SU1681204A1

SU1681204A1 - Способ исследовани гистоцитологических препаратов

Info

Publication number: SU1681204A1
Application number: SU894688946A
Authority: SU
Inventors: Евгений Степанович Смолинский; Василий Григорьевич Петрук; Виталий Григорьевич Каюк; Владимир Геннадиевич Макац
Original assignee: Е.С.Смолинский, В.Г.Петрук, В.Г.Каюк и В.Г.Макац
Priority date: 1989-05-10
Filing date: 1989-05-10
Publication date: 1991-09-30

Abstract

Изобретение относитс к области спек- трофотометрических исследований в медицине . Цель изобретений - упрощение и повышение экспрессности. О злокачественном характере гуморального образца суд т по спаду показател поглощени в диапазоне 500 - 600 нм, а о злокачественном характере тканевого - по по влению антистоксовой люминесценции в диапазоне 700 - 900 нм. 3 ил.

Description

Изобретение относитс к области спек- трофотометрических исследований и может быть использовано при изучении и функциональной диагностике предраковых и раковых состо ний в онкологии (в частности, онкогинекологии) и других област х медицины .

Цель - упрощение и повышение экспрессности способа.

На фиг.1 изображен спектр гуморального образца; на фиг.2 - спектр тканевогб образца; на фиг,3-устройство дл реализации способа.

Устройство содержит источники коротковолнового 1 (водородна лампа ДВС) и длинноволнового 2 (лампа накаливани ЛН) излучений, монохроматор, включающий плоское зеркало 3, диспергирующую призму 4, зеркальный объектив 5, выходную регулирующую щель 6, перемещающийс кварцевый объектив, коллимирующую трубку 8, пол ризатор 9, полость 10 термоизол ции , наполненную композитным асбе- стосиликатным составом, полость 11 термостатировани , полость 12 интегрировани облучающего пучка (измерительна полость), прозрачное кварцевое стекло 13, фланец 14, соедин ющий по диагональной плоскости две полусферы шарового фотометра , манипул ционный механизм, в котором визир 15 дл отсчета угла поворота кюветы с образцом, лимб 16, шток 17, ручка 18, втулка 19, зажимна гайка 20, соедин юща манипул ционный механизм с внешней сферой фотометра, тефлоновый поршень 21, изолирующа керамическа трубка 22, блок эталонов, в котором эталон 23 абсолютного отражени с нанесенным, однородным внутренней поверхности интегрирующей полости, отражающим слоем, модель абсолютно черного тела 24 (диафраг- менна поглощающа полость), специальна кювета 25 с фиксаторами образца и съемным колпачком, патрубки 26 полости термостатировани (входные и выходные), светорассеивающее кварцевое стекло 27, вращаемый на фиксированное значение угла анализатор 28, приемники коротковолнового 29 (Ф.Э.У. -100) и длинноволнового 30 (Ф.Э.У.-62) излучений, регистрирующий

Sn

Ј

О 00

SD О

ь

прибор 31 типа В7-21, зрительна труба 32 дл контрол за юстировкой облучающего пучка, источник 33 (ИВН-1)стабилизированного питани Ф.Э.У., криогенна система, в которой компрессор 34 и дьюар 35 с охлаждающей жидкостью, калорифер 36, в котором вентил тор 37, нагревательный элемент 38, теплоизолирующа кварцева труба 39, регул тор 40 напр жени типа РН, отградуированный по температуре потенциометра 41, медь-константанова термопара 42.

Кроме того, используютс салазки, при помощи которых креп тс и передвигаютс эталоны, блок фотоэлементов и зрительна труба. В качестве рассеивающей светопро- пускающей пластины используют кварцевое матовое стеклх, а направл ющий поршень манипул ционного механизма изготовлен из тефлона с коэффициентом тепло- проводности 0,1 Вт/(м-град Объектив коррекции пучка выполнен кварцевым,а изолирующа трубка манипул ционного механизма - керамическом.

На внутреннюю поверхность интегрирующей полости, а также эталона абсолютного отражени нанос т окись магни до толщины 1 мм (метод осаждени окиси при сгорании стружек металлического магни ). Указанна толщина нанесенного сло окиси магни обеспечивает коэффициент отражени 98% во всем интервале длин волн и температуры (200 - 1200 нм и 77 - 473 К). Измерение провод т при вынутой из шарового фотометра кювете с образцом по указанной методике. В этом случае устанавливают эталон абсолютного отражени , внутренн поверхность которого дополн ет внутреннюю поверхность интегрирующей полости.

На диафрагменную полость модели абсолютно черного тела нанос т скипидаро- вую колоть (сажа), что обеспечивает коэффициент поглощени ее 99%, который измер ют аналогично коэффициенту отражени интегрирующей полости, однако в этом случае в качестве эталона устанавливают модель абсолютно черного тела.

Полость термоизол ции заполн ют композитным асбестосиликатным составом с коэффициентом теплопроводности 0,1 - 0,2 ВтДм-град) во всем заданном интервале температур. В качестве охлаждающей жидкости примен ют жидкий азот, что позвол ет понижать температуру образца до 77 К. В качестве нагревающего вещества используют гор чий воздух из калорифера, конструкци последнего позвол ет повышать температуру образца до 473 К. Дл термопары примен ют медьконстантан с

чувствительностью 40 мкВ/К в интервале77 - 473 К. Температурное равновесие в измерительной (интегрирующей) полости наступает через 10 мин после начала

термостатировани с градиентом температур между образцом и внутренней поверхностью среды в 1°.

Отношение площади входного и выходного отверстий к площади внутренней поверхности (0,08 м2) интегрирукж й полости шарового фотометра 0,3%.

Светосила интегрирующей полости, представл юща собой отношение потока , принимаемого приемником, к потоку,

отраженному образцом, колеблетс от 5% при Я 200 нм до 10% при А 1100 нм.

Дл спектрофотометрических исследований со спектральным разрешением ДА 1 нм указанные характеристики и примен емые материалы обеспечивают высокую эффективность работы устройства.

Кювета 25 с твердым образцом выставл етс в положение, указанное на фиг.З, а с жидким или порошкообразным образцом

при помощи ручки 18 манипул ционного механизма по показани м визира 15 на лимбе 16 поворачиваетс на 90° относительно первоначального положени .

С помощью системы терморегул ции

образец нагреваетс или охлаждаетс до необходимой температуры вследствие распространени температурного пол из полости 11 термостатировани в интегрирующую полость 12, в центре которой находитс образец. Контроль за состо нием температуры осуществл етс при помощи термопары 42, установленной вместе с образцом в кювете 25, по показани м отградуированного потенциометра 41.

Передвига салазки, против входного отверсти монохроматора фиксируютс источники 1 либо 2 с необходимой областью спектрального излучени . Вставив с помощью салазок оптическую трубу 22 дл на5 блюдени за юстировкой пучка напротив выходного отверсти шарового фотометра, раскрыв выходную щель 6 монохроматора, объективом 7 фокусируют входной пучок на образце, после чего выходную щель 6 за0 крывают, а напротив выходного отверсти шарового фотометра 11 фиксируетс в салазках соответствующий выбранной спектральной области источника излучени 1 или 2 фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 29

5 или 30, на который подаетс стабилизированное питание от источника 33.

При помощи салазок также устанавливаетс выбранный эталон 23 или 24.При из мерении спектральных коэффициентов

и.б. № 372), измеренные непосредственно после их оперативного удалени . Данные ге- нитальные патологии (cancer/uteri) гормоно- зависимы и, к сожалению, имеют в последнее врем тенденцию к росту. Как видно из приведенных на фиг,2 результатов, в ближнем ПК диапазоне спектра (700 - 900 нм) при 273 - 343 К наблюдаетс эффект отрицательного поглощени , получаемый в результате электронно-колебательных инверсных переходов в простых фосфолипидах цитоплазмы клеток онкоопухоли. В отличие от злокачественного коэффициенты поглощени тканей доброкачественного новообразовани в этих област х спектра и температур, св занные с активностью липидных фракций , имеют значение а 0,65 - 0,80.

0

5

Claims

Формула изобретени Способ исследовани гистоцитологиче- ских препаратов, заключающийс в том, что облучают в оптическом диапазоне исследуемые и эталонные образцы и определ ют их поглощение, отличающийс тем, что, с целью упрощени и повышени экспресс- ности способа, снимают спектры поглощени исследуемых и эталонных образцов в видимом и ИК-диапазонах, при этом о злокачественном характере гуморального образца суд т по спаду показател поглощени по крайней мере1 до 0,3 см в диапазоне 500 - 600 нм, а о злокачественном характере тканевого образца суд т по по влению антистоксовой люминесценции в диапазоне 700 - 900 нм.

-ллйзгга кро8и донора

плазпа

кроВи.

онкойольний

о

Ж Ш 5QB 600 700 600 900 1000 1100 1200

Длина Волны Л,нм Фиг.1

отражени , зеркальной отражающей отражени , пропускани , рассе ни и поглощени используетс эталон 23 абсолютного отражени , а при измерении коэффициента прозрачности выставл етс под пучок модель 24 абсолютно черного тела.

При необходимости проведени измерений в пол ризованном свете в гнезда, наход щиес на оптических входе и выходе шарового фотометра 11, устанавливают пол ризатор 9 и анализатор 28 соответственно , причем анализатор 28 поворотом по оси фиксируетс с помощью ручки в заданном положении угла. На монохроматоре 1 задаетс необходима длина волны света, излучаемого источником 1 или 2,

После такой подготовки и выведени спектрофотометра в режим работы кювета с образцом при помощи манипул ционного механизма выдвигаетс из центра интегрирующей полости 12 и монохроматический пучок заданной длины волны благодар постепенному раскрытию выходной щели 6 монохроматора попадает через объектив 7 коррекции пучка в интегрирующую полость 12 на соответствующий эталон 23 или 24, многократно отража сь ст стенок сферы, интегрируетс и результирующий световой сигнал поступает на фотокатод выставленного ФЭУ 29 или 30, от которого электрический сигнал регистрируетс измерительным прибором 31. В этом положении, регулиру ширину выходной щели 6 монохроматора, добиваютс наибольшего значени на измерительном приборе 31.

После этого кювета 25 с образцом устанавливаетс в центре сферы под пучок и регистрируетс на измерительном приборе 31 другое показание. Отношение его к первоначальному дает абсолютное значение того или иного спектрального показател .

При измерении спектральных коэффициентов пропускани , поглощени , прозрачности , рассе ни светонепроницаемый колпачок снимаетс из кюветы 25, Измер относительные значени оптических параметров , необходимо возле исследуемого образца в кювете 25 устанавливать эталонированное вещество, по отношению к которому исследуетс образец.

Таким образом, измен длину волны монохроматического излучени , температуру образца, устанавлива необходимый эталон , манипулиру кюветой с образцом в центре сферы, пол ризу и анализиру свет под разным углом падени и рассе ни , добиваютс определенной экспериментальной ситуации, позвол ющей всесторонне изучать как формальные, так и сущностные

оптические характеристики исследуемых объектов.

Методика получени спектров поглощени онкотканей по измеренным оптическим

5 параметрам сводитс к представлению совокупности этих параметров {в частности, коэффициента диффузного отражени R°° онкопробы) в виде графической функции типа а f (Т, Я) или rrix f(T,A), где а

10 1 -Rоо- объемный коэффициент поглощени , a rrti - т П0 З истинный спект- I

ральный показатель поглощени , где I - толщина образца в см; Я - длина волны, Т - 15 температура. Причем спектр «определ етс дл сплошных образцов, а птд- дл жидких и порошкообразных.

Анализ этих спекфов показывает существенные отличи в поглощении онкот0 каней по сравнению с нормальными в видимой и ближней инфракрасной области (250 - 1200 нм) и при воздействии пониженных и повышенных температур в диапазоне 193 - 353 К, а именно: жидкие

5 гуморальные системы - у онкобольных понижение поглощательной способности по сравнению с донорскими в спектральной области 500 - 600 нм (Т 310 К) (по крайней мере, до 0,3 см), вызванное повышенным

0 содержанием лейкоцитарных фракций в св зи с иммунной реакцией на наличие патологического отклонени в организме (см.фиг. 1); опухоли - отличие доброкачественного новообразовани от злокачественного в области

5 700 - 900 нм, в которой вно про вл етс эффект отрицательного поглощени злокачественной ткани в температурном интервале 273 - 343 К, вызванный так называемой антистоксовой люминесценцией хромати0 на и фосфолипидов в цитоплазме атипических (раковых) клеток (см.фиг.2).

Дл сравнени представлены спектры поглощени плазм крови донора Д-ч А.Г., А/11 /, Rh +, № 1682, ионкобольной Г-к М.П.,

5 А/11/, Rh+, и.б. Ns 293 с диагнозом: рактела матки - инфильтративна форма - 11, Из анализа сравнительных характеристик следует , что поглощательна способность второй во всей спектральной области (250 0 1200 нм) меньше по сравнению с донорской. Особенно про вл етс сниженное содержание глюкозидов (300 - 350 нм), а также окси- гемоглобинового фактора в области 500 - 600 нм, причиной чему служит образовавша5 с злокачественна опухоль эндометри ,

Дл сравнени предложены спектры поглощени ткани доброкачественной опухоли (б- Ф-о, A/11/.Rh +, и.б. № 401) и злокачественной (б- О-к, A/11/,Rh +,

-0,2

300 Ш 500 500 700 800 900 WOO 1100 ОТ

Длинаволны А,нн

Фиг. 2

i

доброкачественна опухоль (фидромюпи)

4/

j