RU71439U1 - Система для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов - Google Patents
Система для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов Download PDFInfo
- Publication number
- RU71439U1 RU71439U1 RU2007137837/22U RU2007137837U RU71439U1 RU 71439 U1 RU71439 U1 RU 71439U1 RU 2007137837/22 U RU2007137837/22 U RU 2007137837/22U RU 2007137837 U RU2007137837 U RU 2007137837U RU 71439 U1 RU71439 U1 RU 71439U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- cells
- microscope
- field
- cell
- Prior art date
Links
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области вирусологии и медицины. Предлагаемое устройство может применяться для лабораторного анализа физиологического состояния клеток, например эритроцитов и лейкоцитов, а также для детекции и определения концентрации вирусов в суспензии указанных клеток, например, в крови человека и животных, во взвесях растительных и животных клеток, бактерий. Система позволяет повысить производительность процесса измерения и обеспечить возможность работы с пробами, содержащими патогенные микроорганизмы. Она включает прозрачную измерительную ячейку, в которой расположены электроды, установленные с зазором, достаточным для формирования в ней средней напряженности электрического поля в пределах от 104 до 106 Вольт/м и соединенные с источником электропитания, представляющем собой генератор переменного электрического напряжения, и измерительным блоком, содержащем микроскоп, оптически связанный с измерительной ячейкой. Устройство анализа изображения для измерения физических параметров клеток биологических объектов содержит видеокамеру, оптически связанную с микроскопом, и компьютер, соединенный с видеокамерой. Кроме того, система снабжена устройством для подачи и удаления измерительных ячеек из поля зрения объектива микроскопа, состоящее из основания, на котором последовательно размещены толкатель измерительных ячеек с прижимным валиком, накопитель с комплектом измерительных ячеек, уложенных один на другой, площадка, расположенная в поле зрения объектива микроскопа с измерительной ячейкой, накрытой покровным стеклом и заполненной исследуемой клеточной суспензией, накопитель с комплектом покровных стекол, уложенных один на другой и толкатель покровных стекол с прижимным валиком. Микроскоп и устройство для подачи и удаления измерительных ячеек из поля зрения объектива микроскопа размещены в изолирующем боксе. 1 з.п.ф. и 3 ил.
Description
Полезная модель относится к области вирусологии и медицины. Предлагаемое устройство может применяться для лабораторного анализа физиологического состояния клеток, например эритроцитов и лейкоцитов с целью ранней диагностики отклонений от нормального состояния (выявления зараженных вирусом или раковых) клеток в крови человека и животных, для определения стадии заболевания печени (гепатит, цирроз) и его этиологии (вирусная, алкогольная), а также для детекции и определения концентрации вирусов в суспензиях, например, в крови человека и животных, во взвесях растительных и животных клеток, бактерий.
Способность клетки к деформации играет важную роль в процессе ее жизнедеятельности. Например, эритроциты должны обладать высокой эластичностью для того, чтобы проникать в капилляры. Плотный контакт между стенками капилляра и мембраной эритроцита облегчает газообмен кислорода и углекислого газа, что способствует полноценному обеспечению организма кислородом.
Изменение деформируемости эритроцитов наблюдается при некоторых заболеваниях, например, диабете или атеросклерозе, заболеваниях печени различной этиологии, что указывает на актуальность изучения и измерения вязкоупругих характеристик биологических частиц.
Известно устройство для измерения вязкоупругих характеристик эритроцитов в электрическом поле, включающее проточную ячейку с последовательно установленными электродами, высокочастотный генератор переменного электрического поля, подключенный к этим электродам, микроскоп и персональный компьютер для учета и обработки данных [Н.Engelhardt, E.Sackmann. On the measurement of shear elastic moduli and viscosities of erythrocyte plasma membranes by transient deformation in high frequency electric fields. Biophys. J. - 1988, v.54: 495-508]. Процесс измерения включает заполнение суспензией клеток рабочего объема измерительной камеры
с последовательно установленными в ней электродами, наложение неоднородного переменного электрического поля на суспензию, компьютерное распознавание максимального размера эритроцита, притянувшегося к электроду, расчет силы растягивающей клетку по модели проводящего эллипсоида.
Недостатком описанного устройства является низкая точность измерения жесткости и вязкости клетки, обусловленная погрешностью при расчете растягивающей силы по модели проводящего эллипсоида и погрешностью связанной с тем, что клетка имеет непосредственный контакт с поверхностью электрода. Это изменяет физиологическое состояние мембраны клетки. Кроме того, устройство имеет малую производительность процесса измерения вязко-упругих характеристик клеток, а также не позволяет работать с патогенными микроорганизмами.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является система для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биообъектов, включающий прозрачную измерительную кювету, в которой расположены электроды, соединенные с источником электропитания, а также измерительный блок (патент РФ №2296327, МПК G01N 33/49, опубл. 27.03.07). Источник электропитания представляет собой генератор переменного электрического напряжения, а измерительный блок содержит микроскоп, оптически связанный с измерительной кюветой и систему анализа изображения для измерения скорости движения эритроцитов, содержащую видеокамеру, оптически связанную с микроскопом, и компьютер, соединенный с видеокамерой. Причем, электроды в измерительной кювете установлены с зазором, достаточным для формирования в нем средней напряженности электрического поля в пределах от 104 до 106 Вольт/м.
Однако такая система имеет недостаточную производительность при большом объеме исследуемых проб, а также не позволяет работать с пробами, содержащими патогенные микроорганизмы.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение производительности процесса измерения и обеспечение возможности работы с пробами, содержащими патогенные микроорганизмы.
Указанный технический результат достигается тем, что в системе для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов, включающей прозрачную измерительную ячейку, в которой расположены электроды, установленные с зазором, достаточным для формирования в ней средней напряженности электрического поля в пределах от 104 до 106 Вольт/м и соединенные с источником электропитания, представляющем собой генератор переменного электрического напряжения, и измерительным блоком, содержащем микроскоп, оптически связанный с измерительной ячейкой и устройство анализа изображения для измерения физических параметров клеток биологических объектов, содержащее видеокамеру, оптически связанную с микроскопом, и компьютер, соединенный с видеокамерой, согласно полезной модели, она снабжена устройством для подачи и удаления измерительных ячеек из поля зрения объектива микроскопа, состоящее из основания, на котором последовательно размещены толкатель измерительных ячеек с прижимным валиком, накопитель с комплектом измерительных ячеек, уложенных один на другой, площадка, расположенная в поля зрения объектива микроскопа с измерительной ячейкой, накрытой покровным стеклом и заполненной исследуемой клеточной суспензией, накопитель с комплектом покровных стекол, уложенных один на другой и толкатель покровных стекол с прижимным валиком. Кроме того, система дополнительно снабжена изолирующим боксом, в котором размещены микроскоп и устройство для подачи и удаления измерительных ячеек из поля зрения объектива микроскопа.
Устройство для подачи и удаления измерительных ячеек из поля зрения объектива микроскопа позволяет значительно ускорить процесс подготовки и измерение вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов за счет обеспечения работы системы в полуавтоматическом режиме. Причем, указанное устройство для подачи и удаления измерительных ячеек и изолирующий бокс обеспечивают возможность работы с клетками, содержащими патогенные микроорганизмы или вирусы (туберкулезная палочка, гепатиты А, В, С, ВИЧ-инфекция, клещевой энцефалит и т.п.) путем ограждения исследователя
от возможного контакта с инфицированной пробой.
На фиг.1 приведена схема системы для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов. На фиг.2 изображена схема измерительной ячейки. На фиг.3 приведено Устройство для подачи и удаления измерительных ячеек из поля зрения объектива микроскопа.
Система для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов включает прозрачную измерительную ячейку 1, в которой расположены электроды 2 и 3, установленные с зазором, достаточным для формирования в ней средней напряженности электрического поля в пределах от 104 до 106 Вольт/м. Ячейка накрыта покровным стеклом 4. Электроды 2 и 3 соединены с источником электропитания, представляющем собой генератор 5 переменного электрического напряжения с осциллографом 6, и измерительным блоком, содержащем микроскоп 7, оптически связанный с измерительной ячейкой 1 и устройство анализа изображения для измерения физических параметров клеток биологических объектов, содержащее видеокамеру 8 с монитором 9, оптически связанную с микроскопом 7, и компьютер 10, соединенный с видеокамерой 8. Система дополнительно снабжена устройством 11 для подачи и удаления измерительных ячеек из поля зрения объектива микроскопа, состоящее из основания 12, на котором последовательно размещены толкатель 13 измерительных ячеек с прижимным валиком 14, накопитель 15 с комплектом измерительных ячеек, уложенных один на другой, площадка 16, расположенная в поле зрения объектива микроскопа с измерительной ячейкой, накрытой покровным стеклом 4 и заполненной исследуемой клеточной суспензией, накопитель 17 с комплектом покровных стекол, уложенных один на другой и толкатель 18 покровных стекол с прижимным валиком 19. Под устройством 11 на конце его основания 12 размещена емкость 20 с дезинфицирующим раствором. Кроме того, система дополнительно снабжена изолирующим боксом 21, в котором размещены микроскоп 7 и устройство 11 для подачи и удаления измерительных ячеек из поля зрения объектива микроскопа.
Система для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов работает следующим образом.
Толкателем 1 сдвигают измерительную ячейку 1 из накопителя 15 на площадку 16 в поле зрения объектива микроскопа 7. При этом предыдущая измерительная ячейка 1 с клеточной суспензией, прошедшая цикл видеосъемки, сдвигается в канал и постепенно смещается вдоль основания 12 и после нескольких циклов измерения сбрасывается в сосуд 20 с дезинфицирующим раствором. На измерительную ячейку 1, находящуюся под объективом микроскопа 7, наносят из пипетки исследуемую клеточную суспензию. Толкателем 18 сдвигают покровное стекло 4 из накопителя 17 в поле зрения объектива микроскопа 7, которое падает на измерительную ячейку 1 и прижимает каплю с исследуемой клеточной суспензией. Далее подают напряжение (не более 10 Вольт) от генератора 5 переменного напряжения на электроды 2 и 3, между которыми формируют среднюю напряженность электрического поля в пределах от 104 до 106 Вольт/м. С помощью видеокамеры 8 записывают видеофайл о движении отдельных клеток и изменение их формы (деформацию) в измерительной кювете 1. С видеокамеры 8 видеосигнал подают на компьютер 10 (со специализированной программой обработки изображений), где обрабатываются данные и вычисляются характеристики клеток биологических объектов, в том числе их вязко-упругие и электрические характеристики, используемые, например, для дифференциальной диагностики диффузных заболеваний печени или концентрацию вирусов в суспензии клеток).
Преимущество предлагаемой системы по сравнению с существующими аналогами, в том числе и с прототипом в том, что она позволяет значительно ускорить процесс подготовки и измерение вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов за счет обеспечения работы системы в полуавтоматическом режиме. Причем, указанное устройство для подачи и удаления измерительных ячеек и изолирующий бокс обеспечивают возможность работы с клетками, содержащими патогенные микроорганизмы или вирусы (туберкулезная палочка, гепатиты А, В, С, ВИЧ-инфекция, клещевой энцефалит и т.п.) путем ограждения исследователя от возможного контакта с инфицированной пробой.
Claims (2)
1. Система для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов, включающая прозрачную измерительную ячейку, в которой расположены электроды, установленные с зазором, достаточным для формирования в нем средней напряженности электрического поля в пределах от 104 до 106 В/м и соединенные с источником электропитания, представляющий собой генератор переменного электрического напряжения, и измерительный блок, содержащий микроскоп, оптически связанный с измерительной кюветой, и устройство анализа изображения для измерения физических параметров клеток биологических объектов, содержащее видеокамеру, оптически связанную с микроскопом, и компьютер, соединенный с видеокамерой, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для подачи и удаления измерительных ячеек из поля зрения объектива микроскопа, состоящее из основания, на котором последовательно размещены толкатель измерительных ячеек с прижимным валиком, накопитель с комплектом измерительных ячеек, уложенных один на другой, площадка, расположенная в поле зрения объектива микроскопа с измерительной ячейкой, накрытой покровным стеклом и заполненной исследуемой клеточной суспензией, накопитель с комплектом покровных стекол, уложенных один на другой и толкатель покровных стекол с прижимным валиком.
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена изолирующим боксом, в котором размещены микроскоп и устройство для подачи и удаления измерительных ячеек из поля зрения объектива микроскопа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007137837/22U RU71439U1 (ru) | 2007-10-15 | 2007-10-15 | Система для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007137837/22U RU71439U1 (ru) | 2007-10-15 | 2007-10-15 | Система для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU71439U1 true RU71439U1 (ru) | 2008-03-10 |
Family
ID=39281401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007137837/22U RU71439U1 (ru) | 2007-10-15 | 2007-10-15 | Система для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU71439U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA012215B1 (ru) * | 2008-04-17 | 2009-08-28 | Владимир Абрамович Намиот | Электронно-интерференционный способ определения местоположения и типа молекулярных групп на поверхности биообъектов, в т.ч. на последовательностях нуклеотидов, и устройство для его осуществления |
| RU177745U1 (ru) * | 2017-06-07 | 2018-03-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Устройство для анализа параметров живых клеток |
-
2007
- 2007-10-15 RU RU2007137837/22U patent/RU71439U1/ru active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA012215B1 (ru) * | 2008-04-17 | 2009-08-28 | Владимир Абрамович Намиот | Электронно-интерференционный способ определения местоположения и типа молекулярных групп на поверхности биообъектов, в т.ч. на последовательностях нуклеотидов, и устройство для его осуществления |
| RU177745U1 (ru) * | 2017-06-07 | 2018-03-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет геосистем и технологий" (СГУГиТ) | Устройство для анализа параметров живых клеток |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103257213B (zh) | 一种全集成高通量细胞水平微流控芯片药物评价系统 | |
| US9741110B2 (en) | Cell culture evaluation system for measuring suspension cells, cell culture evaluation method for measuring suspension cells, and cell culture evaluation program for measuring suspension cells | |
| CN1458972A (zh) | 测量细胞外电势的装置、利用该装置测量细胞外电势的方法以及配有该装置的快速筛选药物的仪器 | |
| CN1633591A (zh) | 精液分析 | |
| CN111551701A (zh) | 一种用于检测凝块收缩力的柔性微柱环阵列及其制备方法和应用 | |
| CN105606682A (zh) | 一种基于纸基电化学装置的测定葡萄糖的方法 | |
| CN111617814A (zh) | 一种用于水体中可生存生物检测的微流控芯片及检测方法 | |
| RU71439U1 (ru) | Система для измерения вязкоупругих и электрических характеристик клеток биологических объектов | |
| CN103205360B (zh) | 一种可同步实现吸吮加载与荧光观测的细胞力学装置 | |
| CN1291228C (zh) | 用于检测生物样品中的物理化学变化的设备和方法 | |
| WO2021239010A1 (zh) | 一种基于介电确定性位移的细胞分选芯片、装置及方法 | |
| CN214881524U (zh) | 一种血液中神经源性外泌体自动富集器械 | |
| TWI377345B (en) | A cell-activity estimation chip used for detecting multi-physiological parameters | |
| US8318107B2 (en) | Apparatus and method for specimen suitability testing | |
| US20200040295A1 (en) | Cell transfer apparatus | |
| JP2016116485A (ja) | 微小粒子捕捉装置 | |
| RU2357251C2 (ru) | Способ комплексного анализа параметров живых клеток, устройство для его осуществления и его вариант | |
| Ci et al. | Electrochemical method for determination of erythrocytes and leukocytes | |
| CN111896759A (zh) | 一种消除进样过程影响的方法、装置及存储介质 | |
| CN1280628C (zh) | 生物信息分析仪 | |
| CN114137042B (zh) | 一种基于电激励振动获取血栓弹力图的方法 | |
| JP5577498B2 (ja) | ウェルユニット及び検体セル | |
| CN214511211U (zh) | 一种分子诊断用样本采集器 | |
| RU164923U1 (ru) | Картридж для анализа индуцированной агрегации тромбоцитов крови методом импедансной агрегометрии | |
| CN114778639B (zh) | 一种基于分离传感膜的生理指标在线监测仪器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD1K | Correction of name of utility model owner |