RU2398233C2 - Device for estimating concentration of immuno-active objects in samples of biological liquids - Google Patents
Device for estimating concentration of immuno-active objects in samples of biological liquids Download PDFInfo
- Publication number
- RU2398233C2 RU2398233C2 RU2008142230/14A RU2008142230A RU2398233C2 RU 2398233 C2 RU2398233 C2 RU 2398233C2 RU 2008142230/14 A RU2008142230/14 A RU 2008142230/14A RU 2008142230 A RU2008142230 A RU 2008142230A RU 2398233 C2 RU2398233 C2 RU 2398233C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- precipitation plate
- illuminator
- precipitation
- samples
- plate
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области биомедицинской лабораторной техники и может быть использовано при иммунных исследованиях различных биологических объектов.The invention relates to the field of biomedical laboratory equipment and can be used in immune studies of various biological objects.
Известно устройство для определения концентрации антител в пробах биологических жидкостей, содержащее преципитационную пластину, систему освещения преципитационной пластины, систему освещения меток для измерения диаметров иммунодиффузионных колец на преципитационной пластине, блок наблюдения совмещения меток с границами иммунодиффузионного кольца и цифровой дисплей для отображения результатов измерений, US 4099881, кл. G01B 11/02, 1978.A device for determining the concentration of antibodies in samples of biological fluids containing a precipitation plate, a lighting system for a precipitation plate, a lighting system for labels for measuring the diameters of immunodiffusion rings on a precipitation plate, a unit for observing alignment of labels with the boundaries of the immunodiffusion ring, and a digital display for displaying measurement results, US 4099881 , cl. G01B 11/02, 1978.
Данное устройство основано на использовании интерактивного принципа оператор - устройство, в котором процесс измерения сводится к ручному управлению последовательного подвода меток от кольца к кольцу при наблюдении за процессом глазом. Известному устройству присущи недостатки, обусловленные постоянным участием оператора; устройство не может быть эффективно использовано для измерения биологических объектов в связи с его малой производительностью и с большой вероятностью появления ошибок вследствие субъективных факторов. Схема освещения не позволяет создать контрастные изображения иммунодиффузионных колец на всей пластине, вследствие чего устройство практически не может быть автоматизировано, так как из-за разной контрастности результаты будут сопровождаться как ложноположительными, так и ложноотрицательными искажениями.This device is based on the use of the interactive operator-device principle, in which the measurement process is reduced to the manual control of sequential supply of labels from ring to ring when observing the process with an eye. The known device has inherent disadvantages due to the constant participation of the operator; the device cannot be effectively used to measure biological objects due to its low productivity and the high probability of errors due to subjective factors. The lighting scheme does not allow creating contrast images of immunodiffusion rings on the entire plate, as a result of which the device can hardly be automated, since due to different contrasts, the results will be accompanied by both false positive and false negative distortions.
Известно также устройство для определения концентрации антител в пробах биологических жидкостей, включающее преципитационную пластину, на которую наносится гель, содержащий антитела, осветитель преципитационной пластины в виде источников направленного света, считывающее устройство с маской, двумерное сканирующее устройство для преципитационной пластины в поле зрения видеоустройства, а также персональный компьютер для управления видеоустройством с маской, двумерным сканирующим устройством и статистической обработки результатов измерения диаметров иммунодиффузионных колец, DE 4318692, кл. G01N 33/559, 1994 г.A device is also known for determining the concentration of antibodies in samples of biological fluids, including a precipitation plate onto which a gel containing antibodies is applied, a precipitation plate illuminator in the form of directional light sources, a reader with a mask, a two-dimensional scanning device for a precipitation plate in the field of view of a video device, and also a personal computer for controlling a video device with a mask, a two-dimensional scanning device and statistical processing of the results and measuring diameters of immunodiffusion rings, DE 4318692, cl. G01N 33/559, 1994
В известном устройстве освещение производится системой, которая не позволяет равномерно осветить иммунодиффузионные кольца на всей преципитационной пластине, особенно по периферии, так как в силу разных коэффициентов преломления система гель-стекло ведет себя как световод; в этом случае проявления краевых эффектов наиболее значимы и приводят к разной контрастности изображения колец на преципитационной пластине. Кроме того, в известном устройстве весьма негативно влияет на контрастность изображений колец то обстоятельство, что источник излучения обладает направленностью. При малых толщинах объекта фотометрирования (толщина геля составляет 1 мм, а толщина прозрачной подложки около 0,5 мм) поглощение направленного света невелико, что резко снижает контрастность изображения, в частности, иммунодиффузионных колец.In the known device, illumination is produced by a system that does not allow uniform illumination of the immunodiffusion rings on the entire precipitation plate, especially around the periphery, because, due to different refractive indices, the gel-glass system behaves like a fiber; in this case, the manifestations of edge effects are most significant and lead to different contrast images of the rings on the precipitation plate. In addition, in the known device a very negative effect on the contrast of the images of the rings is the fact that the radiation source has a directivity. At small thicknesses of the photometric object (gel thickness is 1 mm and the thickness of the transparent substrate is about 0.5 mm), the absorption of directional light is small, which sharply reduces the contrast of the image, in particular, immunodiffusion rings.
В связи с изложенным устройство не позволяет без искажений осуществлять одновременное считывание изображений всех иммунодиффузионных колец и, соответственно, их одновременное измерение; а потому процесс измерения довольно длительный и малопроизводительный.In connection with the foregoing, the device does not allow without distortion to simultaneously read images of all immunodiffusion rings and, accordingly, their simultaneous measurement; but because the measurement process is quite lengthy and inefficient.
Наиболее близким из известных к заявляемому изобретению является анализатор иммуноактивных объектов (Выставка: Мир биотехнологии-2005, Российская академия наук - медицине и здоровью человека, 14.03-18.03.2005, http://www.expo.ras.ru/base/prod_data.asp?prod_di=1847), включающий преципитационную пластину с нанесенным на нее слоем геля, содержащего антитела, осветитель преципитационной пластины в виде источника диффузного света тороидальной формы и считывающее видеоустройство, соединенное с компьютером.The closest known to the claimed invention is an analyzer of immunoactive objects (Exhibition: World of Biotechnology-2005, Russian Academy of Sciences - Medicine and Human Health, March 14-18-18, 2005, http://www.expo.ras.ru/base/prod_data. asp? prod_di = 1847), which includes a precipitation plate with a layer of gel containing antibodies on it, a precipitation plate illuminator in the form of a toroidal diffuse light source and a video reading device connected to a computer.
Данному устройству присущи два существенных недостатка, обусловленных геометрией оптической схемы. Во-первых, данная система не может обеспечить достаточной равномерности освещения из-за проявления краевых эффектов, приводящих к разной контрастности изображения колец на преципитационной пластине. Во-вторых, отсутствие светопоглощающей подложки не позволяет получить максимально возможный контраст изображения колец.This device has two significant drawbacks due to the geometry of the optical circuit. Firstly, this system cannot provide sufficient uniformity of illumination due to the manifestation of edge effects leading to different contrast images of the rings on the precipitation plate. Secondly, the absence of a light-absorbing substrate does not allow to obtain the maximum possible contrast of the image of the rings.
Таким образом, устройство-прототип не позволяет эффективно и без искажений осуществлять считывание изображений всех иммунодиффузионных колец.Thus, the prototype device does not allow efficiently and without distortion to read images of all immunodiffusion rings.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение равномерной большой контрастности изображения всех иммунодиффузионных колец на преципитационной пластине и тем самым возможности их одновременного считывания с требуемой точностью; в результате обеспечивается увеличение производительности процесса измерений.The objective of the present invention is to provide uniform high contrast images of all immunodiffusion rings on a precipitation plate and thereby the possibility of their simultaneous reading with the required accuracy; the result is an increase in the productivity of the measurement process.
Согласно изобретению в устройстве для определения концентрации иммуноактивных объектов в пробах биологических жидкостей, включающем преципитационную пластину с нанесенным на нее слоем геля, содержащего антитела, осветитель преципитационной пластины в виде источника диффузного света тороидальной формы и считывающее видеоустройство, соединенное с компьютером, преципитационная пластина выполнена в виде диска и установлена на основании, снабженном светопоглощающим покрытием со стороны преципитационной пластины, при этом геометрические центры считывающего видеоустройства, осветителя и преципитационной пластины расположены на одной вертикальной оси; диаметр преципитационной пластины не может превышать внутренний диаметр осветителя; расстояние d от горизонтальной плоскости симметрии осветителя до верхней поверхности преципитационной пластины может быть определено из соотношения:According to the invention, in a device for determining the concentration of immunoactive objects in samples of biological fluids, including a precipitation plate with a layer of gel containing antibodies on it, a precipitation plate illuminator in the form of a toroidal diffuse light source and a video reading device connected to a computer, the precipitation plate is made in the form disk and mounted on a base provided with a light-absorbing coating on the side of the precipitation plate, while the centers of the video reader, illuminator and precipitation plate are located on the same vertical axis; the diameter of the precipitation plate cannot exceed the inner diameter of the illuminator; the distance d from the horizontal plane of symmetry of the illuminator to the upper surface of the precipitation plate can be determined from the relation:
, ,
гдеWhere
t - радиус поперечного сечения осветителя,t is the radius of the cross section of the illuminator,
r - расстояние между центром поперечного сечения осветителя и вертикальной осью симметрии осветителя.r is the distance between the center of the cross section of the illuminator and the vertical axis of symmetry of the illuminator.
Между осветителем и считывающим видеоустройством может быть установлена бленда.A hood can be installed between the illuminator and the video reader.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».The applicant has not identified any technical solutions identical to the claimed one, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."
Благодаря реализации отличительных признаков изобретения объект приобретает важные новые свойства, состоящие в обеспечении равномерного освещения и получении максимального контраста изображения всех иммунодиффузионных колец на всей преципитационной пластине, что позволяет одновременно без искажений считывать изображения всех иммунодиффузионных колец и осуществлять их одновременное измерение. В результате повышаются точность и скорость производимых с помощью устройства измерений.Thanks to the implementation of the distinguishing features of the invention, the object acquires important new properties consisting in providing uniform illumination and obtaining the maximum image contrast of all immunodiffusion rings on the entire precipitation plate, which allows simultaneously to read images of all immunodiffusion rings without distortion and to measure them simultaneously. As a result, the accuracy and speed of measurements made using the device are increased.
Указанное выше позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию «изобретательский уровень».The above allows, according to the applicant, to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - схема устройства, продольный разрез;figure 1 - diagram of the device, a longitudinal section;
на фиг.2 - схема, поясняющая взаимное расположение осветителя и преципитационной пластины;figure 2 is a diagram explaining the relative position of the illuminator and the precipitation plate;
на фиг.3 - преципитационная пластина с иммунодиффузионными кольцами, вид сверху, в увеличенном масштабе;figure 3 - precipitation plate with immunodiffusion rings, top view, on an enlarged scale;
на фиг.4 - разрез А - А на фиг.3.figure 4 is a section a - a in figure 3.
Устройство для определения концентрации иммуноактивных объектов в пробах биологических жидкостей включает преципитационную пластину 1, установленную на основании 2. Пластина 1 в конкретном примере выполнена из прозрачного полистирола (ГОСТ 20282-86). Основание 2 выполнено из дуралюминия марки Д-16. Осветитель 3 выполнен в виде источника диффузного света тороидальной формы, в частности использована кольцевая люминесцентная лампа LC 22W, OSRAM, Германия, со световым потоком 1350 лм. Считывающее видеоустройство 4 представляет собой цифровую высокочувствительную камеру Матрица 1400 М производства ООО «Дельтатех», Москва. Видеоустройство 4 соединено с компьютером (на чертежах условно не показан). В данном примере использован персональный компьютер с процессором Pentium IV, 2,0 гигагерца, ОЗУ - 1 гигабайт.A device for determining the concentration of immunoactive objects in samples of biological fluids includes a
Преципитационная пластина 1 выполнена в виде диска. Основание 2 со стороны пластины 1 снабжено светопоглощающим покрытием 5, выполненным из хлопчатобумажной черной бархатной ткани толщиной 1 мм.The
Геометрические центры считывающего видеоустройства 4, осветителя 3 и преципитационной пластины 1 расположены на одной вертикальной оси 6.The geometric centers of the video reader 4, the
Диаметр пластины 1 (2R) не превышает внутренний диаметр (D) осветителя 3; расстояние d от горизонтальной плоскости 7 симметрии осветителя 3 до верхней поверхности пластины 1 определяется из соотношения:The diameter of the plate 1 (2R) does not exceed the inner diameter (D) of the
, ,
гдеWhere
t - радиус поперечного сечения осветителя,t is the radius of the cross section of the illuminator,
r - расстояние между центром поперечного сечения осветителя и вертикальной осью симметрии осветителя.r is the distance between the center of the cross section of the illuminator and the vertical axis of symmetry of the illuminator.
Это обеспечивает максимальную яркость освещения пластины 1 при требуемой его равномерности.This ensures maximum brightness of the
Между осветителем 3 и считывающим видеоустройством 4 установлена бленда 8, которая предотвращает прямое попадание света от осветителя 3 в объектив видеоустройства 4.A hood 8 is installed between the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
На поверхность преципитационной пластины 1 наносят равномерный слой 9 геля, в частности агарового, толщиной 1 мм. Гель содержит антитела, специфичные к исследуемому иммуноактивному объекту. В слое 9 геля в заданных точках выполняют сквозные отверстия в виде лунок 10 с помощью вакуумного пробойника. В ряд лунок в центральной зоне 11 преципитационной пластины 1 вносят калибровочную жидкость с возрастающими значениями концентрации исследуемого иммуноактивного объекта в заданном диапазоне.A
В остальные лунки вносят разные пробы (взятые у разных источников - людей, животных) биологических жидкостей: сыворотки крови, лимфы, слюны, спинномозговой жидкости и др.In the remaining wells make different samples (taken from different sources - people, animals) of biological fluids: blood serum, lymph, saliva, cerebrospinal fluid, etc.
В результате взаимодействия иммуноактивных объектов биологических жидкостей с антителами геля образуются диффузионные кольца 12 различного диаметра, величина которого пропорциональна концентрации иммуноактивного объекта в данной пробе биологической жидкости.As a result of the interaction of immunoactive objects of biological fluids with gel antibodies,
Диффузный свет проходит от осветителя 3 через слой 9 геля и преципитационную пластину 1 и частично поглощается. Часть света, прошедшая через слой 9 геля и преципитационную пластину 1, поглощается светопоглощающим покрытием, а часть света, попавшая на диффузионные кольца 12, рассеивается, образуя контрастные изображения диффузионных колец 12. Эти изображения считываются видеоустройством 4 и передаются в компьютер в цифровой форме, где определяется их диаметр и сравнивается с диаметрами колец, образовавшихся при внесении в лунки зоны 11 преципитационной пластины 1 калибровочной жидкости.Diffuse light passes from the
По результатам этого сравнения определяется концентрация иммуноактивных объектов во всех пробах биологических жидкостей.The results of this comparison determine the concentration of immunoactive objects in all samples of biological fluids.
Для изготовления устройства использованы обычные конструкционные материалы и оборудование. Это обстоятельство позволяет, по мнению заявителя, сделать вывод о соответствии настоящего изобретения критерию «промышленная применимость».For the manufacture of the device used conventional structural materials and equipment. This circumstance allows, according to the applicant, to conclude that the present invention meets the criterion of "industrial applicability".
Claims (3)
,
где t - радиус поперечного сечения осветителя,
r - расстояние между центром поперечного сечения осветителя и вертикальной осью симметрии осветителя.2. The device according to claim 1, characterized in that the diameter of the precipitation plate does not exceed the inner diameter of the illuminator, while the distance d from the horizontal plane of symmetry of the illuminator to the upper surface of the precipitation plate is determined from the ratio:
,
where t is the radius of the cross section of the illuminator,
r is the distance between the center of the cross section of the illuminator and the vertical axis of symmetry of the illuminator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008142230/14A RU2398233C2 (en) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | Device for estimating concentration of immuno-active objects in samples of biological liquids |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008142230/14A RU2398233C2 (en) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | Device for estimating concentration of immuno-active objects in samples of biological liquids |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008142230A RU2008142230A (en) | 2010-04-20 |
| RU2398233C2 true RU2398233C2 (en) | 2010-08-27 |
Family
ID=42798919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008142230/14A RU2398233C2 (en) | 2008-10-15 | 2008-10-15 | Device for estimating concentration of immuno-active objects in samples of biological liquids |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2398233C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2626299C1 (en) * | 2016-06-06 | 2017-07-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Device for registration of optical parameters of liquid analyte |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4099881A (en) * | 1975-09-19 | 1978-07-11 | Transidyne General Corporation | Viewer for biological diffusion plate |
| DE4040726A1 (en) * | 1989-12-21 | 1991-06-27 | Olympus Optical Co | Investigation of particle patterns formed - by immunological reaction executing optical pattern measurement permeation of pattern boundary data and evaluation of variation characterise |
| DE4318692A1 (en) * | 1992-06-06 | 1994-01-20 | Ralph Dipl Ing Dittler | Test for blood serum samples containing antigens - is fully automatic with calibration of holes in gel plate with comparison against standard samples and mask adjustment |
| RU2157987C2 (en) * | 1996-05-21 | 2000-10-20 | Институт аналитического приборостроения РАН | Optical device for chemical analysis |
-
2008
- 2008-10-15 RU RU2008142230/14A patent/RU2398233C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4099881A (en) * | 1975-09-19 | 1978-07-11 | Transidyne General Corporation | Viewer for biological diffusion plate |
| DE4040726A1 (en) * | 1989-12-21 | 1991-06-27 | Olympus Optical Co | Investigation of particle patterns formed - by immunological reaction executing optical pattern measurement permeation of pattern boundary data and evaluation of variation characterise |
| DE4318692A1 (en) * | 1992-06-06 | 1994-01-20 | Ralph Dipl Ing Dittler | Test for blood serum samples containing antigens - is fully automatic with calibration of holes in gel plate with comparison against standard samples and mask adjustment |
| RU2157987C2 (en) * | 1996-05-21 | 2000-10-20 | Институт аналитического приборостроения РАН | Optical device for chemical analysis |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Выставки: Мир биотехнологии-2005, Российская Академия наук-медицине и здоровью человека, 14.03-18.03.2005, http://www.expo.ras.ru/base/prod_data.asp?prod_id=1847. * |
| ФЕДОРОВ А.А. САМООРГАНИЗАЦИЯ В РЕАКЦИЯХ ИММУНОПРЕЦИПИТАЦИИ: АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ, СПб., 2005, с.14-15. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2626299C1 (en) * | 2016-06-06 | 2017-07-25 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Device for registration of optical parameters of liquid analyte |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008142230A (en) | 2010-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6291418B2 (en) | Optical measurement arrangements and related methods | |
| AU2007275926B2 (en) | Enumeration of thrombocytes | |
| CN103308497B (en) | For studying the method and ELIASA of biological cell or cell culture | |
| TW201741664A (en) | Testing equipment with magnifying function | |
| JP2008281571A (en) | Apparatus for reading signals generated from resonance lightscattered particle labels | |
| US20090185734A1 (en) | Apparatus and method for analysis of particles in a liquid sample | |
| JP2011510292A (en) | Method and apparatus for analyzing particles in a liquid sample | |
| RU2011127424A (en) | DIVISION OF THE SAMPLE TO OPTICAL Slices and registration of particles in the sample | |
| WO2011036634A1 (en) | A biosensor system for single particle detection | |
| US20200309772A1 (en) | Bead-based analysis of a sample | |
| CN208905860U (en) | Detection device for the medium in pipe section and the Medical Devices including it | |
| US20200116636A1 (en) | Method and system for analysing fluorospot assays | |
| TW201520534A (en) | Fluorescence strip, fluorescence excitation device and portable fluorescence analysis system with the same | |
| CN115586195A (en) | Transparent material optical chromatography defect detection method, detection system and medium | |
| Yoo et al. | An IoT-based smart optical platform for colorimetric analyzing multiple samples of biomarkers | |
| JPH058975B2 (en) | ||
| CN106574224A (en) | Method for detecting a presence or absence of biological particles | |
| RU2398233C2 (en) | Device for estimating concentration of immuno-active objects in samples of biological liquids | |
| JPH0697203B2 (en) | Particle aggregation determination device | |
| TWI699532B (en) | Equipment for testing biological specimens | |
| CN114729900A (en) | Method and device for performing analytical measurements | |
| JP3417494B2 (en) | Method and apparatus for inspecting surface undulation of glass substrate | |
| WO2016021516A1 (en) | Localized surface plasmon resonance sensing chip and localized surface plasmon resonance sensing system | |
| JP2023539444A (en) | Circuit board with built-in light source | |
| WO2017130613A1 (en) | Observation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161016 |