СПОСОБ МИКРОЭЛЕКТРОФОРЕЗА КЛЕТОК КРОВИ И ЭПИТЕЛИОЦИТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК G01N33/49 

Описание патента на изобретение RU2168176C2

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для диагностики заболеваний и определения эффективности лечения в гематологии, онкологии, дерматовенерологии, гинекологии, гастроэнтерологии, проктологии, отоларингологии, других отраслях медицины, а также в ветеринарии, биологии.

Известен способ микроэлектрофореза эритроцитов - Н. Abramson. 1942 - (см. Харамоненко С.С., Ракитянская А.А. "Электрофорез клеток крови в норме и патологии", Минск, 1974, с. 33-35), заключающийся в помещении в постоянное электрическое поле определенного объема крови.

Недостатком известного способа является его невысокая точность, обусловленная трудностями микроскопии, поскольку происходит наложение изображений нескольких эритроцитов в поле зрения; наличие сопротивления для перемещения клеток крови внутри стеклянного капилляра и сложностями термостатирования.

Известен способ микроэлектрофореза эритроцитов, взятый в качестве прототипа (см. Харамоненко С.С., Ракитянская А.А. "Электрофорез клеток крови в норме и патологии", Минск, 1974, с. 33-35), заключающийся в микроскопическом исследовании в постоянном электрическом поле определенного объема крови. При этом способе клетки помещают в жидкую забуференную инкубационную среду с концентрацией клеточной взвеси в переделах 0,05%. Среду с клетками помещают в исследовательскую камеру, которая содержит анод и катод и создает постоянное электрическое поле. Под воздействием электрического поля клетки перемещаются к аноду. Скорость перемещения зависит от мембранного потенциала клеток, от их функционального состояния. Изменения в скорости перемещения клеток регистрировали с использованием биологического микроскопа.

Недостатками известного метода являются: возможность ошибок из-за торможения подвижных клеток при контакте с неподвижными клетками, невозможность или затруднения в использовании метода для исследования эпителиоцитов. Ряд недостатков прототипа связан с технологией исследования: необходимостью разведения клеточного субстрата в 1000-2000 раз. Это увеличивает время получения информации. Направленная миграция клеток от одного полюса к другому затрудняет микроскопическое исследование таких цитологических параметров, как проницаемость клеток для прижизненных красителей, усложняет микрометрию.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что согласно способу микроэлектрофореза клеток крови и эпителиоцитов, включающего помещение исследуемых объектов в инкубационную среду и электрическое поле, оценку биоэлектрических показателей по изменению положений клеток, а также их оболочек, ядер, исследуемые объекты помещают в знакопеременное, многовекторное и симметрическое электрическое поле. Кроме того, используют 8-векторное электрическое поле.

Преимущество заявленного способа заключается в том, что оно позволяет исследовать разные типы клеток. Это расширяет возможности при использовании методики для диагностики заболеваний, определении эффективности лечения. Многовекторность и знакопеременность электрических полей, воздействующих на клетки, позволяют исключить ошибки, связанные с торможением клеток при их перемещении к одному из полюсов. Основной причиной торможения при перемещении клеток в ответ на воздействие электрического поля является контакт подвижной клетки с неподвижной. Заявленный способ позволяет использовать относительно небольшие разведения исследуемых фракций клеток. В предложенном нами способе используют разведение в 20-100 раз. Более высокая концентрация клеток, не уменьшая точность исследования, позволяет быстрее и в более полном объеме получить необходимую информацию. Способ позволяет исключить микротечи жидкости с клетками, что повышает его точность.

Заявленный способ поясняется чертежами: на фиг. 1 - процентное соотношение числа активированных электрическими полями эритроцитов человека у практически здоровых лиц и больных железодефицитной анемией (ЖДА); на фиг. 2 - амплитудные характеристики у практически здоровых лиц и у больных ЖДА; на фиг. 3 - векторные характеристики прижизненных реакций ядер и оболочки эпителиоцитов слизистой оболочки полости рта человека.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. В исследовательскую камеру, предварительно нагретую до 37oC, вносят 0.5 - 0.6 мл инкубационной среды с прижизненно взятыми клетками. На жидкость помещают покровное стекло. Между электродами и покровным стеклом помещают бумажные фильтры, предварительно смоченные в инкубационном растворе. С помощью прибора между симметрично расположенными парами электродов создают знакопеременные, многовекторные электрические поля. Под воздействием электрических полей клетки или их структурные компоненты изменяют свое положение, что регистрируют при микроскопическом исследовании. Для определения процента клеток, проявляющих реакцию в виде возвратно-поступательных движений их тел или их частей используют от 50 до 100 клеток. При исследовании эпителиоцитов с помощью окулярного микрометра измеряют амплитудные характеристики возвратно-поступательных движений ядер и цитолеммы с последующим построением векторограмм. Документирование наблюдений обеспечивают видеосъемкой в первые 1-3 минуты исследований и через 10 минут. Составление указанных выше показателей, а также уровней проницаемости витального красителя используют для диагностики заболеваний.

Известно устройство для капиллярного микроэлектрофореза крови: Abramson Н. , 1942 (см. С.С. Харамоненко, А.А. Ракитянская "Электрофорез клеток крови в норме и патологии, Минск, 1974 г., с. 33-38). Устройство включает в себя электроды, на которые поступает постоянный электрический ток. Между электродами располагают капилляр, заполненный раствором с клетками крови.

Недостатком устройства является то, что его конструкция не позволяет использовать термостатирование и требует помещения клеток в трубку-капилляр, стенки которого усиливают сопротивление жидкости при электрофорезе.

Известно устройство для микроэлектрофореза клеток крови: (см. С.С. Харамоненко, А.А. Ракитянская "Электрофорез клеток крови в норме и патологии, Минск, 1974 г., с. 33-38). Устройство, рассматриваемое в качестве прототипа, представлено горизонтальной камерой, помещенной в водяной термостат, обеспечивающий постоянную температуру. Устройство предусматривает микроскопическое исследование 10-15 клеток в постоянном электрическом поле.

Недостатками устройства, взятого в качестве прототипа, являются сложность конструкции исследовательской стеклянной микрокамеры, ограничения в исследовании, связанные с необходимостью больших разведений клеточной взвеси (не более 0,05%), невозможность изучать большое количество клеток, необходимость трехкратного промера их перемещений справа-налево, слева-направо, справа-налево. Исследования считаются верными при одинаковых скоростях движения каждой клетки в каждом из трех указанных отрезков измерений. Затем обобщаются показатели скорости всех изученных клеток, которые и положены в основу диагностики.

Сущность заявляемого нами изобретения состоит в том, что устройство, содержащее камеру с электродами, термостат, источник питания и блок управления, снабжено блоком генератора и блоком коммутатора, при этом выход источника питания соединен со входом блока генератора, выход блока генератора соединен со вторым входом блока коммутатора, второй выход блока управления соединен с третьим входом блока коммутатора и выходы блока коммутатора соединены с электродами камеры.

Преимущества заявляемого устройства состоят в увеличении числа направленных электрических полей. Это позволяет всесторонне анализировать реакции клеток на действие электрических полей, учитывать взаимосвязь биоэлектрических реакций клеток с их цитоскелетом, уровнем проницаемости, позволяет исследовать разные типы клеток. Устройство автоматически с помощью коммутатора переключает поля с одной пары на другую по часовой стрелке круга с интервалами в 1,0-3,0 секунды. Оси электродов отстоят друг от друга под углом в 45o. Устройство позволяет использовать не только программу 8-векторного анализа, но и программы двувекторного исследования в любой из четырех пар электродов. Автоматическое переключение полярности на каждой паре электродов происходит с частотой 0,3-1,0 Гц. Устройство поясняется чертежом, на котором изображена функциональная электрическая схема (фиг. 4).

Устройство содержит источник питания (поз. 1), выход которого соединен со входами блока генератора (БГ) (поз. 2) и блока коммутации (БК) (поз. 3). Выход блока управления (БУ) (поз. 4) соединен со входом БГ (поз. 2). Выход блока генератора (поз. 2) соединен со вторым выходом БК (поз. 3), второй выход БУ (поз. 4) соединен с третьим входом БК (поз. 3). Выходы БК (поз. 3) соединены с электродами 5 камеры для исследования 6, выполненной из прозрачного материала, количество электродов может быть от 4 до 16. В рассматриваемом устройстве их восемь. Электроды расположены по окружности, формируя секторы, отстоящие друг от друга на 45o. В центре исследовательской камеры находится свободная от электродов зона для исследования клеток. Кроме этого, устройство содержит термостат, состоящий из датчика температуры, нагревательных элементов и блока управления температурным режимом настройки (не указаны).

Устройство работает следующим образом. Включают термостатное устройство для обеспечения температуры 37oC в камере (поз. 6), вносят инкубационный раствор с клетками в камеру (поз. 6), включают блок питания (поз. 1). С помощью устройства создают знакопеременные, разновекторные и симметричные электрические поля в камере (поз. 6). Очередность включения пары электродов определяет блок коммутации (поз. 3). Каждая новая пара электродов автоматически включается через 1,0-3,0 секунды, в каждой паре автоматически происходит смена знаков на электродах с частотой 0,3-1,0 Гц. Смена симметричных пар электродов происходит в одном направлении по кругу. В устройстве предусмотрены возможности не только поочередной автоматической знакопеременной активации клеток по окружности камеры, но и автономной активации в пределах любой из 4 пар электродов. Смену режимов исследования обеспечивает блок управления и его переключатели. Под влиянием электрических полей в каждом секторе камеры происходят изменения положений клеток или их цитолеммы, ядер. Полярность, мозаичность распределения электрических зарядов на поверхности клетки, влияние цитоскелета на изменения положений ядер, органоидов, включений, цитолеммы определяют отличия реакций клеток в каждом векторе электрического поля. Эти отличия выявляют при микроскопическом исследовании. Для регистрации информации используют: микроскоп с окулярным микрометром, видеокамеру, персональный компьютер с периферическими выходами. Обобщение, сравнение результатов, полученных с помощью заявленного устройства, используют для диагностических целей.

Похожие патенты RU2168176C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПРИЖИЗНЕННОЙ ОЦЕНКИ БИОПТАТОВ СЛИЗИСТЫХ ОБОЛОЧЕК 2000
  • Соловьев А.А.
  • Никитин Е.Н.
  • Кирьянов Н.А.
  • Шкляев А.Е.
  • Назаров А.М.
  • Шамшурина И.В.
  • Чернецова Л.В.
RU2222809C2
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛИЗА ПАРАМЕТРОВ ЖИВЫХ КЛЕТОК, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ И ЕГО ВАРИАНТ 2006
  • Сухенко Евгений Пантелеевич
  • Бакиров Талгат Сальманович
  • Соловьев Александр Александрович
  • Генералов Владимир Михайлович
  • Васильев Юрий Владимирович
  • Пак Антон Владимирович
RU2357251C2
КАМЕРА ДЛЯ МИКРОЭЛЕКТРОФОРЕЗА (ВАРИАНТЫ) 2004
  • Гоголев Виктор Леонидович
  • Васильев Юрий Владимирович
  • Соловьев Александр Александрович
  • Сухенко Евгений Пантелеевич
  • Жукоцкий Александр Васильевич
  • Батуев Игорь Викторович
RU2271734C2
КАМЕРА ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОГО ПРОВЕДЕНИЯ СЕРИИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ МЕТОДОМ МИКРОЭЛЕКТРОФОРЕЗА 2007
  • Шишкин Александр Валентинович
  • Соловьев Александр Александрович
  • Никитин Евгений Николаевич
  • Сухенко Евгений Пантелеевич
  • Васильев Юрий Владимирович
  • Овчинина Наталья Геннадьевна
RU2335763C1
СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ ШЕЙКИ МАТКИ И ВЛАГАЛИЩА 1997
  • Япеев В.А.
  • Соловьев А.А.
  • Япеев А.С.
RU2134535C1
КАМЕРА ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА КЛЕТОК 2005
  • Шишкин Александр Валентинович
  • Соловьев Александр Александрович
  • Никитин Евгений Николаевич
RU2314521C2
Способ экспресс-диагностики йоддефицитного состояния 2019
  • Павлова Галина Владимировна
  • Хлебникова Любовь Николаевна
  • Рамазанова Айгуль Ринатовна
  • Рамазанов Ринат Саидович
RU2702125C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРЕПАРАТА, СОДЕРЖАЩЕГО АМОРФНО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СОЛИ ОРОТОВОЙ КИСЛОТЫ 2013
  • Аксенова Валерия Викторовна
  • Михайлова Софья Сергеевна
  • Собенникова Мария Васильевна
  • Мухгалин Владислав Викторович
  • Ладьянов Владимир Иванович
  • Канунников Михаил Михайлович
  • Чучкова Наталья Николаевна
  • Соловьев Александр Александрович
  • Пермяков Александр Александрович
  • Сметанина Марина Викторовна
RU2541806C1
СПОСОБ ПОДБОРА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ РАН 2008
  • Максимов Анатолий Яковлевич
RU2385458C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНДОТОКСИКОЗА 2003
  • Соловьев А.А.
  • Жижин Ф.С.
  • Новоселов А.А.
  • Ахметов Р.Ф.
  • Старчиков С.В.
RU2249214C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 168 176 C2

Реферат патента 2001 года СПОСОБ МИКРОЭЛЕКТРОФОРЕЗА КЛЕТОК КРОВИ И ЭПИТЕЛИОЦИТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для диагностических целей в гематологии, онкологии дерматовенерологии, гинекологии, гастроэнтерологии, проктологии, отоларингологии, других отраслях медицины, а также в ветеринарии, биологии. Исследуемые клетки крови или эпителиоциты помещают в инкубационный раствор для прижизненного исследования биоэлектрических свойств, проницаемости. С помощью устройств создают многовекторные, симметричные, знакопеременные электрически поля. Под микроскопом определяют реакции клеток на воздействия электрических полей по возвратно-поступательным движениям клеток или их ядер, цитолеммы. Способ и устройство позволяют снизить время для получения информации и повысить точность исследования. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения RU 2 168 176 C2

1. Способ микроэлектрофореза клеток крови и эпителиоцитов, включающий помещение исследуемых объектов в инкубационную среду и в электрическое поле, оценку биоэлектрических показателей по изменению положений клеток, а также их оболочек, ядер, отличающийся тем, что исследуемые объекты помещают в знакопеременное многовекторное электрическое поле. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют 8-векторное электрическое поле. 3. Устройство для микроэлектрофореза, клеток крови и эпителиоцитов, содержащее камеру с электродами, термостат, источник питания и блок управления, отличающееся тем, что в него дополнительно введены пары электродов и оно снабжено блоком генератора и блоком коммутатора, при этом выход источника питания соединен со входом блока генератора, выход блока генератора соединен со вторым входом блока коммутатора, второй выход блока управления соединен с третьим входом блока коммутатора и выходы блока коммутатора соединены с электродами камеры.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2168176C2

ХАРАМОНЕНКО С.С
и др
Электрофорез клеток крови в норме и патологии
- Минск, 1974, с.33-35
СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1995
  • Быстров Ю.Г.
  • Ширшина Л.Г.
  • Слюсарь Н.Н.
  • Волков С.Ю.
  • Панасенко Н.Г.
  • Муляр Н.П.
RU2089906C1

RU 2 168 176 C2

Авторы

Никитин Е.Н.

Соловьев А.А.

Кутявина С.В.

Голендухин А.Н.

Даты

2001-05-27Публикация

1999-04-05Подача