ПРОТОЧНАЯ КАМЕРА ДЛЯ ИНКУБАЦИИ И ОТМЫВКИ БИОЧИПА

Полезная модель относится к области медицины, а также может быть использована в области биологии и ветеринарии и предназначена для проведения исследований клеток с помощью биочипов.
Известно приспособление, предназначенное для инкубации биочипа с клеточной суспензией и выполнения его отмывки, представляющее собой чашку Петри или иную емкость, на дне которой закрепляют (приклеивают) биочип (см. А.В.Шишкин, И.И.Шмырев, С.А.Кузнецова, Н.Г.Овчинина, А.А.Бутылин, Ф.И.Атауллаханов, А.И.Воробьев «Иммунологические биочипы для параллельного определения поверхностных антигенов и морфологического исследования клеток», журнал «Биологические мембраны», 2008, том 25, №4, с.277-284).
Недостатком данного устройства является невозможность автоматизированного контроля качества отмывки биочипа, что увеличивает длительность выполнения анализа. При проведении отмывки биочипа невозможно точно регулировать скорость потоков жидкости, что может приводить к отрыву клеток, слабо связавшихся с иммобилизованными на подложке биочипа антителами. Это ведет к снижению чувствительности анализа.
Известна проточная камера, предназначенная для инкубации биочипа с клеточной суспензией и выполнения его отмывки, содержащая приводящую и отводящую трубки, а также корпус, в котором находится емкость, одну из стенок коброй образует биочип (см. А.В.Шишкин, И.И.Шмырев, С.А.Кузнецова, Н.Г.Овчинина, А.А.Бутылин, Ф.И.Атауллаханов, А.И.Воробьев «Иммунологические биочипы для исследования эритроцитов человека», журнал «Биологические мембраны». - 2008. - №4 - С.267-276), взятая в качестве прототипа.
Недостатком данного устройства является невозможность автоматизированного контроля качества отмывки биочипа, что увеличивает длительность и трудоемкость выполнения анализа. Кроме того, закрепление (приклеивание) биочипа на корпусе проточной камеры и его отделение требуют выполнения точных манипуляций. Это создает риск повреждения поверхности биочипа.
Задачей заявленной полезной модели является уменьшение длительности и трудоемкости выполнения анализа.
Поставленная задача решается за счет того, что согласно полезной модели, проточная камера для инкубации и отмывки биочипа, содержащая корпус, имеющий емкость, в которой располагается биочип, приводящую и отводящую трубки, снабжена датчиком, регистрирующим изменение заполнения клетками поверхности биочипа в заданном участке.
Проточная камера содержит приспособление для улавливания пузырей воздуха.
Приспособление для улавливания пузырей воздуха снабжено
приспособлением для удаления скопившегося воздуха.
Проточная камера имеет датчик, регистрирующий прохождение воздуха за предела улавливающего приспособления.
Емкость выполнена разъемной с одной или более съемными стенками.
В стенке емкости выполнена выемка для крепления биочипа
Проточная камера имеет одно или несколько самогерметизирующихся отверстий для дополнительного введения растворов или клеточных суспензий.
Проточная камера имеет дополнительный узел крепления в виде выступов на корпусе.
Использование заявленной полезной модели уменьшает длительность и трудоемкость отмывки биочипа за счет автоматизации. Наличие улавливающего приспособления предотвращает попадание пузырей воздуха в емкость проточной камеры. (Попадание пузырей воздуха в емкость проточной камеры изменяет светопропускание, что приводит к получению ложных сигналов от датчика. Кроме того, при попадании в емкость проточной камеры крупных пузырей воздуха происходит отрыв всех клеток с поверхности биочипа). За счет улавливания пузырей воздуха исключаются данные нежелательные эффекты и повышается надежность работы устройства. Выполнение емкости проточной камеры разъемной, а также наличие выемки в съемной стенке делают более удобным и быстрым крепление биочипа в проточной камере и его извлечение из нее. При этом уменьшается риск повреждения поверхности биочипа при выполнении с ним данных манипуляций. Герметичное закрепление биочипа в выемке стенки предотвращает попадание клеток между тыльной стороной биочипа и стенкой емкости, способное приводить к появлению ложных сигналов датчика. Кроме того, выполнение стенок емкости съемными, позволяет осуществлять их очистку при возникновении загрязнения и восстанавливать их прозрачность, что немаловажно при использовании оптического датчика. Наличие дополнительного узла крепления позволяет закреплять проточную камеру на предметном столике микроскопа, что делает более удобной работу с ней. Наличие самогерметизирующихся отверстий делает более удобным и быстрым дополнительное введение в проточную камеру клеточной суспензии или небольших объемов иных жидкостей, которое осуществляется с помощью шприца. При этом уменьшается вероятность попадания пузырей воздуха в проточную камеру. Кроме того, требуются меньший объем данных жидкостей, поскольку они вводятся в нужные места, и нет необходимости заполнять ими всю проточную камеру.
Описание полезной модели поясняется чертежом, где:
на фиг.1 представлен вид сверху,
на фиг.2 разрез А-А на фиг.1
на фиг.3 разрез В-В на фиг.1
на фиг.4 представлен общий вид биочипа (сверху)
Проточная камера содержит корпус 1 (фиг.1), приводящую трубку 2, отводящую трубку 3, которые через отверстия 4, соединяются с емкостью 5 (фиг.2), верхняя стенка 6 которой выполнена прозрачной. В корпусе 1 имеется ступенька 7 (фиг.3) к которой прижата съемная нижняя стенка 8, также выполненная прозрачной. В съемной стенке 8 имеется выемка 9 (фиг.2), в которой закреплен биочип 10. Биочип 10 (фиг.4) имеет на своей поверхности участки 11 с иммобилизованными антителами, в которых при инкубации связываются клетки, имеющие соответствующие поверхностные антигены и фоновые участки 12, не содержащие иммобилизованных антител. Соединение съемной стенки 8 (фиг.3) с корпусом 1 герметизируется с помощью эластичной прокладки 13 (фиг.3), которая закрепляется с помощью прижимающей прокладки 14 и прижимающей детали 15, которая крепится в корпусе 1 с помощью резьбового соединения. В корпусе 1 имеется одно или несколько самогерметизирующихся отверстий 16 (фиг.2, 3), через которые шприцом могут быть введены небольшие объемы растворов или клеточной суспензии. Корпус 1 имеет съемные выступы 17 (фиг.3), предназначенные для крепления проточной камеры на предметном столике микроскопа в устройстве для перемещения микропрепаратов. Приводящая трубка 2 (фиг.2) и отводящая трубка 3 снабжены запирающими приспособлениями (кранами) 18. Приводящая трубка 2 снабжена улавливающим приспособлением 19, задерживающим пузыри воздуха. Улавливающее приспособление 19 снабжено приспособлением 20, предназначенным для удаления скопившегося в нем воздуха, которое представляет собой самогерметизирующееся отверстие, заполненное эластичным материалом, через которое может быть введена игла шприца. Между улавливающим приспособлением 19 и корпусом 1 располагается датчик 21, регистрирующий прохождение пузырей воздуха за пределы улавливающего приспособления 19 при его переполнении воздухом. Датчик 21 с помощью проводов 22 соединен с источником электропитания и функционально связан с сигнализирующим устройством или устройством, управляющим работой насоса (данные устройства на чертеже не показаны). Проточная камера снабжена датчиком 23 (фиг.1), состоящим из светодиода 24 (фиг.2), создающего узкий пучок света, и фотодиода 25. Датчик 23 соединен проводами 26 с источником электропитания и сигнальным устройством, либо с устройством, управляющим работой насоса (данные устройства на чертеже не показаны). Датчик 23 (фиг.1) регистрирует изменение светопропускания подложки, зависящее от ее заполнения клетками, и предназначен для определения момента окончания отмывки. Датчик 23 расположен в проекции одного из фоновых участков 12 (фиг.4) биочипа 10.
Проточная камера работает следующим образом.
Биочип 10 плотно закрепляют в выемке 9 съемной стенки 8. Зазор между краями биочипа 10 и краями выемки 9 герметизируют, например, тонким слоем силиконовой смазки, которую предварительно наносят на края выемки 9. Съемную стенку 8 с закрепленным в ней биочипом 10 устанавливают в корпусе 1 проточной камеры и герметично закрепляют с помощью деталей 13, 14 и 15. Проточную камеру заполняют жидкостью, таким образом, чтобы в ней отсутствовали пузыри воздуха. Приводящую трубку 2 соединяют с насосом, создающим поток жидкости, а отводящую трубку 3 соединяют с емкостью, предназначенной для сбора отработанной жидкости. Датчики 23 и 21 подключают к источникам электропитания и соединяют с сигнальными устройствами либо с устройством, управляющим работой насоса. В емкость 5 проточной камеры через самогерметизирующееся отверстие 16 вводят клеточную суспензию и осуществляют инкубацию в отсутствие потока жидкости в течение времени, достаточного для осаждения клеток на поверхность биочипа 10. Инкубация также может выполняться при подаче в емкость 5 потока клеточной суспензии с небольшой скоростью. После завершения инкубации биочип 10 отмывают, пропуская через емкость 5 поток жидкости со скоростью, достаточной для устранения неспецифически связавшихся клеток. Момент окончания отмывки биочипа 10 определяют с использованием датчика 23, регистрирующего изменение светопропускания, которое зависит от плотности связывания клеток на поверхности биочипа. Отмывка биочипа 10 является выполненной, если клетки отсутствуют в фоновых участках 12. Датчик 23 расположен в проекции одного из них. При необходимости может быть выполнен дополнительный контроль качества отмывки биочипа в других участках, который выполняется с помощью микроскопии. После устранения неспецифически связавшихся с биочипом 5 клеток, подачу потока отмывающей жидкости прекращают (вручную или автоматически) и закрывают краны 18. В процессе работы, попавшие в приводящую трубку 2 пузыри воздуха задерживаются в улавливающем приспособлении 19. Скопившийся в нем воздух может быть удален шприцом, игла которого вводится через самогерметизирующееся отверстие 20. Прохождение пузырей воздуха по ходу приводящей трубки за пределы улавливающего приспособления 19 (при его переполнении воздухом) регистрируется датчиком 21. В этом случае останавливают подачу потока жидкости (вручную или автоматически) и закрывают кран 18 на приводящей трубке 2.
После выполнения отмывки съемную стенку 8 извлекают из корпуса 1 и отделяют от нее биочип 10.