Способ измерения электрофорезной подвижности частиц Советский патент 1982 года по МПК G01N27/26 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИ Изобретение относится к способу измерения электрофорезной подвижности , частиц, при котором на пробу жидкости, находящуюся в электрофоретзаческой камере, подается напряхсение л при наблюденЕИ телевизионного изображения пробы, воспринимаемого преимущественно телекамерой через микросксат и воспроизведенного на телевизисинной трубке, измеряется время, за которое определенная выбранная частица пробы пройдет заранее определенное расстояние между двумя выбранными метками. Известен способ и устройство ( niTiQC, К. , ,u.- .6.., Zeifeer, к.; Theorelicae andf 6xpepi mentdC Dnvesiic otionS o 3n eueoce of lAecVianicaC and EKelctro ineilc Vciriafepes on the E {icienc-a o the Method, Hopp Se:ieers Z.PVi-fSice. Cliem , Bd-356), с помощью которого можно охфедешггь число большого количества клеток или частиц, постоянно подаваемых в виде струи в ламинарный буферный поток и после отклонения в вертикальном элекТРОФОРЕЗНОЙ ПОДВИЖНОСТИ Ц трическом поле улавливаемых конечным количеством сосудов, и использовать юс для дальнейших исследований. Определение электрофорезной подвижности чаотиц производится по отклонеетго нсспедуемых частиц в постоянном ламвнарвом. потоке tl Недостатком способа является необходимость поддерживания высокой стабильности буферного и пробного потока, малая пропускная способность проб, а также применение буфера с низкой KORдентрадией ионов, которая ограничивает возможность многократного исследования. Известен также способ определения электрофорезной подвижноста отдельных частиц по доштеровскому сдвигу частоты рассеиваег.сого на частицах света лазера 21(Ulogiris,E.E.(l972.)Optics ComтиНб). Для этого способа очень высоки за траты на анализ pacceitBaeMoro света лазера (многоканальны анализатор и т.п.). 6 Кроме того, известен способ (Vroins1c3,V. К , Die leCSeVtroptior-ese. FortchrH-te expepimenteeeen und tecYiPiscrjen eiopb-ssik, при котором электрофорезная подвижност отдельных микроскопически малых частиц определяется путем времени. На пробу жидкости в электрофоре.тяческой камере подается напряжение. При наблюдении пробы в микроскоп вручную измеряется время (например, секундомером), которое необходимо наблюдаемой частице для прохождения заранее определенного расстояния ГЗ . На результаты измереаний отрицательно влияет субъективная ошибка наблюдателя, измеряющего время, связагшая с одной стороны, с визуальным набпюдением и измерением времени вручн то, а, с другой стороны, с,произврльньш выбором исследуемых частиц доя измерения времени. Для уменьшения появляющихся субъективных ошибок измерения необходимо ггровести несколько измерений, из которых опредегопот среднее значение, что приводит к увеличению времени, затраченнозго на из epeнзгн. Отрицательным также является большая трудоемкость способа. Цель изобретения - повышение точности измерения электрофорезной подвиж :яости, а также снижение технико-эконом ческих издержек или затрачиваемого времени и трудоемкости. В основу изoбpeтe: JIя положена задача с помошью простых средств создать способ временного измерения электрофорезной подвижности отдельных частиц, исключающий влияние субъективных ошибок. Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения электрофореаной подвижностза частэдц, при котором проба, находящаяся в электрофоретическо камере, помешается в электрическое поле, воспрапшмается телекамерой через микроскоп, отображается на телевизионной трубке, и измеряется время, за кото рое выбранная частаща проходит заранее определенное расстояние, образующийся при телесъемке пробы полный телевизион ный сигнал, после прохождения фильтрую щей дели И последующей дискретизации посредством сравнения с регутшруемым опорным напряжением логически связы ваегся с импульсами, которые одновременно передаются на телевизионную труб ку, и из которых одни получается путем задержки по времени кадрового сянхрони 0 аирующего импульса полного телевизионного сигнала, а два дру1их - путем различной задержки по времени строчного сзшхрониз1фуюшего импульса полного телевизионного сигиала, причем первый из полученных логической связью сигналов, которые возникают при одновременном появлении одного из обоих задержанных строчных синхронизирующих импульсов, задернсанного кадрового телевизионного сигнала, запускает процесс счета, который прекращается другим сигналом, получе1шым логической связью. При этом, если с момента начала процесса счета, обусловленного задержанным строчным синхронизирующим импульсом, подавляется каждый задержанный строчный синхронизирующий т птульс с этим временем Задержки, а при окончании процесса счета подавляется любой задерисанный строчный синхронизирующий импульс. Временные задержки каждого из двух строчных С1шхрониз1фующих импуттьсоп устанавливаются как вместе, так и по отдельности. Кроме того, предпочтительным является, если устанавливаются временная задержка и длительность кадрового синхронизирующего импульса с задержкой времени, если сигналы, полученные из кадровых и строчных сннхро1Шзируюших импульсов, управляют интенсивностью луча телевизионной трубки и появляются в виде горизот-ггальных я вертикальных маркировочных линий; если импульсы счета регистрируются и обрабатываются в цифровой форме. Из синхронизирующих импульсов изображения получаются путем задержки по времени периодические сигналы, которые формируют на экране телевизионной трубки регулируемый прямоугольный кадр, составляющий основу для измерения времени, это значит, что если используемая для электрофоретического измерения частица анализируемой пробы движется внутри этого кадра, то замеряется время, которое необходимо этой частице для прохождения от одного вертикального ограничения кадра до другого. Измерение времени производят путем запуска и остановки процесса счета, счетные импульсы которого могут регистрироваться в щафровой форме и обрабатываться вычислительныгл устройством. Запуск и остановка процесса счета производится посредством логической связи задержанного синхронизирующего импульса изображений с диcкpeaизиpoвaJIны f полным телевизионным сигналом при тепесъемке пробы. Для обеспечения запуска и остановки процесса счета различных вертикальных ограничений кадра на телевизионной труб ке, нач1шая с момента запуска счета, подавляются те запаздьгоаюнате строчные сийхронизируюище импульсы, которые вы вали процесс счета. Настройкой опорногю напряжения при сравнении с полным телевиаионным сигналом для дискретизации осуществляется выбор тех частиц пробы которые используются для элек-грофоретического и;млерения. На чертеже показана схема устройства для осуществления предлагаемого способа. Телекамера 1 соещшена через разделительный усшштепь 2 и модулятор 3 с телевизионной трубкой 4. Телекамера Д также связана через разделительный усилитель 2 с фильтрующей цепью 5 и компаратором 6 с опорным напряжением с первым входом логического элемента И 7, второй вход которого соединен с выходом логического элемента ИЛ1-5 8, Один вход лопгческого элементе ИЛИ 8 связан с выходом логического элемента И 9, другой вход логического элемента ИЛИ 8 свяган с выходом лопгческого элемента И 10. Другой выход разделительного усилителя 2 соединен через амплитудный селектор Д 1 с распределителем 12 импульсов, первый выход кото рого соеданен с мультивибратором 13, В1. которого соединен с двумя другами 1/1ультивибраторалш 14 и 15. Второй выход распределителя 12 импульсов cof дннен через два последовательно включенных мультивибратора 16 и 17 с одним из входов каждого логического элемента И 9 и 10. Выход мультивибратотра 14 связан со вторым выходом логического элемента И 9, с входом модулятора 3, с первым входом логического элемента ИЛИ 18, а также с первым входом логического элемента И 19. Тем же способом осуществляется соединение вь1хода мультивибратора 15 со вторым входом логического элемента И 10, со следующим входо.-; модулятора 3, со вторым входом логического элемента ИЛИ 18, а также с одним из входов логического элемента И 20. Выход мульпгвибратора 17 связан также с модулятором 3, а выход логического элемента И 7 связан с одним из входов каждого лопгческого элемента И 19 и 2О. Выход ;КП1ческого элемента И 19 Присоединен к входу возврата в исходное состояние триггера 21, а логический элемент И 20 - к входу возврата в исходное состояние триггера 22. Выход триггера 21 связан с третьим входом логического элемента И 9, а выход.триггера 22 - с третьим входом логического элемента И 10. Логический элемент ИЛИ 1€, а также погаческий элемент И 7 по выходу соединены каждый с одним входом логического элемента И 23, выход которого связан с вхс дом возврата в исходное состояние триггера 24. Запускающие входы триггеров 21, 22 и 24 объединены на управляк щем входе Выход логаческого эп&летгеа И 7 соеaoiiea с одним из входов каждого логического элемента И 25 и 26. Второй вход лопгческого элемента И 25 подклк чен к первому выходу, а второй вход логического элемента И 26 - ко второму выходу триггера 24. Выходы логических элементов И 26 и 25 связаны с двулт входами 27, выход которого связан с одним входом логического элемента И 28. Выход логического элемента И 28, на второй вход.которого подключен генератор 29 тактовых импульсов, связан со счетчиком 30. Телекамера 1, которая снимает изображе ше анализируемой, содержащей частицы жидкой пробы (не показана), для отображения на экране телевизионной трубки 4 вьодает полный телевизионный сигнал, отношение сигнал-шум которого повышается в фильтрующей цепи 5, Этот ситаал даскретизируется в компараторе 6 путем сравнения с опорным напряжением Uf.g, так что дискретизированные импульсы полного телевизионного сигнала появляются на логическом элементе И 7. В амплитудюм селекторе 11 получаются синхронизирующие импульсы из выделенного в каскаде разделе зш импульсов 2 ввдеосигнала и разделяются в следующем за ним распределителе 12 импульсов на кадровый синхронизирующий импульс ( В ) и строчный С1шхронизирующнй и тульс (15). ZS-, задерживается по времени в мультивибраторе 13. К мультивибратору 13 подключены мультивибраторы 14 и 15, имеющие раз шчные задержки, тек что на выходах мультивибраторов 14 и 15 получаются задержанные пертюдические строчные синхронизируюише икшульсы, следующие один за другим в соответствии с пх задержками, управляюише через модулятор 3 го.- .. тенсивностУо электронного луча тепевиаж)нной -фубкя 4 Е щхюматтрИваюпшеся на экране трубки как две вертикальные Mapjj OBKHU ПоложенЕе эттос маркировок i-/iffimo изменить совместной вариацией зацержзш мультивибратора 13 или отдепьной вариацией задержек мультянибратсров 14 я 15. Эти вертикальные мар кировки ограничивают расстозшйе, которое лежит в основе измерения времени для частиц анализируемой пробы. Кадровый синхронизирующий импульс (В S X,) на выходе распределителя 12 импульсов задержзаьается мультинибраторам 16 st 17 дважды, так что на выходе мультзшибратора 17 образуется задержан Н61Й периодический кадровый сищюнизируюишй импульс (65, положение перед него фронта которого определяется во времени мультивибратором 16 и положетшем ваднего фронта во времени - мультивибратором 17. Задержанный по време SS через модулятор 3 и путем управления интенсивностью электронного луча трубки 4 приводит к появлению на экране горизонтальной маркировки; ширшш которой зависит от задержки по времени создаваемой мультивибратором 17. Вари ггсяей задержки по времени мультивибратором 16 можно подобрать расстояние за;рх5з;ей ограшгчивающей линии горизон сальной маркировки относительно верхнег-о края экрана трубки 4 Эти три мар хшровкз на экране трубки 4 ограничиваю такям образом подбираемый по жеданию прямо гг-огаьлый кадр, который использует ся для измереши времени дяя частиц пробы, т.е. измеряется время, которое необходтглот выбранной частице для прохождения между двумя вертяквльньши лиштами названного кадра. Измерение времени происходит только тогда, когда частица двизкется в пределах ограниченного также по горизонтали кадра. Выбор частиц, для которых может осуществлять ся оценка электрофорезной подвижности, например, по величине или яркости их изображения производится путем настрой ки опорного напряжения дискретизации полного телевизионного сигнала в компараторе 6. Способ реализуется спедуюншм образомИзображенная на рисунке схема привОдегся в готовность для измерегаш импульсов на упраытяющем входе Ес , который запускает триггеры 21, 22 и 24. что может происходить после подхчуговки анализируемой пробы. В этом cocTosHjftt готовности схемы вследствие связи лоПйческкк элементов И 7, 9 и 10, а также логического элемента ИЛИ 8, на выходе логического элемента И 7 возникает импульс, если одновременно существуют запаздывающий Е одЕИ та обоих задержанных строчных сяй хронЕэирующих зшшупьсов, а также дис- крептазированный полный телевизионный Сигнал. В этом случае запускается триг Гер 27 через запущенный триггер 24, деблокированный- логическим элементом И 25 от выходного импульса логического элемента И 7, который деблокирует ключевую схему, состоящую из логического элемента И 28, так что импульсы генератора 29 проходят в счетчик ЗО. Следующий импульс, появляющийся при вышеназванном условии на выходе логического элемента И 7, через логический элемент ИЛИ 18, а также логический элемент 23 возвращает в исходное состояние триггер 24, который через логический элемент И 26 возвращает в исходное- состояние триггер 27. Из-за возврата в исходное состояние триггера 27 блокируется логический элемент И 28 и обрывается процесс счета счетчика 30. Состояние счетчика ЗО регистрируется в цифровой форме и обрабатывается для определения времени В1лчислительным I устройством. Новым импульсом на управляющем входе Egj. схема снова приводится в готовность доя следующего измерения. Процесс счета счетчика 30 запускается при переходе выбранной часа-ицей анализируемой пробы одну из обоих вертикальных маркировок. Чтобы предотвратить прерывание процесса счета счетчик 30 из-за того, что частица пробы пересекает ту вертикальную маркировку, переход через которую приводит к запуску счетчика 30, после начала процесса счета подавляется любой другой сигнал Т-В , имеющий соответствующую задержку по времени. Этой цели служит связь выхода лошческого элемента И 7 с выходами мультивибраторов 14 и 15 в логических элементах И 19 и 20 и подключенными вслед за ними триггерами 21 и 22, которые соединены с логическими элементами И 9 и 10. Импульс, который появляется дня начала процесса счета на выходе логического элемента И 7, возвращает в исходное состошше либр триггер 21 через логический элемеЕРГ И 19, либо триггер 22 через логический элемент И 2О. Какой из обоих траяггеров 21 или 22 возвращается в исходное состояние, зависвгг от того, запущен ли счетный процесс аадержшшым 2.3 на выходе мультивибратора 14 или мультивибратора 15, т.е. какую из вертикальных маркировок на экране телевизионной трубки 4 переходит частица пробы, В зависимости от того, возвращается ли в исходное состо5пше триггер 21 или 22, блокируется либо логический элемент И 9, либо логический элемент И 10, т.е. тот переяодический задержанны 7.5 мультивибратора 14 или 15, кот.о. рый приводит к запуску процесса счета и запуску триггера 21 или 22, а также 27, ке может вызвать появление на выходе логического элемента И 7 импульса для обрыва процесса счета счетчшса 30. Остановка счетчика 30 возможна поэтому только другим задержанным строчным синхронизирующзтм импульсом на входе одного из логических элементов И 9 и 10, который не закрыт триггерами 21 и 22 при одаовременном присутствии задержанного BS , а также дискретгзированного полного телевизионного сигнала. За мультивибраторами 14 И 15 подключены каскады формирователя задержанных строчных синхр01шзируюших импульсов (не показаны). Применение предлагаемого способа измерения ограничивается только измерением времени при определении электрофорезной подвижности частиц в кидкой пробе. Формула изобретения 1. Способ намерения электрофорезной подвижности частиц, при котором на находящуюся в электрофоретической камере пробу подается напряже-ние, изображение пробы, воспригатмаемое через клкроскоп телекамерой, воспроизводится на телевизионной трубке и измеряется время, за которое выбранные частицы пробы проходят предварительно заданное раостоянне, отличающийся тем, что полный телевиаиошгый сигнал, получаемый при телесъемко пробы, дискрвтиз фувгся при выбираемом пороговом значении и затем лоппески связьшается с тремя поступающими на телевизионную трубку импульсами, один из которых получается задержкой по времени кадрово го синхронизирующего импульса полного телевизионного сигнала, а два дуухИХ путем различной задержки по времени строчного синхронизирующего импульса полного телевизионного сигнала, щмчем первый из полученных логической связью сигналов, которьте получаются при одновременном возникновении одного нз двух . задержанных строчных синхронизирующих импульсов, задержанного кадрового сянхронизируюацсто импульса и дискретизированного полного телевизионного сигнала, выалвает запуск процесса счет{1, который прекращается щзугкм сигналом, полученным логической связью. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что после начала процеоса счета, вызванного задержанным строчным синхронизирующим импульсом, подав-г ляется кажд1-.й строчный синхронизирующий с той же задержкой, а при окончании процесса счета - любой задержанный , строчный сиюфоннзирующий импульс. 3.Способ по п. 1, отличающий с я тем, что временные задержки каждого из двух строчных спшсронизирующих импульсов могут устанавливаться как вместе , так и по отделзьности. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.