Проточный блок устройства для диагностики нарушений клеточного гемостаза
FLOW-THROUGH UNIT OF A DEVICE FOR DIAGNOSING DISORDERS OF CELLULAR HEMOSTASIS

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в устройствах для медицинской диагностики, в частности в устройствах для диагностики клеточного гемостаза.
Известна лазерная оптическая тест-система для регистрации кинетики адгезии тромбоцитов, содержащая проточный блок с оптической подложкой, источник лазерного излучения, два фото детектора, перистальтический насос и компьютер. Перистальтический насос соединен с проточным блоком и управляется компьютером. Через проточный блок прокачивалась плазма, обогащенная тромбоцитами. Проточный блок тест-системы состоит из резервуара, в который микропипеткой вносят пробу обогащенной тромбоцитами плазмы, перистальтического насоса и проточной камеры. Под действием перистальтического насоса плазма циркулирует по трубке через проточную камеру с адгезивным белковым покрытием в резервуар, из которого вновь поступает в трубку, обеспечивая непрерывную циркуляцию.
(Автаева Ю.Н., Мельников И.С., Габбасов З.А. Регистрация в реальном времени адгезии тромбоцитов на иммобилизованном на оптической подложке фибриногеновом покрытии в условиях потока. - Клеточные технологии в биологии и медицине, 2018, №1, с. 48-52).
Недостатком тест-системы является то, что в контуре циркуляции проб присутствует «мертвая зона», не промываемая при очистке прибора, что приводит к смешиванию новых проб крови в непромываемой «мертвой зоне» со старыми пробами крови, делая получаемые результаты недостоверными.
Известен прибор для регистрации кинетики адгезии тромбоцитов, содержащий проточный блок, оптический блок и электронно-вычислительный блок, расположенные в корпусе. При этом проточный блок включает резервуар для биологической жидкости, клапан, проточную камеру и циркуляционный насос, соединенные трубками с образованием циркуляционного контура, при этом проточная камера установлена в оптическом блоке на призме таким образом, что оптическая поверхность призмы, обладающая способностью к адгезии тромбоцитов, образует стенку проточной камеры, а электронно-вычислительный блок соединен с циркуляционным насосом с возможностью управления расходом биологической жидкости. Проточный блок обеспечивает отбор и циркуляцию в системе пробы биологической жидкости (создает условия постоянного контролируемого по скорости потока).
(Патент РФ №2725863, МПК G16H 50/00, опубл. 06.07.2020 г., Бюл. №19)
Недостаток конструкции также заключается в том, что в контуре циркуляции проб присутствует «мертвая зона», не промываемая при очистке прибора, а это приведет к тому, что новые пробы крови в непромываемой «мертвой зоне» будут смешиваться со старыми пробами крови, делая получаемые результаты недостоверными. В любом микрофлюидном клапане есть мертвое пространство (обычно 10-30 мкл). Так как в микрофлюидном устройстве для исследований используются малые объемы биологической жидкости (около 300 мкл), то даже несколько мкл биологической или промывочной жидкости, оставшихся от предыдущего исследования и, попав при новом исследовании в циркулирующую жидкость, могут влиять на результаты.
Задачей изобретения является создание проточного блока устройства для диагностики нарушений клеточного гемостаза, позволяющего добиваться полного очищения системы от биологических и промывочных жидкостей, что влияет на получение наиболее достоверных результатов.
Технический результат изобретения заключается в повышении точности и достоверности результатов.
Это достигается тем, что в заявляемом проточном блоке устройства для диагностики нарушений клеточного гемостаза, включающем резервуар для жидкости, клапан, проточную камеру и циркуляционный насос, соединенные трубками с образованием циркуляционного контура, согласно изобретению, дополнительно содержит связанную с циркуляционным контуром промывочную систему, включающую резервуар с детергентом и резервуар с дистиллированной водой, клапан подачи промывочной жидкости, клапан подачи воздух/жидкость и перистальтический промывочный насос, кроме того, резервуар для жидкости является съемным и расположен между проточной камерой и перистальтическим насосом контура циркуляции.
Заявляемый проточный блок устройства для диагностики нарушений клеточного гемостаза показан на Фиг. 1, где 1 - резервуар с детергентом, 2 - резервуар с дистиллированной водой, 3 - клапан подачи промывочной жидкости, 4 - клапан подачи воздух/жидкость, 5 - перистальтический промывочный насос, 6 - камера проточная, 7 - резервуар для жидкости, 8 - перистальтический насос контура циркуляции.
Исследования биологических жидкостей (цельная кровь и плазма крови) проводят в контуре циркуляции, представленном проточной камерой 6, резервуаром 7 для жидкости, перистальтическим насосом 8 контура циркуляции.
Резервуар 1 с детергентом, резервуар 2 с дистиллированной водой, клапан 3 подачи промывочной жидкости, клапан 4 подачи воздух/жидкость, перистальтический промывочный насос 5 относятся к промывочной системе.
Резервуар 1 с промывочной жидкостью содержит детергент с поверхностно-активными веществами, обеспечивающими эффективное очищение каналов трубок устройства от белков и клеток, остающихся после циркуляции биологических жидкостей (кровь, плазма крови). Детергент при длительном нахождении в каналах трубок может образовывать отложения, нарушающие геометрию каналов. Также, детергент будет вступать во взаимодействие с исследуемыми образцами крови и плазмы крови, нарушая функцию и целостность клеточных элементов и белков.
Для устранения детергента из каналов трубок используется дистиллированная вода из резервуара 2.
Резервуары 1 и 2 соединены трубками с клапаном 3 подачи промывочной жидкости.
Переключение поступления детергента из резервуара 1 или дистиллированной воды из резервуара 2 регулируют клапаном 3 в зависимости от того, какой жидкостью в данный момент планируется промывать систему.
Клапан 3 подачи промывочной жидкости соединен трубкой с клапаном 4 подачи воздух/жидкость.
Клапан 4 регулирует (переключает) поступление промывочных жидкостей из резервуаров 1 или 2 или атмосферного воздуха. Воздух используется для устранения (выдувания) дистиллированной воды из каналов трубок.
Клапан 4 соединен трубкой с перистальтическим насосом 5, обеспечивающим поступление промывочных жидкостей или воздуха в проточную камеру 6.
Проточная камера 6 соединена трубкой с Резервуаром 7. В резервуаре 7 во время исследований накапливается биологическая жидкость, во время промывки - промывочные жидкости. Резервуар 7 является съемным.
Резервуар 7 соединен трубкой с перистальтическим насосом контура 8 циркуляции.
Перистальтический насос 8 контура циркуляции применяют во время исследования для прокачивания биологических жидкостей по замкнутому контуру циркуляции, представленному проточной камерой 6, резервуаром 7 и перистальтическим насосом 8. Во время промывки системы перистальтический насос 8 способствует прокачиванию промывочных жидкостей или воздуха по контуру циркуляции.
Проточный блок устройства для диагностики нарушений клеточного гемотаза используют следующим образом.
Устанавливают резервуар 7 с биологической жидкостью и проводят исследование, при котором биологическая жидкость (цельная кровь или плазма крови) циркулирует по контуру циркуляции (из резервуара 7, через перистальтический насос 8 в проточную камеру 6). По завершении исследования резервуар 7 с биологической жидкостью удаляют и заменяют на пустой резервуар 7. Для подготовки устройства для диагностики нарушений клеточного гемостаза к проведению следующего исследования, необходимо удалить остатки биологической жидкости из системы от предыдущего исследования. Для этого активируют промывочную систему. Перистальтический насос 5 промывочный обеспечивает поступление детергента из резервуара 1 через клапаны 3 и 4 в контур циркуляции, где детергент поступает в проточную камеру 6. Активируется перистальтический насос 8 контура циркуляции, прокачивающий подаваемый перистальтическим насосом 5 детергент по контуру циркуляции. Отработанный детергент накапливается в резервуаре 7, после чего резервуар 7 удаляется. После выполнения этой процедуры промывки система очищена от биологической жидкости. Однако в ней сохраняются остатки детергента, который будет неизбежно вступать во взаимодействие с белками и клетками биологической жидкости при новом исследовании, влияя на качество результатов теста. Следовательно, вторым этапом очистки является удаление остатков детергента.
Для этого резервуар 7 заменяют на чистый. Клапан 3 переключается, открывая канал из резервуара 2 с дистиллированной водой, при этом перекрывая канал из резервуара 1 с детергентом. Под действием перистальтического насоса 5 дистиллированная вода из резервуара 2 поступает через клапаны 3 и 4 в камеру 6 проточную и под действием перистальтического насоса 8 контура циркуляции циркулирует по контуру циркуляции. Дистиллированная вода вымывает остатки детергента, накапливаясь в резервуаре 7, после чего резервуар 7 удаляют. После выполнения этой процедуры промывки система очищена от биологической жидкости и детергента. Однако остающаяся в системе дистиллированная вода будет вступать во взаимодействие с белками и клетками биологической жидкости при новом исследовании, также влияя на качество результатов теста.
Поэтому проводят очистку системы воздухом. Резервуар 7 заменяют. Клапан 3 перекрывает канал от резервуаров 1 и 2. Клапан 4 открывает доступ атмосферного воздуха в систему. Под действием перистальтического насоса 5 атмосферный воздух засасывается в трубки и нагнетается в проточную камеру 6 и под действием перистальтического насоса 8 нагнетается в контур циркуляции. Атмосферный воздух выдавливает остатки дистиллированной воды из каналов трубок. Таким образом, достигается полное очищение системы от биологических и промывочных жидкостей.
Примеры использования.
1. Для выполнения исследования биологическая жидкость (цельная кровь или плазма крови) помещается в резервуар 7. Активируется перистальтический насос 8 контура циркуляции, под действием которого биологическая жидкость циркулирует по контуру циркуляции (проточная камера 6, резервуар 7, перистальтический насос 8 контура циркуляции). При этом перистальтический насос 5 промывочный остается неактивным, перекрывая трубку промывочного блока и препятствуя поступлению в нее биологической жидкости. Во время циркуляции биологической жидкости в контуре циркуляции происходит регистрация адгезии тромбоцитов на оптической подложке проточной камеры 6. После завершения исследования биологическая жидкость частично остается в трубках контура циркуляции, частично в резервуаре 7. После завершения исследования резервуар 7 с биологической жидкостью удаляется и заменятся на новый. Для устранения биологической жидкости из трубок контура циркуляции необходимо выполнить промывку контура циркуляции.
2. После выполнения исследования, при котором биологическая жидкость циркулировала по контуру циркуляции, резервуар 7, содержащий биологическую жидкость удаляется и заменяется на пустой резервуар 7. Далее необходимо удалить остатки биологической жидкости из системы. Для этого активируется Перистальтический насос 5 промывочный, который обеспечивает поступление детергента из резервуара 1 через клапаны 3 и 4 в контур циркуляции. Активируется перистальтический насос 8 контура циркуляции, прокачивающий подаваемый перистальтическим насосом 5 детергент по контуру циркуляции. Детергент накапливается в резервуаре 7, после чего резервуар 7 удаляется. После выполнения этой процедуры промывки система очищена от биологической жидкости. Резервуар 7 заменяется. Клапан 3 переключается, открывая канал из резервуара 2 с дистиллированной водой и закрывая канал из резервуара 1 с детергентом. Под действием перистальтического насоса 5 дистиллированная вода из резервуара 2 поступает через клапаны 3 и 4 в камеру 6 проточную и под действием перистальтического насоса 8 циркулирует по контуру циркуляции. Дистиллированная вода вымывает остатки детергента, накапливаясь в резервуаре 7. Резервуар 7 удаляется. После выполнения этой процедуры промывки система очищена от биологической жидкости и детергента.
Резервуар 7 заменяется. Клапан 4 перекрывает канал от резервуаров 1 и 2, идущий через клапан 3, и открывает доступ атмосферного воздуха в систему. Под действием Перистальтического насоса 5 атмосферный воздух засасывается в трубки и нагнетается в проточную камеру 6 и под действием перистальтического насоса 8 нагнетается в контур циркуляции. Атмосферный воздух выдавливает остатки дистиллированной воды из каналов трубок. Система полностью очищена и готова к проведению следующего исследования.
Таким образом, заявляемый проточный блок устройства для диагностики нарушений клеточного гемостаза позволяет добиваться полного очищения системы от биологических и промывочных жидкостей, что положительно влияет на получение наиболее достоверных результатов.