Устройство для проведения анализа Советский патент 1984 года по МПК B01L11/00 G01N33/15 

2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что кювета размещена над ячейкой.

3,Устройство по п. 1, отличающееся тем, что патрубок для ввода анализируемой жидкости установлен концентрично центральному патрубку и сообщается со сливными кюветами посредством выполненньвс в роторе радиальных каналов .

4. Устройство по П.1, -о т л ичающееся тем, что радиальные каналы, сообщающие патрубок для ввода анализируемой жидкости со сливными ячейками, выполнены с капиллярны 14 сужением вблизи сливной кюветы, кармана ли и затвором, установленными в патрубке для ввода жидкости.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА, содержащее ротор с мно жеством периферийных равноудаленных от его оси ячеек с окном считывания с патрубком для ввода анализируемой жидкости, и радиальных каналов, сое диняющих ячейки с приспособлением для дозирования анализируемой жидкости, анализатор, средство для npoi iBки ячеек, выполненное в виде центрального патрубка, размещенного по оси вращения ротора и соединенного посредством радиальных каналов с ячейками, в каждой из которых выполнено периферийное отверстие выпуска жидкости и размещен твердый носитель, отличающееся тем, что, с целью упрощения обслуживания устройства, оно снабжено размещенным по периферии ротора сливньми кюветами, смежными с ячейками, каждая из которых сообщается с одной сливной кюветой, и укрепленным на роторе приспособлением для реактивов.

Изобретение относится к устройствам для анализа, например, биологических жидкостей фотоколометрическим методом.

Известно устройство для проведения анализаj содержащее ротор с мно жеством периферийных равноудаленных от его оси ячеек с окном считывания, с патрубком для ввода-анализируемой жидкости и радиальнБШИ.каналами, соединяющими ячейки с приспособлением, для дозирования анализируемой жидкости, анализатор, средство для проьб шки ячеек, выполненное в виде центргшьного патрубка, размещенного по оси вращения ротора и соединенного посредством радиальных каналов с ячейками,, в каждой из которых выполнено периферийное отверстие выпуска жидкости и размещен твердый носитель, например, в виде шарика.

Ротор установлен под приспособлением для дозирования с расчетом ввода в каждую ячейку через верхние патрубки определенного количества .состава такого, как сыворотка, плазма или любая другая биологическая жидкость, содержащая анализируемое вещество; после этого ввода жидкость необходимое время находится в состоянии инкубации. Затем ротор приводят во вращение и через це1.:тральный патрубок вводят промывающую жидкость. йа выходе радиальных каналов предусмотрены средства, образующие отражатели для Направления прозывающей жидкости к днищу ячеек. В отношении каждой ячейки центрифугирование имеет целью устранить избыток состава, не захваченного твердотельной подложкой, через периферийное отверстие

После промывки можно приступить (по желанию к сушке, прекращая доступ промывающей жидкости и сохраняя центрифугирование. Эти операции затем повторяют с реактивом, который имеет свойство фиксироваться на наЧсШе цепи, образованной во время инкубации .

После новой инкубации, устранени незахваченного избытка, промывки, сушки приступают к считыванию с помощью счетчика в случае, если реактив был помечен изотопом; если мечение производилось энзимом, добавляют дозированное количество вещества,, вызывсшяцего окрашенную реакцшо, которая считывается непосредственно в кювете фотометром l .

Недостатком известного устройства является то, что для заполнения кювет составом и реактивами его необходимо устанавливать перед соответствующими приспособлениями для дозирования анализируемой жидкости такими, как пипетки, что ограничивает его автонс ию функционирования

Целью изобретения является упрощение обслуживания устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, включанщее ротор с множеством периферийных равноудаленных от его оси ячеек с окно считывания, с патрубком для ввода анализируемой жидкости, и радиальных каналов, соединяющих ячейки с приспособлением для дозирования анализируемой жидкости, анализатор, средство для промывки ячеек, выполненное в виде центрального патрубка, размещенного по оси вращения ротора и соединенного посредством радиальных каналов с ячейками, в каяудой из которых възполнено периферийное отверстие выпуска жидкости и размещен твердый носитель, снабжено размещенными по периферии ротора сливными кюветами, смежными с ячейками, причем каждая из которых сообщается; с одной сливной кюветой, и укрепленным на роторе приспособлением для реактивов.

При этом кювета размещена над ячейкой.

Кроме того, патрубок для ввода анализируемой жидкости установлен концентрично центральному патрубку и сообщается со сливными кюветами посредством выполненных в роторе радиальных каналов. Причем радиальные каналы /сообщающие патрубок для ввода анализируемой жидкости со сливными ячейками, выполнены с капиллярным сужением вблизи сливной кюветы, карманами и затвором, установленным в патрубке для ввода жидкости. На фиг. 1 изображено предложенное устройство с частичным вырывом на уровне пары смежных взаимодействующих ячеек, вид сверху; на фиг.2первый вариант предложенного устройства, частичный вид в аксонометрии; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на. фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 6 - пара ячеек, составлянхцих часть предлагаемого устройства, частичный вид в аксонометрии; на фиг.7 вид предлагаемого устройства по его осевой линии; на фиг. 8 - другой ва риант предложенного устройства, пока зывающий пару смежных взаимодейству|ющих ячеек, частичный вид в аксонометрии; на фиг. 9 - пара смежных взаимодействующих ячеек, разрез, проходяиций через радиальные каналы питания ячеек; на фиг. 10 - разрез Г-Г на фиг. 9; на фиг. 11 - разрез Д-Д на фиг. 8; на фиг. 12 - предлага емое устройство с частичным разрезсад центральной части устройства. Предлагаемое устройство для прове дения анализа содержит ротор 1, имеющий серию периферийных ячеек 2 для проведения анализа, каждая из которых содержит твёрдый носитель 3, выполненный в виде шарика (например, .из полистирола, покрытого составом, имеющим свойства антитела). Вместо одного такого шарика можно использо.вать серию мелких шариков, имеющих, например, диаметр от 10 до 20 мк. В этом случае в ячейках устанавливают барьер, способный удерживать в ячейках шарики во время вращения устройства, и этот барьер вставлен . в пазы или вделан в соответствующие выемки. Выгодно устанавливать такие барьеры типа молекулярного фильтра. Твердый носитель может быть также образован соответствующимпокрытием нанесенным на нижнюю часть стенки ячейки. Центральный патрубок 4 служит для подачи промывающей жидкости и из него выходят радиальные каналы 5, соединяющие центральное отверстие с каж дои периферийной ячейкой 2. Каналы расположены в плоскости перпендикулярно к оси б вращения устройства. Радиальные каналы 5 образованы двумя дополняющими друг друга дискгили 7 и 8 (фиг. 3), но может быть любой .другой вариант канала, как например плоская закраина на одном диске ротора и паз на другом. Каждая кювета также сиабже-на периферийным отверстием 9 для выпуска жидкости, которое образовано путем наложения друг на друга периферийных кромок соосных дисков 7 и 8, образующих ротор 1. Это выпускное отверстие оканчивается сливным желобом 10, расположенным в задней части ячейки относительно направления вращения, применяемого во время ввода промывгиощей жидкости в кювету, например, по часовой стрелке. Патрубок 11 для ввода анализируемой жидкости установлен концентрично центральному патрубку 4 и соединен посредством радиальных каналов 12 со сливными кюветами 13, смежными с ячейками 2. Каждая ячейка 2 соединена с одной сливной кюветой 13 и имеет общую стенку 14 (фиг. 1-8). Каналы, сообщающие каждую кювету 13 с ячейкой 2, размещены на уровне стенки 14 . В первом варианте выполнения предлагаемого устройства общая стенка 14 размещена по радиусу, во втором ва;рианте - кювета 15 расположена над ячейкой 2, и общая стенка 16 образо;вана верхней поверхностью кюветы. Радиальные каналы 12 вблизи сливных кювет выполнены с капиллярньм сужением 17, с карманом, определяющим заданный объем затвора, вводимого в отверстие, и с затвором (не показаны) . Радиальные каналы 12 могут быть также образованы дополняющими друг друга участками, образованными на составных частях ротора, но может также иметь место любой другой тип .: канала. На верхнем диске 7 ротора укрепле но приспособление для реактивов, выполненное, например, в виде капсул, ампул, содержащее реактивы и расположенное таким образом, что в резуль.тате центрифугирования и открывания этих сосудов, содержащиеся в них жид-. ,кости вводятся в сливные кюветы 13 или 15. В первом варианте устройства фиг 1-7) приспособление 18 выполнено в виде сосудов 19 и 20, содержат . щих реактивы. Удерживаются сосуды на диске 7 блокирующими опорами 21. Смежные ячейки 2 и кюветы 13 закрываются в верхней части крышкой 22, которая имеет отверстие 23. Устройство для проведения анализа имеет средства (не показаны), позволяющие открывать сосуды 19 и 20 и действующие путем излучения, нагревания или раздавливания. Во втором варианте устройства (фиг. 8-12) приспособление 18 выполнено в виде сосудов 24, удерживающихся в ячейках 25, выходное отв рcfiHe 26 которых расположено на уров не удлиненной части 27. Перед откры ванием конец части 27 входит в контакт с соответствугадам отверстием 28 в передней стенке ячейки 25. Когда хотят открыть сосуд 24, поворачивают вниз его заднюю часть по с:трелке и вызывают разрушение удлиненной части 27, образуя таким обра зом отверстие 26. Реактив вытекает из отверстия 26 и проходит в отверСтие 29, сделанное в крьплке 30 слиз Цой кюветы 15, Крышка 30 имеет небол шой козырек 31, обеспечивающий направление подачи жидкости из сосуда 4 в сливную кювету 15. Можно использовать любое другое соответствующее средство для раскрывания сосудов, содержащих реактивы, и их крепления на верхней поверхности ротора. стенка сливных кювет и ячег ек имеет отверстие, обеспечивающее Проход между ними (в первом варианте это отверстие 32, а во втором отверстие ЗЗ) . Внутренний профиль рливвых кювет ,в обоих вариантах таков, что жидкость , поступающая в эти кюветы при центрифугировании, удерживается в них без возможности перехода в ячейки 2 (содержащую твердый носитель З} ао время центрифугирования в направлении, например, п ротив часовой йтрелки,.при прекращении центрифуги рования вся жидкость, находящаяся В сливной кювете 13 или 15, проходит в ячейку 2 через отверстие 32 или 33 соответственно. С этой целью отверстие 32 расположено вьаие уровня, достигаемого жидкостью в ячейке 2 после слива количества, содержащегося в кювеte 13. Кювета 13 для слива (фиг. б) имеет в своей наружной стороне удерживающую зону 34 выступающего сливного наклона 35, расположенного на уровне ниже отверстия 32. Таким образом, после прекращения центрифу.гирования жидкость, которая удержи Валась в зоне 34, сливается в ячейку 2 через наклон 35 и отверстие 32 Кювета 15 расположена над ячейкой 2 И слив жидкости, которая в ней находится, при прекращении центрифугирования, не создает никаких проблем. Вблизи конца питающего радиального, канала 5, выходящего в ячейку. 2, предусмотрен отражатель 36, который направляет промывакяцую жидкость к днищу я:чейки 2. Ротор 1 приводится во вращение Приводом (не показано) через вал 37 с опорным выступом 38, который сцеп ляется с соответствующим гнездом 39 ротора. Устройство работает следующим образом. Жидкость, содержащую анализируемое вещество, вводят в концентрический патрубок 11 в канал 12. Затем приступают к центрифугированию в направлении, например, против часовой стрелки. Жидкость, имеющая анализируемое вещество, содержащаяся в каналах 12, вводится затем в сливные кюветы 13 или 15 и находится там до тех пор, пока действует центрифугирование. При прекращении центрифугирования жидкость проникает в ячейки 2, содержащие твердый носитель 3, и ее оставляют в покое на необходимый период инкубации. Следует отметить, что каждая ячейка 2 имеет достаточный объем для размещения шарика и жидкости с анализируемым веществом без риска, что уровень жидкости достигнет каналов 5. После этой фазы захватывания путем реакции антиген-антитела, избыток жидкости удаляют центрифугированием в направлении по часовой стрелке, вводя через каналы 5 промывающую жидкость (воду), поступающую в центральный патрубок 4. Эта жидкость промывает твердый носитель и вытекает, как избыток жидкости, с анализируемым веществом, через отверстие 9, расположенное на конце сливного желоба 10, Затем при необходимости приступают к стадии сушки, прекращая доступ промьшакмцей жидкости и продолжая центрифугирование. Далее приступают к вводу первого реактива, содержащегося в сосудах, установленных на верхнем диске 7 ротора, например полиглюкозида. Для этого производят центрифугирование в направлении против часовой стрелки и открывают отверстие сосуда для реактива. Жидкость вытекает из сосуда в сливную кювету 13 или 15, где она удерживается до тех пор, пока прюдолжается центрифугирование в указанном направлении. При прекращении вращения реактив проходит из сливной кюветы 13 или 15 в ячейку 2 для сшализа и вступает в контакт с Твердьм носителем, модифицированным вследствие предшествующей реакции антиген-антитела. После нового периода инкубации, удаления незахваченного избытка, промывки, сушки в соответствии с характером введенного реактива, можно приступить непосредственно к анализу, например, с помощью счетчика Гейгера, если реактив содержал раиоизотопы, или вводить описанным способом второй реактив, например вещество, вызываквдее окрашенную реакцию, позволяя измерить ферментативную активность с помощью колориметра или фотометра. Для облегчения этого типа анализа выгодно, чтобы внутренние и наружные стенки ячейки 2 для анализа были параллельными по меньшей мере .на уровне окна 40 счетчика показаний.

В случае, когда твердый носитель имеет форму шарлка, в ячейке для анализа предусматривают опорные средства 41, чтобы шарик не загораживал окна считывания. Твердый носитель , находящийся в различных кюветах для анализа, может соответствовать различным анализам, которые пр изводят одновременно на базе того же образца.

/5

К

Предлагаемое устройство позволяет производить быстро и просто пять одновременных количественных ангшизов, необходимых для анализа тироида. Гибкость проявляется наряду с другим в возможности разделения ротора на две зоны для использования яекото ых -, ячеек для анализа контрольных эталонов, и размещеина лкбо идентичных твердых носителей, что позволяет производить одинаковое испытание для многих клиентов, либо различы дх. Предлагаемое устройство может быть реализовано в очень небольишх габаритах. Оно может име.ть, например, диаметр порядка 8 см.

/I

Фаг2

Bu9A

-Н f ч / / I / / /

V-rffii

Ь.-.Ш

f40 j

-4 // LO ФигЗ

-6

8

Фиг4 13 Ш V Tiii4kJW J4 - - («c г 3 V2 Фиг.//