RU2350957C1 - Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей - Google Patents
Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2350957C1 RU2350957C1 RU2007149618/14A RU2007149618A RU2350957C1 RU 2350957 C1 RU2350957 C1 RU 2350957C1 RU 2007149618/14 A RU2007149618/14 A RU 2007149618/14A RU 2007149618 A RU2007149618 A RU 2007149618A RU 2350957 C1 RU2350957 C1 RU 2350957C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- tablet
- fluctuations
- disk
- central
- Prior art date
Links
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 title claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title abstract description 8
- 238000011160 research Methods 0.000 title abstract description 8
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 11
- 230000004520 agglutination Effects 0.000 abstract description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000009652 hydrodynamic focusing Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/02—Analysing fluids
- G01N29/022—Fluid sensors based on microsensors, e.g. quartz crystal-microbalance [QCM], surface acoustic wave [SAW] devices, tuning forks, cantilevers, flexural plate wave [FPW] devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
- G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
- G01N29/222—Constructional or flow details for analysing fluids
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/5302—Apparatus specially adapted for immunological test procedures
- G01N33/5304—Reaction vessels, e.g. agglutination plates
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/025—Change of phase or condition
- G01N2291/0255—(Bio)chemical reactions, e.g. on biosensors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
- G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
- G01N2291/025—Change of phase or condition
- G01N2291/0256—Adsorption, desorption, surface mass change, e.g. on biosensors
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для экспресс-исследования биологических жидкостей с использованием реакции агглютинации иммуноактивных частиц. Устройство включает камеру с размещенным в ней преобразователем электрических колебаний в акустические колебания ультразвуковой частоты, а также планшет с равномерно расположенными цилиндрическими лунками, имеющими дно полусферической формы. Преобразователь электрических колебаний в акустические колебания выполнен в виде дисков с центральными отверстиями, укрепленных на пластине из акустически прозрачного материала, размещенной в камере параллельно планшету. Центральные оси симметрии цилиндрических лунок и дисков совпадают. Диаметр центрального отверстия диска составляет 0,05-0,45 от наружного диаметра диска. Обеспечивается возможность исследования малых количеств биологической жидкости, а также упрощается конструкция устройства и удешевляется его изготовление и эксплуатация. 3 ил.
Description
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано, в частности, для экспресс-исследования биологических жидкостей с использованием реакции агглютинации иммуноактивных частиц.
Известно устройство для иммунологических исследований, а именно для определения афинности партнеров по связыванию по отношению друг к другу, содержащее поверхность, на которой иммобилизирован один из партнеров по связыванию, средство возбуждения колебательного движения поверхности с возрастающей амплитудой и средство регистрации явления диссоциации; средство регистрации выполнено с возможностью регистрации сигнала акустического излучения; средство возбуждения колебаний и средство регистрации содержат пьезоэлектрический преобразователь или акустический преобразователь; средство возбуждения колебаний выполнено с возможностью сообщения поверхности колебательного движения с частотой, соответствующей одной основной резонансной частоте, и средство регистрации выполнено с возможностью регистрации акустического излучения вблизи другой моды (RU 2223500).
Недостатком этого устройства для иммунологических исследований является ограниченная область применения.
Известно устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей, содержащее камеру (проточный цитометр), в которой размещен преобразователь электрических колебаний ультразвуковой частоты в механические (акустические) колебания ультразвуковой частоты и переносной элемент, связанный с преобразователем. Переносной элемент обеспечивает механическую связь колебаний с камерой (соплом) и включает, в частности, полость, заполненную энергопередающей средой (жидкостью, гелем и т.д.) (RU 2224992).
Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящего изобретения.
Недостаток всех проточных цитометров, в том числе и прототипа, состоит в том, что с его помощью можно осуществлять только последовательное исследование проб биологических жидкостей, что не позволяет сопоставлять результаты исследования различных проб в реальном времени, эти результаты сопоставляются после записи соответствующих сигналов, что требует наличия специальной дорогостоящей аппаратуры. Кроме того, при осуществлении проб с помощью реакции агглютинации в устройстве-прототипе вследствие гидродинамической фокусировки проб биологической жидкости разрушаются агглютинаты, что вносит существенную погрешность в результаты исследования.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности результатов исследований, а также исключение необходимости использования специальной дорогостоящей аппаратуры для записи сигналов, соответствующих различным пробам.
Согласно изобретению в устройстве для иммунологических исследований биологических жидкостей, включающем камеру с размещенным в ней преобразователем электрических колебаний в акустические колебания ультразвуковой частоты, в камере размещен планшет с равномерно расположенными цилиндрическими лунками, имеющими дно полусферической формы, преобразователь электрических колебаний в акустические колебания выполнен в виде дисков с центральными отверстиями, укрепленных на пластине из акустически прозрачного материала, размещенной в камере параллельно планшету, центральные оси симметрии цилиндрических лунок и дисков совпадают, при этом диаметр центрального отверстия диска составляет 0,05 - 0,45 от наружного диаметра диска.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
Благодаря реализации признаков настоящего изобретения обеспечивается параллельное исследование проб биологической жидкости, что позволяет исключить необходимость записи последовательного ряда сигналов с помощью сложной и дорогой аппаратуры; также исключается гидродинамическая фокусировка проб биологической жидкости, что повышает точность результатов исследований; кроме того, появляется возможность визуальной экспертной оценки этих результатов, что весьма важно в ряде случаев, в частности при невозможности повторения исследований.
Преобразователь в виде диска с центральным отверстием позволяет исключить максимум ультразвукового излучения по центральной оси лунки с исследуемой жидкостью (фиг.3), что обеспечивает равномерность осадка 10 иммуноактивных частиц по поверхности дна лунки в случае реакции агглютинации; это позволяет точно констатировать прохождение указанной реакции по внешнему виду осадка 10.
Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. Это, по мнению заявителя, свидетельствует о соответствии данного технического решения критерию «изобретательский уровень».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:
на фиг.1 - вид спереди с частичным разрезом;
на фиг.2 - фрагмент А по фиг.1 в увеличенном масштабе;
на фиг.3 - график, иллюстрирующий диаграмму направленности ультразвукового излучения диска с центральным отверстием.
Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей включает камеру 1, выполненную в конкретном примере из органического стекла. Сверху в камере 1 расположен планшет 2 с равномерно расположенными цилиндрическими лунками 3, имеющими полусферическую форму дна. Планшет 2 выполнен из полистирола. В камере 1 расположен пьезоэлектрический преобразователь электрических колебаний в акустические колебания ультразвуковой частоты, выполненный в виде дисков 4 с центральными отверстиями 5, укрепленных на пластине 6 из акустически прозрачного материала, в частности нержавеющей стали. Пластина 6 размещена в камере 1 параллельно планшету 2 под ним. Центральные оси лунок 3 и дисков 4 совпадают. Диски 4 выполнены из пьезокерамики с резонансной частотой 4,5 МГц. Диаметр «d» центрального отверстия 5 диска 4 составляет 0,05 - 0,45 от наружного диаметра «D» диска 4. При d<0,05 D образуется максимум ультразвукового излучения по центральной оси лунки 3 с исследуемой жидкостью, что обусловливает неравномерность осадка иммуноактивных частиц исследуемой биологической жидкости, а именно скопление их в центре дна лунки при прохождении реакции агглютинации; в результате по такой картине осадка может быть сделан ложноотрицательный вывод относительно указанной реакции.
При d>0,45 D происходит недопустимое уменьшение излучающей поверхности диска, что потребует для обеспечения необходимой мощности ультразвука, воздействующего на исследуемую биологическую жидкость, увеличения его интенсивности; это связано со снижением коэффициента полезного действия преобразователя электрических колебаний в механические и с его перегревом. Генератор электрических колебаний (не показан) подключается к дискам 4 через электрический разъем 7. Пространство между пластиной 6 и планшетом 2 заполнено акустически прозрачной жидкостью 8, в частности водой. Исследуемая биологическая жидкость 9, в данном примере сыворотка крови, смешанная с иммуноактивными частицами, в данном примере суспензией латексного материала (тест-системой), находится в лунках 3 в количестве 40 мкл в каждой лунке.
Устройство работает следующим образом.
При подаче от генератора электрических колебаний к дискам 4 возбуждаются ультразвуковые колебания, которые воздействуют на исследуемую жидкость 9 через пластину 6 и акустически прозрачную жидкость 8. В лунке 3 создаются поля стоячих ультразвуковых волн, при этом иммуноактивные частицы собираются в слои. В паузах между ультразвуковыми импульсами слои указанных частиц оседают под действием силы тяжести и размываются. До размывания эти слои ускоренно по сравнению с отдельными частицами проходят некоторое расстояние и к началу каждого последующего импульса оказываются на более близком к дну лунок 3 расстоянии, где постепенно образуется осадок иммуноактивных частиц; после этого прекращают воздействие ультразвуком. Если осадок равномерный, делают вывод о том, что имела место реакция агглютинации иммуноактивных частиц; при формировании осадка в центре лунки делают вывод об отсутствии реакции агглютинации указанных частиц.
Приведенные выше результаты позволяют сделать вывод о наличии или отсутствии в исследуемой биологической жидкости искомых антител (антигенов).
Устройство имеет простую, недорогую и надежную конструкцию, изготовлено из распространенных материалов с помощью известного заводского оборудования, что позволяет сделать вывод о соответствии устройства критерию «промышленная применимость».
Claims (1)
- Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей, включающее камеру с размещенным в ней пьезоэлектрическим преобразователем электрических колебаний в акустические колебания ультразвуковой частоты, отличающееся тем, что в камере размещен планшет с равномерно расположенными цилиндрическими лунками, имеющими дно полусферической формы, преобразователь электрических колебаний в акустические колебания выполнен в виде дисков с центральными отверстиями, укрепленных на пластине из акустически прозрачного материала, размещенной в камере параллельно планшету, центральные оси симметрии цилиндрических лунок и дисков совпадают, при этом диаметр центрального отверстия диска составляет 0,05-0,45 от наружного диаметра диска.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007149618/14A RU2350957C1 (ru) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей |
| PCT/RU2008/000705 WO2009084979A1 (fr) | 2007-12-28 | 2008-11-11 | Dispositif pour examens immunologiques de liquides biologiques |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007149618/14A RU2350957C1 (ru) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2350957C1 true RU2350957C1 (ru) | 2009-03-27 |
Family
ID=40543009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007149618/14A RU2350957C1 (ru) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2350957C1 (ru) |
| WO (1) | WO2009084979A1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5534441A (en) * | 1989-08-23 | 1996-07-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Optically measuring an immunologically active material by degree of agglutination of an antigen-antibody reaction product |
| US5679581A (en) * | 1989-08-23 | 1997-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for measuring an immunologically active material and apparatus suitable for practicing said method |
| RU2223500C2 (ru) * | 1999-04-22 | 2004-02-10 | Акубайо Лимитед | Измерение и использование межмолекулярного взаимодействия |
| RU2224992C2 (ru) * | 1998-02-20 | 2004-02-27 | Кси, Инк. | Вибрационная система для проточного цитометра, предназначенного для сортинга |
-
2007
- 2007-12-28 RU RU2007149618/14A patent/RU2350957C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-11-11 WO PCT/RU2008/000705 patent/WO2009084979A1/ru not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5534441A (en) * | 1989-08-23 | 1996-07-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Optically measuring an immunologically active material by degree of agglutination of an antigen-antibody reaction product |
| US5679581A (en) * | 1989-08-23 | 1997-10-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for measuring an immunologically active material and apparatus suitable for practicing said method |
| RU2224992C2 (ru) * | 1998-02-20 | 2004-02-27 | Кси, Инк. | Вибрационная система для проточного цитометра, предназначенного для сортинга |
| RU2223500C2 (ru) * | 1999-04-22 | 2004-02-10 | Акубайо Лимитед | Измерение и использование межмолекулярного взаимодействия |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009084979A1 (fr) | 2009-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rufo et al. | Acoustofluidics for biomedical applications | |
| US7989177B2 (en) | Method and device for ultrasound assisted particle agglutination assay | |
| US9023658B2 (en) | Acoustic concentration method and device and a reaction method | |
| JP3333203B2 (ja) | 粒子の集団化方法及び装置 | |
| CN101175557B (zh) | 培养基的声处理 | |
| Goddard et al. | Ultrasonic particle concentration in a line-driven cylindrical tube | |
| US7981368B2 (en) | Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices | |
| US9733171B2 (en) | Acoustic concentration of particles in fluid flow | |
| JP5295149B2 (ja) | 生体物質分析方法並びにそれに用いられる生体物質分析セル、チップおよび装置 | |
| US20020009015A1 (en) | Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices | |
| WO2001070381A2 (en) | Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices | |
| Durmuş et al. | Acoustic-based biosensors | |
| JPH10511305A (ja) | 定在音波を発生させる方法、定在音波を用いた超音波処理の方法、および定在音波ソニケータ | |
| Harris et al. | A dual frequency, ultrasonic, microengineered particle manipulator | |
| RU2350957C1 (ru) | Устройство для иммунологических исследований биологических жидкостей | |
| US20130139575A1 (en) | Acoustic particle sorting in microfluidic channels | |
| Meng | Biological applications of micromachined ultrasonic flexural plate-wave technology | |
| Johnston | Ultrasonic Agitation for Surface Plasmon Resonance Biosensors | |
| Dougherty | Ultrasonic microdevices for integrated on-chip biological sample processing | |
| Şahin | Numerical and Experimental Investigation of Acoustophoretic Microfluidic Devices | |
| KR100667314B1 (ko) | 초음파를 이용한 바이오결합 검출 장치 및 그 방법 | |
| Samarasekera | Variations on Acoustophoretic Microchannels: From the Facile to the Highly Capable | |
| Li | Lab-on-chip technological optimization for integration of high frequency acoustic functions: first application to actuation in a microfluidic channel | |
| Durmus et al. | Bulk Acoustic Wave (BAW) Devices | |
| Nabavi | Portable devices for In-Vitro characterization based on ultrasound |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20100422 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151229 |