УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА ОБРАЗЦОВ КРОВИ НА ДИСКАХ СУХИХ ПЯТЕН КРОВИ НА БУМАГЕ

Устройство относится к многоячеистым микротитровальным платам, которые могут быть использованы в биологии и медицине, в частности для выявления аналитов в образцах крови на дисках сухих пятен крови на бумаге.
Использование бумажных карт (дисков) для сбора образцов крови или других биологических жидкостей в виде высушенных пятен очень удобно для сохранения и транспортирования образцов. Сбор клинического материала в виде высушенных образцов крови и других биологических жидкостей (моча, слюна, ликвор, экссудаты и т.п.) позволяет централизовать исследования в нескольких крупных лабораториях и тем самым кардинально снизить затраты на тестирование. Практически все типы иммунохимических и биохимических тестов, проводимые в реакционных сосудах, например, в микротитровальных платах, нуждаются в удалении самого бумажного диска с биологическим материалом после проведения стадии экстрагирования крови. Это обусловлено тем, что бумажный диск может искажать результаты оптических или люминесцентных измерений и его компоненты могут неспецифическим образом взаимодействовать с реагентами, вносимыми в пробу на последующих стадиях анализа. Кроме того, бумажный диск при длительной инкубации с встряхиванием разрушает слой иммунореагентов, сорбированных на твердой фазе дна лунки микротитровальной платы, что также приводит к искажению результатов тестов и, как следствие, к снижению точности анализов.
Известно многоячеистое устройство, используемое для тестирования биологических образцов (патент США №7018588, класс НКИ 422/101). В изобретении предложено устройство, содержащее многоячеистую фильтровальную плату, каждая ячейка которой в нижней части имеет мембрану для нанесения образца, например, клеток, и вторую питающую плату с таким же количеством и расположением ячеек; обе платы используются для выращивания или тестирования образцов. В качестве питающей платы может быть использована стандартная 96-ячеистая плата с ячейками с непрозрачным дном; в рабочем состоянии устройства фильтрующая плата вставляется в питающую плату без возможности горизонтального перемещения ячеек друг относительно друга, при этом дно ячеек фильтрующей платы не касается дна ячеек питающей платы, что предотвращает нарушение слоя иммунохимических компонентов реакции, например, антител, нанесенных на дно ячеек питающей платы.
Известно многоячеистое устройство для детектирования клеток и других объектов (заявка США №2004/0091397, класс НКИ 422/99). Устройство содержит верхний и нижний сосуды и мембрану, расположенную между ними и покрытую биохимическими компонентами, протеинами или клетками. Поверхность нижнего сосуда покрыта связывающими реагентами, например, антителами или другими связывающими протеинами, при этом множество этих сосудов могут образовывать многоячеистую микротитровальную плату, верхний и нижний сосуды соединены с возможностью разъема. При проведении анализа объект исследования, например клетки, размещают на мембране, присоединенной к нижней части верхнего сосуда. Клетки под действием силы тяжести проходят через мембрану, концентрируются на поверхности дна нижнего сосуда, покрытого связывающими элементами, например антителами, и детектируются сенсором, расположенным под нижним сосудом. В качестве устройства для детектирования множества образцов может быть использована многоячеистая микротитровальная плата и вставка, выполненная с таким же количеством и расположением ячеек с мембранами.
Известна многоячеистая плата для проведения исследований биологических образцов (EP, патент №0296415, класс МКИ G01N 21/31). В изобретении представлено устройство, используемое в спектрофотометре с вертикальным пучком света, содержащее первую плату, имеющую изолированные друг от друга ячейки с прозрачным дном, и вторую плату (вставку), имеющую форму ячеек, их количество и расположение, пригодные для их расположения и фиксации в ячейках первой платы. В основании дна ячеек вставки укреплена микропористая мембрана (твердый носитель), выполненная в виде пластины, поверхность которой может связываться биологическими материалами, например, антителами; ячейки вставки могут быть выполнены в виде полого цилиндра или полого усеченного конуса. В рабочем состоянии дно ячеек вставки не касается дна ячеек первой платы.
Недостатком указанных устройств является то, что мембрана обладает высокой сорбционной емкостью и сорбирует значительное количество белковых компонентов из микрообразцов крови, кроме того, часть биологического материала из пятна крови безвозвратно теряется при удалении верхней вставки с экстрагированным из пятна биоматериалом, что искажает результаты количественных тестов.
Наиболее близким является устройство для анализа образцов крови из сухих пятен крови (WO, заявка №2012/028184, класс МКИ G01N 1/28). В изобретении предложено устройство, позволяющее исключить влияние диска с сухим пятном крови на фильтровальной бумаге на проведение исследований образцов крови. Устройство содержит группу первых реакционных сосудов, выполненную в виде микротировальной платы с реакционными ячейками, и группу вторых реакционных сосудов, выполненных в виде вставки с реакционными ячейками, количество и расположение которых идентичны количеству и расположению ячеек микротитровальной платы, а их размеры позволяют размещать вставку в микротитровальной плате с возможностью съема. В дне ячеек вставки выполнено отверстие, за счет которого реакционная жидкость из ячеек микротитровальной платы поступает в ячейки вставки. Диаметр отверстия в дне ячейки вставки меньше диаметра диска сухого пятна крови на бумаге и находится в пределах от 1,0 мм до 4,8 мм, а диаметр бумажного диска сухого пятна крови находится в пределах от 2, мм до 5,0 мм. При проведении исследований бумажный диск с сухим пятном крови размещают на дне ячеек микротитровальной платы. После операции экстрагирования жидкий раствор, содержащий образец крови, удаляют из ячеек вставки с помощью автоматического отсасывающего устройства Устройство может быть использовано для быстрого и эффективного автоматического исследования образцов крови, так как исключается необходимость удаления бумажных дисков из ячеек после экстрагирования образцов крови.
Недостатком устройства является необходимость перенесения экстрагированного образца крови из одной микротитровальной платы в другую для продолжения исследований, что удлиняет и усложняет процесс исследований.
Задачей является создание устройства для быстрого и эффективного исследования образцов крови, экстрагированных из сухих пятен крови на бумажных дисках.
Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является, является исключение разрушения реагентного слоя на дне ячеек микротитровальной платы, что позволяет повысить точность проведения исследований аналитов из образцов сухих пятен крови, кроме того, за счет удаления бумажного диска из объема ячейки микротитровальной платы расширяются функциональные возможности полезной модели.
Технический результат достигается предлагаемой полезной моделью.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для анализа образцов крови в сухих пятнах крови на бумаге, содержащем микротитровальную плату и вставку, выполненную в виде фланца с укрепленными в нем ячейками, количество, расположение и размеры которых позволяют размещать вставку в микротитровальной плате с возможностью удаления, при этом в дне каждой ячейки вставки выполнено отверстие, диаметр которого меньше диаметра диска сухого пятна крови на бумаге, ячейки вставки выполнены с возможностью размещения на их дне диска сухого пятна крови на бумаге, а внутренний диаметр дна ячейки больше диаметра диска сухого пятна крови на бумаге, при этом, когда ячейки вставки размещены в ячейках микротитровальной платы, расстояние между наружной плоскостью дна ячейки вставки и внутренней плоскостью дна ячейки микротитровальной платы находится в пределах 0,3…0,8 мм.
Технический результат достигается также тем, что для полного стекания реакционной жидкости с ячеек вставки при их удалении из ячеек микротитровальной платы вставка выполнена с возможностью перемещения и фиксации на высоте, равной 1/3…2/3 высоты ячейки микротитровальной платы автоматически или путем использования съемных ручек-фиксаторов, устанавливаемых в отверстиях, выполненных по углам фланца вставки.
По сравнению с прототипом в предлагаемой полезной модели при проведении экстрагирования образца крови бумажный диск отделен от дна ячейки микротитровальной платы, так как находится в ячейке вставки. Это имеет большое значение в тех случаях, когда компоненты иммуноспецифической реакции нанесены на дно ячейки микротировальной платы и исследования затем проводятся в этой же ячейке. Экстрагирование образца крови осуществляют при встряхивании микротировальной платы, и если бумажный диск находится в этой же ячейке, его перемещения могут частично разрушать слой иммобилизованных на дне ячейки компонентов реакции. Сохранение слоя иммуноспецифических компонентов на дне ячеек микротитровальной платы от разрушения за счет пространственного разделения бумажного диска с сухим пятном крови и дна ячейки микротитровальной платы и возможность простого удаления его за счет удаления вставки позволяет повысить точность исследований образца крови. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет проводить исследования не только в объеме, но и на поверхности дна ячеек микротитровальной планы, что расширяет функциональные возможности предлагаемой полезной модели. Следовательно, полезная модель соответствует критерию новизны.
Полезная модель может быть использована в медицине, в лабораторной практике при проведении исследований, а также в здравоохранении при проведении массовых исследований состояния здоровья населения, в частности при проведении скрининга новорожденных. Следовательно, полезная модель соответствует критерию промышленной применимости.
На фиг.1а показано устройство в рабочем состоянии, которое содержит вставку 1, выполненную в виде фланца с укрепленными в нем ячейками 2 и микротитровальную плату 3 с ячейками 4; на фиг.1б показаны дно 5 ячейки 2 вставки 1, отверстие 6 в дне ячейки вставки, диск 7 сухого пятна крови, дно 8 ячейки микротитровальной платы 3, слой 9 компонентов иммуноспецифической реакции на дне ячейки 4 микротитровальной платы 3, реакционная жидкость 10; на фиг.2 показано расположение отверстий 11 в верхней части вставки 1 для установки съемных ручек-фиксаторов 12; на фиг.3а показано промежуточное расположение ячеек вставки и ячеек микротитровальной платы для удаления реакционной жидкости 10 с поверхности ячеек 2 вставки 1 перед ее окончательным удалением из микротитровальной платы; на фиг.36 показана ручка 12, развернутая на угол 45° по сравнению с положением на фиг.2, расположение друг относительно друга сухого пятна крови 7 и реакционной жидкости 10 перед удалением вставки 1 из микротитровальной платы 3.
Устройство работает следующим образом. Перед проведением биоспецифической реакции на дне ячеек 8 микротитровальной платы 3 иммобилизуют слой 9 иммуноспецифических компонентов, например, антител. Ячейки 2 вставки 1 размещают в ячейках 4 микротитровальной платы 3 (фиг.1а, фиг.1б), а на дно ячеек 1 помещают бумажный диск 7 с сухим пятном крови, размер которого может находиться в пределах от 2 мм до 5 мм, а диаметр отверстия 6 в дне 5 ячейки вставки меньше диаметра бумажного диска 7 сухого пятна крови и находится в пределах от 1 мм до 4,8 мм; в рабочем состоянии расстояние между внешней поверхностью дна ячейки 2 вставки 1 и внутренней поверхностью дна 8 ячейки 4 микротитровальной платы 3 составляет 0,3-0,8 мм, что достаточно для предотвращения касания дна ячейки вставки и ячейки микротитровальной платы; ячейки вставки могут иметь цилиндрическую форму или форму усеченного конуса, при этом между внешними стенками ячеек вставки и внутренними стенками ячеек микротитровальной платы обеспечен необходимый зазор, достаточный для свободного размещения ячеек вставки в ячейках микротитровальной платы. В образовавшийся объем из двух ячеек добавляют реагент для экстрагирования образца крови из сухого пятна крови на бумажном диске 7. Экстрагирование осуществляют путем встряхивания устройства на шейкере (устройстве для встряхивания) в течение заданного времени, при этом размещение бумажного диска на дне 5 ячейки 2 вставки 1, а не на дне 8 ячейки микротитровальной платы 3 не оказывает разрушающего действия на слой 9 иммуноспецифических компонентов на дне 8 ячейки 4. После окончания экстрагирования вставку 1 приподнимают вручную, вставляют в отверстия 11 на фланце вставки 1 (фиг.2) съемные ручки-фиксаторы 12 и поворачивают их на 45°, что позволяет зафиксировать вставку 1 (фиг.3а, фиг.3б) на высоте 1/3-2/3 высоты ячейки 4 микротитровальной платы 3 на время, необходимое для полного стекания реакционной жидкости с поверхности ячеек 2 вставки 1. Ручки-фиксаторы могут быть выполнены в виде квадратного основания с цилиндрической верхней частью с диаметром, меньшим стороны квадратного основания, при этом сторона квадратного основания меньше стороны квадратного отверстия 11 в верхней части вставки 1; операцию можно осуществлять вручную, без использования съемных ручек-фиксаторов, или автоматически. Полное стекание реакционной жидкости с поверхности ячеек вставки необходимо для поддержания точного объема дозирования содержимого образца и для экономичного использования образца крови, экстрагированного из сухого пятна крови, который, в отличие от жидких образцов крови, взятых у пациентов, имеет значительно меньший объем. После окончания необходимого по ходу выполнения эксперимента времени вставку окончательно удаляют из микротитровальной платы и осуществляют исследования по выявлению аналитов в подготовленном образце крови. При этом измерения можно проводить как на дне 8 ячейки 4 микротитровальной платы 3, так и в ее объеме при прохождении светового потока сверху вниз или снизу вверх. За счет этого расширяются функциональные возможности предлагаемой полезной модели, а исключение частичного разрушения слоя 9 иммобилизованных компонентов реакции на дне 8 ячейки микротитровальной платы 3 повышает точность анализа при проведении измерений на дне ячейки микротитровальной платы.