Способ исследования гистоцитологических препаратов Советский патент 1991 года по МПК G01N21/35 G01N33/52 

Изобретение относится к области спек- трофотометрических исследований и может быть использовано при изучении и функциональной диагностике предраковых и раковых состояний в онкологии (в частности, онкогинекологии) и других областях медицины.

Цель - упрощение и повышение экспрессности способа.

На фиг.1 изображен спектр гуморального образца; на фиг.2 - спектр тканевогб образца; на фиг,3-устройство для реализации способа.

Устройство содержит источники коротковолнового 1 (водородная лампа ДВС) и длинноволнового 2 (лампа накаливания ЛН) излучений, монохроматор, включающий плоское зеркало 3, диспергирующую призму 4, зеркальный объектив 5, выходную регулирующую щель 6, перемещающийся кварцевый объектив, коллимирующую трубку 8, поляризатор 9, полость 10 термоизоляции, наполненную композитным асбе- стосиликатным составом, полость 11 термостатирования, полость 12 интегрирования облучающего пучка (измерительная полость), прозрачное кварцевое стекло 13, фланец 14, соединяющий по диагональной плоскости две полусферы шарового фотометра, манипуляционный механизм, в котором визир 15 для отсчета угла поворота кюветы с образцом, лимб 16, шток 17, ручка 18, втулка 19, зажимная гайка 20, соединяющая манипуляционный механизм с внешней сферой фотометра, тефлоновый поршень 21, изолирующая керамическая трубка 22, блок эталонов, в котором эталон 23 абсолютного отражения с нанесенным, однородным внутренней поверхности интегрирующей полости, отражающим слоем, модель абсолютно черного тела 24 (диафраг- менная поглощающая полость), специальная кювета 25 с фиксаторами образца и съемным колпачком, патрубки 26 полости термостатирования (входные и выходные), светорассеивающее кварцевое стекло 27, вращаемый на фиксированное значение угла анализатор 28, приемники коротковолнового 29 (Ф.Э.У. -100) и длинноволнового 30 (Ф.Э.У.-62) излучений, регистрирующий

Sn

Ј

О 00

SD О

ь

прибор 31 типа В7-21, зрительная труба 32 для контроля за юстировкой облучающего пучка, источник 33 (ИВН-1)стабилизированного питания Ф.Э.У., криогенная система, в которой компрессор 34 и дьюар 35 с охлаждающей жидкостью, калорифер 36, в котором вентилятор 37, нагревательный элемент 38, теплоизолирующая кварцевая труба 39, регулятор 40 напряжения типа РН, отградуированный по температуре потенциометра 41, медь-константановая термопара 42.

Кроме того, используются салазки, при помощи которых крепятся и передвигаются эталоны, блок фотоэлементов и зрительная труба. В качестве рассеивающей светопро- пускающей пластины используют кварцевое матовое стеклх, а направляющий поршень манипуляционного механизма изготовлен из тефлона с коэффициентом тепло- проводности 0,1 Вт/(м-град Объектив коррекции пучка выполнен кварцевым,а изолирующая трубка манипуляционного механизма - керамическом.

На внутреннюю поверхность интегрирующей полости, а также эталона абсолютного отражения наносят окись магния до толщины 1 мм (метод осаждения окиси при сгорании стружек металлического магния). Указанная толщина нанесенного слоя окиси магния обеспечивает коэффициент отражения 98% во всем интервале длин волн и температуры (200 - 1200 нм и 77 - 473 К). Измерение проводят при вынутой из шарового фотометра кювете с образцом по указанной методике. В этом случае устанавливают эталон абсолютного отражения, внутренняя поверхность которого дополняет внутреннюю поверхность интегрирующей полости.

На диафрагменную полость модели абсолютно черного тела наносят скипидаро- вую колоть (сажа), что обеспечивает коэффициент поглощения ее 99%, который измеряют аналогично коэффициенту отражения интегрирующей полости, однако в этом случае в качестве эталона устанавливают модель абсолютно черного тела.

Полость термоизоляции заполняют композитным асбестосиликатным составом с коэффициентом теплопроводности 0,1 - 0,2 ВтДм-град) во всем заданном интервале температур. В качестве охлаждающей жидкости применяют жидкий азот, что позволяет понижать температуру образца до 77 К. В качестве нагревающего вещества используют горячий воздух из калорифера, конструкция последнего позволяет повышать температуру образца до 473 К. Для термопары применяют медьконстантан с

чувствительностью 40 мкВ/К в интервале77 - 473 К. Температурное равновесие в измерительной (интегрирующей) полости наступает через 10 мин после начала

термостатирования с градиентом температур между образцом и внутренней поверхностью среды в 1°.

Отношение площади входного и выходного отверстий к площади внутренней поверхности (0,08 м2) интегрирукж й полости шарового фотометра 0,3%.

Светосила интегрирующей полости, представляющая собой отношение потока, принимаемого приемником, к потоку,

отраженному образцом, колеблется от 5% при Я 200 нм до 10% при А 1100 нм.

Для спектрофотометрических исследований со спектральным разрешением ДА 1 нм указанные характеристики и применяемые материалы обеспечивают высокую эффективность работы устройства.

Кювета 25 с твердым образцом выставляется в положение, указанное на фиг.З, а с жидким или порошкообразным образцом

при помощи ручки 18 манипуляционного механизма по показаниям визира 15 на лимбе 16 поворачивается на 90° относительно первоначального положения.

С помощью системы терморегуляции

образец нагревается или охлаждается до необходимой температуры вследствие распространения температурного поля из полости 11 термостатирования в интегрирующую полость 12, в центре которой находится образец. Контроль за состоянием температуры осуществляется при помощи термопары 42, установленной вместе с образцом в кювете 25, по показаниям отградуированного потенциометра 41.

Передвигая салазки, против входного отверстия монохроматора фиксируются источники 1 либо 2 с необходимой областью спектрального излучения. Вставив с помощью салазок оптическую трубу 22 для на5 блюдения за юстировкой пучка напротив выходного отверстия шарового фотометра, раскрыв выходную щель 6 монохроматора, объективом 7 фокусируют входной пучок на образце, после чего выходную щель 6 за0 крывают, а напротив выходного отверстия шарового фотометра 11 фиксируется в салазках соответствующий выбранной спектральной области источника излучения 1 или 2 фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 29

5 или 30, на который подается стабилизированное питание от источника 33.

При помощи салазок также устанавливается выбранный эталон 23 или 24.При из мерении спектральных коэффициентов

и.б. № 372), измеренные непосредственно после их оперативного удаления. Данные ге- нитальные патологии (cancer/uteri) гормоно- зависимы и, к сожалению, имеют в последнее время тенденцию к росту. Как видно из приведенных на фиг,2 результатов, в ближнем ПК диапазоне спектра (700 - 900 нм) при 273 - 343 К наблюдается эффект отрицательного поглощения, получаемый в результате электронно-колебательных инверсных переходов в простых фосфолипидах цитоплазмы клеток онкоопухоли. В отличие от злокачественного коэффициенты поглощения тканей доброкачественного новообразования в этих областях спектра и температур, связанные с активностью липидных фракций, имеют значение а 0,65 - 0,80.

0

5

Формула изобретения Способ исследования гистоцитологиче- ских препаратов, заключающийся в том, что облучают в оптическом диапазоне исследуемые и эталонные образцы и определяют их поглощение, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения экспресс- ности способа, снимают спектры поглощения исследуемых и эталонных образцов в видимом и ИК-диапазонах, при этом о злокачественном характере гуморального образца судят по спаду показателя поглощения по крайней мере1 до 0,3 см в диапазоне 500 - 600 нм, а о злокачественном характере тканевого образца судят по появлению антистоксовой люминесценции в диапазоне 700 - 900 нм.

Изобретение относится к области спек- трофотометрических исследований в медицине. Цель изобретений - упрощение и повышение экспрессности. О злокачественном характере гуморального образца судят по спаду показателя поглощения в диапазоне 500 - 600 нм, а о злокачественном характере тканевого - по появлению антистоксовой люминесценции в диапазоне 700 - 900 нм. 3 ил.

-ллйзгга кро8и донора

плазпа

кроВи.

онкойольний

о

Ж Ш 5QB 600 700 600 900 1000 1100 1200

Длина Волны Л,нм Фиг.1

отражения, зеркальной отражающей отражения, пропускания, рассеяния и поглощения используется эталон 23 абсолютного отражения, а при измерении коэффициента прозрачности выставляется под пучок модель 24 абсолютно черного тела.

При необходимости проведения измерений в поляризованном свете в гнезда, находящиеся на оптических входе и выходе шарового фотометра 11, устанавливают поляризатор 9 и анализатор 28 соответственно, причем анализатор 28 поворотом по оси фиксируется с помощью ручки в заданном положении угла. На монохроматоре 1 задается необходимая длина волны света, излучаемого источником 1 или 2,

После такой подготовки и выведения спектрофотометра в режим работы кювета с образцом при помощи манипуляционного механизма выдвигается из центра интегрирующей полости 12 и монохроматический пучок заданной длины волны благодаря постепенному раскрытию выходной щели 6 монохроматора попадает через объектив 7 коррекции пучка в интегрирующую полость 12 на соответствующий эталон 23 или 24, многократно отражаясь ст стенок сферы, интегрируется и результирующий световой сигнал поступает на фотокатод выставленного ФЭУ 29 или 30, от которого электрический сигнал регистрируется измерительным прибором 31. В этом положении, регулируя ширину выходной щели 6 монохроматора, добиваются наибольшего значения на измерительном приборе 31.

После этого кювета 25 с образцом устанавливается в центре сферы под пучок и регистрируется на измерительном приборе 31 другое показание. Отношение его к первоначальному дает абсолютное значение того или иного спектрального показателя.

При измерении спектральных коэффициентов пропускания, поглощения, прозрачности, рассеяния светонепроницаемый колпачок снимается из кюветы 25, Измеряя относительные значения оптических параметров, необходимо возле исследуемого образца в кювете 25 устанавливать эталонированное вещество, по отношению к которому исследуется образец.

Таким образом, изменяя длину волны монохроматического излучения, температуру образца, устанавливая необходимый эталон, манипулируя кюветой с образцом в центре сферы, поляризуя и анализируя свет под разным углом падения и рассеяния, добиваются определенной экспериментальной ситуации, позволяющей всесторонне изучать как формальные, так и сущностные

оптические характеристики исследуемых объектов.

Методика получения спектров поглощения онкотканей по измеренным оптическим

5 параметрам сводится к представлению совокупности этих параметров {в частности, коэффициента диффузного отражения R°° онкопробы) в виде графической функции типа а f (Т, Я) или rrix f(T,A), где а

10 1 -Rоо- объемный коэффициент поглощения, a rrti - т П0 яЗ истинный спект- I

ральный показатель поглощения, где I - толщина образца в см; Я - длина волны, Т - 15 температура. Причем спектр «определяется для сплошных образцов, а птд- для жидких и порошкообразных.

Анализ этих спекфов показывает существенные отличия в поглощении онкот0 каней по сравнению с нормальными в видимой и ближней инфракрасной области (250 - 1200 нм) и при воздействии пониженных и повышенных температур в диапазоне 193 - 353 К, а именно: жидкие

5 гуморальные системы - у онкобольных понижение поглощательной способности по сравнению с донорскими в спектральной области 500 - 600 нм (Т 310 К) (по крайней мере, до 0,3 см), вызванное повышенным

0 содержанием лейкоцитарных фракций в связи с иммунной реакцией на наличие патологического отклонения в организме (см.фиг. 1); опухоли - отличие доброкачественного новообразования от злокачественного в области

5 700 - 900 нм, в которой явно проявляется эффект отрицательного поглощения злокачественной ткани в температурном интервале 273 - 343 К, вызванный так называемой антистоксовой люминесценцией хромати0 на и фосфолипидов в цитоплазме атипических (раковых) клеток (см.фиг.2).

Для сравнения представлены спектры поглощения плазм крови донора Д-ч А.Г., А/11 /, Rh +, № 1682, ионкобольной Г-к М.П.,

5 А/11/, Rh+, и.б. Ns 293 с диагнозом: рактела матки - инфильтративная форма - 11, Из анализа сравнительных характеристик следует, что поглощательная способность второй во всей спектральной области (250 0 1200 нм) меньше по сравнению с донорской. Особенно проявляется сниженное содержание глюкозидов (300 - 350 нм), а также окси- гемоглобинового фактора в области 500 - 600 нм, причиной чему служит образовавша5 яся злокачественная опухоль эндометрия,

Для сравнения предложены спектры поглощения ткани доброкачественной опухоли (б-я Ф-о, A/11/.Rh +, и.б. № 401) и злокачественной (б-я О-к, A/11/,Rh +,

-0,2

300 Ш 500 500 700 800 900 WOO 1100 ОТ

Длинаволны А,нн

Фиг. 2

i

доброкачественная опухоль (фидромюпи)

4/

j