Устройство для анализа электрофореграмм Советский патент 1974 года по МПК A61B5/00 H04N7/02 

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в экспериментальной и клинической медицине и биологии при анализе спектров электрофореграмм, полученных, например, при разгонке сыворотки белков в пслиакриламидном геле.

Известны устройства для анализа электрофореграмм.

Однако известные устройства обеспечивают обработку электрофореграмм лишь при небольшом количестве разрешенных фракций. Анализ электрофореграмм как правило производится по количеству фракций, соотношению веществ во фракциях и подвижности фракций.

Известные устройства малоэффективны - они ис обеспечивают сравнительного анализа анализируемого и эталонного (например в норме) образцов, без которого в случае, когда в образце имеется до 50 разрешенных фракций, практически невозможно отделить полезную информацию от избыточной; не обеспечивают раздельного сравнительного их анализа по всем меняющимся параметрам, как, например, пропадание линии (фракции) и появление новой, смещение линии в сторону, изменение ее ширины, изменение оптической плотности линии, расщепление пиков, и т. п., вид и степень изменения которых и характеризуют род заболевания и его стадию.

Целью изобретения является увеличение точности анализа.

Для этого выходы предварительных усилителей одновременно соединены через клеммы переключателя с входом измерителя оптической плотности линий спектра и первыми входами однополярно-вычитающих усилителей, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами предварительных усилителей, а выходы - через клеммы переключателя с обоими входами оконечных усилителей, причем кварцевый генератор подключен к первому входу блока сравнения, два других входа которого соединены с выходами предварительных усилителей, а выход - с четвертым входом блока количественной обработки спектрограмм и через клеммы переключателя сйхо дом одного из оконечных усилителей.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство для анализа электрофореграмм содержит двухлучевую электроннолучевую трубку (ЭЛТ) 1, объектив 2 и фотоэлектронные умножители (ФЭУ) 3 и 4, предварительные усилители 5 и 6, сблокированный переключатель рода работы 7, оконечные усилители 8 и 9, двухлучевую ЭЛТ 10 индикации результатов сравнения спектрограмм, однополярно-вычитающие усилители 11 и 12,Измеритель 13 оптической плотности линий спектра, сравнивающий формирователь прямоугольных импульсов 14, кварцевый генератор 15, блок 16 количественной обработки спектрограмм с цифровым индикатором, генератор пилообразного напряжения 17 и усилитель пилообразного напряжения 18 с коэффициентом усиления .

Устройство работает следующим образом.

Образцы сравниваемых электрофореграмм эталонной (например в норме) 19 и анализируемой 20 синхронно считываются в блоке считывания при помощи двухлучевой ЭЛТ 1 и ФЭУ 3 и 4 соответственно.

Полученные электрические сигналы с ФЭУ 3 и 4, пройдя предварительные усилители 5 и 6, поступают по соответствующим цепям на сблокированный переключатель рода работы 7, а при его включенном положении - через оконечные усилители - 8 и 9 - на вертикально отклоняющие пластины соответствующих лучей двухлучевой ЭЛТ 10.

В этом случае на экране двухлучевой ЭЛТ 10 будут получены спектрограммы сравниваемых эталонного и анализируемого образцов электрофореграмм, по которым можно произвести юстировку устройства и которые можно предварительно сравнить и оценить визуально.

При включении переключателя рода работ 7 во второе положение сверху (по схеме) электрические сигналы, характеризующие содержание сравниваемых образцов электрофореграмм, с усилителей 5 и 6 ноступят на входы однополярно-вычитающих усилителей 11 и 12.

Однополярноразностные сигналы с выходов усилителей И и 12 через переключатель рода работы 7, оконечные усилители 8 и 9 соответственно поступят на отклоняющие пластины ЭЛТ 10.

в этом случае на экране ЭЛТ 10 будут получены однополярноразностные спектрограммы, одна из которых будет характеризовать отсутствующие линии (или их части) на анализируемом образце по сравнению с эталонным, а вторая - появившиеся вновь.

Полученные спектрограммы дают информацию о том, какие фракции претерпели изменения и, следовательно, определить, по каким фракциям необходимо вести количественный анализ. По форме и величине полученных разностных пиков можно предварительно судить о качественных изменениях в структуре самих фракций (смещение, изменение размеров, изменение оптической плотности и т. д.), а при установлении однозначного соответствия фракция - функция определенного органа (что позволит установить, например, статистика при использовании предложенного устройства), можно судить о нарушении определенной функции соответствующего органа.

При включении переключателя рода работы 7 в третье положение к входам однополярновычитающих усилителей И и 12 подключается измеритель 13 оптической плотности.

Измеритель 13 оптической плотности выполнен в виде резистивного моста, в одну из диагоналей которого включен стрелочный гальванометр, а к второй подключены источники постоянных напряжений разных полярностей (не показаны).

Прежде чем измерять оптическую плотность линий спектра или их соотношение, диапазон изменения оптических плотностей электрофореграммы приводят в соответствие шкале измерительного прибора (гальванометра).

Равенство сравниваемых напряжений определяют визуально по появлению на экране ЭЛТ 10 индикации результатов сравнения точки минимального значения электрического сигнала спектрограммы.

Результаты измерения в процентном отношении к максимальному значению отсчитываются по шкале гальванометра. Количественная оценка соотнощения оптических плотностей линий спектра сравниваемых электрофореграмм осуществляется одновременно по обеим спектрограммам, представленным на экране индикатора.

При необходимости измерения абсолютных оптических плотностей калибровка пределов

измерения должна быть произведена при помощи эталонов оптических плотностей.

При фиксации переключателя рода работы 7 в крайнем нижнем положении на экране ЭЛТ 10 индикатора один луч будет воспроизводить спектрограмму эталонного образца, а второй - преобразованные сравнивающим формирователем прямоугольных импульсов 14 спектрограммы или результаты их сравнения по ширине и относительному смещению пиков

(линий).

Независимо от положения переключателя рода работы 7 сигналы с выхода формирователя, кроме ЭЛТ 10 индикатора, поступают на один из входов блока 16 количественной

обработки с цифровым индикатором.

Функция блока 16 заключается в определении процентного содержания вещества в каждой фракции в отдельности, в оценке количественного изменения содержания вещества в

отдельных фракциях по сравнению с содержанием в эталонном образце, определения количественного изменения щирины и относительного смещения фракций. Так как кривая спектрограммы является не

чем иным, как характеристикой распределения оптической плотности электрофореграммы, что, в свою очередь, отражает закон распределения веществ и по ее фракциям, то при анализе процентного содержания вещества в

каждой фракции необходим подсчет площади, ограниченной начальной координатной линией и всей кривой спектрограммы, а также площадей, ограниченных отдельными ее пиками и координатной линией.

Предмет изобретения

Устройство для анализа электрофореграмм, содержащее двухлучевую проекционную трубку, светящийся экран которой раздельно проектируется объективом через эталонный и анализируемый образцы электрофореграмм на соответствующие мищени фотоэлектронных умножителей, выходы которых соединены соответственно через предварительные усилители с первым и вторым входами блока количественной обработки спектрограмм, подключенным третьим входом к первому выходу генератора пилообразного напряжения, второй выход которого через усилитель соединен с входом проекционной трубки, а третий - с первым входом двухлучевой приемной трубки, подключенной вторым и третьим входами через оконечные усилители и клеммы переключателя с соответствующими выходами предварительных усилителей, а четвертым входом - с выходом блока количественной обработки спектрограмм

и кварцевый генератор, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности анализа, выходы предварительных усилителей одновременно соединены через клеммы переключателя с входом измерителя оптической плотности линий спектра и первыми входами однополярно-вычитающих усилителей, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами предварительных усилителей, а выходы - через клеммы переключателя с обоими входами оконечных усилителей, причем кварцевый генератор подключен к первому входу блока сравнения, два других входа которого соединены с выходами предварительных усилителей, а выход - с четвертым входом блока количественной обработки спектрограмм и через клеммы переключателя с входом одного из оконечных усилителей.