Устройство для анализа биологических жидкостей Советский патент 1984 года по МПК G01N33/48 

Изобретение относится к приборам медицинской техники и. предназначено .для анализа биологических жидкостей путем регистрации интенсивностей флуоресценции отдельных составляющи сложных веществ, в частности крови. Известно .устройство для анализа биологических жидкостей, содержащее источник излучения, конденсатор, диафрагму, кювету для исследуемой жидкости, приспособление для разложения вторичного излучения на спект ральные составляющие, фотоприемник и электронно-логическую схему ij . Известное устройство работает по следующему принципу. Световой поток от источника излучения собирается на исследуемой жидкости и возбуждае его флуоресценцию.Излучение флуорес ценции раскладывается приспособлением для разложения вторичного излу чения в спектр и фокусируется на фотоприемных элементах, расположен:ных соответственно линейному раэлож |нию характерных с пектральных линий |исследуемых веществ. По величине фототока элементов и их взаимному расположению однозначно определяютс соответственно интенсивность и спектральный состав флуоресценции сложного вещества. Однако, при анализе сложных биологических жидкостей флуоресценция различных составляющих жидкости (Язсто наблюдается на одной длине волны. Так, при анализе сыворотки крови адреналин и норадреналин возбуждаются излучением с длинным 436 и ЗьО нм соответственно, а флуоресценция у того и другого вещества наблюдается на длине волны 550 нм. Для того, чтобы исключить неоднозна ность результата, кювету с исследуемой жидкостью возбуждают последовательно соответствующими длинами волн или вьоделяют во вторичном излучении только те составляющие, которые могут однозначно дать ответ о наличии и концентрации того или иного вещества. За счет этого время анализа значительно увеличивается. На практике при массовых обследованиях населения имеется острая необходимость в объективном, точном и быстром проведении анализа с миниМсшьными затратами ручного труд,а. Кроме того, при некоторых тяжелых состояниях больных есть необходимость проведения анализа в кратчайшие сроки. Известный способ является достаточно трудоемким и не позволяет с требуемым быстродействием проводить анализы биологических жидкостей при массовых обследованиях населени Цель изобретения - сокращение времени исследования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для анализа, биологических жидкостей, содержащем источник излучения, конденсатор, . диафрагму, кювету для исследуемой жидкости, приспособление для разложения вторияного излучения на спектральные составляющие, фотоприемники и электронно-логическую схему, снабжено установленным между диафрагмой и кюветой приспособлением, для разложения возбуждающего излучения на спектральные составлякщие, при этом фотоприемник выполнен в виде двухмерной матрицы, кювета расположена параллельно оси канала возбуладения, причем высоту кюветы определяют из соотношения h.., cos 6 гдеБ,- линейная дисперсия и фо- кусное расстояние оптической системы канала возбуждения; Е - угол наклона плоскости спектра возбуждения; й( - ширина спектрального интервала между двумя соседними участками спектра. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство содержит источник излучения 1 в виде дуговой ртутной , конденсатор 2, диафрагму 3, коллим1рующий объектив 4, приспособление для разложения возбуждающего излучения на спектральные составляющие, включающее призму 5 и объектив б, кювету . 7, коллимирующий объектив 8,приспособление для разложения вторичного излучения на спектральные составляющие, включающую призму 9,объектив 10, двухмерную матрицу 11 фотоприемников и электронно-логическую схему 12. Устройство работает следующим образом.: Приспособление для разложения возбуждающего излучения (5,6) формирует спектральное изображение диафрагмы 3 в объеме кюветы 7 таким |Образом, что каждому элементу длины :кюветы соответствует характерная спектральная линия излучения источника излучения дуговой ртутной лампы. Частота выделения линий определяется спектральным разрешением приспособления для разложения возбуждающего излучения, а также способом выполнения и расположения кюветы, В изобре-г тении кювета выполнена в форме прямоугольного параллелепипеда и расположена в поле спектрального изображения диафрагмы-параллельно оптической оси канала возбуждения. Вследствие

наклона спектра к оси канала возбуждения высоту кюветы выбирают из соотношения

.

где D, - линейная дисперсия и фокусное расстояние оптической системы канала возбуждения;

угол наклона плоскости спектра возбуждения; - ширина спектрального интервала между двумя соседними участкалда спектра. За счет этого каждому участку кюветы соответствует своя спектральная линия возбуждающего излучения, являющаяся характерной для определенной компоненты исследуемого вещества.

Таким образом вторичное излучение каждого участка соответствует характерной линии флуоресценции определенной компоненты.

Приспособление для разложения вторичного излучения формирует в плоскости двухмерной матрицы 11 спектральное изображение кюветы таким образом, что координата фотоприемника по оси X однозначно соответствует определенной спектральной составляющей возбуждающего излучения, а координата фотоприемника по оси У одйозначно соответствует определенной спектральной составляющей флуоресценции. По величине фототока и координатам фотоприемников в электронно-логической схеме 12 одно.значно определяется концентрация и

наличие микрокомпонентов в сложном веществе.

Предлагаемое устройство позволяет проводить полный и одновременный анализ. Каждое вещество, входящее в состав различных биологических жидкостей, имеет свой спектр возбуждения и свой спектр флуоресценции. При этом каждой линии возбуждения соответствует определённый спектр i фпусфесценции.

Изобретение позволяет сократить время проведения анализа биологических жидкостей, о чем свидетельствуют приведенные в таблице данные.Испытания проводились на примере сыворотки крови.

9 9

20 мин 10-15 с

10 10-

1,5

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА БИОЛОГИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее «источник излучения, конденсор, диафрагму, клювету для исследуемой жидкости, приспособление для разложения вторичного излучения на спектральные составляилцие, фотоприемник и электронно-логическую схему, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени исследования, оно снабжено установленным между диафрагмой и кюветой приспособлением для разложения возбуждающего излучения на спектральные составляющие, при этом фотоприемник выполнен в виде двухмерной матрицы, кювета расположена -параллельно оси канала, возбуждения, п ричем высоту кюветы определяют из соотношения h.COS& гдеС,f - линейная дисперсия и фокусное расстояние оптической системы канала возбуждения; - угол наклона плоскости § спектра возбуждения Д - ширина спектрального интерW вала между двумя соседними участками спектра. ;о со СП