БИОХЕМИЛЮМИНОМЕТР Российский патент 2000 года по МПК G01N21/76 

Заявляемое решение относится к лабораторной технике и может быть использовано для измерения слабых и сверхслабых световых потоков в медицине, биологии и других областях науки и техники, где контролируются и исследуются процессы хемилюминесценции.

Известны устройства для измерения сверхслабого свечения биологических объектов (авт. свидетельство СССР N 457892, G 01 J 1/100, авт. свидетельство НРБ N 29390, G 01 N 21/51, авт. свидетельство СССР N 949433, G 01 N 21/76, патент РФ N 20592246, G 01 N 33/483. Все они имеют в своем составе светонепроницаемый корпус с крышкой, кювету для исследуемой биопробы на кюветодержателе, узлы поворота, оптическое окно, фотоэлектронный умножитель, термостатирующий элемент, холодильник.

Однако их недостатком является невозможность введения реагентов в кювету, находящуюся в измерительной камере, что необходимо в случае мгновенно протекающей химической реакции, сопровождающейся пиком хемилюминесценции.

Известно также устройство для измерения сверхслабого свечения биологических объектов (патент СССР N 1831677, G 01 N 21/76). Оно содержит светонепроницаемую камеру, закрытую крышкой с затвором, элемент для перемешивания биопробы, элемент для подачи реактивов в кювету, выполненный в виде двух шприцевых иголок, расположенных на крышке, отражатель светового потока, расположенный на внутренней поверхности крышки, кювету для биопроб с нагревателем и термодатчиком, расположенными внутри кюветного отделения камеры, шток для фиксирования затвора, рычаг пуска, кольца, изолирующие фотоэлектронный умножитель, радиатор охлаждения в измерительном отделении.

Данное устройство, хотя и обеспечивает защиту фотоприемника от засветки в процессе работы и при случайном вскрытии, однако введение биопроб с помощью шприцев требует дополнительных усилий для строго дозированных количеств и, в первую очередь, биопроб с повышенной вязкостью, а также не позволяет ввести пробу или реагент одномоментно, с большой скоростью. Кроме того, точность дозирования шприцевыми дозаторами уступает лабораторным дозаторам.

Наиболее близким к заявляемому устройству является биохемилюминометр БХЛ-06М (НИЦ "Биоавтоматика", г. Нижний Новгород. Руководство по эксплуатации, 1991).

Принцип работы основан на регистрации слабых световых потоков, возникающих в биологических средах, методом счета фотонов, преобразованных в электрические импульсы, либо методом интегрирования импульсов. БХЛ-06М выполнен по модульному принципу и состоит из двух блоков; кюветного и измерительного. В кюветный блок входят фотоэлектронный умножитель ФЭУ, усилитель импульсов, регулятор температуры, узел питания, переключатель.

Кюветное отделение осуществляет загрузку кюветы с исследуемым образцом, ее перемещение в рабочее положение перед фотокатодом ФЭУ, перемешивание и термостабилизацию реагентов. Нагревание блока биопробы и исследуемого образца осуществляется с помощью термонагревательного элемента, установленного в теле вращающегося стакана блока. Датчик вырабатывает сигнал, пропорциональный температуре блока биопробы и подает его на плату регулирования температуры. Перемешивание осуществляется с помощью электродвигателя, передающего вращение вала на устройство вращения цанги кюветодержателя. На передней панели имеется клавиша "Перемешивание", которая включает мотор мешалки. Передача вращения на цангу осуществляется поворотом рычага на передней панели.

Работа осуществляется следующим образом. В кюветодержатель помещается кювета с исследуемым образцом. Поворачивают ротор до упора и вводят образец в рабочее положение перед фотокатодом ФЭУ. Задается алгоритм работы на измерительном блоке согласно задаче. При этом на самописце будет регистрироваться кинетика изменения сигнала ФЭУ.

Недостатком данного прибора является недостаточно высокая точность при исследовании мгновенно развивающихся реакций. Перемещение ротором кюветы с исследуемой пробой и введенными реагентами в измерительную камеру требует определенного времени, в течение которого характерные картины бурно начинающихся процессов часто уже идут на спад и в результате не происходит объективной регистрации хемилюминесценции и, следовательно, объективной оценки параметров биопробы.

Задачей заявляемого биохемилюминометра является повышение точности за счет получения возможности сохранения начальной информации о мгновенно начинающихся процессах. Сущность изобретения заключается в том, что в биохемилюминометре, включающем светозащищенный корпус со светонепроницаемой камерой, имеющей крышку, ротор для перевода кюветы в камеру, элемент для перемешивания образца, элемент для термостатирования образца, фотоэлектронный умножитель, преобразователь сигнала, усилитель и регистратор, отличающийся тем, что на внешней поверхности корпуса, в крышке измерительной камеры выполнено сквозное отверстие гнезда измерительной камеры, закрытое светонепроницаемой шторкой, закрепленной на упругом элементе с возможностью мгновенного перекрытия сквозного отверстия, выполненного над гнездом кюветодержателя в крышке измерительной камеры.

Кроме того, сущностью заявляемого изобретения является вариант усовершенствования сквозного отверстия для ввода реагентов, которое заключается в том, что в отверстие в крышке измерительной камеры вмонтирована втулка с конусообразным отверстием, расширяющимся кверху, плотно фиксирующая наконечник дозатора с реагентом, причем величина внутреннего диаметра отверстия втулки соответствует величине наружного диаметра наконечника дозатора с чехлом из светонепроницаемого материала, повторяющим форму и размеры наконечника.

Названные конструктивные особенности позволяют ликвидировать разрыв во времени начальных процессов реакции, ранее находившихся несколько секунд без контроля, и начала регистрации хемилюминесценции, что обеспечивает снятие важной информации о поведении процесса, без утраты при регистрации первого пика хемилюминесценции.

Кроме того, сквозное отверстие над измерительной камерой, выполненное с предотвращением попадания света извне за счет мгновенного его перекрытия шторкой, наличие чехла из светоизолирующего материала на наконечнике дозатора, плотная посадка дозатора при помещении его в отверстие для ввода реагентов ликвидируют потери по точности контроля исследуемых процессов и, в первую очередь, быстро начинающихся. Кроме того, данная конструкция позволяет не вынимать дозатор из гнезда измерительной камеры после введения последнего реагента до окончания реакции, что предотвращает попадание света в гнездо измерительной камеры.

Заявляемое устройство поясняется с помощью чертежа, где позициями обозначены: 1 - шторка, 2 - кюветодержатели, 3 - отверстие для ввода реагентов, 4 - втулка, 5 - дозатор, 6 - чехол на наконечник дозатора.

Заявляемый биохемилюминометр имеет те же блоки, узлы и элементы, что и наиболее близкий к нему аналог. Однако место ввода реагентов в измерительную камеру выполнено иначе. Прямо над кюветой и кюветодержателем в крышке измерительной камеры выполнено сквозное отверстие, позволяющее вводить реагенты в кювету не до поворота первого кюветодержателя и ввода его в измерительную камеру, а после поворота, изменив порядок действий и задержав тем самым процесс контроля и слежения за началом процесса. Заявляемый биохемилюминометр имеет в наборе к нему чехлы на наконечники дозаторов, исключающие поступление света извне, поскольку они выполнены из светонепроницаемого материала. Кроме того, в момент ввода отверстие ввода перекрывается дозатором полностью благодаря конструктивному оформлению отверстия. Внутри оно имеет вмонтированную конусообразную втулку с размерами, повторяющими размеры и контур наконечника дозатора с надетым на него чехлом.

Работа на заявляемом биохемилюминометре осуществляется в следующей последовательности. В кювету сначала вводятся исследуемая биопроба и только те реагенты, которые не инициируют вспышку хемилюминесценции. Затем кювета с такой смесью устанавливается в кюветодержатель на передней панели прибора и поворотом ротора доставляется в измерительную камеру. Затем включается регистрация сигнала свечения, и только после этого сквозь отверстие, выполненное в крышке измерительной камеры над местом расположения кюветы, вводят в кювету реагент, инициирующий пик хемилюминесценции. При этом оператор имеет возможность зарегистрировать возникновение пика хемилюминесценции, не утратив важной информации о начале мгновенно развивающегося процесса.

Изобретение относится к лабораторной технике. Сущность заключается в том, что биохемилюминометр, включающий светозащищенный корпус со светонепроницаемой камерой, имеющий крышку и ротор с кюветодержателями, имеет на внешней поверхности корпуса выполненное сквозным отверстие гнезда измерительной камеры, закрытое светонепроницаемой шторкой, закрепленной с возможностью мгновенного перекрытия сквозного отверстия. Технический результат - повышение точности за счет получения возможности сохранения начальной информации о мгновенно начинающихся реакциях. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Биохемилюминометр, включающий светозащищенный корпус со светонепроницаемой камерой, имеющей крышку, ротор с кюветодержателями для поочередного ввода кювет в светонепроницаемую камеру и вывода их из нее, элемент для перемешивания и элемент для термостатирования образца, фотоэлектронный умножитель, элемент охлаждения, преобразователь сигнала, усилитель и регистратор, отличающийся тем, что он имеет в крышке светонепроницаемой камеры над кюветодержателем, находящимся в ней, сквозное отверстие для ввода реагентов непосредственно в кювету светонепроницаемой камеры и светонепроницаемую шторку над ним, закрепленную на внешней поверхности крышки светонепроницаемой камеры с возможностью мгновенного, без доступа света, перекрытия сквозного отверстия. 2. Биохемилюминометр по п.1, отличающийся тем, что в сквозное отверстие над кюветодержателем светонепроницаемой камеры вмонтирована втулка с конусообразным отверстием, расширяющимся кверху, выполненная в виде держателя дозатора для введения реагентов. 3. Биохемилюминометр по п.2, отличающийся тем, что величина внутренних диаметров втулки соответствует внешним диаметрам наконечника дозатора с помещенным на него светонепроницаемым чехлом, повторяющим форму и размеры наконечника дозатора без зазора для доступа света.