МИКРОЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКАЯ КАМЕРА Российский патент 1997 года по МПК G01N27/26 

Изобретение относится к устройствам для микроэлектрофоретических исследований и может быть использовано для изучения различных микрообъектов (например, клеток, бактерий и т.д.) в области медико- биологических исследований, а так же в аналитической и клинической биохимии, судебной медицине, в том числе в полевых условиях.

Известны устройства для электрофоретического анализа биохимических объектов, состоящие из ряда элементов, выполненных, как правило, из стекла, верхнее из которых предметное, а нижнее базовое, основание. В зависимости от целей исследования между упомянутым предметным и базовым стеклом устанавливаются другие элементы и блоки, например, блок сушки, отмывки и др. Неотъемлемой частью этих устройств является наличие электродов различных конфигураций.

Известно, например, устройство, для электрофоретического анализа биохимических жидкостей (а.с. СССР N 739386 МКИ G 01 N 27/26 ); оно имеет электрофоретическую камеру, блоки окрашивания, отмывки, сушки, просветления, приспособление для сканирования результатов анализа и т.д. Элекрофоретическая камера состоит из кюветы, разделенной перегородкой на два отделения, в каждом из которых расположены электроды, с внешней стороны камеры расположен кронштейн, а с внутренней механизм перемещения с дозирующим приспособлением.

Недостатком этого устройства, является его громоздкость и сложность конструкции, ряд элементов является излишним, например при исследовании ориентационного эффекта живых клеток или специфических объектов, к каковым относятся коагулянты, соскобы тканей и др. для них не требуется кювета и механизмы для нее.

Известно также устройство для микроскопического электрофореза суспензий (а. с. СССР N 442405 МКИ G 01 N 27/26, B 01 K 5/00). Оно представляет собой измерительную камеру с электродами, торцы которых соединены трубками с отсчетным капилляром, устройство имеет дополнительные и сетчатые электроды, измерительная камера выполнена в виде цилиндрического капилляра.

Известны также другие устройства для исследования и анализа клеток и частиц с помощью микроэлектрофореза: а.с. СССР 661568 МКИ G 01 N 27/26, а.с. СССР 411363 МКИ G 01 N 27/26, B 01 K 5/00, а.с. СССР 442405 МКИ G 01 N 27/26, B 01 K 5/00, а.с. СССР 930094 МКИ G 01 N 27/26, а.с. СССР 362235 МКИ G 01 N 27/26, а.с. СССР 739386 МКИ G 01 N 27/26, а.с. СССР 544898 МКИ G 01 N 27/26. Названные устройства в тех или иных узлах похожи на перечисленные аналоги и не свободны от перечисленных недостатков.

Наиболее близким к заявляемому решению микроэлектрофоретическая камера (а. с. СССР 441502 МКИ G 01 N 27/26, B 01 K 5/00). Камера имеет кювету плоской формы, которая выполнена в виде ползуна, это обеспечивает быструю смену исследуемого материала. Основанием служит прямоугольное стекло. По ширине предметного стекла перпендикулярно к длинным кромкам расположены параллельно друг другу два платиновых электрода, в виде брусков одинаковой высоты. На электроды помещается покровное стекло по ширине ползуна так, что под ним образуется объем в форме прямоугольного параллелепипеда. Данная камера имеет направляющие элементы, создающие ограничение движению ползуна.

Однако данная камера достаточно сложна, поскольку включает в себя прямоугольные призматические шлифы, треугольные заправочные щелевые сопла, несущую и прижимную рамки. Целью заявляемого технического решения является упрощение устройства без снижения точности исследования.

Сущность заявляемого решения заключается в том, что в микроэлектрофоретической камере, имеющей основание, предметное подвижное стекло, закрепленные на основании направляющие элементы и параллельно расположенные друг другу электроды, направляющие элементы выполнены с верхней стороны основания вдоль него на краях продольных сторон, а электроды закреплены на направляющих с возможностью их съема и ориентированы вдоль направляющих. Кроме того, возможен вариант выполнения камеры, в которой электроды выполнены в виде пластин. Другим вариантом усовершенствования заявляемой камеры, является выполнение основания с отверстием в виде оптической диафрагмы. Кроме того, возможен вариант выполнения камеры, в которой электроды изготовлены из антикоррозионного материала.

Заявляемое техническое решение поясняется с помощью чертежа, где 1 - основание, 2 направляющие элементы, 3 предметное стекло, 4 электроды, 5 оптическое окно (отверстие) в основании, 6 крепежные элементы, 7 - продольная ось. Заявляемая микроэлектрофоретическая камера представляет собой устройство горизонтального типа в виде ряда элементов, помещенных друг на друге. Базовым элементом служит основание 1, по краям его вдоль продольной оси выполнены параллельно друг другу направляющие 2 узкие полоски, жестко зафиксированные на основании. На направляющих элементах выполнены параллельно друг другу электроды 4, расположенные вдоль продольной оси и соединенные с направляющими с помощью крепежных элементов, например, винтов 6.

Предметное стекло 3 имеет возможность скольжения по основанию между парой направляющих элементов и удерживает исследуемый объект в процессе микроэлектрофореза между электродами. Предметное стекло 3 выполняется из прозрачного прочного материала, например, стекла или оргстекла, толщиной от 2-х до 4-х мм. Длина предметного стекла равна длине камеры или длине его основания, а ширина расстояния в свету между направляющими элементами.

Основание 1 также выполняется из стекла или оргстекла толщиной от 5-и до 10-и мм.

Направляющие элементы 2 выполняются из пластмассы или оргстекла и жестко соединяются к основанию 1, например, клеем или шурупами.

Электроды 4 выполнены съемными, что создает удобство придезинфекции камеры и легкую замену при их износе вследствие электрохимической коррозии.

Электроды 4 представляют собой тонкие пластины из материала, стойкого к электрохимической коррозии, например, пластины, нержавеющей стали, или материала, на поверхность которого нанесено антикоррозионное покрытие.

В центре основания 2 пластины имеется отверстие, служащее оптической диафрагмой 5, которая имеет целью снизить потери светового потока, направленного со стороны основания 2 на предметное стекло 3. Оптическая диафрагма 5 может быть любой формы, например, прямоугольной формы, размером в поперечном направлении равным расстоянию в свету между электродами, т.е. порядка 25 30 мм. а размер отверстия вдоль оси не менее размера окна в поперечном направлении, порядка 25 40 мм.

Крепежные элементы 6 соединяют электроды с направляющими и одновременно осуществляют фиксацию разъемов электрических проводов.

Габариты камеры равны от 75-и до 100 мм в длину, и от 40-а до 50 мм в ширину.

Заявляемая камера удобна для исследования объектов, нерастекающихся по предметному стеклу, удерживаемых предметным стеклом без кюветы по причине действия сил поверхностного натяжения, например, мазок слизи, соскоба. Если исследуемый материал разбавлен жидкостями, то количество пробы и ее консистенция подбирается с учетом нахождения пробы на предметном стекле без его растекания.

Микроэлектрофоретическая камера работает следующим образом. У инфекционного, например, пациента берется, соскоб, который помещается в центр предметного стекла, которое может быть поднесено непосредственно к тяжелому больному, а затем заправлено в камеру, поскольку стекло является съемным. Стекло с пробой без усилий скользит по боковым направляющим элементам и останавливается в центре камеры, в поле контроля за исследуемым материалом. Центральное поле контроля материала совпадает с геометрическим центром камеры, поскольку, здесь наилучшим образом, организован световой поток, направляемый на объект исследования в силу расположения под объектом контроля, в основании, отверстия оптической диафрагмы. Без последней часть светового потока была бы потеряна, что повлекло бы потерю информации об исследуемой пробе и затруднило бы контроль.

После отбора исследуемого материала и проведения этапа разведения проводится собственно микроэлектрофорез. Для его выполнения к камере, а именно к крепежным элементам, подсоединяются разъемы электрических проводов, по которым на электроды подается постоянный ток величиной, например, 0,1 ± 0,01 мА. Биологический объект, например, соскоб, находится на предметном стекле между электродами. В то же время этот биологический объект находится в растворе в виде частиц, которые несут определенный электрический заряд, т.е. они способны к электрической диссоциации. Под действием электрического поля заряженные частицы начинают двигаться и перемещаться в сторону электродов. Процесс описанного перемещения (электрофореза), обеспечивает предлагаемая камера.

После окончания электрофореза и получения результата проба удаляется, стекло, электроды, и остальные элементы камеры дезинфицируются. Поскольку узлы камеры закреплены винтами, разбор для дезинфекции не сложен, а процесс стерилизации надежен, даже в случае затекания жидкого материала между соединительными элементами камеры. Кроме этого, исключается попадание инфицированных проб в окружающую среду, в том числе в сточные воды после надежной обработки элементов камеры, что в плане охраны окружающей среды, делает камеру предпочтительнее других устройств со сложными механическими системами и неразъемными узлами.

Технико-экономический эффект заявляемого технического решения состоит в его простое, что не снижает точности проводимых исследований. Заявляемое техническое решение компактно и может быть использовано в любых условиях, вплоть до полевых, что значительно повышает его ценность. Камера не требует обслуживания высококвалифицированным техническим персоналом, ее ремонт прост и легко осуществим. Камера изготовлена из недорогих материалов.

Заявленное изобретение относится к устройствам для микроэлектрофоретических исследований, а именно к микроэлектрофоретической камере, имеющей основание с помещенным на нем предметным стеклом, выполненным с возможностью перемещения вдоль камеры, направляющие элементы закрепленные на основании, и электроды, при этом направляющие элементы выполнены на верхней стороне основания, на краях его продольных сторон, и электроды закреплены на направляющих с возможностью съема и ориентированы вдоль направляющих 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Микроэлектрофоретическая камера, имеющая основание с помещенным на нем предметным стеклом, выполненным с возможностью перемещения вдоль камеры, направляющие элементы, закрепленные на основании, и электроды, отличающаяся тем, что направляющие элементы выполнены с верхней стороны основания на краях его продольных сторон, электроды закреплены на направляющих с возможностью съема и ориентированы вдоль направляющих. 2. Камера по п.1, отличающаяся тем, что электроды выполнены в виде пластин. 3. Камера по п.1, отличающаяся тем, что в основании в его центре выполнено отверстие, служащее оптической диафрагмой. 4. Камера по п.1, отличающаяся тем, что электроды выполнены из антикоррозионного материала.