RU2709460C9 - Method for biopathogens detection in air - Google Patents

Method for biopathogens detection in air Download PDF

Info

Publication number
RU2709460C9
RU2709460C9 RU2018147447A RU2018147447A RU2709460C9 RU 2709460 C9 RU2709460 C9 RU 2709460C9 RU 2018147447 A RU2018147447 A RU 2018147447A RU 2018147447 A RU2018147447 A RU 2018147447A RU 2709460 C9 RU2709460 C9 RU 2709460C9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
analysis
biopathogens
air
stage
Prior art date
Application number
RU2018147447A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2709460C1 (en
Inventor
Владимир Алексеевич Гущин
Артем Петрович Ткачук
Евгений Вячеславович Горский
Бахтияр Исраил оглы Вердиев
Денис Александрович Клейменов
Анатолий Владиславович Семенов
Павел Александрович Захарченко
Александр Александрович Александров
Виктор Александрович Мануйлов
Александр Леонидович Гинцбург
Original Assignee
Российская Федерация в лице Министерства здравоохранения
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация в лице Министерства здравоохранения filed Critical Российская Федерация в лице Министерства здравоохранения
Priority to RU2018147447A priority Critical patent/RU2709460C9/en
Publication of RU2709460C1 publication Critical patent/RU2709460C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2709460C9 publication Critical patent/RU2709460C9/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00

Abstract

FIELD: ecology.
SUBSTANCE: invention relates to ecology, namely to detecting biopathogens in air. Detection is carried out step-by-step, so at the first stage after sampling of aerosol sample, it is transferred into liquid phase, then sample in liquid phase is treated with ultrasound. At the second stage, the sample is divided into three streams: 1 – sample preparation for immunological analysis, 2 – sample preparation for PCR analysis and archive. At the third stage, two sample preparations are performed in parallel for immunological analysis (IA) and PCR analysis. At the fourth stage, the suspension from prepared samples for analysis is sent to an immunological analyzer and a PCR unit for further analysis.
EFFECT: invention allows higher accuracy and faster determination of biopathogens in air up to 80 detected targets with maximum coverage of potential spectra of potential biopathogens in air – viruses, bacteria, toxins.
3 cl, 2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.

Изобретение относится к области исследований или анализа воздуха на наличие в нем биопатогенов, для защиты человека или животных от вредного воздействия бактерий, вирусов, генетических векторов и объектов нанотехнологий.The invention relates to the field of research or analysis of air for the presence of biopathogens in it, to protect humans or animals from the harmful effects of bacteria, viruses, genetic vectors and nanotechnology objects.

В данном описании использованы следующие термины:The following terms are used in this description:

АКДБ - Автоматический анализатор биопатогеновAKDB - Automatic biopathogen analyzer

НК - нуклеиновые кислотыNK - nucleic acids

ИА - иммунологический анализаторIA - immunological analyzer

ПЦР - диагностика (полимеразная цепная реакция) - высокоточный метод диагностики многочисленных инфекций, который основывается на исследовании генетического материала человека (ДНК и РНК)PCR - diagnostics (polymerase chain reaction) - a highly accurate method for the diagnosis of numerous infections, which is based on the study of human genetic material (DNA and RNA)

АСП - автоматический сигнализатор специальных примесей.ASP is an automatic signaling device for special impurities.

Уровень техники.The prior art.

Из уровня техники известен способ без пробоотборного мониторинга воздуха, включающий зондирование пространства импульсным когерентным излучением в УФ-области и регистрацию спектрального хода интенсивности флуоресценции белоксодержащих веществ. При этом дополнительно осуществляют селективную оценку нормированных величин интенсивностей флуоресценции белоксодержащих веществ и помеховых примесей на различных длинах волн возбуждения в пределах спектрального хода флуоресценции по отношению к интенсивности на длине волны 284 нм.The prior art method without sample air monitoring, including the sounding of space by pulsed coherent radiation in the UV region and recording the spectral course of the fluorescence intensity of protein-containing substances. In addition, a selective assessment of the normalized fluorescence intensities of protein-containing substances and interfering impurities at various excitation wavelengths within the spectral course of fluorescence relative to the intensity at a wavelength of 284 nm is carried out.

Также из уровня техники известен автоматический сигнализатор специальных примесей (АСП), предназначенный для непрерывного контроля атмосферного воздуха с целью обнаружения в нем аэрозолей специальных примесей (бактерий, риккетсий, вирусов).Also known from the prior art is an automatic signaling device for special impurities (ASP) designed for continuous monitoring of atmospheric air in order to detect aerosols of special impurities (bacteria, rickettsia, viruses) in it.

В состав АСП входят: датчик; преобразователь напряжения 13 В в 26 В (блок питания) или электрический кабель; звуковой сигнализатор; КИС зимний и летний; ЗИП; документация (http://www.mil.bv/print.php?ELEMENT_ID=7857&clear_cache=Y).The composition of the TSA includes: a sensor; voltage converter 13 V to 26 V (power supply) or electric cable; sound signaling device; CIS winter and summer; Spare parts; documentation (http://www.mil.bv/print.php?ELEMENT_ID=7857&clear_cache=Y).

Кроме того известны способ детектирования наличия аналита в жидком образце, способ детектирования наличия патогена в образце цельной крови, способ детектирования наличия вируса в образце цельной крови, способ детектирования присутствия нуклеиновой кислоты-мишени в образце цельной крови, способ детектирования наличия организмов, относящихся к видам Candida в жидком образце, системы для детектирования одного или более аналитов нуклеиновой кислоты в жидком образце и сменного картриджа для размещения реагентов для анализа и расходных материалов в системе. Представленные изобретения характеризуются тем, что при своем осуществлении используют магнитные частицы, имеющие средний диаметр в интервале от 700 нм до 950 нм, значение релаксивности Т2 на одну частицу, составляющее от 1×109 до 1×1012 ммоль-1 сек-1, и имеют связывающие остатки на своей поверхности, причем данные связывающие остатки действуют, изменяя агрегацию магнитных частиц в присутствии аналита. Изобретения обеспечивают мультиплексное детектирование нескольких типов различных молекул и могут быть использованы в клинической практике (RU 2653451 08.05.2018).In addition, there is a known method for detecting the presence of an analyte in a liquid sample, a method for detecting the presence of a pathogen in a whole blood sample, a method for detecting the presence of a virus in a whole blood sample, a method for detecting the presence of a target nucleic acid in a whole blood sample, a method for detecting the presence of Candida species in a liquid sample, systems for detecting one or more nucleic acid analytes in a liquid sample and a replaceable cartridge for placing analysis reagents and consumables Ialov in the system. The presented inventions are characterized by the fact that in their implementation they use magnetic particles having an average diameter in the range from 700 nm to 950 nm, a relaxivity value of T 2 per particle of 1 × 10 9 to 1 × 10 12 mmol -1 s -1 , and have binding residues on their surface, and these binding residues act by altering the aggregation of magnetic particles in the presence of an analyte. The invention provides multiplex detection of several types of various molecules and can be used in clinical practice (RU 2653451 05/08/2018).

Наряду с вышеуказанным известен способ детектирования биологических частиц в аэрозоле. Для этого частицы аэрозоля осаждают на поверхность субстрата. Облучают поверхность с осажденным образцом источником света. Детектируют на нескольких длинах волн эмиссию флуоресценции и фосфоресценции образца с выделением сигнала фосфоресценции с задержкой во времени между актом возбуждения и актом приема сигнала эмиссии. Определяют биологические частицы по соотношению сигналов флуоресценции и фосфоресценции. При этом в процессе осаждения контролируют концентрацию частиц аэрозоля на поверхности субстрата по уровню сигнала рассеяния поверхности субстрата с частицами, который сравнивают с заданным предельным значением уровня рассеяния, определяемого с учетом разрешающей способности оптической системы детектирования сигналов, которую принимают эквивалентной максимальному размеру искомых частиц. При достижении заданного уровня рассеяния осаждение частиц прекращают и детектируют эмиссию флуоресценции и фосфоресценции каждой частицы отдельно (RU 2495426 10.10.2013).Along with the above, a method for detecting biological particles in an aerosol is known. For this, aerosol particles are deposited on the surface of the substrate. Irradiate a surface with a light source deposited by the sample. The emission of fluorescence and phosphorescence of a sample is detected at several wavelengths with the release of a phosphorescence signal with a time delay between the act of excitation and the act of receiving the emission signal. Biological particles are determined by the ratio of fluorescence and phosphorescence signals. In this case, during the deposition process, the concentration of aerosol particles on the substrate surface is controlled by the level of the scattering signal of the substrate surface with particles, which is compared with a predetermined limit value of the scattering level, determined taking into account the resolution of the optical signal detection system, which is assumed to be equivalent to the maximum size of the desired particles. Upon reaching a given level of scattering, the deposition of particles is stopped and the emission of fluorescence and phosphorescence of each particle is detected separately (RU 2495426 10.10.2013).

Однако ранее известные способы выявления патогенов в воздухе имеют следующие недостатки: длительное время проведения анализа: 4 и более часов (в зависимости от режима эксплуатации), невозможность выявления охватить максимально возможный спектр потенциальных биопатогенов в воздухе, как содержащих нуклеиновые кислоты (вирусы, бактерии), так и не содержащих.However, previously known methods for detecting pathogens in the air have the following disadvantages: a long analysis time: 4 or more hours (depending on the operating mode), the inability to detect cover the maximum possible spectrum of potential biopathogens in the air, as containing nucleic acids (viruses, bacteria), and not containing.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

Заявленный способ включает следующие приемы: сбор аэрозольные частиц, перевод их в жидкое состояние, последующий анализ отобранной пробы параллельно двумя независимыми методами: с помощью мультиплексного иммунологического анализа и ПЦР в режиме реального времени на одноразовом чипе, при этом применение двух методов анализа позволяет охватить максимально возможный спектр потенциальных биопатогенов в воздухе, как содержащих нуклеиновые кислоты (вирусы, бактерии), так и не содержащие. При этом число одновременно детектируемых мишеней может составлять более 80.The claimed method includes the following methods: collecting aerosol particles, transferring them to a liquid state, subsequent analysis of the collected sample in parallel by two independent methods: using multiplex immunological analysis and real-time PCR on a single-use chip, while using two analysis methods allows you to cover the maximum possible spectrum of potential biopathogens in the air, both containing nucleic acids (viruses, bacteria), and not containing. Moreover, the number of simultaneously detected targets can be more than 80.

Задачей способа является повышение точности определения биопатогенов в воздухе, быстрое выявление биопатогенов воздухе, за 2 часа - более 80 детектируемых мишеней.The objective of the method is to increase the accuracy of determination of biopathogens in the air, the rapid detection of biopathogens in the air, for 2 hours - more than 80 detected targets.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении точности и ускорении определения биопатогенов воздухе до 80 детектируемых мишеней, а также в том, чтобы максимально охватить возможный спектр потенциальных биопатогенов в воздухе, как содержащих нуклеиновые кислоты (вирусы, бактерии), так и не содержащих.The technical result of the present invention is to increase the accuracy and accelerate the determination of biopathogens in the air to 80 detectable targets, as well as to maximally cover the possible spectrum of potential biopathogens in the air, both containing nucleic acids (viruses, bacteria), and not containing.

Кроме того, контроль безопасности аэрозоля является чрезвычайно актуальной задачей на текущем этапе развития общества. Жизнь в современных мегаполисах и теснота экономических связей между странами дает патогеном с аэрозольным механизмом передачи колоссальные возможности для инициации пандемий. Решением проблемы могли бы стать способы выявления биопатогенов в воздухе общественных местах, которые могут выявлять возбудителей инфекционных заболеваний до момента массового заражения людей. Ранняя информация о распространении в окружающей среде патогенов, с учетом латентного периода, может сократить время реакции системы здравоохранения на несколько суток, а в случае своевременного принятия мер - решительно уменьшить число людей, подвергшихся заражению.In addition, aerosol safety control is an extremely urgent task at the current stage of development of society. Life in modern megacities and the cramped economic ties between countries give a pathogen with an aerosol transmission mechanism colossal opportunities for initiating pandemics. A solution to the problem could be ways to detect biopathogens in the air in public places that can identify infectious agents before mass infection of people. Early information on the spread of pathogens in the environment, taking into account the latent period, can reduce the response time of the healthcare system by several days, and if measures are taken in a timely manner, drastically reduce the number of people exposed to infection.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Указанный технический результат реализуется за счет следующих приемов способа выявления биопатогенов в воздухе. Анализ воздуха, осуществляют в несколько этапов. Так, на первом этапе выполняют сбора аэрозольной пробы. Затем переводят ее в жидкую фазу. После чего пробу в жидкой форме обрабатывают ультразвуком с целью разрушения клеточных стенок биологических объектов и высвобождения нуклеиновых кислот (НК) и антигенов, пригодных для дальнейшего анализа, в раствор. На следующем этапе - втором, раствор после обработки ультразвуком разделяется на три потока: 1 - пробоподготовка для иммунологического анализа, 2 - пробоподготовка для ПЦР-анализа и проба для архива. На третьем этапе параллельно друг другу выполняют пробоподготовки разделенной пробы для иммунологического анализа (ИА) и ПЦР-реакции. На четвертом этапе после выполнения всех операций пробоподготовки, суспензии из подготовленных проб для анализа направляют в иммунологический анализатор и блок ПЦР для дальнейшего анализ.The specified technical result is realized due to the following techniques of the method for detecting biopathogens in the air. Air analysis is carried out in several stages. So, at the first stage, an aerosol sample is collected. Then transfer it to the liquid phase. After that, the sample in liquid form is treated with ultrasound in order to destroy the cell walls of biological objects and release nucleic acids (NK) and antigens suitable for further analysis into the solution. At the next stage - the second, the solution after sonication is divided into three streams: 1 - sample preparation for immunological analysis, 2 - sample preparation for PCR analysis and sample for archive. At the third stage, in parallel to each other, sample preparation of a divided sample for immunological analysis (IA) and PCR reaction is performed. In the fourth stage, after all sample preparation operations have been completed, suspensions from the prepared samples for analysis are sent to the immunological analyzer and the PCR unit for further analysis.

Указанный способ может быть осуществлен посредством автоматического анализатора биопатогенов в воздухе, который может быть представлен в следующем виде и представляет собой комплекс оборудования, размещенный в едином металлическом корпусе рамной конструкции (фиг. 1). Компоновка прибора выполнена в виде двух отсеков. В верхнем отсеке (2) находятся все узлы и подсистемы, непосредственно контактирующие с биологическими образцами и реагентами - от устройства сбора аэрозоля до ПЦР - и иммунологического анализаторов. В этом отсеке поддерживается контролируемый температурно-влажностный режим. В нижнем отсеке (3) расположено все вспомогательное оборудование и управляющая электроника: источники и распределители питания, резервные аккумуляторные батареи, холодильная установка, управляющий компьютер и блоки автоматики. Холодильная установка обеспечивает охлаждение оборотной воды до температуры +4°С; эта вода, в частности, используется для охлаждения реагентов, чтобы обеспечить автономность прибора на протяжении 7 дней. Система пробоподготовки автоматического анализатора биопатогенов в воздухе построена по закрытой схеме.The specified method can be carried out by means of an automatic analyzer of biopathogens in the air, which can be presented in the following form and is a complex of equipment located in a single metal frame structure (Fig. 1). The layout of the device is made in the form of two compartments. In the upper compartment (2) are all the nodes and subsystems that are in direct contact with biological samples and reagents - from an aerosol collection device to PCR - and immunological analyzers. In this compartment, a controlled temperature and humidity regime is maintained. In the lower compartment (3) is located all the auxiliary equipment and control electronics: power sources and distributors, backup batteries, a refrigeration unit, a control computer and automation units. The refrigeration unit provides cooling of the circulating water to a temperature of + 4 ° C; this water, in particular, is used to cool reagents in order to ensure the autonomy of the device for 7 days. The sample preparation system of an automatic analyzer of biopathogens in the air is built according to a closed scheme.

Процесс анализа воздуха начинается со сбора аэрозольной пробы и ее перевода в жидкую фазу. За сбор воздуха может быть осуществлен импактором - прибором, который создает поток всасываемого воздуха до 4 м3 в минуту и способный концентрировать аэрозольные частицы в диапазоне от 0.3 до 10 мкм приблизительно в 10 раз. Перевод аэрозольной пробы может быть осуществлен посредством коллектора аэрозоля, построенного по принципу водяного циклона. Поле чего жидкость передается на следующие стадии обработки. Обрабатывают пробу в жидкой фазе ультразвуком, для обработки ультразвуком может быть использован ультразвуковой гомогенизатор. После обработки ультразвуком, раствор пробы разделяется на три потока: 1 - пробоподготовка для иммунологического анализа, 2 - пробоподготовка для ПЦР-анализа и архива.The air analysis process begins with the collection of the aerosol sample and its transfer to the liquid phase. Air collection can be carried out by an impactor - a device that creates a flow of intake air up to 4 m 3 per minute and capable of concentrating aerosol particles in the range from 0.3 to 10 μm by about 10 times. Aerosol transfer can be carried out by means of an aerosol collector constructed on the principle of a water cyclone. A field of liquid transfer to the next stages of processing. The sample is processed in the liquid phase by ultrasound; an ultrasonic homogenizer can be used for sonication. After sonication, the sample solution is divided into three streams: 1 - sample preparation for immunological analysis, 2 - sample preparation for PCR analysis and archive.

При этом система пробоподготовки может быть построена по закрытой схеме (см. фиг. 2), которая включает импактор (1), коллектор аэрозоля (5), ультразвуковой гомогенизатор (6), первый клапан ротационного типа (К1), блок выделения НК (8), содержащий: резервуар с реагентами для выделения НК (8а), третий ротационный клапан (К3), реактор выделения НК (8b), блок пробоподготовки ИА (9), включающий: резервуар с микросферами, антителами и красителями (9а), второй ротационный клапан (К2) и реактор ИА (9b); резервуар, содержащий промывочные жидкости (7) такие как: буфер, или спирт 70%, или гипохлорит, или щелочь; иммунологический анализатор (10); резервуар с реагентами ПЦР (12); ПЦР анализатор (13); архив проб (11); резервуар для охлаждаемой оборотной водой (14); резервуар жидкости предназначенной для слива (15). При этом при необходимости выполняю 16 - охлаждение или 17 - нагрев и/или осуществляют воздействие 18 - магнитом и/или 19 - перемешивание.At the same time, the sample preparation system can be built according to a closed scheme (see Fig. 2), which includes an impactor (1), an aerosol collector (5), an ultrasonic homogenizer (6), a first rotary valve (K1), and an NK separation unit (8 ), containing: a reservoir with reagents for the selection of NK (8a), a third rotary valve (K3), a reactor for the selection of NK (8b), a sample preparation unit IA (9), including: a tank with microspheres, antibodies and dyes (9a), a second rotational a valve (K2) and an IA reactor (9b); a reservoir containing washing liquids (7) such as: buffer, or 70% alcohol, or hypochlorite, or alkali; immunological analyzer (10); PCR reagent reservoir (12); PCR analyzer (13); sample archive (11); reservoir for cooled circulating water (14); reservoir of liquid intended for discharge (15). In this case, if necessary, I perform 16 - cooling or 17 - heating and / or carry out the action of 18 - magnet and / or 19 - mixing.

Для движения жидкостей в данной схеме в предусмотрены автоматические шприцевые насосы. Рабочей жидкостью во всех насосах является дистиллированная вода. Для управления потоками жидкостей используются клапаны ротационного типа (на фиг. 2 - К1-К3), изготовленные из химически инертных материалов, допускающих промывку щелочным раствором, раствором гипохлорита натрия и этиловым спиртом. Гидравлические соединения выполнены трубками из фторполимера ЭТФЭ (сополимер этилен-тетрафторэтилен), также допускающих промывку перечисленными выше растворами. Промывка всей системы пробоподготовки выполняется после каждого забора пробы и каждого анализа, согласно протоколу работы прибора.For the movement of liquids in this scheme, automatic syringe pumps are provided. The working fluid in all pumps is distilled water. To control the flow of liquids, rotary valves are used (in Fig. 2 - K1-K3), made of chemically inert materials that can be washed with an alkaline solution, sodium hypochlorite solution and ethyl alcohol. The hydraulic connections are made of tubes made of ETFE fluoropolymer (ethylene-tetrafluoroethylene copolymer), which also allow washing with the solutions listed above. The washing of the entire sample preparation system is carried out after each sampling and each analysis, according to the protocol of the device.

Осуществление изобретения.The implementation of the invention.

Способ выявления биопатогенов в воздухе осуществляют следующим образом.A method for identifying biopathogens in the air is as follows.

Этап 1. Выполняют отбор аэрозольной пробы, переводят ее в жидкую фазу. Затем пробу в жидкой фазе обрабатывают ультразвуком, с целью разрушения клеточных стенок биологических объектов и высвобождения нуклеиновых кислот и антигенов, пригодных для дальнейшего анализа, в раствор. При этом для предотвращения излишнего нагрева пробы, пробу охлаждают оборотной водой.Stage 1. Perform an aerosol sampling, translate it into the liquid phase. Then, the sample in the liquid phase is treated with ultrasound in order to destroy the cell walls of biological objects and release nucleic acids and antigens suitable for further analysis into the solution. Moreover, to prevent excessive heating of the sample, the sample is cooled with circulating water.

Этап 2. После обработки ультразвуком, раствор пробы разделяется на три потока: 1 - пробоподготовка для иммунологического анализа, 2 - пробоподготовка для ПЦР-анализа и архива. При этом архив может быть представлен набором охлаждаемых емкостей, в которые по очереди помещается 1 мл пробы при каждом измерении. В случае если анализ в дальнейшем не обнаружил патогенных агентов в пробе, емкости промываются и используются повторно. При положительном результате анализа, проба из архива может быть дополнительно проверена независимыми методами.Stage 2. After sonication, the sample solution is divided into three streams: 1 - sample preparation for immunological analysis, 2 - sample preparation for PCR analysis and archive. In this case, the archive can be represented by a set of cooled containers, in which 1 ml of the sample is placed in turn at each measurement. If the analysis does not subsequently detect pathogenic agents in the sample, the containers are washed and reused. If the analysis is positive, the sample from the archive can be additionally verified by independent methods.

Этап 3. Выполняют пробоподготовки для иммунологического анализа (ИА) и ПЦР-анализа. Пробоподготовка для ИА включает в себя инкубацию пробы с магнитными микросферами, биотинилированными антителами флуоресцентными метками (коньюгаты стрептовидин-фикоэритрин, SAPE), а также, соответствующие промывки. Эти операции могут быть выполнены в реакторе ИА, представляющем собой емкость из полипропилена объемом 1,5 мл в которой, поддерживается необходимая температура (как правило, 37-38°С; эта вода, в частности, используется для охлаждения реагентов, чтобы С). При помощи электромеханического привода, к данной емкости может подводиться кольцевой постоянный магнит, удерживающий магнитные частицы во время промывок. Реактор установлен на валу орбитальной мешалки, способной приводить его в движение на скоростях до 1500 об/мин. Реагенты для пробоподготовки ИА (магнитные микросферы, антитела, SAPE) хранятся при 4'С; для чего может быть использована охлаждаемая платформа, установленная на валу орбитальной мешалки. Пробоподготовка ПЦР-анализа состоит в выделении и очистке нуклеиновых кислот (НК) из раствора пробы. Принцип выделения НК основан на использовании магнитных частиц. Выделение НК происходит в реакторе, конструкция которого аналогична реактору пробоподготовки ИА. Следует отметить, что операции пробоподготовки ИА и ПЦР выполняются параллельно, что позволяет сократить полное время анализа пробы двумя методами.Step 3. Perform sample preparation for immunological analysis (IA) and PCR analysis. Sample preparation for IA includes sample incubation with magnetic microspheres, biotinylated antibodies with fluorescent labels (streptovidin-phycoerythrin conjugates, SAPE), as well as appropriate washes. These operations can be performed in an IA reactor, which is a 1.5 ml polypropylene tank in which the required temperature is maintained (usually 37-38 ° C; this water, in particular, is used to cool the reagents to C). By means of an electromechanical drive, an annular permanent magnet can be supplied to this container to hold the magnetic particles during the washings. The reactor is mounted on the shaft of an orbital mixer capable of driving it at speeds of up to 1500 rpm. Reagents for sample preparation of IA (magnetic microspheres, antibodies, SAPE) are stored at 4 ° C; what can be used a cooled platform mounted on the shaft of the orbital mixer. Sample preparation for PCR analysis consists in the isolation and purification of nucleic acids (NK) from a sample solution. The principle of NC extraction is based on the use of magnetic particles. The selection of NK occurs in the reactor, the design of which is similar to the reactor sample preparation IA. It should be noted that the IA and PCR sample preparation operations are performed in parallel, which reduces the total analysis time of the sample by two methods.

Этап 4. после выполнения всех операций пробоподготовки, суспензии из реакторов направляют в иммунологический анализатор и блок ПЦР для дальнейшего анализ.Stage 4. after all sample preparation operations have been completed, suspensions from the reactors are sent to the immunological analyzer and PCR unit for further analysis.

Таким образом, за счет определенной последовательности и этапности проведения анализа проб воздуха с целью выявления биопатогенов, выполнения забора аэрозольной пробы, переведении ее в жидкую фаза, обработка пробы в жидкой фазе ультразвуком, последующее разделение пробы на три части, параллельное проведение пробоподготовок для анализа ИА и ПЦР-анализа, последующее выполнение анализов ИА и ПЦР обеспечивает выполнение достигаемого технического результата - повышение точности и ускорение определения биопатогенов воздухе до 80 детектируемых мишеней, а также максимальный охват возможного спектра потенциальных биопатогенов в воздухе, как содержащих нуклеиновые кислоты (вирусы, бактерии), так и не содержащих.Thus, due to a certain sequence and stages of analysis of air samples in order to identify biopathogens, take an aerosol sample, transfer it to the liquid phase, process the sample in the liquid phase with ultrasound, then divide the sample into three parts, conduct parallel sample preparation for the analysis of IA and PCR analysis, subsequent analysis of IA and PCR ensures the achievement of the technical result achieved - improving the accuracy and accelerating the determination of biopathogens in the air to 80 detectors Mykh targets, as well as the maximum coverage possible range of potential biopathogenic in the air as containing nucleic acids (viruses, bacteria) and containing no.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Способ выявления биопатогенов в воздухе может быть осуществлен специалистом на практике и при осуществлении обеспечивает реализацию заявленного назначения. Возможность осуществления на практике следует из того, что для каждого признака, включенного в формулу изобретения на основании описания, известен материальный эквивалент, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «промышленная применимость» для изобретения и критерию «полнота раскрытия» для изобретения.A method for detecting biopathogens in the air can be carried out by a specialist in practice and, when implemented, ensures the implementation of the declared purpose. The possibility of implementation in practice follows from the fact that for each feature included in the claims on the basis of the description, the material equivalent is known, which allows us to conclude that the criterion of "industrial applicability" for the invention and the criterion of "completeness of disclosure" for the invention are met.

Способ выявления биопатогенов в воздухе может быть использован в общественных местах, и позволяет выявлять возбудителей инфекционных заболеваний до момента массового заражения людей. Ранняя информация о распространении в окружающей среде патогенов, с учетом латентного периода, может сократить время реакции системы здравоохранения на несколько суток, а в случае своевременного принятия мер - решительно уменьшить число людей, подвергшихся заражению.A method for detecting biopathogens in the air can be used in public places, and allows you to identify pathogens of infectious diseases until mass infection of people. Early information on the spread of pathogens in the environment, taking into account the latent period, can reduce the response time of the healthcare system by several days, and if measures are taken in a timely manner, drastically reduce the number of people exposed to infection.

Claims (3)

1. Способ выявления биопатогенов в воздухе, включающий отбор аэрозольной пробы, отличающийся тем, что способ выполняют поэтапно, так на первом этапе после отбора аэрозольной пробы, переводят ее в жидкую фазу, затем пробу в жидкой фазе обрабатывают ультразвуком; на втором этапе пробу разделяют на три потока: 1 - пробоподготовка для иммунологического анализа, 2 - пробоподготовка для ПЦР-анализа и архива; на третьем этапе выполняют параллельно две пробоподготовки для иммунологического анализа (ИА) и ПЦР-анализа, на четвертом этапе суспензии из подготовленных проб для анализа направляют в иммунологический анализатор и блок ПЦР для дальнейшего анализа.1. A method for detecting biopathogens in the air, including sampling an aerosol sample, characterized in that the method is carried out in stages, so at the first stage after sampling an aerosol sample, it is transferred to the liquid phase, then the sample in the liquid phase is treated with ultrasound; at the second stage, the sample is divided into three streams: 1 - sample preparation for immunological analysis, 2 - sample preparation for PCR analysis and archive; at the third stage two samples are prepared in parallel for immunological analysis (IA) and PCR analysis; at the fourth stage, suspensions from the prepared samples for analysis are sent to the immunological analyzer and the PCR unit for further analysis. 2. Способ выявления биопатогенов в воздухе по п. 1, отличающийся тем, что при пробоподготовке для ИА проводят инкубацию пробы с магнитными микросферами, биотинилированными антителами флуоресцентными метками.2. A method for detecting biopathogens in the air according to claim 1, characterized in that during sample preparation for IA, the sample is incubated with magnetic microspheres, biotinylated antibodies with fluorescent labels. 3. Способ выявления биопатогенов в воздухе по п. 1, отличающийся тем, что пробоподготовка ПЦР-анализа состоит в выделении и очистке нуклеиновых кислот (НК) из раствора пробы, при этом принцип выделения НК основан на использовании магнитных частиц.3. A method for detecting biopathogens in air according to claim 1, characterized in that the sample preparation of the PCR analysis consists in the isolation and purification of nucleic acids (NK) from the sample solution, while the principle of NK extraction is based on the use of magnetic particles.
RU2018147447A 2018-12-28 2018-12-28 Method for biopathogens detection in air RU2709460C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147447A RU2709460C9 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Method for biopathogens detection in air

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018147447A RU2709460C9 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Method for biopathogens detection in air

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2709460C1 RU2709460C1 (en) 2019-12-18
RU2709460C9 true RU2709460C9 (en) 2020-03-25

Family

ID=69007059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018147447A RU2709460C9 (en) 2018-12-28 2018-12-28 Method for biopathogens detection in air

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2709460C9 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004018704A2 (en) * 2002-05-20 2004-03-04 Northrop Grumman Corporation Point source biological agent detection system
RU2337349C1 (en) * 2007-04-11 2008-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова /Ленина/ (СпбГЭТУ) Method of determining air biological contamination and device to this effect
RU2495426C1 (en) * 2012-05-17 2013-10-10 Закрытое акционерное общество "ИММУНОСКРИН" (ЗАО "ИММУНОСКРИН") Method of detecting biological particles in aerosol

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004018704A2 (en) * 2002-05-20 2004-03-04 Northrop Grumman Corporation Point source biological agent detection system
RU2337349C1 (en) * 2007-04-11 2008-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова /Ленина/ (СпбГЭТУ) Method of determining air biological contamination and device to this effect
RU2495426C1 (en) * 2012-05-17 2013-10-10 Закрытое акционерное общество "ИММУНОСКРИН" (ЗАО "ИММУНОСКРИН") Method of detecting biological particles in aerosol

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HENNINGSON E W et al. "Evaluation of microbiological aerosol samplers: a review." Journal of Aerosol Science 25.8 (1994): 1459-1492. *
ОСИН Н.С. и др. Технические средства индикации биопатогенов как основа обеспечения биологической безопасности//Молекулярная медицина, 2006, N. 3. с. 24-33. *
ОСИН Н.С. и др. Технические средства индикации биопатогенов как основа обеспечения биологической безопасности//Молекулярная медицина, 2006, N. 3. с. 24-33. HENNINGSON E W et al. "Evaluation of microbiological aerosol samplers: a review." Journal of Aerosol Science 25.8 (1994): 1459-1492. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2709460C1 (en) 2019-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101805927B1 (en) Method for pretreating specimen and method for assaying biological substance
CN102027367B (en) Promote the barrier of biological respinse
DE60216051T2 (en) OPTOELECTRONIC SURVEY SYSTEM
EP3304031B1 (en) A component of a device, a device, and a method for purifying and testing biomolecules from biological samples
JP5807004B2 (en) Cell analyzer
CN105154314B (en) A kind of gene assaying device for collecting extraction, amplification and detection integration
JP2016028608A (en) Pathogen detection biosensor
US7071006B2 (en) Carrier holding micro-substances, system suspending such carriers apparatus for manipulating such carriers and method of controlling positions of such carriers
US20220167950A1 (en) Systems and methods for processing stool samples
RU2709460C9 (en) Method for biopathogens detection in air
RU2694114C1 (en) Automatic analyzer of biopathogens in air
RU2717671C1 (en) Method for multiplex immunological analysis of biological samples from air in automatic mode
JP2002181823A (en) Detection method for microorganism

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 35-2019 FOR INID CODE(S) (54)

TH4A Reissue of patent specification