Прибор для электрофореза клеток крови

Прибор для электрофореза клеток крови

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Диг. f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1069769 (21) 3801691/28-14 (22) 17.10.84 (46) 30.04.86. Бюл. № 16 (71) Донецкое отделение Института «Гипроуглеавтоматизация» (72) Ю. М. Барац, О. В. Белоцерковская, А. А. Белоцерковский, Е. М. Витебский, А. М. Садовская и Д. В. Стефани (53) 53?.363 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР ,№ 1069769, кл. А 61 В 5/00, 1982. (54) (57) 1. ПРИБОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОФОРЕЗА КЛЕТОК КРОВИ по авт. св. № 1069769, отличающийся тем, что, с целью повышения точности разделения клеток крови на фракции, он снабжен генератором с двумя выходами, двумя электропневмопреобразователями и многоканальным по числу разделенных фракций дозатором, имеющим на каждый канал рабочий вход, соединенÄÄSUÄÄ 1227181 А2

А 61 В 5/00, Ci 01 N 27/26, с59 4 G 01 N 33 48 ный с полостью соответствующего сосуда для сбора разделенных фракций, и выход, соединенный с атмосферой, а также общие для всех каналов два управляющих входа, соединенных с выходами соответственно двух электропневмопреобразователей, вход каждого из которых соединен с одним из двух выходов генератора, причем сосуды для сбора разделенных фракций выполнены герметичными.

2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что каждый канал дозатора содержит последовательно соединенные первый пневмоуправляемый клапан, дозирующий обьем и второй пневмоуправляемый клапан, причем вход первого пневмоуправляемого клапана является рабочим входом соответствующего канала дозатора, выход второго пневмоуправляемого клапана соединен с атмосферой, а управляемый вход каждого клапана соединен с соответствующим управляющим входом дозатора.

122718!

40 ра разделенных фракций на чертеже показаны не все. Полости сосудов 11 соединены гибкими трубками 12 с рабочими входами многоканального дозатора 13 так, что трубки 12 сообщаются с трубками 10 только через полости соответствующих сосудов 1! . Количество каналов дозатора 13 равно числу сосудов 11 и числу жестких выводящих трубок 8. Этим количеством определяется максимальное число разделенных клеточных фракций, на которое рассчитано устройство.

Выходы 14 каждого канала дозатора 13 соединены с атмосферой. Управляющие входы А и В дозатора 13 соединены с дискретными электропневмопреобразователями 15,,каж- 55 дый из которых в зависимости от управляющего электрического сигнала на своем входе выдает на выходе высокое или низкое (атИзобретение относится к медицине и медицинской технике и может найти применение для прижизненного разделения клеток крови и других тканей животных и человека на фракции.

Цель изобретения — повышение точности разделения клеток крови на фракции.

На фиг. 1 показана схема прибора; на фиг. 2 — блок-схема многоканального дозатора; на фиг. 3 и 4 — одна из возможных конструкцией многоканального дозатора; на фиг. 5 — реализация генератора.

Прибор для электрофореза клеток крови содержит вертикальную разделительную камеру 1 и смежные с ней электродные камеры 2 и 3. К нижней части разделительной камеры I подается под избыточным давлением камерный буферный раствор из генератора 4 давления камерного буфера. К соединенным вместе электродным камерам 2 и 3 аналогично подводится электродный буфер от генератора 5 давления электродного буфера. Избыточное давление на выходах генераторов 4 и 5 давлений может вручную устанавливаться в некоторых пределах. Генераторы 4 и 5 построены по принципу вытеснения сжатым воздухом жидкости из герметичного сосуда. Вдоль электродных камер 2 и

3 укреплены пассивные электроды, например, из платины (не показаны), к которым подводится постоянное электрическое напряжение для создания поперечного поля в разделительной камере 1.

В нижней части разделительной камеры

1 расположено окошко 6 для введения разделяемой смеси клеток в прибор.

В верхней части разделительной камеры

1 находится блок 7 выведения, содержащий по числу выводимых фракций жесткие трубки 8, контактирующие с буфером в раздели тельной камере 1 и расположенные в один ряд. К выходам жестких трубок 8, снабженных уплотнительными насадками 9 крепятся гибкие трубки 10, соединенные с полостями герметичных сосудов 11 для сбора разделенных фракций. Условно жесткие 8 и гибкие 10 трубки, а также сосуды 11 для сбо5

25 мосферное) управляющее давление сжатого воздуха.

Входы электропневмопреобразователей

15 соединены с выходами пневматического генератора 6. Принципиально возможно применение вместо генератора 16 и электропневмопреобразователей 15 пневматического генератора 16, выдающего две последовательности пневматических управляющих сигналов давления на управляющие входы А и В дозатора 13.

Многоканальный дозатор !3 состоит из одинаковых каналов, число которых и равно числу разделенных фракций (фиг. 2). Каждый из каналов дозатора 13 содержит последовательно соединенные первый пневмоуправляемый клапан 17, дозирующий об.ьем 18 и второй пневмоуправляемый клапан 19. Вход первого клапана 17 является рабочим входом соответствующего канала дозатора 13 и соединен гибкой трубкой 12 с полостью соответствующего сосуда !! для сбора разделенных фракций. Выход второго пневмоуправляемого клапана 19 соединен с атмосферой. Управляемые входы вторых клапанов

19 всех каналов дозатора 13 соединены между собой и являются вторым управляющим входом В дозатора 13.

Клапаны 17 и 19 являются управляющими прерывателями. Если на управляющем входе А отсутствует пневмосигнал, то на управляемых входах всех первых клапанов 17 давление равно атмосферному (нулевой логический пневмосигнал) и каждый из указанных клапанов 17 соединяет свой вход со своим выходом (клапан открыт). Если на управляющем входе А и, следовательно, на управляемых входах всех первых клапанов 17 имеется пневмосигнал логической единицы, т. е. некоторое избыточное давление Рь то каждый из клапанов 17 разъединяет связь между своим входом и выходом (клапат закрыт).

То же самое относится и к вторым клапанам 19, управляемым логическими пневмосигналами с входа В.

Дозирующие объемы 18 должны быть одинаковыми во всех каналах дозатора 13.

Это обеспечит одинаковый расход буфера во всех разделенных фракциях на выходе блока 7 выведения.

Дозатор 13 согласно фиг. 3 состоит из трех секций: центральной 20 и двух боковых

21 и 22. Между секциями 20 22 проложены сплошные эластичные мембраны 23 и 24. На поверхностях секций 20 — 22, обращенных к мембранам 23 и 24, выполнены цилиндрические углубления 25 — 28 так, что все они находятся на одной вертикальной оси в перпендикулярных ей плоскостях. Углубления

25, 26 и 27, 28 попарно обращены друг к другу и находятся по разные стороны мембран

23 и 24. Количество цилиндрических углублений на каждой из поверхностей секций равно и - — числу разделенных фракций.

1227181

Секции 20 — 22 соединяются и стягиваются винтами 29 и гайками 30.

Цилиндрические углубления 25 и 27 попарно соединены осевыми отверстиями в теле секции 20. Эти отверстия играют роль дозирующих объемов 18, выполнены одним 5 сверлом на одном и том же станке с одной установки для всех каналов дозатора 13 и поэтому с высокой степенью точности одинаковы.

Полости всех цилиндрических углублений 26 соединены косыми сверлениями в теле секции 21, а полости цилиндрических углублений 28 — аналогично в теле секции 22.

Полости углублений 28 являются управляемыми входами первых пневмоклапанов 17, 1S а доступ к ним осуществляется по управляющему входу А через штуцер 31.

Аналогично доступ к управляемым входам вторых пневмоклапанов 19 (полости углублений 26) осуществляется по управляющему входу В через штуцер 32.

Рядом с входом в дозирующий объем 18 из цилиндрического углубления 25 находится отверстие, соединенное с рабочим выходом 14 (фиг. 4), а со стороны углубления

27 — отверстие, соединенное с гибкой труб25 кой 12. Выходы 14 сообщаются с атмосферой на боковой поверхности секции 20, а гибкие трубки 12 соединены через соответствующие штуцеры на противоположной боковой поверхности секции 20 с полостями сосудов 11 для сбора разделенных фракций. Зо

Генератор 16 состоит из последовательно соединенных мультивибратора 33 с регулируемой частотой генерации и счетного триггера 34, срабатывающего по заднему фронту входного импульса, выходы которого З5 соединены с первыми входами двух логических элементов 2И вЂ” НЕ 35 и 36. Вторые входы элементов 35.и 36 через переключатель

37 соединены с выходом мультивибратора

ЗЗ, а на их выходах возникают электрические логические сигналы А и В, управ- 40 ляющие дискретн ым и электропневм оп реобразователями 15, преобразующими их в пневматические логические сигналы давления управления А и В той же формы.

Для повышения выходной мощности, 45 необходимой для управления электропневмопреобразователями 15, между их входами и выходами элементов 35 и 36 могут быть дополнительно включены усилители мощности (не показаны).

Рассмотрим работу предлагаемого уст- gp ройства для препаративного клеточного электрофореза.

В первоначальном положении в разделительной камере прибора, а также в сосудах ll для сбора разделенных фракций имеется избыточное давление сжатого возду- 55 ха, при котором далее протекает процесс разделения. Это давление предварительно установлено отдельным задатчиком или самим генератором 4 давления камерного буфера.

Переключатель 37 находится в положении ««Подготовка». При этом на вторые входы элементов 35 и 36 подается сигнал логического нуля и независимо от состояния их первых входов на выходах А и В имеются электрические сигналы логической единицы. На выходах электропневмопреобразователей 15 имеются также сигналы логической единицы, но уже пневматические (Р, ). Давление PI поступает на управляемые входы клапанов 17 и 19. Давление подается на управляемые входы — полости углуб лений 26 и 28. Эластичные мембраны 23 и 24 выдуваются в углубления 25 и 27 и перекрывают их. Оба клапана 17 и 19 оказываются закрытыми, а дозирующие объемы 18 герметизированы как от атмосферы, так и от полостей сосудов 11 для сбора разделенных фракци й.

Генератор 4 камерного буфера создает избыточное рабочее давление камерного буферного раствора в нижней части разделительной камеры 1. Однако буферный раствор в разделительной камере не движется, поскольку он уравновешен давлением сжатого воздуха там.

Генератор 5 электродного буфера постоянно прокачивает через электродные камеры 2 и 3 электродный буфер.

Прибор готов к разделению клеток на фракции.

Переключатель 37 переводится в положение ««Работа». Электронный генератор !6 начинает свою работу. На выходах А и В генератора 16 возникают две последовательности импульсов логического нуля, сдвинутые по времени на полпериода. Пуст> в начале работы сигнал логического нуля появится на выходе Б генератора 16. Отрабатывая этот сигнал, электропневмопреобразователь 15 сбрасывает давление на втором

В управляющем входе дозатора 13 до атмосферного. При этом эластичная мембрана

23 занимает нейтральное положение в плоскости контакта секций 20 и 21 дозатора 13.

Дозирующий объем 18 и выход 14 начинают сообщаться, второй клапан 19 открывается и дозирующий объем 18 разряжается в атмосферу. К концу импульса логическоIo нуля на входе В B дозирующем объеме 18 устанавливается атмосферное давление Р -, После этого на второй управляющий вход В от генератора 16 через электропневмопреобразователь 15 приходит сигнал логической единицы, закрывающий второй клапан 19.

Затем сигнал логического нуля подается на первый управляющий вход A. Это вызывает аналогично открытие первого пневмоклапана 17. При этом дозирующи и объем

18 заполняется сжатым воздухом из соответствующего сосуда 11 через рабочий вход 2 до избыточного рабочего давления в разделительной камере 1 прибора. Сигнал логи1227181 ческого нуля на первом управляющем входе

А пропадает. Клапан 17 закрывается. Дозирующий объем 18 опять становится герметич ным. Далее процесс повторяется, содержимое дозирующего объема 18 вновь выбра5 сывается в атмосферу и т. д.

Поскольку дозирующие объемы 18 одинаковы, то в каждом цикле работы дозатора

13 в атмосферу через них удаляются из сосудов 1! одинаковые порции сжатого воздуха, которые каждый раз замещаются камерным буфером с разделенными клетками до выравнивания давлений в сосудах 11 и разделительной камере 1 прибора. Таким образом, расходы буфера с клетками во все сосуды 11 одинаковы независимо от гидродинамических сопротивлений их подводящих трубопроводов.

Регулируя частоту генератора 16, можно в широких пределах регулировать скорость движения камерного буфера. Если дозирующие объемы 18 достаточно малы, а частота генератора !6 достаточно велика, то это движение практически не отличается от непрерывного.

Через некоторое время после перевода переключателя 37 в положение «Работа» разделительная камера 1 прибора полностью заполнится камерным буфером. С этого момента подают напряжение на электроды в электродных камерах 2 и 3, а в окошко 6 вводят разделяемую смесь, которая разделяется на фракции в процессе электрофореза. Разделенные клетки попадают в блок

7 выведения, а из него — в сосуды 11 для сбора разделенных фракций.

Данный прибор позволяет получить одинаковые расходы во всех разделенных фракциях с большой точностью и стабильностью во времени при малых скоростях протока камерного буферного раствора. Это обеспечивает высокую точность разделения, повышает количество и чистоту разделенных клеточных фракций.

1227181

1227181

ЛпЮготойи"

Редактор М. Недолуженко

Заказ 1988/3

I

Составитель В. Назарова

Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4