immunofluorescence for immunoglobulin quantitation in pathologic sera | |
| CN209416908U (en) | Protein analyzer | |
| Richards et al. | Can the rapid semiquantitative estimation of serum C reactive protein be adapted for the management of bacterial infection? |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |