УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УВЕЛИЧЕННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ БИОЧИПА

Полезная модель относится к области медицины, но также может быть использована в ветеринарии и биологии.
Известно устройство, предназначенное для получения изображения тестовых участков биочипа и обработки результатов анализа, представляющее собой комплекс функционально связанных между собой приборов и состоящее из светового микроскопа с установленным на нем цифровым фотоаппаратом и компьютера, взятое в качестве аналога. (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», Биологические мембраны, 2008, том 25, №4, с 277-284).
С помощью данного устройства осуществляют получение микрофотографий тестовых участков (пятен) биочипа. Выполняют обработку изображений. При этом в зависимости от задач исследования осуществляют качественную, полуколичественную, либо количественную оценку результата анализа.
Недостатком данного устройства является то, что оно состоит из нескольких образцов достаточно дорогостоящего и громоздкого оборудования. Это затрудняет проведение исследований с помощью биочипов в слабо оснащенных клинических лабораториях или вне лаборатории, например, в условиях экспедиции.
Известно оптико-механическое устройство, предназначенное для увеличения и проецирования на экран изображения, нанесенного на плоский прозрачный объект (например, на прозрачную пленку) и представляющее собой диапроектор (см. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/370), например, «Пеленг»-500А (см. http://www.diaproektor.by/index/0-88), взятое за прототип. Основными частями данного устройства являются корпус, в котором размещен источник света, а также оптическая система, увеличивающая изображение и проецирующее его на экран.
Недостатком данного устройства является то, что оно не приспособлено для размещения в нем биочипа и осуществления с достаточной точностью оценки результата анализа, выполняемого с помощью биочипа.
Задачей заявленной полезной модели является возможность получения увеличенного изображения биочипа и осуществления качественной или полуколичественной оценки результатов анализа.
Поставленная задача решается за счет того, что согласно полезной модели, устройство для получения увеличенного изображения биочипа, содержащее корпус, источник света, оптическую систему, проецирующую на экран увеличенное изображение плоского прозрачного объекта, снабжено узлом крепления биочипа, а также прозрачной пластиной, на которой нанесены эталонные изображения, имитирующие тестовые участки биочипа с различной выраженностью определяемого признака.
Устройство снабжено прозрачной пластиной, на которой нанесена разметка, обозначающая расположение участков биочипа.
Пластина, содержащая разметку, выполнена съемной.
На пластину с разметкой нанесена маркировка, обозначающая порядок расположения тестовых участков биочипа.
Пластина, содержащая эталонные изображения, выполнена съемной.
На пластину, содержащую эталонные изображения, нанесена маркировка, указывающая количественные значения выраженности определяемого признака.
Устройство снабжено одним или несколькими светофильтрами.
Светофильтры установлены в одной или нескольких подвижных рамах.
Устройство имеет приспособление для фиксации используемого светофильтра.
Светофильтры выполнены съемными.
Устройство снабжено приспособлением, регулирующим яркость освещения биочипа.
Использование заявленной полезной модели позволяет осуществлять проецирование на экран изображения биочипа для последующей оценки результатов анализа.
Кроме того, возможно совместное проецирование на экран увеличенные изображения биочипа и эталонных изображений, позволяющее осуществлять их сравнение.
Наличие дополнительной пластины, содержащей разметку, облегчает нахождение тестовых участков биочипа, а наличие маркировки облегчает их идентификацию.
Наличие светофильтров позволяет регулировать яркость освещения биочипа или пластины с эталонными изображениями.
Кроме того, наличие светофильтров позволяет создавать такое освещение пластины с эталонными изображениями, при котором имитируется фоновое окрашивание. Это намного облегчает процесс сравнения изображений тестовых участков биочипа с эталонными изображениями. Размещение светофильтров в подвижных рамах облегчает их замену в процессе работы. Выполнение светофильтров съемными, позволяет размещать их в подвижной раме в различных комбинациях. Наличие приспособления, охлаждающего источник освещения, позволяет избежать избыточного нагревания биочипа, способного вызвать его повреждение. Наличие приспособления, регулирующего яркость освещения биочипа, позволяет изменять яркость изображения проецируемого на экран.
Полезная модель поясняется чертежом, где
на фиг.1 представлен общий вид устройства в разрезе
на фиг.2 представлен узел для крепления биочипа (в разрезе) на
фиг.3 представлена пластина с эталонными изображениями и пластина с разметкой.
на фиг.4 представлен общий вид в биочипа.
Полезная модель содержит корпус 1 (фиг.1) в котором расположен узел крепления 2 биочипа 3. Устройство содержит источник света 4 и конденсор 5. В корпусе 1 устройства также размещен объектив 6. Устройство снабжено приспособлением, фокусирующим увеличенное изображение биочипа 3 на экран (на чертеже не указан). Данное приспособление состоит из линзы 7, закрепленной в подвижном тубусе 8, перемещение которого относительно корпуса 1 осуществляется с помощью реечной передачи 9. В корпусе 1 устройства размещены светофильтры 10 и 11, обеспечивающие нужную яркость или спектральные характеристики освещения. Светофильтры 11 закреплены в подвижной раме 12, а светофильтры 10 закреплены в подвижной раме 13. При этом одновременно в подвижной раме 12 могут быть закреплены один или несколько светофильтров 11, а в подвижной раме 13 один или несколько светофильтров 10. Рамы 12 и 13 подвижно закреплены в направляющих 14 и могут перемещаться относительно оптической оси устройства в поперечной плоскости, обеспечивая смену светофильтров. Фиксация используемых светофильтров 10 и 11 обеспечивается с помощью защелок 15, фиксирующих рамы 12 и 13. При необходимости рамы 12 и 13 вместе с закрепленными в них светофильтрами 10 и 11 могут быть извлечены из корпуса 1 устройства. Светофильтры 10 и 11 выполнены съемными, что позволяет при необходимости осуществлять их замену.
В корпусе 1 устройства размещен вентилятор 16, обеспечивающий охлаждение источника света 4. Для обеспечения циркуляции воздуха в корпусе 1 выполнены решетки 17. Схема электропитания вентилятора 16 на чертеже не обозначена.
Корпус 1 устройства выполнен разъемным для повышения ремонтопригодности устройства.
Источник света 4 размещен в патроне 18, который выполнен съемным. Для регуляции яркости свечения источника света 4 используется резистор 19. В качестве источника света 4 может использоваться лампа накаливания, галогеновая лампа, светодиоды или иные подобные устройства. Источник света 4 выполнен съемным, что позволяет осуществлять его замену. Кроме того, предусмотрена возможность использования разных видов источников света 4, для чего устройство укомплектовано равными типами патронов 18, обеспечивающих их крепление.
Электропитание источника света 4 осуществляется от внешнего источника (например, от бытовой или иной электрической сети или от автомобильного аккумулятора), либо от источника, установленного в корпусе 1, например, от встроенного аккумулятора или от гальванических элементов (на чертеже не указаны). Для обеспечения возможности электропитания устройства от различных внешних источников с разными характеристиками тока, оно снабжено трансформатором (на чертеже не указан).
Узел крепления 2 (фиг.2) биочипа 3 включает съемную кассету 20 состоящую из соединенных шарниром секций 21 и 22. Секция 22 снабжена рукояткой, облегчающей установку съемной кассеты 20 в корпусе 1 (фиг.1) устройства и ее извлечение. Узел крепления 2 включает также отсек 23, выполненный в корпусе 1 и предназначенный для размещения съемной кассеты 20 (фиг.2). В секции 21 закреплена подвижная планка 24, к которой крепится прозрачная пластина 25. В секции 21 также закреплена подвижная планка 26, к которой крепится прозрачная пластина 27. Крепление пластин 25 и 27 с соответствующими подвижными планками 24 и 26 является разъемным. Биочип 3 закреплен на поверхности предметного стекла (или иной плоской прозрачной пластины) 28, которое крепится между секциями 21 и 22 съемной кассеты 20. При этом прозрачная пластина 25 расположена точно в проекции биочипа 3.
На прозрачной пластине 25 (фиг.3) нанесены линии разметки 29, обозначающие расположение областей биочипа 3 и разграничивающие их между собой (например, условно разделяющие его поверхность на ряды и строки в виде таблицы). Это позволяет в дальнейшем осуществлять обработку результатов анализа по определенному алгоритму. На прозрачной пластине 25 также нанесена маркировка 30, обозначающая расположение участков биочипа 3 и облегчающая их идентификацию при обработке результата анализа. Положение пластины 25 относительно биочипа 3 при ее установке регулируют путем ее перемещения вместе с подвижной планкой 24. Подвижная планка 24 является съемной, что облегчает замену пластины 25 при возникновении такой необходимости. Прозрачная пластина 27 располагается за пределами проекции биочипа, но в непосредственной близости от нее. На пластине 27 нанесены эталонные изображения 31 с известной выраженностью определяемого признака, имитирующие изображения тестовых участков биочипа. На пластине 27 также нанесена маркировка 32, обозначающая количественные значения данного признака. (Например, в случае использования биочипов, предназначенных для определения поверхностных антигенов клеток и оценки содержания в исследуемом образце клеток, имеющих каждый из определяемых антигенов, на пластине 27 должны быть нанесены эталонные изображения 31, имитирующие тестовые участки биочипа с различной плотностью связывания клеток. При этом в данном случае маркировка 32 должна будет обозначать качественные или количественные значения плотности связывания клеток для каждого из эталонных изображений 31).
Прозрачная пластина 27 также является съемной и может быть извлечена из секции 21 вместе с подвижной планкой 26. Для работы с биочипами разных типов должны использоваться разные пластины 27. Для работы с биочипами, имеющими разное число и расположение тестовых участков, должны использоваться разные пластины 25.
Возможно исполнение устройства с общей сменной пластиной, объединяющей пластины 25 и 27.
Светофильтры 10 и 11 (фиг.1) обеспечивают независимое изменение характеристик освещения биочипа 3 и пластины 27.
В корпусе 1 устройства также размещаются один или несколько дополнительных съемных светофильтров 33, которые закреплены в подвижной съемной раме 34, которая может перемещаться перпендикулярно оптической оси устройства.
Биочип 3 (фиг.4) представляет собой плоскую прозрачную подложку 35, на которой расположены тестовые участки 36, содержащие иммобилизованные молекулы веществ, способных связываться с молекулами определяемых веществ, присутствующих в исследуемом образце. Тестовые участки 36 отделены друг от друга фоновыми участками 37 не содержащих данных молекул.
Устройство может быть использовано для работы с биочипами разных типов. Условием возможности оценки результатов анализа с помощью данного устройства является наличие достаточного контраста между цветом фоновых участков 37 и окраской тестовых участков 36 (изменяющейся в процессе проведения анализа).
Устройство используют следующим образом.
Биочип 3 (закрепленный на предметном стекле 28) размещают в съемной кассете 20 с установленными пластинами 25 и 27. Съемную кассету 20 устанавливают в отсеке 23 корпуса 1 устройства. Включают источник света 4, при этом яркость освещения регулируют с помощью резистора 19. Настраивают резкость проецируемого на экран изображения. С помощью светофильтров 10 и 11 подбирают оптимальное освещение биочипа 3 и пластины 27. При этом необходимо добиться того, чтобы цвет спроецированного на экран изображения пластины 27 (вне эталонных изображений 31) соответствовал цвету изображения фоновых участков 37 биочипа 3. Далее осуществляют сравнение спроецированных на экран изображений тестовых участков 36 биочипа с эталонными изображениями 31. При этом для идентификации тестовых участков используют изображение разметки 29 и маркировки 30. Для каждого тестового участка 36 подбирают наиболее близкое изображение эталонного участка 31. Используя изображения маркировки 32, оценивают значения выраженности определяемого признака для каждого тестового участка 34 биочипа 3. Работу с устройством осуществляют в затемненном помещении.