Многофункциональная аналитическая система для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма биологически активного материала

Многофункциональная аналитическая система для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма биологически активного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к медицинской технике и биотехнологиям, а более конкретно - к устройствам для определения в анализируемых пробах веществ или соединений, проявляющих круговой дихроизм (далее КД), в том числе, реализующим биосенсорные технологии определения наличия и концентрации биологически активных веществ (далее БАВ) по изменению характеристик оптического сигнала КД биологически активных материалов (далее БАМ) при их взаимодействии с БАВ, и может быть использовано в медицинской и клинической биохимии, а также в молекулярной фармакологии, в пищевой, фармацевтической и биотехнологической промышленности и экологии, наиболее эффективно - в клинической биохимии.

Известны различные устройства, реализующие биосенсорные технологии, основанные на регистрации оптических сигналов биологически активных материалов, проявляющих аномальный круговой дихроизм в анализируемых жидкостях.

Известен спектрополяриметр фирмы Jasco Corporation, Япония (Jasco J-710/720 Spectropolarimeter, Instruction Manual), содержащий источник светового излучения, селектор, поляризатор, модулятор поляризации, ячейку с исследуемой пробой, фотодетектор, синхронный усилитель, усилитель постоянного тока, компьютер, в котором регистрируют величину кругового дихроизма (далее КД), пропорциональную концентрации БАВ в пробе. Однако отсутствие режима накопления сигнала, а значит, недостаточная чувствительность определения БАВ (10^-7 моля), большие вес, габариты и энергопотребление, высокая стоимость прибора, отсутствие мобильности приводят к ограничению области применения указанного спектрополяриметра.

Известны устройство для определения биологически активного вещества в анализируемой жидкости (RU, 2107280, C1) и две его технические реализации в виде полезной модели дихрометра (DE, 10035709, C2) и портативного дихрометра СКД-2 (Успехи физических наук, 2004, т.174, №6, с.686-690), содержащие установленные последовательно источник светового излучения, селектор, поляризатор, модулятор поляризации, ячейку для размещения исследуемой пробы, содержащей биодатчик на основе холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК (далее ХЖКД ДНК) в контакте с анализируемой жидкостью, фотодетектор, синхронный усилитель, средство обработки сигнала, блок управления.

В указанных выше дихрометрах при прохождении через исследуемую пробу, биодатчик в которой проявляет свойства аномального кругового дихроизма, световой поток становится модулированным по интенсивности, благодаря чему на выходе фотодетектора возникает электрический сигнал, переменная составляющая которого на частоте модуляции поляризации излучения пропорциональна величине сигнала КД. Затем сигнал поступает на вход цифровой системы регистрации и после усиления, фильтрации и преобразования в цифровой код поступает в компьютер. Интерфейсная плата на основе микроконтроллера осуществляет необходимое взаимодействие всех узлов прибора, сбор и предварительную обработку сигнала КД, передачу данных в компьютер, а также тестирование параметров всех систем дихрометра.

Управление работой указанных дихрометров осуществляется с помощью программного комплекса, осуществляющего различные режимы работы дихрометра и поддерживающего библиотеку методик для определения различных БАВ, благодаря чему пользователь имеет возможность выбрать из меню то вещество, определение концентрации которого требуется в данный момент, после чего программа в режиме диалога «ведет» исследователя через все действия, предписанные методикой, и выдает результат в виде значения концентрации определяемого соединения в исследуемом образце.

Однако к недостаткам вышеупомянутых устройств можно отнести неоптимальную конструкцию лампового источника светового излучения, приводящую к образованию озона внутри спектрального блока в диапазоне УФ излучения вблизи длин волн 200 нм; недостаточно надежный и сложный в изготовлении и настройке электродинамический привод позиционного типа поворота дифракционной решетки селектора; недостаточную стабильность характеристик и низкую устойчивость фотоэластического модулятора поляризации к внешним воздействиям, а также влияние электронной схемы возбуждения модулятора на другие системы устройства, что понижает чувствительность регистрации КД, и, соответственно, измерения концентрации БАВ. Наличие паразитного сигнала КД из-за напряжений в окнах оптической кюветы с исследуемой пробой и несовершенства узла фиксации ячейки, а также избыточные шумы в канале регистрации КД приводят к недостаточной достоверности и стабильности результатов измерений сигнала КД. Усиление результирующего сигнала КД по постоянному току в тракте синхронного усилителя приводит к температурному дрейфу сигнала, при этом наличие в синхронном усилителе аналогового фильтра низких частот существенно снижает возможности дальнейшей обработки полезного сигнала из-за ограниченного набора постоянных времени фильтра. Наличие селектора длины волны в виде монохроматора и отдельного блока термостатирования ячейки с пробой приводит к излишней громоздкости дихрографа. Важным недостатком аналогов является требование приготовления биодатчика на основе ХЖКД ДНК непосредственно перед контактом его с анализируемой жидкостью, содержащей определяемое БАВ.

Перечисленные выше недостатки устройств для определения БАВ устранены в дихрометре для определения биологически активного вещества в жидкостях, гелях и пленках (RU, 92959, U1) и в дихрометре для определения биологически активного вещества в анализируемой жидкости (RU, 92960, U1). В указанных дихрометрах для достижения более высокой точности определения концентраций определяемых компонентов в любых анализируемых пробах предложены усовершенствованная конструкция лампового источника светового излучения, резко уменьшающая уровень образующегося озона в диапазоне УФ излучения вблизи и ниже 200 нм, технологичный шаговый двигатель поворота дифракционной решетки, усовершенствована конструкция устройства для размещения анализируемой пробы, обеспечивающая возможность скользящего перемещения кюветы с пробой относительно корпуса устройства без появления напряжений в материале стенок кюветы, конструктивное выполнение фотоэластического модулятора поляризации в сочетании со стабилизацией его рабочего тока, обеспечившее высокую стабильность характеристик модулятора и устойчивость его к внешним механическим воздействиям.

Кроме этого, в указанных дихрометрах для определения БАВ реализован принцип модульности, при котором функциональные модули устройства для определения БАВ содержат микроконтроллеры, обеспечивающие управление их функционированием в согласованных режимах и взаимодействие между собой с помощью стандартного интерфейса типа I2C. Управление работой аналитического устройства осуществляется с помощью внешнего или встроенного компьютера, при этом микроконтроллер модуля цифровой системы регистрации обеспечивает выполнение необходимых операций микроконтроллерами других функциональных модулей, первичную обработку сигнала, передачу его по интерфейсу USB в указанный компьютер, прием и передачу команд компьютера другим функциональным модулям.

Указанные технические решения позволили несколько уменьшить габариты дихрометров за счет включения блока термостатирования ячейки с пробой в состав оптического (спектрального) блока.

Использование указанных дихрометров позволяет точнее и с лучшей воспроизводимостью определять величину сигнала КД и концентрацию в пробах различных БАВ, при этом достигается более высокая чувствительность их определения (до 10^-9 М/л) и появляется возможность значительно расширить класс определяемых БАВ.

Кроме технических усовершенствований, в этих дихрометрах возможно определение оптических характеристик биодатчиков, приготовленных в виде гелей или пленок, содержащих иммобилизованные в них наноразмерные частицы жидкокристаллической дисперсии молекулярных конструкций ДНК (далее МК ДНК), в которых молекулы ДНК упорядочены между собой и сшиты между собой различными наномостиками, содержащими хромофорные соединения, проявляющие в составе частиц аномальную оптическую активность кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением и сохраняющих свою структуру и аномальную оптическую активность в течение длительного времени до смешивания с анализируемой жидкостью. (Евдокимов Ю.М., Салянов В.И., Семенов С.В., Скуридин С.Г. Жидкокристаллические дисперсии и наноконструкции ДНК, под редакцией Ю.М.Евдокимова - М.: Радиотехника, 294 с., 2008; Евдокимов Ю.М., Салянов В.И., Скуридин С.Г. Наноструктуры и наноконструкции на основе ДНК. Под ред. Ю.М. Евдокимова. М.: САЙНС-ПРЕСС, 2010, 254 с.).

Для указанных МК ДНК характерна не только аномальная оптическая активность, проявляемая в виде интенсивной полосы в спектре КД в области поглощения азотистых оснований ДНК, например, на длине волны ~260-270 нм, но и дополнительная аномальная оптическая активность в области поглощения элементов наномостиков, «сшивающих» МК ДНК, в частности, хромофоров антибиотиков в области длин волн 450-650 нм, например, дауномицина в области 505-525 нм. Величина аномальной оптической активности таких биодатчиков на основе МК ДНК в полосе поглощения антибиотика остается неизменной в течение длительного времени и может уменьшаться (вплоть до полного исчезновения) под действием БАВ, «мишенью» для которых служат структурные элементы наномостиков, являющиеся, по сути, наносенсорами. Наличие и концентрацию БАВ в анализируемой жидкости определяют по изменению величины регистрируемого оптического сигнала КД, обусловленному взаимодействием БАВ с МК ДНК, только в одной, указанной выше полосе в видимом диапазоне спектра, при помощи предварительно записанного калибровочного графика. Гелевые или пленочные биодатчики на основе МК ДНК, характеризующиеся длительным (месяцы) сроком устойчивости своей структуры и присущей им аномальной оптической активности, требуют, тем не менее, после долгого их хранения подтверждения паспортного значения характеристик оптического сигнала КД.

Можно сказать, что гелевые или пленочные биодатчики на основе МК ДНК представляют собой новый тип биологически активных материалов (далее БАМ) стабилизированных форм, оптическую активность КД которых можно искусственно создавать в заданном спектральном интервале и изменять по величине.

Исследование оптических свойств таких БАМ, обладающих определенными заданными характеристиками оптической активности КД на определенных заданных длинах волн, представляет и самостоятельную задачу, поскольку БАМ могут использоваться не только в качестве биодатчиков при определении наличия и концентрации БАВ в анализируемых пробах, но и как стандартные образцы, с помощью которых можно калибровать, например, спектрометры кругового дихроизма (дихрометры), работающие в широком диапазоне длин волн.

Задачу исследования оптических свойств и контроля качества БАМ на основе МК ДНК, в том числе с целью использования их в качестве биодатчиков в биосенсорных аналитических устройствах или для калибровки дихрометров и измерения оптической активности исследуемых с их помощью других объектов, целесообразнее решать с использованием работающих в широком диапазоне длин волн многофункциональных дихрометров. С другой стороны, применяемые на практике многофункциональные дихрометры (спектрополяриметры), сконструированные для решения традиционных исследовательских и аналитических задач, имеют стандартный набор достаточно громоздких конструктивных узлов (мощный ламповый источник излучения, многоэлементный селектор длины волны излучения в виде монохроматора, высокочувствительный детектор излучения на основе фотоэлектронного умножителя) и мало приспособлены для исследования БАМ на основе МК ДНК. Поэтому наряду с главной задачей - исследованием оптических свойств и контролем качества таких БАМ, одновременно должна быть решена задача создания адекватной ей более компактной многофункциональной аналитической системы.

В основу настоящего изобретения была положена задача создания компактной многофункциональной аналитической системы для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма (далее КД) биологически активных материалов (далее БАМ), содержащих молекулярные конструкции нуклеиновых кислот (МК НК) и обладающих аномальной оптической активностью при облучении циркулярно-поляризованным излучением в ультрафиолетовом диапазоне спектра и/или в видимом диапазоне спектра и способностью изменять характеристики оптической активности при взаимодействии с биологически активными веществами (далее БАВ) в зависимости от концентрации БАВ в исследуемой пробе, что позволит проводить исследования биологической активности БАВ в отношении БАМ по характеру и степени изменений характеристик КД.

При этом система должна была быть приспособлена для работы с БАМ, в качестве которых могут быть использованы как известные биодатчики на основе молекулярных конструкций НК, обладающие определенными известными исходными характеристиками оптического сигнала КД и имеющие в молекулярных конструкциях структурный элемент, являющийся «мишенью» или субстратом для БАВ, так и БАМ с предполагаемой оптической активностью при облучении циркулярно-поляризованным излучением.

При этом была поставлена задача определения указанных характеристик КД без какой-либо потери чувствительности регистрации сигнала КД, с сохранением высокой точности определения концентрации определяемых БАВ, в том числе ультранизкой концентрации (до ~10^-9 моля), в анализируемых пробах, в том числе в биологических жидкостях, таких, как плазма крови, цельная кровь и других.

Дополнительной задачей создания изобретения являлось обеспечение возможности спектрального контроля качества биодатчиков на основе молекулярных конструкций НК (МК НК), включая биодатчики, содержащие наноконструкции НК (НаК НК), путем тестирования их оптической активности перед использованием, а также возможности поверки измерительных характеристик системы при работе системы в ультрафиолетовой области излучений и в видимой области излучений по рабочему эталону (стандарту). При этом в качестве эталона оптической активности для поверки средств измерения КД может быть принята, например, оптическая активность водных растворов химического соединения, например, описанного выше КСК, но может быть использован в качестве эталона и известный биодатчик на основе МК НК (БАМ) с известными характеристиками оптических свойств КД.

Поставленная задача была решена созданием многофункциональной аналитической системы для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма биологически активного материала, содержащей размещенные в одном корпусе:

- источник светового излучения, снабженный коллимирующей линзой;

- селектор, выполненный в виде узкополосного интерференционного фильтра с возможностью его размещения в потоке света указанного источника излучения после указанной коллимирующей линзы;

- размещенные последовательно на одной оптической оси:

- поляризатор, обеспечивающий формирование линейно поляризованного светового потока;

- спектральную щель, обеспечивающую выделение линейно-поляризованного светового потока с заданным направлением вектора поляризации;

- модулятор поляризации, обеспечивающий преобразование указанного линейно поляризованного светового потока в циркулярно-поляризованный световой поток с периодически изменяющимся направлением вращения вектора поляризации;

- приемное устройство, приспособленное для установки в нем съемной оптически проницаемой кюветы для размещения исследуемой пробы и снабженное устройством термостатирования кюветы;

- по меньшей мере, одну съемную оптически проницаемую кювету, приспособленную для размещения в ней исследуемой пробы и для размещения ее в указанном приемном устройстве;

- фотодетектор, обеспечивающий регистрацию оптических сигналов кругового дихроизма исследуемой пробы и преобразование их в пропорциональный электрический сигнал; и

- систему регистрации, приспособленную для выделения и усиления указанного электрического сигнала и преобразования его в цифровую форму;

- средство управления, включающее средство обработки полученного электрического сигнала исследуемой пробы и контроллер команд,

отличающейся тем, что:

- содержит несколько источников излучения, снабженных коллимирующими линзами, при этом содержит, по меньшей мере, один источник излучения, обеспечивающий излучение в ультрафиолетовой области спектра, и, по меньшей мере, один источник излучения, обеспечивающий излучение в видимой области спектра, и содержит достаточное количество селекторов, выполненных в виде узкополосных интерференционных фильтров, установленных с возможностью их размещения в потоке света соответствующего указанного источника излучения после указанной коллимирующей линзы и приспособленных для формирования совместно с указанными источниками излучения достаточного количества узкополосных излучающих комплексов, обеспечивающих функционирование системы в следующих режимах:

- в первом режиме тестирования системы в ультрафиолетовой области спектра при размещении в съемной кювете тестовой пробы, содержащей эталон оптической активности, проявляющий свойства кругового дихроизма при облучении пробы циркулярно-поляризованным излучением на характерных для кругового дихроизма эталона длинах волн в ультрафиолетовой области спектра;

- во втором режиме тестирования системы в видимой области спектра при размещении в съемной кювете тестовой пробы, содержащей эталон оптической активности, проявляющий свойства кругового дихроизма при облучении его циркулярно-поляризованным излучением на характерных для эталона длинах волн в видимой области спектра;

- в третьем режиме тестирования оптических свойств биологически активного материала, при размещении в съемной кювете исследуемой пробы, содержащей биологически активный материал, предположительно, обладающий оптической активностью кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением;

- в четвертом режиме определения скорости диффузии биологически активного вещества в биологически активный материал и/или исследования динамики трансформации молекулярных конструкций ДНК при взаимодействии с биологически активным веществом, при размещении в указанной съемной кювете исследуемой пробы, содержащей биологически активное вещество в контакте с биологически активным материалом, предположительно, являющимся субстратом для указанного биологически активного вещества и проявляющим в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для указанного биологически активного материала, и изменяющим эти свойства по мере взаимодействия с биологически активным веществом в течение заданного времени экспозиции;

- в пятом режиме калибровки оптических свойств биологически активного материала, выполненного в виде биодатчика на основе молекулярных конструкций ДНК, проявляющего в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для биодатчика, и изменяющего их в результате взаимодействия указанного биодатчика с биологически активным веществом, для которого биологически активный материал является субстратом, в течение времени такого взаимодействия, меньшего времени полной диффузии биологически активного вещества в биодатчик, при размещении в указанной съемной кювете одной из N калибровочных проб, содержащих указанный биодатчик в контакте с одним из N калибровочных растворов, содержащих указанное биологически активное вещество в различной известной концентрации;

- в шестом режиме определения наличия и концентрации биологически активного вещества в исследуемой пробе при размещении в съемной кювете исследуемой пробы, содержащей биологически активное вещество, подлежащее определению, в неизвестной концентрации и биологически активный материал, выполненный в виде биодатчика на основе молекулярных конструкций ДНК, являющегося субстратом для определяемого биологически активного вещества и проявляющего в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для биодатчика, и изменяющего их в результате взаимодействия биодатчика с биологически активным веществом, наличие и концентрация которого подлежат определению,

и при этом:

- система снабжена устройством крепления указанных источников излучения и указанных селекторов, обеспечивающим возможность формирования источниками излучения и соответствующими им селекторами указанных излучающих комплексов соответственно выбранному режиму, излучающих на заданных длинах волн, путем направления потока излучения одного из указанных источников излучения через соответствующий один из указанных селекторов по одной оптической оси с указанным поляризатором, спектральной щелью, модулятором, указанной кюветой и фотодетектором в течение времени работы системы в соответствующем режиме.

При этом, согласно изобретению, система может быть приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств биологически активного материала в исходном состоянии путем определения характеристик его сигнала кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением в ультрафиолетовом диапазоне спектра и/или в видимом диапазоне спектра.

Кроме того, согласно изобретению, система может быть приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств биологически активного материала путем определения уровня чувствительности биологически активного материала в отношении биологически активного вещества, для которого указанный биологически активный материал является субстратом, путем определения количества указанного биологически активного вещества, в результате взаимодействия с которым наблюдается достоверное изменение сигнала кругового дихроизма биологически активного материала от максимума сигнала кругового дихроизма в исходном состоянии при облучении в видимом диапазоне спектра и/или в ультрафиолетовом диапазоне спектра.

Кроме того, согласно изобретению, система может быть приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств биологически активного материала путем определения его рабочего диапазона в отношении биологически активного вещества, для которого указанный биологически активный материал является субстратом, путем определения количеств указанного биологически активного вещества, в результате взаимодействия с которым наблюдается достоверное изменение величины сигнала кругового дихроизма биологически активного материала от максимума сигнала кругового дихроизма в исходном состоянии до полного исчезновения сигнала кругового дихроизма при облучении в видимом диапазоне спектра и/или в ультрафиолетовом диапазоне спектра.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы средство управления было выполнено с возможностью:

- выбора режима работы системы;

- выбора типа биологически активного материала, предполагаемого к использованию;

- предоставления пользователю данных о наличии в системе источников излучения и селекторов, необходимых для последующего формирования требующихся источников излучения в соответствии с выбранными типом биологически активного материала и режимом работы системы;

- подачи в автоматическом режиме управляющих команд на указанное устройство крепления, обеспечивающих соответствующее выбранному режиму положение источников излучения и селекторов для формирования соответствующего излучающего комплекса;

- подачи управляющих команд на терморегулятор узла термостатирования кюветы;

- подачи команд включения и выключения источников излучения, поляризатора, модулятора, источника питания фотодетектора;

- подачи управляющих команд, обеспечивающих регистрацию оптических сигналов исследуемой пробы через заданные промежутки времени в течение заданного времени экспозиции пробы, достаточной для регистрации фотодетектором значимых изменений оптического сигнала биологически активного материала, и подачи управляющих команд на цифровую систему регистрации и средство обработки;

- сохранения полученных результатов измерений.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы средство обработки было приспособлено для визуализации в заданном графическом или табличном или ином виде результатов регистрации оптических сигналов исследуемой пробы и результатов вычислений, произведенных:

- для определения в первом и втором режимах способности аналитической системы измерять круговой дихроизм оптических сигналов путем выявления соответствия между характеристиками регистрируемого системой оптического сигнала и известными характеристиками кругового дихроизма эталона;

- для определения в третьем режиме оптических свойств биологически активного материала на основе результатов регистрации оптического сигнала кругового дихроизма пробы и путем сравнения результатов измерения характеристик кругового дихроизма исследуемого биологически активного материала с данными известных характеристик, сохраненных ранее, соответствующих биологически активному материалу выбранного типа, путем определения уровня чувствительности известного количества биологически активного материала и диапазона количеств биологически активного вещества, при взаимодействии с которым биологически активный материал изменяет свойства кругового дихроизма;

- для определения в четвертом режиме коэффициента диффузии биологически активного вещества в биологически активный материал и динамики трансформации молекулярных конструкций ДНК при взаимодействии с биологически активным веществом на основе результатов измерения величины регистрируемого сигнала кругового дихроизма биологически активного материала в пробе путем вычисления величины и динамики изменения указанного регистрируемого сигнала в течение времени взаимодействия биологически активного материала с биологически активным веществом;

- для определения в пятом режиме калибровочной зависимости величины изменения амплитуды регистрируемого оптического сигнала кругового дихроизма биодатчика от величины концентрации биологически активного вещества, для которого биодатчик является субстратом, в указанных N калибровочных растворах на основе результатов регистрации величины сигнала кругового дихроизма биодатчика в калибровочных пробах через заданные интервалы времени и путем вычисления величины изменений сигналов кругового дихроизма биодатчика, зарегистрированных через определенный заданный интервал времени и соответствующих разным концентрациям биологически активного вещества;

- для определения в шестом режиме наличия и концентрации определяемого биологически активного вещества на основе результатов регистрации величины сигнала кругового дихроизма биодатчика в исследуемой пробе через заданные интервалы времени путем вычисления величины изменения сигнала кругового дихроизма биодатчика, зарегистрированного через определенный заданный интервал времени, и сравнения этой величины с величинами изменений сигналов кругового дихроизма калибровочной зависимости биодатчика, определенной предварительно для биодатчика выбранного типа, зарегистрированных через такой же интервал времени для разных концентраций биологически активного вещества.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система в качестве указанного источника излучения в УФ области спектра содержала дейтериевую лампу.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанные узкополосные излучающие комплексы, обеспечивающие излучение в видимой области спектра, были выполнены в виде узкополосных диодных излучателей, снабженных коллимирующей линзой и селектором.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанное устройство крепления излучающих комплексов было выполнено в виде турели с четырьмя степенями свободы, содержащей диск, установленный с возможностью поворота вокруг своей оси в плоскости, перпендикулярной указанной оптической оси, и приспособленный для размещения на нем источников излучения и/или селекторов, формирующих указанные узкополосные излучающие комплексы, с возможностью одновременной установки одного из источников излучения и соответствующего одного из селекторов на одной оптической оси с указанным поляризатором, спектральной щелью, модулятором, кюветой и фотодетектором в течение времени работы системы в соответствующем режиме.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанный диск турели был выполнен съемным.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы указанное устройство крепления излучающих комплексов содержало многопозиционные держатели, приспособленные для установки в них источников излучения и селекторов, необходимых для формирования узкополосных излучающих комплексов в ультрафиолетовой области спектра или в видимой области спектра, и устройств flip-flop с зеркалами, обеспечивающих возможность попеременной установки устройств flip-flop в положение flip, и выходное зеркало, приспособленное для направления излучения излучающих комплексов по одной оптической оси с указанным поляризатором, спектральной щелью, модулятором, кюветой и фотодетектором, и фиксации указанного положения flip в течение заданного времени экспозиции в соответствующем режиме.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанные многопозиционные держатели были выполнены съемными.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанные источники излучения, указанные селекторы и указанные устройства flip-flop были выполнены съемными.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы компоновка системы была выполнена в корпусе таким образом, чтобы оптическая ось системы была расположена горизонтально, а указанная съемная кювета была выполнена в виде ячейки, приспособленной для размещения в приемном устройстве при вертикальном расположении в ней пробы перпендикулярно оптической оси системы.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы съемная кювета была приспособлена для размещения в ней пробы с биологически активным материалом в виде раствора или в виде гелевого или пленочного образца.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы компоновка системы была выполнена в корпусе таким образом, чтобы оптическая ось системы была расположена вертикально, а указанная съемная кювета была выполнена в виде ячейки, приспособленной для ее размещения в приемном устройстве при горизонтальном расположения в ней пробы перпендикулярно оптической оси системы.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы съемная кювета была выполнена в виде микроплаты с лунками, имеющими, по меньшей мере, дно, оптически проницаемое для излучений в ультрафиолетовом и видимом диапазоне спектра, и приспособленной для ее размещения в приемном устройстве при горизонтальном расположении лунок с возможностью перемещения микроплаты в горизонтальной плоскости.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы съемная кювета была выполнена в виде микроплаты, приспособленной для размещения в лунках пробы, содержащей биологически активный материал в виде гелевого или пленочного образца.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности раствор химического соединения, проявляющий свойства кругового дихроизма при облучении его на характерной для него длине волны в ультрафиолетовой области спектра.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности водный раствор n-пропиламмониевой соли d-10 камфорсульфоновой кислоты, проявляющий свойства кругового дихроизма в ультрафиолетовой области спектра с максимумом сигнала на длине волны 290 нм.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности биологически активный материал на основе молекулярных конструкций НК, проявляющий в исходном состоянии свойства кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК с максимумом сигнала при облучении в ультрафиолетовой области спектра.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности дисперсную фазу линейной B-формы двухцепочечных молекул ДНК в водно-солевом растворе, проявляющих в исходном состоянии свойства кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК в ультрафиолетовой области спектра с максимумом на длине волны 260 нм.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности жидкокристаллический биодатчик, представляющий собой распределенную в водно-полимерном матриксе дисперсную фазу линейных двухцепочечных молекул ДНК, сшитых между собой молекулами стеллина В, с максимумом сигнала при облучении в ультрафиолетовой области спектра на длине волны 270 нм.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы во втором режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности биологически активный материал на основе молекулярных конструкций НК, проявляющий свойства кругового дихроизма с максимумом оптического сигнала в видимой области спектра.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы во втором режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности биологически активный материал, выполненный в виде интегрального биодатчика, содержащего жидкокристаллическую дисперсию линейных двухцепочечных молекул ДНК, упорядоченных в пространстве и "сшитых" мостиками «антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-…-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля, с известными характеристиками кругового дихроизма в видимой области спектра с максимумом сигнала при облучении на длине волны в диапазоне 505-525 нм.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для работы в третьем и/или четвертом, и/или пятом, и/или шестом режимах с исследуемыми пробами, содержащими биологически активный материал, проявляющий в исходном состоянии свойства аномального кругового дихроизма при облучении в ультрафиолетовой области спектра и/или кругового дихроизма при облучении в видимой области спектра и изменяющий амплитуду сигналов при облучении в видимой области спектра при его взаимодействии с биологически активным веществом в зависимости от его количества в пробе.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для работы в третьем и/или четвертом, и/или пятом, и/или шестом режимах с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного материала жидкокристаллические биодатчики, представляющие собой дисперсную фазу из линейных двухцепочечных молекул НК, сшитых молекулами субстрата для биологически активного вещества, и проявляющие в исходном состоянии свойства кругового дихроизма с максимумом сигнала при облучении в ультрафиолетовой области спектра и с максимумом сигнала при облучении в видимой области спектра и изменяю