Устройство для определения резистентности клеток Советский патент 1984 года по МПК A61B5/00 A61B10/00 

Изобретение относится к медицинским и биологическим исследованиям и предназначено для определени резистентпости клеток к осмотичесficHM, химическим, тепловым воздействиям и может найти широкое применение при определении биологической активности вещества. Известно устройство для определ ния резистентности клеток, содержащ источник излучения и далее по ходу светового луча измерительную кювету и фoтoпpиe иик, подклроченный к системе регистрадки, Измерегше стойкости 1шеток в таком устройстве осуществляют по изменению оптической плотности суспензии 5 которая з висит от ш-1сла клеток, их размеров форьь, клеточного содёрлшмого и его выхода в раствор например, при гемолизе выход гемоглобина, метге моглобина, появление в растворе теней эритроцитов и их фрагментов СП Устройство регистрирует суммарно изменение оптической плотности и п этому дает искаженное представление о происходящих процессах. Оно не .позволяет производить измерения в мутных и окрашенных средах из-за большого фона, что встречается достаточно часто при исследовании действия различных препаратов на резистентность клеток ;эритроцитов Известно таклсе устройство для определения резистентности клеток, содержащее источник света, светоделитель и расположенную вдоль опти ческой оси измерительную цепочку, включшощую последовательно размещен ные линзы, диффузный рассеиватель и измерительную кювету, фотоприемники с блоком регистрации.сигнала. Данный прибор используется для опре деления числа клеток в биологическом растворе по интенсивности рассеянного света С23. К недостаткам известного устрой ства относится то, что оно практически не позволяет производ -1ть измерение в мутных и окрашенных средах (оптически плотных), кроме того, в зависимости от общей плотности раствора, количество в нем клеток, изменяется интенсивность светового /потока, проходящего внутри кюветы, отраженного и возвращенного зеркалом в кюве ту, а следовательно, изменяется и интенсивность света, отраженного о отдельно взятой клетки, что является источником ошибок. Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения резистентности клеток, содержащее источник света, светоделитель и расположенную вдоль оптической оси измерительную цепочку, В1шючающую последовательно размещенные линзы, диффузный рассеиватель и измерительную кювету, фотоприеъшики с блоком регистрации сигнала, оснащено элементом обратной связи, выполненным в виде ответвнтеля и блока регули ровки интенсивности света5включенньпФ в измерительную цепочку отражакшгим зеркалом, размещенным за светоделителем, дополнительной линзойу вторым отражающим зеркалом и заслонкой-отражателем , .расположенной последовательно перед измерительной кюветой, приспособлением для взаимного сведения лучей, представляющим собой цепочку, аналогичную измерительной и располол ен1-1ую за светоделителем вдоль другой оптической оси, причем ответвитель размещен перед измерительной кюветой на оптической оси измерительной цепочки, ответвитель и одна из заслонок-отражателей через первый фотоприемник подключены к блоку сравнения, к втоpobfy входу которого и к входу блока регистрации сигнала посредством второго фотоприемника подсоединена другая заслонка-отражатель, а выход первого фотоприемника через блок управления интенсивности света связан с источником излучения. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство состоит из источника I света, светоделителя 2, который совместно с линзами 3-6, установленными софокусно и диффузными рассеивателями 7 и 8, расположенными в главных плоскостях этих линз , образует систему регулирования интенсивности евета, обеспечивающую равенство лучей по интенсивности, а .совместно со 100%-ными отражагощими зеркалами 9-12 образует систему взаимно встречного сведения лучей на измеритапьной кювете 13. Устройство также содержит термостат 14, две заел он1ш-отражат ели, которые могут быть в положениях 15, 16 и 17, 18

соответственно, оптический ответвитель 19, посылающий часть прошедшего и падающего на кювету 13 света на фотоприемник 20, фотоприемник 21 регистрирующий рассеянный свет, блок 22 регистрации сигнала, блок 2 управления интенсивности света и блок 24 сравнения выходных сигналов.

Устройство работает следующим образом,

В начальный момент- времени производят юстировку, устанавливая равенство световых потоков в обоих пле чах перемещением светоделителя 2 в направлениях, показанных стрелкой, при этом изменяются площади световых пучков (на чертеже пунктиром приведен пример изменения площади световых пучков ), падающих на линзы 3 и 5, в фокусе которых расположены диффузные рассеиватели 7 и 8. Учитывая, что свет монохроматический, ясно, что размер светового пятна на рассеивателйх 7 и 8 не зависит от площади световых потоков, падаюпшх на линзы 3 и 5 (свет от источника 1 излучения коллимированный, как во всех спектральных приборах, а в зависимости от перемещений светоделителя 2 будет изменяться интенсивность света на диффузных рассеивателях 7 и 8, т.е. фактически получают два взаимосвязанных по интенсивности точечных источника света, излучение которых коллимируется линзами 4 и 6, а площади световых потоков при этом не изменяются. Такое построеmie системы регулирования интенсивности света обеспечивает равенство лучей по интенсивности независимо от старения элементов источника света, ц то время как, на- пример, если .источник света поместить на место светоделителя 2, т.е. излучение будет сразу на две стороны, то становится невозможным поддерживать равенство световых потоков длительное время из-за нераномерности распыления материала нити накаливания на баллон последней. После смены такого источника требуется юстировка. В случае использования в качестве источника лазера (..имеется в виду случай, когда излучение отбирается с обоих сторон резонатора у малейшее изменение в качестве любого из зеркал резонатора скажется на интенсивности выходящего излучения и т.п. Далее с помощью зеркал 9-12 лучи B3aiiMHO встречно сводятся на измерительной

кювете 13. Для установления первоначального равенства световых потоков заслонки-отражатели установлены в положениях 16 и 8, перекрывая доступ света на измерительную

кювету 13 и посылая световые пучки на фотоприемники 20 и 21 соответственно. С помощью блока 24 сравнения выходных сигналов, выполненного, например, по мостовой схеме,

устанавливается равенство световых потоков. Такая юстировка производится один раз в стационарных условиях и обеспечивает высокую точность. Затем предварительно установив

термостат на заданную температуру, заполняют измерительную кювету 13 заранее подготовленной суспензией клеток в изотоническом, питательном и т.п. растворах, подбирая их концент

рацию таким образом, чтобы выполнялось) условие однократного рассеиваHHji света, так как при этом интенсивность рассеянного света прямо пропорциональна числу клеток, что

позволяет обойтись без калибровочных таблиц. Так, для эритроцитов.начальная плотность.суспензии в растворе не должна превышать 0,8 в областях, где отсутствует поглощение света гемоглобином, что соответствует кл/мм для физиолоп1ческого раствора.

Непосредственно перед измерениями заслонки-отражатели переводят в положения 15 и -17 соответственно. С помощью оптического ответвителя 19, посылающего часть прошедшего и падающего на измерительную кювету 13-излучения на фотоприемник 20, устанавливают общий начальный суммарный уровень сигнала, поступающего с -источника 1 света, который с помощью блока 23 управления интенсивностью света поддерживается на постоянном уровне, в том числе и в процессе измерений (запись кинетики лизиса клеток 1. С момента введения лизируюп1его препарата ( или тестируемого в измерительную кювету13 с супензиек клеток с помощью фотоприемника 21 производится регистрация рассеянного клетками света и его запись с помощыо блока 22 penicTpaции сигнала, отражакадего их число

в данный момент времени, а следовательно, и стойкость.

Предлагаемое устройство позволяет стабилизировать интенсивность света по кювете более, чем в 20 раз в процессе исследования резистентности клеток (лизирующей активности препаратов), точность как минимум в 20 раз вьпне, чем при измерении стандартным методом светорассеяния на стандартном известном приборе.

Кроме того, предлагаемый прибор учитывает выход в раствор клеточного содержимого, учитывает то, что в процессе измерений может изменяться оптическая плотность суспензии за счет возможного биохимического процесса клеточного содержимого с ействующим на клетки активным веществом, а также изменение рефрактометрического коэффициента в начале эксперимента {за счет чего изменяется и отражение света и общая суммарная плотность растворов), что обеспечивает система отражатель 19 - фотоприемник 20 блок 2.3 управления интенсивностью света - источник света (излученияJ, поддерживающая интенсивность суммарного снетого потока на стенках кюиеты на постоянном уровне в процессе измерений. Это не выполняется в извест.ном устройстве, например, в процессе лизиса эритроцитов интенсивность света на стенках кюветы и внутри ее повышается, что сказывается на точности измерений.

Ввиду того, что в предлагаемом устройстве производится компенсация потери излучения в измерительной кювете за счет изменения оптической

плотности, оно позполяет производить измерения в мутных и окрашенных средах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .РЕЗИСТЕНТНОСТИ КЛЕТОК, содержащее источник света, светоделитель и расположенную вдоль оптической оси измерительную цепочку, включающую последовательно размещенные линзы, диф({)узный рассеиватель и измерительную кювету, фотоприемники с блоком регистрации сигнала, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения его точности, оно оснащено элементом обратной связи, выполнен№1м в виде ответвителя и блока регулировки интенсивности света, включенными в измерительную цепочку отражающим зеркалом, размещенным за светоделителем, дополнительной линзой, вторым отражающим зеркалом и заслонкой-отражателем, расположенной последовательно перед измерительной кюветой, приспособлением для взаимного сведеьшя лучей, представлягадим собой цепочку, аналогичную измерительной и расположенную за светоделителем вдоль другой оптической оси, причем ответо S витель размещен перед измерительной кюветой на оптической оси измерительной цепочки, ответвитель и одна из заслонок-отражателей через первый фотоприемник подключены к блоку сравнения, к второму входу которого и к входу блока- регистрации сигнала посредством второго фотоприемника подсоединена другая заслонка-отражатель, а выход первого фотоприемника через блок управления интенсивности света связарг с источником излучения . -.3 05