УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ЦВЕТНЫХ ФЕРМЕНТАТИВНЫХ РЕАКЦИЙ

Полезная модель относится к аналитическим устройствам фотометрического определения скорости цветных ферментативных реакций и может быть использована для оценки ферментативной активности суспензий микроорганизмов.
В настоящее время известны устройства, позволяющие реализовать фотометрический способ измерения, например фотоколориметры и спектрофотометры, фотометрическая система которых предполагает прохождение светового потока сквозь кварцевую кювету, в которой находится исследуемая жидкость.
Недостатками указанных устройств является высокая стоимость самих приборов и опций, обеспечивающих термостатирование и перемешивание образцов, а также появление сложностей и значительных погрешностей при работе с суспендированными образцами, склонными к осаждению при гетерогенном распределении в кювете; возникновение ошибок определения при загрязнении и повреждении кювет.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является разработка устройства, позволяющего оперативно количественно оценить скорость цветных ферментативных реакций, в том числе в суспензии микроорганизмов, исключить ошибки определения, связанные с эксплуатацией кювет и гетерогенностью биологически активной среды, и обладающего хорошей воспроизводимостью результатов определений.
Это достигается тем, что устройство включает блок определения оптической плотности, включающий источник света с максимумом спектральной характеристики на определенной длине волны, фотодатчик и отражатель, погруженный в исследуемую пробу непосредственно, блок для обеспечения термостабилизации пробы и блок для ее перемешивания, и соединено с блоком управления, отвечающим за преобразование аналогового сигнала фотоприемника в цифровой вид, и его передачу на управляющий компьютер.
Конструкция полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена конструкция устройства.
Устройство включает термостатируемую ячейку, включающую стеклянный стакан 1 под исследуемую пробу, металлический стакан 2, слой теплоизоляции 3; а также крышку с встроенной системой измерения 4, включающую блок для перемешивания (мешалку) 5, отражатель света 6, блок определения оптической плотности 7, включающий источник света с максимумом спектральной характеристики на определенной длине волны (светодиод) и фотодатчик, смонтированные в общем корпусе и разделенные непрозрачной перегородкой, ограничительные элементы 8 (при необходимости), термодатчик 9; блок для обеспечения термостабилизации пробы, например, элемент Пельтье 10, функционирование которого обеспечивается наличием радиатора 11 и вентилятора 12. Ячейка соединена кабелем с блоком управления, отвечающим за преобразование аналогового сигнала фотоприемника в цифровой вид и его передачу на управляющий компьютер.
В термостатируемой ячейке могут быть установлены ограничительные элементы 8 для предотвращения механического повреждения датчиков и мешалки об дно стакана. Для улучшения теплопередачи пространство между металлическим стаканом 2 и стеклянным стаканом 1 может быть заполнено водой.
Светодиод и фотодатчик смонтированы таким образом, чтобы свет, исходящий от светодиода, попадал в фотодатчик только отразившись какой-либо поверхности, например, от отражателя 6 (благодаря этому увеличивают оптический путь луча).
Термостабилизация пробы в термостатируемой ячейке может обеспечивается элементом Пельтье 10, который в зависимости от полярности питающего напряжения, может работать либо как нагреватель либо как холодильник. Для охлаждения или нагрева самого элемента Пельтье используется радиатор 11 и вентилятор 12.
Устройство функционирует следующим образом: исследуемую пробу помещают в стеклянный стакан 1 термостатируемой ячейки, устанавливают требуемую температуру термостатирования посредством ее задания в управляющей компьютерной программе, температура поддерживается и регулируется элементом Пельтье 10 и термодатчиком 9, на ячейку устанавливают крышку с встроенной системой измерения 4, обеспечивая погружение указанной системы в исследуемую пробу. Затем включают светодиод с фотодатчиком блока определения оптической плотности 7, мешалку 5. Ожидают термостабилизации ячейки и стабилизации показаний фотодатчика, с помощью дозатора в пробу вводят требуемый реагент, участвующий в цветной реакции с ферментом и выбираемый в зависимости от задач исследования. Фотодатчик фиксирует уменьшение концентрации реагента в ходе ферментативной реакции по принципу фотометрического анализа.
Показания фотодатчика усредняются устройством и фиксируются один раз в секунду, далее аппроксимируют показания устройства от времени по линейной зависимости.
Результаты, полученные в ходе функционирования устройства, воспроизводимы, так как опираются не на единичное измерение, а на результаты нескольких сотен измерений. При этом погрешность составляет менее 5%.
Преимуществами предлагаемого устройства является быстрота, автоматическая регистрация показаний, исключение изменения концентрации ферментов, вероятность которого обусловлено процессами, протекающими в живой клетке, а также исключение влияния цветности среды, так как проводится измерение не абсолютного значения оптической плотности, а кинетики ее изменения, что особенно важно в случае окрашенных жидкостей, возможность обеспечения термостатирования, низкая стоимость и компактность устройства.