RU92192U1 - DEVICE FOR OPTICAL DIAGNOSTICS OF MAGNETIC MICRO-OBJECTS - Google Patents

DEVICE FOR OPTICAL DIAGNOSTICS OF MAGNETIC MICRO-OBJECTS Download PDF

Info

Publication number
RU92192U1
RU92192U1 RU2009135856/22U RU2009135856U RU92192U1 RU 92192 U1 RU92192 U1 RU 92192U1 RU 2009135856/22 U RU2009135856/22 U RU 2009135856/22U RU 2009135856 U RU2009135856 U RU 2009135856U RU 92192 U1 RU92192 U1 RU 92192U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
cuvette
microobjects
measuring volume
cell
Prior art date
Application number
RU2009135856/22U
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "АМТ Новационные Технологии"
Александров Михаил Тимофеевич
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 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "АМТ Новационные Технологии", Александров Михаил Тимофеевич filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная компания "АМТ Новационные Технологии"
Priority to RU2009135856/22U priority Critical patent/RU92192U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU92192U1 publication Critical patent/RU92192U1/en

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

1. Устройство для оптической диагностики магнитных микрообъектов, содержащее кювету, выполненную из немагнитных материалов, с измерительным объемом внутри кюветы и, по меньшей мере, частью прозрачными стенками для оптических измерений, дисперсную среду, содержащую магнитные частицы, соединенные с конгломератами молекул или с микрочастицами химических или биологических веществ, которые имеют размеры в диапазоне нанометров и микрометров, т.е. магнитные микрообъекты, и/или при отсутствии магнитных частиц в составе конгломератов молекул или микрочастиц химических или биологических веществ тех же размеров немагнитные микрообъекты, входной и выходной каналы в кювету для соответственно подведения, заполнения и отведения из нее дисперсной среды с магнитными и/или немагнитными микрообъектами, обеспеченные или не обеспеченные кранами для возможности уменьшения и перекрытия потока среды и побудителем движения дисперсной среды через каналы и кювету, систему магнитов, между разноименными полюсами которых, на равном от них расстоянии, расположен измерительный объем кюветы, при этом градиент магнитного поля магнитов воздействует на магнитные микрообъекты среды, источник оптического излучения, освещающего через прозрачные стенки кюветы дисперсную среду с магнитными и/или немагнитными микрообъектами в измерительном объеме кюветы, узлы приема излучения, испускаемого магнитными и/или немагнитными микрообъектами в дисперсной среде при освещении ее излучением от источника оптического излучения, преобразования принятого излучения в электрический сигнал и/или регистрации этого сигнала, возможность включения в 1. A device for optical diagnostics of magnetic microobjects, containing a cuvette made of non-magnetic materials, with a measuring volume inside the cuvette and at least partly transparent walls for optical measurements, a dispersed medium containing magnetic particles connected to conglomerates of molecules or chemical microparticles or biological substances that have sizes in the range of nanometers and micrometers, i.e. magnetic microobjects, and / or in the absence of magnetic particles in conglomerates of molecules or microparticles of chemical or biological substances of the same size, non-magnetic microobjects, inlet and outlet channels into the cell for supplying, filling and withdrawing from it a dispersed medium with magnetic and / or non-magnetic microobjects, respectively whether or not provided with taps to reduce and block the flow of the medium and the driver of the dispersed medium through the channels and the cuvette, a system of magnets, between different whose polar poles, at an equal distance from them, is the measuring volume of the cuvette, while the magnetic field gradient of the magnets acts on the magnetic microobjects of the medium, the source of optical radiation illuminating the dispersed medium with magnetic and / or non-magnetic microobjects in the measuring volume of the cell through the transparent walls of the cuvette, nodes for receiving radiation emitted by magnetic and / or non-magnetic micro-objects in a dispersed medium when it is illuminated by radiation from an optical radiation source, of the radiation into an electrical signal and / or check the signal, including in

Description

Устройство относится к оптическим устройствам, а именно, к устройствам для оптической диагностики микрообъектов в кюветах, в частности, для флуоресцентной диагностики магнитных микро- и наночастиц.The device relates to optical devices, namely, devices for optical diagnostics of microobjects in cuvettes, in particular, for fluorescence diagnostics of magnetic micro- and nanoparticles.

Известен ряд устройств, в которых используются магнитные частицы в дисперсных средах в качестве меток или носителей конгломератов молекул или микрочастиц химической или биологической природы (далее по тексту - магнитные микрообъекты).A number of devices are known in which magnetic particles in dispersed media are used as labels or carriers of conglomerates of molecules or microparticles of a chemical or biological nature (hereinafter referred to as magnetic micro-objects).

Диапазон их размеров составляет - микро- и нанометры. При этом для идентификации и диагностики указанных микрообъектов, имеющих магнитные свойства входящих в их состав магнитных частиц, используются методы и устройства бесконтактного зондирования дисперсных сред оптическим излучением с последующим анализом информации, содержащейся в отклике этих микрообъектов на воздействие излучения (в том числе, анализ процессов их флуоресценции).The range of their sizes is - micro- and nanometers. Moreover, to identify and diagnose these microobjects having the magnetic properties of magnetic particles included in their composition, methods and devices for contactless sensing of dispersed media by optical radiation are used, followed by analysis of the information contained in the response of these microobjects to radiation (including analysis of their processes fluorescence).

Также в ряде устройств имеется возможность управлять указанными магнитными микрообъектами путем воздействия на них магнитными полями с целью изменения их характеристик в окружающей их дисперсной среде и взаимодействия с этой средой, в том числе: характеристик движения магнитных микрообъектов, изменения их физико-химических свойств, ориентации, агрегации и т.д.Also in a number of devices it is possible to control these magnetic microobjects by exposing them to magnetic fields in order to change their characteristics in the dispersed medium surrounding them and interact with this medium, including: the characteristics of the movement of magnetic microobjects, changes in their physicochemical properties, orientation, aggregation, etc.

Известны устройства (US Patent 7,459,145 от 02.12.2008 г. и US Patent Application 2008/0305048 от 11.12.2008 г.), в которых исследуются субстраты с пробами, содержащими биологические микрообъекты (участки РНК, химические рецепторы, молекулы белков и т.д.) с присоединенными химически к ним магнитными наночастицами. Исследования магнитных микрообъектов в указанных устройствах проводятся методами оптической флуоресцентной микроскопии, электронной микроскопии, magnetic resonans imaging (MRI), динамического рассеяния света (DLS). Магнитные наночастицы используются в данных устройствах как метки, присоединяемые к определенным молекулам, клеткам или микроорганизмам, дающие сигнал, который идентифицирует их, в том числе, методами магнитно-резонансной спектроскопии. В составе указанных устройств не предусмотрены узлы и элементы, изменяющие характеристики движения магнитных микрообъектов с помощью магнитного поля.Known devices (US Patent 7,459,145 dated December 2, 2008 and US Patent Application 2008/0305048 dated December 11, 2008), in which substrates with samples containing biological microobjects (RNA regions, chemical receptors, protein molecules, etc.) are tested. .) with chemically attached magnetic nanoparticles. Studies of magnetic microobjects in these devices are carried out by optical fluorescence microscopy, electron microscopy, magnetic resonans imaging (MRI), dynamic light scattering (DLS). Magnetic nanoparticles are used in these devices as labels attached to certain molecules, cells or microorganisms, giving a signal that identifies them, including by methods of magnetic resonance spectroscopy. The composition of these devices does not provide nodes and elements that change the characteristics of the movement of magnetic micro-objects using a magnetic field.

Недостатками аналогов является ограниченность практического применения из-за сложности и высокой стоимости анализа при использовании метода магнитного резонанса, как в обоих аналогах, или ввиду необходимости микроскопной визуализации каждой пробы, как в первом аналоге, невозможность проведения непрерывного аналитического процесса и экспрессного анализа, ввиду большого количества отдельных операций обработки проб и анализа, выполняемых вручную. Кроме того, в составе указанных устройств не предусмотрены узлы и элементы, изменяющие характеристики движения магнитных микрообъектов с помощью магнитного поля, поэтому отсутствует возможность обеспечить их смещение и сепарацию с целью увеличения локальной концентрации в пробе.The disadvantages of the analogues are the limited practical application due to the complexity and high cost of analysis when using the magnetic resonance method, as in both analogues, or because of the need for microscopic visualization of each sample, as in the first analogue, the inability to conduct a continuous analytical process and rapid analysis, due to the large number individual manual sample processing and analysis operations. In addition, the composition of these devices does not provide nodes and elements that change the characteristics of the movement of magnetic microobjects using a magnetic field, so there is no way to ensure their displacement and separation in order to increase local concentration in the sample.

Другим аналогом заявляемого устройства является оптическая установка (К.В.Ерин, С.А.Куникин, «Журнал Технической Физики». Т. 77, вып.10, 2007. Стр. 85-88.), на которой исследовались особенности рассеяния лазерного излучения магнитными частицами при воздействии на них импульсного магнитного поля.Another analogue of the claimed device is an optical installation (K.V. Erin, S.A. Kunikin, “Journal of Technical Physics.” T. 77, issue 10, 2007. Pages 85-88.), Which investigated the features of laser scattering radiation by magnetic particles when exposed to a pulsed magnetic field.

Установка состоит из лазера, освещающего узким когерентным пучком света круглую кювету, двух одинаковых электромагнитов, расположенных симметрично относительно кюветы и создающих в ней импульсное магнитное поле, узлов приема и регистрации интенсивности рассеянного излучения под заданным углом рассеяния, и компьютера, обрабатывающего полученные данные об интенсивности рассеянного света.The setup consists of a laser illuminating a round cuvette with a narrow coherent light beam, two identical electromagnets located symmetrically relative to the cuvette and creating a pulsed magnetic field in it, nodes for receiving and recording the scattered radiation intensity at a given scattering angle, and a computer that processes the obtained data on the scattered intensity Sveta.

С помощью импульсного магнитного поля, которое обеспечивается подачей импульсного электрического напряжения на катушки электромагнита, меняется ориентация частиц и их взаимная сцепляемость в жидкой среде в кювете, что приводит к изменению интенсивности рассеянного излучения до некоторого высокого значения. По ходу возвращения частиц к первоначальному состоянию ориентации (и соответственному снижению интенсивности) определяется коэффициент диффузии частиц, а по нему - их размеры. В аналоге исследуются магнитные частицы размером от 1 до 12 мкм в жидкой среде, а исследуемый образец помещается в круглую кювету диаметром 10 мм.Using a pulsed magnetic field, which is provided by applying pulsed electric voltage to the electromagnet coils, the orientation of the particles and their mutual cohesion in a liquid medium in a cell change, which leads to a change in the intensity of the scattered radiation to a certain high value. In the course of the return of the particles to the initial orientation state (and corresponding decrease in intensity), the diffusion coefficient of the particles is determined, and their sizes are determined from it. In an analogue, magnetic particles from 1 to 12 μm in size are studied in a liquid medium, and the test sample is placed in a circular cell with a diameter of 10 mm.

Недостатками аналога является то, что используется непроточная кювета для анализа разовых порций пробы. Кроме того, кювета и устройство измерения параметров предназначены для работы с крупными частицами (размером от 1 до 12 мкм) и с высокими концентрациями в растворе, так как способ магнитного воздействия на микрочастицы, используемый в прототипе, не эффективен для мелких частиц, размером менее 1 мкм, а тем более, для частиц, в нанометровом диапазоне размеров.The disadvantages of the analogue is that a non-flowing cuvette is used to analyze single portions of the sample. In addition, the cuvette and the parameter measuring device are designed to work with large particles (size from 1 to 12 μm) and with high concentrations in the solution, since the method of magnetic action on microparticles used in the prototype is not effective for small particles smaller than 1 microns, and even more so, for particles in the nanometer size range.

Кроме того, так как в устройстве не создается локального градиента магнитного поля, то осуществляемое воздействие магнитного поля на частицы не позволяет обеспечить их смещение и сепарацию с целью увеличения концентрации в измерительном объеме кюветы.In addition, since the device does not create a local gradient of the magnetic field, the effect of the magnetic field on the particles does not allow for their displacement and separation in order to increase the concentration in the measuring volume of the cell.

Прототипом заявляемой полезной модели является установка для определения параметров магнитных микрообъектов в составе устройства для иммуно-магнитной диагностики (Huading Zhang, B.E., Immunomagnetic cell separation: continued development of fundamental model of magnetophoretic mobility and further applications. Dissertation, Ohio State University, 2004). Установка содержит непроточную кювету с прозрачными стенками для оптических измерений, которая заполняется через входной канал с помощью шприца суспензией, содержащей клетки и другие биологические микрообъекты, меченные и/или не меченные магнитными частицами, то есть, магнитные микрообъекты. После заполнения кюветы суспензией входной и выходной каналы кюветы закрываются кранами. При этом кювета помещена между полюсами магнита специальной формы, который обеспечивает высокий градиент магнитного поля, изменяющего траекторию и скорость магнитных микрообъектов. Для оптических измерений, а именно, для определения распределения частиц по размерам, используется Cell Tracking Velocimetry (CTV) - узел с источником света, освещающего измерительный объем кюветы, с микроскопом, видеокамерой и компьютером для измерения треков магнитных микрообъектов.A prototype of the claimed utility model is an apparatus for determining the parameters of magnetic microobjects as part of an immuno-magnetic diagnostic device (Huading Zhang, B.E., Immunomagnetic cell separation: continued development of fundamental model of magnetophoretic mobility and further applications. Dissertation, Ohio State University, 2004). The apparatus contains a non-flowing cuvette with transparent walls for optical measurements, which is filled through the inlet using a syringe with a suspension containing cells and other biological microobjects labeled and / or not labeled with magnetic particles, that is, magnetic microobjects. After filling the cuvette with a suspension, the inlet and outlet channels of the cuvette are closed by taps. In this case, the cuvette is placed between the poles of a magnet of a special shape, which provides a high gradient of the magnetic field, which changes the trajectory and speed of magnetic microobjects. For optical measurements, namely, to determine the particle size distribution, Cell Tracking Velocimetry (CTV) is used - a unit with a light source illuminating the measuring volume of the cuvette, with a microscope, a video camera and a computer for measuring tracks of magnetic microobjects.

Недостатками прототипа является то, что в момент измерения параметров кювета используется для анализа неподвижных разовых порций пробы. Другими недостатками являются ограниченность практического применения из-за сложности и высокой стоимости анализа, ввиду необходимости микроскопной визуализации и обработки изображений каждой пробы, невозможность определения других характеристик микрообъектов, кроме распределения по размерам и счетного количества частиц, невозможность проведения непрерывного аналитического процесса и экспрессного анализа, ввиду большого количества отдельных операций обработки неподвижных разовых проб и анализа, выполняемых вручную.The disadvantages of the prototype is that at the time of measuring the parameters of the cuvette is used for the analysis of stationary single portions of the sample. Other disadvantages are the limited practical application due to the complexity and high cost of analysis, due to the need for microscopic visualization and image processing of each sample, the inability to determine other characteristics of microobjects other than the size distribution and countable number of particles, the inability to conduct a continuous analytical process and rapid analysis, in view of a large number of separate operations for processing stationary single samples and analysis performed manually.

Техническим результатом, достигаемым полезной моделью - устройством для оптической диагностики магнитных микрообъектов, является возможность проведения непрерывного аналитического процесса и экспрессного анализа магнитных микрообъектов в потоке дисперсной среды в реальном времени, путем концентрирования и накопления этих микрообъектов магнитным полем, что позволит повысить чувствительность измерений, то есть, снизить пороговый уровень измеряемых концентраций микрообъектов в пробе на входе в устройство. За счет этого появится возможность снизить трудоемкость, затраты времени и стоимость проведения анализов, снизить стоимость устройства в целом. Использование в заявляемом устройстве методов измерения интегральных оптических характеристик, в частности, измерения флуоресценции микрочастиц нанометровых размеров, позволит расширить функциональные возможности измерения параметров частиц.The technical result achieved by the utility model, the device for optical diagnostics of magnetic microobjects, is the possibility of conducting a continuous analytical process and rapid analysis of magnetic microobjects in a dispersed medium flow in real time, by concentrating and accumulating these microobjects with a magnetic field, which will increase the measurement sensitivity, i.e. , reduce the threshold level of measured concentrations of micro-objects in the sample at the entrance to the device. Due to this, it will be possible to reduce the complexity, time and cost of analysis, reduce the cost of the device as a whole. The use in the inventive device of methods for measuring integrated optical characteristics, in particular, measuring the fluorescence of nanoparticles of micron sizes, will expand the functionality of measuring particle parameters.

Данный технический результат достигается тем, что заявляемое устройство для оптической диагностики магнитных микрообъектов, в соответствии с прототипом содержит:This technical result is achieved by the fact that the inventive device for optical diagnostics of magnetic microobjects, in accordance with the prototype contains:

- кювету, выполненную из немагнитных материалов, с измерительным объемом внутри кюветы и, по меньшей мере, частью прозрачными стенками для оптических измерений;- a cuvette made of non-magnetic materials with a measuring volume inside the cuvette and at least partly transparent walls for optical measurements;

- дисперсную среду, содержащую магнитные частицы, соединенные с конгломератами молекул или микрочастицами химических или биологических веществ, которые имеют размеры в диапазоне нанометров и микрометров, то есть, магнитные микрообъекты, и/или при отсутствии магнитных частиц в составе конгломератов молекул или микрочастиц веществ тех же размеров - немагнитные микрообъекты;- a dispersed medium containing magnetic particles connected to conglomerates of molecules or microparticles of chemical or biological substances that have sizes in the range of nanometers and micrometers, that is, magnetic microobjects, and / or in the absence of magnetic particles in the conglomerates of molecules or microparticles of the same substances sizes - non-magnetic micro-objects;

- входной и выходной каналы в кювету для, соответственно, подведения, заполнения и отведения из нее дисперсной среды с магнитными и/или немагнитными микрообъектами, обеспеченные или не обеспеченные кранами для возможности уменьшения и перекрытия потока среды;- input and output channels into the cuvette for, respectively, supplying, filling and withdrawing from it a dispersed medium with magnetic and / or non-magnetic microobjects, provided or not provided with taps for the possibility of reducing and blocking the flow of the medium;

- побудителем движения дисперсной среды через каналы и кювету;- an incentive for the movement of a dispersed medium through channels and a cuvette;

- систему магнитов, между разноименными полюсами которых, на равном от них расстоянии, расположен измерительный объем кюветы, при этом градиент магнитного поля магнитов воздействует на магнитные микрообъекты среды;- a system of magnets, between the opposite poles of which, at an equal distance from them, the measuring volume of the cuvette is located, while the gradient of the magnetic field of the magnets affects the magnetic micro-objects of the medium;

- источник оптического излучения, освещающего через прозрачные стенки кюветы дисперсную среду с магнитными и/или немагнитными микрообъектами в измерительном объеме кюветы;- a source of optical radiation illuminating the dispersed medium with magnetic and / or non-magnetic micro-objects in the measuring volume of the cell through the transparent walls of the cell;

- узлы приема излучения, испускаемого магнитными и/или немагнитными микрообъектами в дисперсной среде при освещении ее излучением от источника оптического излучения, преобразования принятого излучения в электрический сигнал и/или регистрации этого сигнала;- nodes for receiving radiation emitted by magnetic and / or non-magnetic micro-objects in a dispersed medium when it is illuminated by radiation from an optical radiation source, converting received radiation into an electrical signal and / or recording this signal;

- возможность включения в состав устройства узла обработки и регистрации информации, полученной от узла преобразования принятого излучения, в виде электрического сигнала.- the ability to include in the device assembly processing and recording information received from the conversion unit of the received radiation in the form of an electrical signal.

В отличие от прототипа, заявляемая полезная модель - устройство для оптической диагностики магнитных микрообъектов - имеет следующие существенные признаки.Unlike the prototype, the claimed utility model — a device for optical diagnostics of magnetic microobjects — has the following essential features.

Система магнитов выполнена в виде пары, по меньшей мере, одинаковых катушек электромагнита, питаемого постоянным и/или переменным током, с установленными и/или не установленными сердечниками из магнитного материала в магнитном поле каждой катушки из пары, с возможностью разделения катушек и/или сердечников, по меньшей мере, на попарно одинаковые, секции, с возможным расположением парных секций катушек, и/или сердечников, и/или направления намотки провода в парных катушках зеркально-симметрично друг к другу относительно центра измерительного объема, в результате чего, распределение магнитных силовых линий электромагнита в измерительном объеме кюветы имеет ту же зеркальную симметрию, что и катушки, а сами магнитные силовые линии в измерительном объеме направлены перпендикулярно к плоскости зеркальной симметрии, при этом распределение магнитных силовых линий в измерительном объеме имеет наибольшую плотность вблизи перпендикуляра к плоскости зеркальной симметрии, проходящего через центр измерительного объема кюветы.The magnet system is made in the form of a pair of at least identical coils of an electromagnet powered by direct and / or alternating current, with installed and / or not installed cores of magnetic material in the magnetic field of each coil from a pair, with the possibility of separating coils and / or cores at least in pairs that are identical, with the possible arrangement of paired sections of coils and / or cores, and / or the direction of winding wires in paired coils, mirror-symmetric to each other relative to the center of the meter as a result, the distribution of magnetic lines of force of the electromagnet in the measuring volume of the cell has the same mirror symmetry as the coils, and the magnetic lines of force in the measuring volume are directed perpendicular to the plane of mirror symmetry, while the distribution of magnetic lines of force in the measuring volume has the highest density near the perpendicular to the plane of mirror symmetry passing through the center of the measuring volume of the cell.

Внутренняя поверхность кюветы имеет или не имеет форму близкую к осевой симметрии с осью симметрии, совпадающей с перпендикуляром к плоскости зеркальной симметрии магнитного поля катушек электромагнита, проходящим через центр измерительного объема кюветы, и имеет или не имеет форму близкую к зеркальной симметрии с плоскостью симметрии, проходящей через центр измерительного объема и совпадающей с плоскостью зеркальной симметрии катушек.The inner surface of the cell has or does not have a shape close to axial symmetry with the axis of symmetry coinciding with the perpendicular to the plane of mirror symmetry of the magnetic field of the electromagnet coils passing through the center of the measuring volume of the cell, and has or does not have a shape close to mirror symmetry with a plane of symmetry passing through the center of the measuring volume and coinciding with the plane of mirror symmetry of the coils.

С возможностью при этом покрытия, по меньшей мере, части поверхности стенок кюветы свето-поглощающим или свето-отражающим материалом.With the possibility of coating at least part of the surface of the walls of the cell with light-absorbing or light-reflecting material.

В составе дисперсной среды и/или, по меньшей мере, некоторых магнитных и/или немагнитных микрообъектов содержатся/введены или не содержатся/не введены квантовые точки и/или биологические микрообъекты, обладающие свойствами флуоресценции при облучении их оптическим излучением, а узлы приема и преобразования оптического излучения и обработки информации имеют или не имеют в своем составе блоки, обеспечивающие возможность селекции сигнала, соответствующего излучению флуоресценции, общей и/или указанных микрообъектов, от сигнала, соответствующего остальному рассеянному излучению, в том числе, возможно - флуоресцентный спектрометр, и/или блоки, обеспечивающие возможность анализа параметров излучения, рассеянного микрообъектами.In the composition of a dispersed medium and / or at least some magnetic and / or non-magnetic microobjects, quantum dots and / or biological microobjects that have fluorescence properties when irradiated with optical radiation are contained / introduced or not contained / not introduced, and the receiving and converting sites optical radiation and information processing have or do not incorporate blocks that enable the selection of a signal corresponding to fluorescence radiation, total and / or specified microobjects from the signal, respectively Enikeev rest of the scattered radiation, including, perhaps - fluorescence spectrometer, and / or blocks, providing the ability to analyze radiation parameters scattered microobjects.

Каждый из каналов - входной и/или выходной - выполнены с возможностью разветвления, по меньшей мере, на два, соответственно, входных/выходных канала, присоединяемых к кювете, а также, входной и выходной каналы выполнены с возможностью присоединения, по меньшей мере, одного выходного канала к одному входному каналу снаружи кюветы, в том числе, через побудитель движения среды, и обеспечения рециркуляции потока дисперсной среды через каналы и/или кювету, а побудитель движения при этом выполнен, в том числе, в виде, по меньшей мере, одного насоса.Each of the channels, the input and / or output, is made with the possibility of branching into at least two, respectively, input / output channels connected to the cuvette, as well as the input and output channels are configured to connect at least one the output channel to one input channel outside the cuvette, including through the medium movement promoter, and ensuring the dispersed medium to recirculate through the channels and / or the cuvette, while the movement inducer is made, in particular, in the form of at least one pump.

При этом имеется возможность присоединения входных каналов к кювете, по меньшей мере, с одной стороны или с двух сторон в местах пересечения стенок кюветы с перпендикуляром к плоскости зеркальной симметрии катушек, проходящим через центр измерительного объема кюветы, и с возможностью совпадения направления оси входных каналов в этих местах с указанным перпендикуляром.In this case, it is possible to connect the input channels to the cell, at least on one side or on both sides at the intersection of the walls of the cell with the perpendicular to the plane of mirror symmetry of the coils passing through the center of the measuring volume of the cell, and with the possibility of coinciding the direction of the axis of the input channels in these places with the specified perpendicular.

И имеется возможность присоединения выходных каналов к кювете, по меньшей мере, с двух сторон в местах пересечения стенок кюветы с плоскостью зеркальной симметрии катушек, причем, места присоединения выходных каналов расположены с возможностью осевой симметрии относительно перпендикуляра к этой плоскости, проходящего через центр измерительного объема, и с возможностью направления оси выходных каналов в этих местах к центру измерительного объема.And there is the possibility of connecting the output channels to the cuvette from at least two sides at the intersection of the walls of the cuvette with the mirror symmetry plane of the coils, and the connection points of the output channels are axially symmetrical with respect to the perpendicular to this plane passing through the center of the measuring volume, and with the possibility of directing the axis of the output channels in these places to the center of the measuring volume.

Также имеется возможность присоединения, по меньшей мере, одного выходного канала к кювете в месте пересечения стенок кюветы с перпендикуляром к плоскости зеркальной симметрии катушек, проходящим через центр измерительного объема кюветы, и с возможностью совпадения направления оси этого канала в этом месте с указанным перпендикуляром, а также, с возможным расположением торца этого выходного канала ближе к центру измерительного объема, чем стенка кюветы в месте присоединения этого канала.It is also possible to attach at least one output channel to the cuvette at the intersection of the walls of the cuvette with a perpendicular to the plane of mirror symmetry of the coils passing through the center of the measuring volume of the cuvette, and with the possibility of coinciding the axis direction of this channel at this point with the specified perpendicular, and also, with the possible location of the end of this output channel closer to the center of the measuring volume than the wall of the cell at the point of attachment of this channel.

При этом, по меньшей мере, в одной паре катушек или секций катушек электромагнита, расположенных зеркально-симметрично, намотка провода выполнена в виде, по меньшей мере, одного слоя плоской одинаково направленной спирали, с возможностью расположения зеркально-симметрично в магнитном поле каждой секции катушек из этой пары соответствующей секции сердечника, выполненной в виде круглого диска, причем, центры спиральной намотки секций катушек и дисков сердечников находятся на перпендикуляре к плоскости зеркальной симметрии, проходящем через центр измерительного объема кюветы.In this case, in at least one pair of coils or sections of coils of the electromagnet arranged mirror-symmetrically, the winding of the wire is made in the form of at least one layer of a plane, uniformly directed spiral, with the possibility of arrangement mirror-symmetrically in the magnetic field of each section of coils from this pair of the corresponding section of the core, made in the form of a round disk, moreover, the centers of the spiral winding of the sections of coils and disks of the cores are perpendicular to the plane of mirror symmetry passing through cut the center of the measuring volume of the cell.

Источник оптического излучения выполнен в виде, по меньшей мере, одного источника лазерного и/или светодиодного излучения с узкой шириной спектра длин волн, с возможностью излучения в ультрафиолетовой области спектра и/или с возможностью использования средств, в том числе, оптических фильтров, для формирования требуемых спектральных характеристик оптического излучения от источника.The optical radiation source is made in the form of at least one laser and / or LED radiation source with a narrow wavelength spectrum, with the possibility of radiation in the ultraviolet region of the spectrum and / or with the possibility of using means, including optical filters, to form the required spectral characteristics of the optical radiation from the source.

По меньшей мере, один насос, обеспечивающий движение дисперсной среды по каналам устройства, в том числе, и тот, который обеспечивает ее рециркуляцию, выполнен в виде перистальтического насоса, механизмы которого не имеют непосредственного контакта с перекачиваемой средой, при этом, по меньшей мере, на участке действия перистальтического насоса, стенки входного и/или выходного каналов могут быть эластичными.At least one pump that ensures the movement of the dispersed medium through the channels of the device, including one that provides its recirculation, is made in the form of a peristaltic pump, the mechanisms of which do not have direct contact with the pumped medium, while at least in the area of action of the peristaltic pump, the walls of the inlet and / or outlet channels can be elastic.

Поток дисперсной среды с магнитными микрообъектами, двигающийся в измерительном объеме кюветы от входных каналов вдоль перпендикуляра к плоскости зеркальной симметрии, в центральной части этого объема изменяет свое направление в сторону боковых стенок кюветы вдоль плоскости зеркальной симметрии всей конструкции и удаляется наружу через выходные каналы. Силы градиента магнитного поля, сформированного катушками электромагнита, заставляют магнитные микрообъекты смещаться к центру измерительного объема, что приводит к их накоплению и концентрированию в этом месте.The flow of a dispersed medium with magnetic microobjects moving in the measuring volume of the cell from the input channels along the perpendicular to the plane of mirror symmetry in the central part of this volume changes its direction towards the side walls of the cell along the plane of mirror symmetry of the entire structure and is removed outward through the output channels. The forces of the magnetic field gradient formed by the coils of the electromagnet cause magnetic microobjects to shift to the center of the measuring volume, which leads to their accumulation and concentration in this place.

Вариант устройства с присоединением выходного канала к кювете вблизи центра ее измерительного объема, при соответствующем подборе скоростей потока дисперсной среды, позволяет отделять концентрированную часть этого потока от неконцентрированной и удалять из кюветы. То есть, появляется дополнительное преимущество устройства - сепарация магнитных микрообъектов от других немагнитных в потоке дисперсной среды.A variant of the device with the output channel attached to the cell near the center of its measuring volume, with appropriate selection of the dispersed medium flow rates, allows you to separate the concentrated part of this stream from the non-concentrated one and remove it from the cell. That is, there is an additional advantage of the device - the separation of magnetic micro-objects from other non-magnetic in the flow of a dispersed medium.

Концентрированно и накапливание магнитных микрообъектов, в составе которых имеются магнитные частицы, соединенные с конгломерами молекул или микрочастицами химических или биологических веществ, в измерительном объеме кюветы позволяет повысить чувствительность измерений, то есть, снизить пороговый уровень измеряемых концентраций микрообъектов в пробе на входе в устройство.Concentrated accumulation of magnetic microobjects, which contain magnetic particles connected to conglomerates of molecules or microparticles of chemical or biological substances, in the measuring volume of the cuvette can increase the sensitivity of measurements, that is, reduce the threshold level of measured concentrations of microobjects in the sample at the input to the device.

Использование в заявляемом устройстве лазерных или светодиодных источников света с узким спектром длин волн для оптического зондирования дисперсной среды, а также, узлов для измерения интегральных оптических характеристик отклика частиц на облучение, в частности, узлов измерения и обработки спектров флуоресценции микрочастиц нанометровых размеров, позволяют расширить функциональные возможности измерения параметров частиц, а именно: точнее их идентифицировать, получать новые качественные и количественные характеристики микрообъектов. Непрерывная или периодическая подача исследуемого материала пробы в измерительный объем, одновременное его зондирование оптическим излучением, обработка информации о рассеянном частицами излучении в текущем времени - все это обеспечит непрерывную и экспресс-диагностику идентифицируемых микрообъектов. За счет этого увеличится информативность анализов, появится возможность снизить трудоемкость, затраты времени и стоимость проведения анализов, и снизить стоимость устройства в целом.The use in the inventive device of laser or LED light sources with a narrow spectrum of wavelengths for optical sensing of a dispersed medium, as well as units for measuring the integrated optical characteristics of the response of particles to irradiation, in particular, units for measuring and processing the fluorescence spectra of nanoparticle sizes, allow expanding the functional the possibility of measuring the parameters of particles, namely: to more accurately identify them, to obtain new qualitative and quantitative characteristics of microobjects comrade Continuous or periodic supply of the studied sample material to the measuring volume, its simultaneous sounding by optical radiation, processing of information about radiation scattered by particles in the current time - all this will provide continuous and rapid diagnosis of identified microobjects. Due to this, the information content of the analyzes will increase, it will be possible to reduce the complexity, time and cost of analysis, and reduce the cost of the device as a whole.

На фиг.1 показано схематическое изображение преимущественного варианта реализации устройства для оптической диагностики магнитных микрообъектов, с изображением внутренней части кюветы для оптических измерений (узлы источника оптического излучения, приема и преобразования оптического излучения, обработки и регистрации полученной информации - не показаны).Figure 1 shows a schematic representation of an advantageous embodiment of a device for optical diagnostics of magnetic microobjects, with an image of the inside of a cuvette for optical measurements (nodes of an optical radiation source, receiving and converting optical radiation, processing and recording information received are not shown).

На фиг.2 показан вид плоской спиральной намотки одной из парных катушек (или секции парных катушек), расположенных зеркально-симметрично друг к другу относительно центра кюветы.Figure 2 shows a view of a flat spiral winding of one of the paired coils (or sections of paired coils) located mirror-symmetrically to each other relative to the center of the cuvette.

В заявляемом устройстве кювета 1 для оптических измерений выполнена из немагнитных материалов, с измерительным объемом 2 в центральной части кюветы и прозрачными окнами для оптических измерений (на схеме не отмечены). Верхняя и нижняя половины внутренней поверхности кюветы 1 имеют зеркальную симметрию, причем, плоскость симметрии (на фиг.1 проецируется в линию 3) проходит через центр измерительного объема 2, эта же внутренняя поверхность кюветы 1 имеет осевую симметрию относительно перпендикуляра 4 к плоскости зеркальной симметрии, проходящего через центр измерительного объема 2 кюветы, и выполнена в виде, например, тела вращения вокруг указанного перпендикуляра 4. Кроме того, внутренняя поверхность кюветы 1 сглажена так, чтобы до минимума уменьшить возможные неоднородности линий тока дисперсной среды, особенно в месте стыка входных или выходных каналов с внутренней стенкой кюветы.In the inventive device, the cuvette 1 for optical measurements is made of non-magnetic materials, with a measuring volume of 2 in the central part of the cuvette and transparent windows for optical measurements (not marked in the diagram). The upper and lower halves of the inner surface of the cell 1 have mirror symmetry, and the plane of symmetry (in FIG. 1 is projected into line 3) passes through the center of the measuring volume 2, the same inner surface of the cell 1 has axial symmetry relative to perpendicular 4 to the plane of mirror symmetry, passing through the center of the measuring volume 2 of the cuvette, and made in the form, for example, of a body of revolution around the specified perpendicular 4. In addition, the inner surface of the cuvette 1 is smoothed so as to minimize the possibility of the various inhomogeneities of the streamlines of the dispersed medium, especially at the junction of the input or output channels with the inner wall of the cell.

Два входных канала 5 для ввода в кювету дисперсной среды 6 (содержащей магнитные микрообъекты, в том числе, магнитные частицы, соединенные с конгломератами молекул или микрочастицами химических или биологических веществ, которые имеют размеры в диапазоне нанометров и микрометров) присоединены к кювете 1 сверху и снизу в месте пересечения стенок кюветы с перпендикуляром 4 так, чтобы линии тока среды 6 на входе в кювету были параллельны этому перпендикуляру 4. В данном примере магнитные микрообъекты представляют собой связанные комплексы из исследуемого биологического микрообъекта, наноразмерных ферромагнитных частиц и квантовой точки, например, селенида цинка диаметром в 20 нм, обладающие флуоресценцией определенного спектрального состава, позволяющего диагностировать эти биологические микрообъекты. По меньшей мере, два (или четыре) выходных канала 7 для вывода из кюветы дисперсной среды 6 присоединены к кювете 1 по ее боковой поверхности в месте пересечения стенок кюветы с плоскостью зеркальной симметрии, причем места присоединения выходных каналов 7 расположены с осевой симметрией к оси, проходящей через центр измерительного объема 2, а линии тока среды 6 на выходе из кюветы в каналы 7 направлены от центра измерительного объема 2.Two input channels 5 for introducing into the cuvette the dispersed medium 6 (containing magnetic microobjects, including magnetic particles connected to conglomerates of molecules or microparticles of chemical or biological substances that have sizes in the range of nanometers and micrometers) are connected to the cuvette 1 above and below at the intersection of the walls of the cell with perpendicular 4 so that the flow lines of the medium 6 at the entrance to the cell are parallel to this perpendicular 4. In this example, magnetic microobjects are connected complexes of ssleduemogo biological microobject nanoscale ferromagnetic particles and the quantum dot, e.g., zinc selenide in 20 nm diameter, having a specific fluorescence spectral composition allowing to diagnose these biological micro-objects. At least two (or four) output channels 7 for withdrawing dispersed medium 6 from the cell are connected to the cell 1 along its lateral surface at the intersection of the walls of the cell with the mirror symmetry plane, and the connection points of the output channels 7 are located with axial symmetry to the axis, passing through the center of the measuring volume 2, and the flow lines of the medium 6 at the outlet of the cell into the channels 7 are directed from the center of the measuring volume 2.

Система катушек электромагнита, питаемого постоянным и/или переменным током, выполнена в виде пары одной (или двух) секций 8 катушек, с намоткой провода, выполненной в виде, хотя бы одного слоя плоской одинаково направленной спирали (смотри фиг.2), причем в магнитном поле каждой секции 8 установлено по одинаковому магнитному сердечнику в виде плоского круглого диска 9. При этом парные секции 8 катушек и диски 9 сердечников расположены с той же симметрией друг к другу в паре, что и симметрия внутренней поверхности кюветы 1, а центры спиральной намотки секций 8 катушек и дисков 9 сердечников находятся на перпендикуляре к плоскости зеркальной симметрии, проходящем через центр измерительного объема 2 кюветы 1. Ближе к кювете находится первая пара секций 8 катушек, дальше - пара дисков 9 и далее в том же порядке. На фиг.1 показано только по одной паре секций 8 катушек и дисков 9 сердечников. Создаваемое катушками магнитное поле имеет ту же симметрию, что и поверхность кюветы 1, с наибольшим градиентом вблизи центра измерительного объема 2, уменьшающимся к боковым стенкам кюветы 1.The system of coils of an electromagnet powered by direct and / or alternating current is made in the form of a pair of one (or two) sections of 8 coils, with a wire winding made in the form of at least one layer of a plane, equally directed spiral (see figure 2), and in the magnetic field of each section 8 is installed on the same magnetic core in the form of a flat round disk 9. In this case, the paired sections 8 of the coils and disks 9 of the cores are arranged with the same symmetry to each other in pair as the symmetry of the inner surface of the cell 1, and the centers are spiral the sections of 8 coils and disks of 9 cores are perpendicular to the plane of mirror symmetry passing through the center of the measuring volume 2 of cuvette 1. Closer to the cuvette is the first pair of sections of 8 coils, then a pair of disks 9 and then in the same order. Figure 1 shows only one pair of sections 8 of the coils and disks of 9 cores. The magnetic field created by the coils has the same symmetry as the surface of the cell 1, with the greatest gradient near the center of the measuring volume 2, decreasing towards the side walls of the cell 1.

Источником зондирующего оптического излучения 10 является лазер или светодиод с узкой шириной спектра длин волн в ультрафиолетовой области спектра. Излучение 10 от источника и излучение 11 флюоресценции частиц передается через прозрачные окна кюветы 1 и коллимирующую систему 12 на узлы приема, преобразования и обработки сигнала (на фиг.1 не показаны). Для диагностики магнитных и немагнитных микрообъектов используются стандартный спектрофлуориметр и персональный компьютер, содержащий специальные программы обработки спектральной информации.The source of the probe optical radiation 10 is a laser or LED with a narrow wavelength spectrum in the ultraviolet region of the spectrum. The radiation 10 from the source and the radiation 11 of the fluorescence of the particles is transmitted through the transparent windows of the cell 1 and the collimating system 12 to the nodes of the reception, conversion and processing of the signal (not shown in Fig. 1). For the diagnosis of magnetic and non-magnetic microobjects, a standard spectrofluorimeter and a personal computer containing special programs for processing spectral information are used.

Заявляемое устройство работает следующим образом. Подготовленная дисперсная среда 6 с диагностируемыми микрообъектами с помощью побудителя движения поступает через кран 13 по входным каналам 5 в кювету 1, заполняет ее и, при необходимости, по выходным каналам 7 через кран 14 удаляется из устройства. При закрытых кранах 13 и 14 и включении перистальтического насоса 15, когда поток среды 6 из выходных каналов 7 через входные каналы 5 снова поступает в кювету 1, обеспечивается режим рециркуляции дисперсной среды в измерительном объеме 2 кюветы. При этом в области наибольшего градиента магнитного поля электромагнита происходит сепарация магнитных микрообъектов от немагнитных: магнитные микрообъекты под действием градиента поля смещаются к центру измерительного объема 2, а немагнитные и вся остальная среда 6 по линиям тока удаляются из кюветы по выходным каналам 7 с возможностью повторного возвращения в кювету по схеме рециркуляции. Регулируя подачу среды кранами 13 и 14 и насосом 15, можно обеспечить работу устройства с необходимыми параметрами движения среды 6 одновременно в двух режимах подачи среды в кювету с целью оптимального концентрирования магнитных микрообъектов в измерительном объеме 2 кюветы 1.The inventive device operates as follows. Prepared dispersed medium 6 with diagnosed microobjects with the help of a motion stimulator enters through the valve 13 through the input channels 5 into the cell 1, fills it and, if necessary, through the output channels 7 through the valve 14 is removed from the device. When the valves 13 and 14 are closed and the peristaltic pump 15 is turned on, when the medium flow 6 from the output channels 7 through the input channels 5 again enters the cell 1, the dispersed medium is recycled in the measuring volume 2 of the cell. At the same time, in the region of the largest gradient of the magnetic field of the electromagnet, magnetic microobjects are separated from nonmagnetic: magnetic microobjects are shifted to the center of the measuring volume 2 under the influence of the field gradient, and nonmagnetic and the rest of the medium 6 are removed from the cell through the current lines through the output channels 7 with the possibility of returning in a cuvette according to the recirculation scheme. By adjusting the flow of the medium by taps 13 and 14 and the pump 15, it is possible to ensure the operation of the device with the necessary parameters of the motion of the medium 6 simultaneously in two modes of supplying the medium to the cuvette in order to optimally concentrate the magnetic micro-objects in the measuring volume of 2 cuvette 1.

Спектрофлуориметр позволяет проводить идентификацию и диагностику флуоресцирующих определяемых микрообъектов с учетом интегральных по коллективу частиц характеристик их спектра флуоресценции и/или рассеяния излучения, в том числе, по составленным заранее базам данных параметров их излучения. За счет концентрирования магнитных микрообъектов, в составе которых имеются флуоресцирующие биологические и/или не биологические частицы, интенсивность излучения флуоресценции диагностируемых микрочастиц значительно увеличивается (по оценкам в 10-50 раз), что позволяет резко повысить чувствительность и качество диагностики и обеспечить экспресс-диагностику микрообъектов в реальном времени.A spectrofluorimeter allows identification and diagnostics of fluorescent detectable microobjects taking into account the characteristics of their fluorescence and / or radiation scattering spectrum integrated over a collective of particles, including, based on pre-compiled databases of their radiation parameters. Due to the concentration of magnetic microobjects, which contain fluorescent biological and / or non-biological particles, the fluorescence emission intensity of the diagnosed microparticles increases significantly (by an estimate of 10-50 times), which can dramatically increase the sensitivity and quality of diagnostics and provide rapid diagnostics of microobjects in real time.

В качестве варианта исполнения устройства имеется возможность дополнительного присоединения одного выходного канала к кювете 1 вместо нижнего входного канала с расположением его торца ближе к центру измерительного объема. Такая конструкция позволяет эффективно удалять из кюветы дисперсную среду с накопленными концентрированными магнитными микрообъектами отдельно от общего потока дисперсной среды 6.As an embodiment of the device, it is possible to additionally attach one output channel to the cuvette 1 instead of the lower input channel with its end located closer to the center of the measuring volume. This design allows you to effectively remove from the cell dispersed medium with accumulated concentrated magnetic microobjects separately from the total flow of the dispersed medium 6.

Кроме того, после проведения цикла измерений или, по меньшей мере, одного разового измерения параметров магнитных микрообъектов необходимо обеспечить очистку и антисептическую обработку, по меньшей мере, внутренних стенок кюветы и каналов от остаточных загрязнений микрообъектами, участвующими в предыдущих измерениях. Это необходимо по двум причинам. Первое, очистка обеспечит снижение фоновых и паразитных сигналов, ухудшающих чувствительность последующих измерений, и второе, антисептика необходима для обеспечения безопасности людей и соблюдения санитарных норм при проведении измерений токсичных, заразных или опасных микрообъектов.In addition, after a measurement cycle or at least one single measurement of the parameters of magnetic microobjects, it is necessary to ensure cleaning and antiseptic treatment of at least the inner walls of the cuvette and channels from residual contamination by microobjects involved in previous measurements. This is necessary for two reasons. The first, cleaning will reduce background and spurious signals that worsen the sensitivity of subsequent measurements, and the second, an antiseptic is necessary to ensure the safety of people and compliance with sanitary standards when measuring toxic, infectious or dangerous micro-objects.

Заявляемая полезная модель может обеспечить повышение качества диагностики биологических и других микрообъектов и снижение затрат на подобные устройства в медицине, в пищевой промышленности, сельском хозяйстве и в других отраслях народного хозяйства.The inventive utility model can provide improved diagnostic quality of biological and other micro-objects and reduced costs for such devices in medicine, in the food industry, agriculture and other sectors of the economy.

Claims (4)

1. Устройство для оптической диагностики магнитных микрообъектов, содержащее кювету, выполненную из немагнитных материалов, с измерительным объемом внутри кюветы и, по меньшей мере, частью прозрачными стенками для оптических измерений, дисперсную среду, содержащую магнитные частицы, соединенные с конгломератами молекул или с микрочастицами химических или биологических веществ, которые имеют размеры в диапазоне нанометров и микрометров, т.е. магнитные микрообъекты, и/или при отсутствии магнитных частиц в составе конгломератов молекул или микрочастиц химических или биологических веществ тех же размеров немагнитные микрообъекты, входной и выходной каналы в кювету для соответственно подведения, заполнения и отведения из нее дисперсной среды с магнитными и/или немагнитными микрообъектами, обеспеченные или не обеспеченные кранами для возможности уменьшения и перекрытия потока среды и побудителем движения дисперсной среды через каналы и кювету, систему магнитов, между разноименными полюсами которых, на равном от них расстоянии, расположен измерительный объем кюветы, при этом градиент магнитного поля магнитов воздействует на магнитные микрообъекты среды, источник оптического излучения, освещающего через прозрачные стенки кюветы дисперсную среду с магнитными и/или немагнитными микрообъектами в измерительном объеме кюветы, узлы приема излучения, испускаемого магнитными и/или немагнитными микрообъектами в дисперсной среде при освещении ее излучением от источника оптического излучения, преобразования принятого излучения в электрический сигнал и/или регистрации этого сигнала, возможность включения в состав устройства узла обработки и регистрации информации, полученной от узла преобразования принятого излучения, в виде электрического сигнала, отличающееся тем, что система магнитов выполнена в виде пары, по меньшей мере, одинаковых катушек электромагнита, питаемого постоянным и/или переменным током, с установленными и/или не установленными сердечниками из магнитного материала в магнитном поле каждой катушки из пары, с возможностью разделения катушек и/или сердечников, по меньшей мере, на попарно одинаковые секции с возможным расположением парных секций катушек, и/или сердечников, и/или направления намотки провода в парных катушках зеркально-симметрично друг к другу относительно центра измерительного объема, в результате чего распределение магнитных силовых линий электромагнита в измерительном объеме кюветы имеет ту же зеркальную симметрию, что и катушки, а сами магнитные силовые линии в измерительном объеме направлены перпендикулярно к плоскости зеркальной симметрии, при этом распределение магнитных силовых линий в измерительном объеме имеет наибольшую плотность вблизи перпендикуляра к плоскости зеркальной симметрии, проходящего через центр измерительного объема кюветы, внутренняя поверхность кюветы имеет или не имеет форму, близкую к осевой симметрии с осью симметрии, совпадающей с перпендикуляром к плоскости зеркальной симметрии магнитного поля катушек электромагнита, проходящим через центр измерительного объема кюветы, и имеет или не имеет форму, близкую к зеркальной симметрии с плоскостью симметрии, проходящей через центр измерительного объема и совпадающей с плоскостью зеркальной симметрии катушек, с возможностью при этом покрытия, по меньшей мере, части поверхности стенок кюветы светопоглощающим или светоотражающим материалом, в составе дисперсной среды и/или, по меньшей мере, некоторых магнитных и/или немагнитных микрообъектов содержатся/введены или не содержатся/не введены квантовые точки и/или биологические микрообъекты, обладающие свойствами флуоресценции при облучении их оптическим излучением, а узлы приема и преобразования оптического излучения и обработки информации имеют или не имеют в своем составе блоки, обеспечивающие возможность селекции сигнала, соответствующего излучению флуоресценции, общей и/или указанных микрообъектов, от сигнала, соответствующего остальному рассеянному излучению, в том числе возможно флуоресцентный спектрометр, и/или блоки, обеспечивающие возможность анализа параметров излучения, рассеянного микрообъектами, каждый из каналов входной и/или выходной выполнены с возможностью разветвления, по меньшей мере, на два соответственно входных/выходных канала, присоединяемых к кювете, а также входной и выходной каналы выполнены с возможностью присоединения, по меньшей мере, одного выходного канала к одному входному каналу снаружи кюветы, в том числе через побудитель движения среды, и обеспечения рециркуляции потока дисперсной среды через кювету и/или каналы, а побудитель движения при этом выполнен, в том числе в виде, по меньшей мере, одного насоса, при этом имеется возможность присоединения входных каналов к кювете, по меньшей мере, с одной стороны или с двух сторон в местах пересечения стенок кюветы с перпендикуляром к плоскости зеркальной симметрии катушек, проходящим через центр измерительного объема кюветы, и с возможностью совпадения направления оси входных каналов в этих местах с указанным перпендикуляром, и имеется возможность присоединения выходных каналов к кювете, по меньшей мере, с двух сторон в местах пересечения стенок кюветы с плоскостью зеркальной симметрии катушек, причем места присоединения выходных каналов расположены с возможностью осевой симметрии относительно перпендикуляра к этой плоскости, проходящего через центр измерительного объема, и с возможностью направления оси выходных каналов в этих местах к центру измерительного объема, также имеется возможность присоединения, по меньшей мере, одного выходного канала к кювете в месте пересечения стенок кюветы с перпендикуляром к плоскости зеркальной симметрии катушек, проходящим через центр измерительного объема кюветы, и с возможностью совпадения направления оси этого выходного канала в указанном месте с указанным перпендикуляром, а также с возможным расположением торца этого выходного канала ближе к центру измерительного объема, чем стенка кюветы в месте присоединения этого канала.1. A device for optical diagnostics of magnetic microobjects, containing a cuvette made of non-magnetic materials, with a measuring volume inside the cuvette and at least partly transparent walls for optical measurements, a dispersed medium containing magnetic particles connected to conglomerates of molecules or chemical microparticles or biological substances that have sizes in the range of nanometers and micrometers, i.e. magnetic microobjects, and / or in the absence of magnetic particles in conglomerates of molecules or microparticles of chemical or biological substances of the same size, non-magnetic microobjects, inlet and outlet channels into the cell for supplying, filling and withdrawing from it a dispersed medium with magnetic and / or non-magnetic microobjects, respectively whether or not provided with taps to reduce and block the flow of the medium and the driver of the dispersed medium through the channels and the cuvette, a system of magnets, between different whose polar poles, at an equal distance from them, is the measuring volume of the cuvette, while the magnetic field gradient of the magnets acts on the magnetic microobjects of the medium, the source of optical radiation illuminating the dispersed medium with magnetic and / or non-magnetic microobjects in the measuring volume of the cell through the transparent walls of the cuvette, nodes for receiving radiation emitted by magnetic and / or non-magnetic micro-objects in a dispersed medium when it is illuminated by radiation from an optical radiation source, addition of radiation to an electrical signal and / or registration of this signal, the possibility of incorporating into the device a processing unit and recording information received from the conversion unit of the received radiation in the form of an electrical signal, characterized in that the magnet system is made in the form of a pair of at least identical coils of an electromagnet powered by direct and / or alternating current, with installed and / or not installed cores of magnetic material in the magnetic field of each coil of a pair, with the possibility of separation coils and / or cores, at least in pairs of identical sections with a possible arrangement of paired sections of coils and / or cores, and / or the direction of winding the wires in paired coils is mirror-symmetric to each other relative to the center of the measuring volume, resulting in the distribution of magnetic lines of force of the electromagnet in the measuring volume of the cell has the same mirror symmetry as the coils, and the magnetic lines of force in the measuring volume are directed perpendicular to the plane of mirror symmetry, the distribution of magnetic field lines in the measuring volume has the greatest density near the perpendicular to the plane of mirror symmetry passing through the center of the measuring volume of the cell, the inner surface of the cell has or does not have a shape close to axial symmetry with an axis of symmetry coinciding with the perpendicular to the plane of mirror symmetry the magnetic field of the electromagnet coils passing through the center of the measuring volume of the cell, and has or does not have a shape close to mirror symmetry with a plane symmetry passing through the center of the measuring volume and coinciding with the plane of mirror symmetry of the coils, with the possibility of coating at least part of the surface of the walls of the cell with light-absorbing or reflective material in the composition of the dispersed medium and / or at least some magnetic and / or non-magnetic microobjects, quantum dots and / or biological microobjects possessing fluorescence properties when irradiated with optical radiation are contained / introduced or not contained / not introduced, and the receiving nodes, etc. Optical emission formations and information processing may or may not include blocks enabling the selection of a signal corresponding to fluorescence radiation, total and / or specified microobjects, from a signal corresponding to the rest of the scattered radiation, including a fluorescence spectrometer, and / or blocks providing the ability to analyze the parameters of radiation scattered by micro-objects, each of the input and / or output channels is made with the possibility of branching into at least two respectively, the input / output channels connected to the cuvette, as well as the input and output channels, are configured to connect at least one output channel to one input channel outside the cuvette, including through a medium motion inducer, and to ensure recirculation of the dispersed medium through the cuvette and / or channels, and the movement inducer is made, including in the form of at least one pump, and it is possible to connect the input channels to the cuvette on at least one side or sides at the intersection of the walls of the cuvette with the perpendicular to the plane of mirror symmetry of the coils passing through the center of the measuring volume of the cuvette, and with the possibility of coinciding the direction of the axis of the input channels in these places with the specified perpendicular, and it is possible to attach the output channels to the cuvette, at least from two sides at the intersection of the walls of the cell with the plane of mirror symmetry of the coils, and the connection points of the output channels are arranged with axial symmetry with respect to a pendicular to this plane, passing through the center of the measuring volume, and with the possibility of directing the axis of the output channels in these places to the center of the measuring volume, it is also possible to attach at least one output channel to the cell at the intersection of the walls of the cell with the perpendicular to the mirror plane symmetry of coils passing through the center of the measuring volume of the cell, and with the possibility of coinciding the direction of the axis of this output channel in the specified location with the specified perpendicular, as well as with zhnym location of the outlet end toward the center of the measuring volume than the cell wall in a place of joining that channel. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, в одной паре катушек или секций катушек электромагнита, расположенных зеркально-симметрично, намотка провода выполнена в виде, по меньшей мере, одного слоя плоской одинаково направленной спирали, с возможностью расположения зеркально-симметрично в магнитном поле каждой секции катушек из этой пары соответствующей секции сердечника, выполненной в виде круглого диска, причем центры спиральной намотки секций катушек и дисков сердечников находятся на перпендикуляре к плоскости зеркальной симметрии, проходящем через центр измерительного объема кюветы.2. The device according to claim 1, characterized in that in at least one pair of coils or sections of the coils of the electromagnet located mirror-symmetrically, the winding of the wire is made in the form of at least one layer of a flat, equally directed spiral, with the possibility arrangement mirror-symmetric in the magnetic field of each section of coils from this pair of the corresponding section of the core, made in the form of a circular disk, and the centers of the spiral winding of the sections of the coils and disks of the cores are perpendicular to the plane of the mirror full symmetry passing through the center of the measuring volume of the cell. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник оптического излучения выполнен в виде, по меньшей мере, одного источника лазерного и/или светодиодного излучения с узкой шириной спектра длин волн, с возможностью излучения в ультрафиолетовой области спектра и/или с возможностью использования средств, в том числе, оптических фильтров, для формирования требуемых спектральных характеристик оптического излучения от источника.3. The device according to claim 1, characterized in that the optical radiation source is made in the form of at least one source of laser and / or LED radiation with a narrow wavelength spectrum, with the possibility of radiation in the ultraviolet region of the spectrum and / or with the possibility the use of tools, including optical filters, to form the required spectral characteristics of optical radiation from the source. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере, один насос, обеспечивающий движение дисперсной среды по каналам устройства, в том числе и тот, который обеспечивает ее рециркуляцию, выполнен в виде перистальтического насоса, механизмы которого не имеют непосредственного контакта с перекачиваемой средой, при этом, по меньшей мере, на участке действия перистальтического насоса, стенки входного и/или выходного каналов могут быть эластичными.
Figure 00000001
4. The device according to claim 1, characterized in that at least one pump that ensures the movement of the dispersed medium through the channels of the device, including one that ensures its recirculation, is made in the form of a peristaltic pump, the mechanisms of which do not have direct contact with the pumped medium, while at least in the area of action of the peristaltic pump, the walls of the inlet and / or outlet channels can be elastic.
Figure 00000001
RU2009135856/22U 2009-09-28 2009-09-28 DEVICE FOR OPTICAL DIAGNOSTICS OF MAGNETIC MICRO-OBJECTS RU92192U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009135856/22U RU92192U1 (en) 2009-09-28 2009-09-28 DEVICE FOR OPTICAL DIAGNOSTICS OF MAGNETIC MICRO-OBJECTS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009135856/22U RU92192U1 (en) 2009-09-28 2009-09-28 DEVICE FOR OPTICAL DIAGNOSTICS OF MAGNETIC MICRO-OBJECTS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU92192U1 true RU92192U1 (en) 2010-03-10

Family

ID=42135803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009135856/22U RU92192U1 (en) 2009-09-28 2009-09-28 DEVICE FOR OPTICAL DIAGNOSTICS OF MAGNETIC MICRO-OBJECTS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU92192U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA021859B1 (en) * 2012-05-11 2015-09-30 Государственное Научное Учреждение "Институт Тепло- И Массообмена Имени А.В. Лыкова Национальной Академии Наук Беларуси" Device for determining magnetic properties of diamagnetic and paramagnetic particles, including biological particles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA021859B1 (en) * 2012-05-11 2015-09-30 Государственное Научное Учреждение "Институт Тепло- И Массообмена Имени А.В. Лыкова Национальной Академии Наук Беларуси" Device for determining magnetic properties of diamagnetic and paramagnetic particles, including biological particles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khatun et al. Elucidating diversity of exosomes: biophysical and molecular characterization methods
Van der Pol et al. Innovation in detection of microparticles and exosomes
US10578541B2 (en) Flow cytometer with digital holographic microscope
Dochow et al. Tumour cell identification by means of Raman spectroscopy in combination with optical traps and microfluidic environments
RU2460058C2 (en) Measuring agglutination parameters
RU2055884C1 (en) Process of determination of rates of dielectrophoresis of collection of particles polarized dielectrically in liquid suspension and device for its realization
US9784736B2 (en) Biosensor based on measurements of the clustering dynamics of magnetic particles
US10739240B2 (en) Particle analyzer
KR102025972B1 (en) A method and an apparatus for the detection of a tagging material in fluids
CN103501912B (en) Apparatus and method for separating magnetic mark part in sample
DE102009012108B4 (en) Apparatus and method for enrichment and detection of cells in flowing media
JP2000513437A (en) Magnetic separation with external and internal gradients
JP6247643B2 (en) Apparatus and method for performing hematological and biochemical measurements from biological samples
WO1988002118A1 (en) Laser magnetic immunoassay method and apparatus therefor
JP6841630B2 (en) Specimen testing device
US11633737B2 (en) Microfluidic chip for focussing a stream of particulate containing fluid
US20130004982A1 (en) Method and apparatus for magnetic flow cytometry
US9784735B2 (en) Biosensor based on the measurements of clustering dynamics of magnetic particles using a double pass setup
Nizamov et al. A review of optical methods for ultrasensitive detection and characterization of nanoparticles in liquid media with a focus on the wide field surface plasmon microscopy
WO2018234583A1 (en) A microfluidic chip
Xiao et al. Optomagnetic biosensors: Volumetric sensing based on magnetic actuation-induced optical modulations
JP2010286297A (en) Immunoassay method and immunoassay device
RU92192U1 (en) DEVICE FOR OPTICAL DIAGNOSTICS OF MAGNETIC MICRO-OBJECTS
US8293089B1 (en) Portable dual field gradient force multichannel flow cytometer device with a dual wavelength low noise detection scheme
Nakajima et al. Synchronized resistive-pulse analysis with flow visualization for single micro-and nanoscale objects driven by optical vortex in double orifice

Legal Events

Date Code Title Description
PC11 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110324

PC11 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20120614

PC11 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20140919

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20150929