Устройство для определения концентрации микроорганизмов

Устройство для определения концентрации микроорганизмов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

00UfNI

РЕСпжлин

0% (И) (51) 4 С 12 q 1/06 ф ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTEf СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTMA (21) 3741387/28-13 (22) 21.05.84 (46) 28.02.86. Бюл. У 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт биологического приборостроения (72) А.Н.Мезенцев, В.Д.Лысов, И.В.Цибанова, А.IO.Луженков, В.А.Казначеев и Н.С.Кузнецова (53) 663.1(088.8) ,(56) Патент, США Р 3586859, НКИ 250-83.3 UV 1971.

Патент США Р 3959081, НКИ 195-103.5 R, 1976. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КОНЦЕНТРАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащее светонепроницаемый кожух, реакционную кювету, дозатор, фотоприемник и усилитель-дискриминатор, подключенный к фотоприемнику, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено синхродатчиком, коммутатором, интеграторами, блоками памяти, блоком управления, таймером и блоком вычислителя, при этом выходы синхродатчика подключены к входу дозатора и к входам таймера и . интеграторов, выход усилителя-дискриминатора соединен с информационным входом коммутатора, управляющие входы которого и вход блока управления соединены с выходом таймера, выходы коммутатора соединены с входами интеграторов, выходы последних подключены к информационным входам соответствующих блсхов памяти и информационному входу блока вычислителя, выходы блоков памяти соединены с информационным входом блока вычислителя, выходы блока управления связаны с входами интеграторов, блоков памяти и блока вычислителя.

1 12

Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано для определения концентрации микроорганизмов в микробиологическом производстве при контроле жизнеспособности микроорганизмов на различных стадиях производс-.âà и в готовом продукте.

Целью изобретения является повышение точности измерения концентрации микроорганизмов.

На фиг, . приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 кинетическая кривая хемилюминесцен- ции суспензии Ихc ococcuB g ьн аШХCUS,.

14756 2

?1б

Сигналам "Сб." осуществляется установка в нулевое состояние интеграторов 8 и 9 и запуск таймера 7.

С этого момента псследнлй начинает вырабатыват?- один за другим два сигнала накопления "Н-1" и "Н-2", =остунающих на управляющие входы коммутатора 6. ДлительнОсть первОГО сигнала равна времени интегрирования первого максимума хе?лил?ом??несценции 1,(, длительность втсрагс времени интегрирования второго максимума г?1

В течение длительности сигналя

"11-1" импульсы с выходя усилителядискриминатора 5 через ксглмутятор

6 пос-у,-пают на интеграто — 8 первого

Устройства состОит из сВ тОь?енрО ницаемого кожуха 1, в котором расположены реакционная кловета 2, дозатор 3, подающий раствор окислителя в кювету фа -:.оприемник 4 и усилительдискриминатор 5. Вьг.сд последнего соединен с коммутатором 6, а управляющие входы коммутатора связаны с таймером 7. Выходы коммутатора связаны со входами интеграторов

8 и 9. Дозатор соединен с синхродатчиком 10, выход которого связан сс входами таймера и интегрято" ров. Выход таймера соединен со входами блока 11 управления. Входы записи блоков 12 и 13 памяти соединены с выходом блока управления. Информационные вь."хады ? лтеграторов 8 и 9 связаны с информационными входами блоков 12 и 13 памяти соответственно,. кроме того, информационные выходы интеграторов и блоков памяти соединены с информационным входом блока 14 вычислителя. Командные выходы блока управления соединены са входами г(риема команд интеграторов, блоков памяти и блока вычислителя.

Устройства работает и двух режимах. ""Калибровка " и "Измерение".

Выбор режима работы производится с помощью блока 11 унравления. В режиме "Калибровка" производится регистрация и запоминание интегральных значений хемилюминесценции буферного раствора и шумов фотоприемника. При этом одновременна с вводам окислителя с помощью дазатора 3 в реакционную кювету 3 заполненную буферным раствором, синхрадатчик

10 формирует сигнал сброса Сб. ., 2о Г

Щ

4Î максимума хемилюминесценции à в те)( чение длительности сигнЯла Ч-2 на интегратор 9 второго максимума хемилюг?инесценции. Го окончании фармирова??ия с??гнала "Н-2" таймер 7 формирует сигнал конца регистрации КР", поступающий в блок 11 управления. По этому сигналу в режиме

"Калибровка" блок 11 управления формирует сигнал записи "Зап.", чостунаюп:,,ий на блоки 12 и 13 памяти.

При )Таступлении си-:наля "Зяп." в блоки 12 и 13 памяти производится запись информации а величинах интегральных значений хемилюминесценции буферного раствора и шумов фотоприемника. поступаюцей на блоки 12 и 13 памяти по шинам данных с интеграторов 8 и 9 соответственно. Записанная ?лнфорь ация хранится в блоках 12 и 1(3 памяти в течение всей работы устройства.

В режиме "Измерение" Осуществляется регистрация интегральных значений хемилюминесценции анализируемой нробы микроорганизмов и расчет обшей концент?=. ции и (??ли) Относительнога содержания живых микроорганизмов в соответствии с зависимостями, !

IBЯЗЫВЗЦЩ?Ни(?? (Н- :ЯЧЕНИЯ ЗЯРЕГИСТНИРОВЯНньх параметров хемилюминесценции с искомыми величинами.

Обшу?о концентрацию и Относительное

Одержание ж?лвь?х микрааргянизмОВ с ноглощью данного устройства определяют но нраграглмам введенным в блок 1ч вычислителя., в соответствии с формул !. лями

„. „1,)1(М „1 ? ИМ д?.11 (-(1

1214756 где С

15

4р

50 общая концентрация микроорганизмов; относительное содержание живых микроорганизмов; текущее значение интенсивности хемилюминесценции суспензии микроорганизмов и шумов фотоприемника; текущее значение интенсивности хемилюминесценции буферного раствора и шумов фотоприемника (фон); интегральные характеристики первого максимума хемилюминесценции суспензии микроорганизмов (фиг.2) и хемилюминесценции буферного раствора в том же временном интервале соответственно, интегральные характеристики второго максимума хемилюминесценции суспензии микроорганизмов (фиг.2) и хемилюминесценции буферного раствора в том же временном интервале соответственно; момент ввода окислителя, время достижения минимального значения интенсивности хемилюминесценции между первым и вторым максимумами на кинетической кривой жи- 35 вых микроорганизмов (фиг.2), предел интегрирования второго максимума хемилюминесценции, подобранный таким образом, чтобы при интегри- 40 ровании сигнала во временном интервале и интегральная интенсивность

tf

j I(t)„3t, не зависела от от- .

t 45 носительного содержания живых микроорганизмов и была бы прямо пропорциональна общей концентрации живых и мертвых клеток, пределы

,и 1 подбирают эмпирически для каждого вида микроорганизмов эмпирическая константа, определяемая по экспери- 55 ментам с суспензиями, содержащими известные концентрации аналиэируемого вида микроорганизмов

h H — эмпирические константы, определяемые из экспериментов с суспензиями, содержащими микроорганизмы анализируемого вида, с известными содержаниями живых клеток.

При регистрации хемилюминесцен ции микроорганизмов работа синхродатчика 10, коммутатора 6, таймера

7, интеграторов 8 и 9 идентична их работе в режиме "Калибровка". После окончания регистрации и выработки таймером 7 сигнала "KP" блок 11 управления формирует цикл команд, поступающих по командным шинам в интеграторы 8 и 9, блоки 12 и 13 памяти и блок 14 вычислителя ° При этом сигнал пЗап",в режиме Измерение" не формируется. Команды блока 11 управления обеспечивают вывод информации с интеграторов

8 и 9 и блоков 12 и 13 памяти на блок 14 вычислителя и выполнение блоком вычислителя арифметических операций в необходимой для расчетов С или <а последовательности.

Блок 14 вычислителя выдает информацию о результатах измерения непосредственно в единицах общей концентрации или относительного содержания живых микроорганизмов.

Выбор программы расчета общей концентрации или относительного содержания живых микроорганизмов осуществляется с помощью блока 11 управления.

П р и и е р. Определение концентрации и относительного содержания живых микроорганизмов в суспензии культуры Hicrococcus glutamicus с помощью предлагаемого устройства.

Органами управления устанавливают необходимые для работы с культурой

Micrococcus glutamicus значения коэффициентов (k = 7,01 ° 10

Д = 108, B = 240) и значения интервалов интегрирования (Ь вЂ” 9 с, nil = 51 с). С помощью переключателя режима регистрации устанавливают режим "Калибровка", а переключателем выбора программы расчета переводят вычислитель на расчет выбранного параметра, например . Кювету, содержащую 0,2 мл буферного раствора (0,05 M дигидро1214756 организмов в суспенэиях И .crococcus

glutamicus при помощи предлагаемого и известного устройств проводили при постоянном относительном содержании живых клеток, равном 97,5%, в диапазоне концентраций от 1,3 10 до 1,3 ° 10 кл/мл.

9 II

Результаты представлены в таблице.

В результате сравнения предложенного и известного устройств установлено, что при определении общей концентрации данное устройство позволяет проводить измерения с погрешностью не более 8% в диапазоне концентраций от 1,3 10 до

1,3"10 кл мл . Известное же устройII г ство имеет погрешность измерения до 10% в диапазоне от 2,6 10 одо

1,3 -10 кл/мл, а при уменьшении определяемых концентраций до

1,3 10 кл/мл погрешность измерения возрастает до 28Х.

При определении относительного

25 содержания живых микроорганизмов данное устройство обладает погрешностью не более 1,5Х в то время как погрешность известногб устройI ства в этом диапазоне концентраций достигает 46%.

Таким образом, данное устройст— во для определения концентрации микроорганизмов по сравнению с известным устройством позволяет увеличить точность определения параметров суспензии микроорганизмов в расширенном диапазоне используемых концентраций.

Результаты определения общей концентрации устройством

Концентрация микроорганизмов в пробе, кл./мл (от носительизвестным предлагаемым известным предлагаемым огреш- ОтноОтноситель

Погреш ность, Х

Концентрация, кл/мл огрешКонцен- Погреш трация, ность, кл./мл % ость, Х ситель ость, Х ное соное ное держание живых кле ток 97,5% соперсодержанне, Х жание, Х

1,19 10 8,4

i,23;10 5,4

1,3 10

6,5 10

2,6 10 ю

6,37 ° 10

2,70 10

6,64 10 2,1

2,85 ° 10 9,6

3,8 фосфата калия), помещают в светоне проницаемый кожух. Включают дозатор подачи окислителя (0,25 мл раствора, содержащего 0,0167 И КИпО и 1,8 И ВаС1 ). По окончании регистрации хемилюминесценции буферного раствора переключателем режима регистрации устанавливают режим

"Измерение". В светонепроницаемый кожух устанавливают кювету, в которой содержится 0,2 мл суспензии

Nicrococcus glutamicus в 0,05 И растворе дигидрофосфата калия, и включают дозатор подачи окислителя.

Устройство осуществляет регистрацию хемилюминесценции и расчет относительного содержания живых микроорганизмов ° Результат расчета индицируется на цифровом табло.

Для получения второго параметра суспенэии переключатель выбора программы устанавливают в положение расчета общей концентрации с и осуществляют повторный запуск программного устройства. После окончания расчета величина общей концентрации индицируется на цифровом табло. При определения параметров суспензии микроорганизмов в последующих пробах регистрация фонового свечения буферного раствора не производится, если устройство не отключалось от сети питания.

Сравнение результатов по определению общей концентрации и относительного содержания живых микроРезультаты определения относительного содержания живых микроорганизмов устройством

96„8 0,72 99,7 2,3

98005195421

98,8 1,30 97,2 0,2

1214756

Продолжение таблицы

Концентрация микроорганизмов в пробе, кл/мл (от носительРезультаты определения общей концентрации устройством

Результаты определения относительного содержания живых микроорганизмов устройством известным предлагаемым звестным предлагаемым

Погреш ность, 7

Погреш ность

Концентрация, кл/мл

Отноонценрация, л/мл огрешогрешость, Х ное соность, ситель держание живых кле ток 97,57. ное содержание, Х

0,993 10 23,6

7,7

2,8 5,26 1О 19, 1

6,9 0,933:10 28,2

Составитель А. Алкеев

Редактор Л. Повхан Техред З.Палий Корректор Е, Рошко

Заказ 858/39 Тираж 490 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

$,3 10

6,5 ° 10

1,3 ° 10

1,20 10

6,68.10

1,39"10

Ц ф

96,5 1,02

97,4 0,10

98, 1 0,61

88,2 9,5

81,0 16,9

52,2 46,5