УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УВЕЛИЧЕННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ БИОЧИПА И ОЦЕНКИ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

Полезная модель относится к области медицины, но также может быть использована в ветеринарии и биологии.
Известно устройство, предназначенное для получения изображения тестовых участков биочипа, обработки и оценки 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 и 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 устройство, предназначенное для получения увеличенного изображения, нанесенного на плоский прозрачный объект (например, на прозрачную пленку) и представляющее собой диаскоп (см. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_tech/370), например фильмоскоп «Ленинград» (см. http://www.photohistory.ru/index.php? pid=1258911522885442) взятое за прототип. Основными частями данного устройства являются: корпус, в котором размещают плоский прозрачный объект с нанесенным изображением, а также окуляр, содержащий одну или несколько линз, создающих увеличенное изображение объекта.
Недостатком данного устройства является то, что оно не приспособлено для размещения в нем биочипа и осуществления с достаточной точностью оценки результата анализа.
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 и оценки результатов анализа, имеющее корпус и окуляр, содержащий одну или несколько линз, создающих 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 нанесенную разметку выполнена съемной.
Пластина, содержащая нанесенную разметку, имеет маркировку, обозначающую порядок расположения тестовых участков биочипа.
Пластина, содержащая эталонные изображения тестовых участков биочипа выполнена съемной.
Пластина, содержащая эталонные изображения тестовых участков биочипа, имеет маркировку, указывающую значения выраженности результата.
Устройство снабжено одним или несколькими светофильтрами.
Устройство снабжено подвижной рамой, в которой установлены один или несколько светофильтров.
Устройство снабжено источником света.
Источник света выполнен съемным
Устройство снабжено приспособлением, регулирующим яркость освещения биочипа.
Корпус является разъемным.
Устройство снабжено приспособлением, регулирующим резкость получаемого изображения объекта.
Узел крепления биочипа является съемным.
Устройство снабжено объективом.
Использование заявленной полезной модели позволяет получать увеличенное изображение биочипа и выполнять качественную или полуколичественную оценку результатов анализа путем сравнения тестовых участков биочипа с эталонными изображениями с известной выраженностью определяемого признака. 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 облегчает процесс сравнения изображений тестовых участков биочипа с эталонными изображениями. Размещение светофильтров в подвижной раме облегчает их замену в процессе работы. Выполнение светофильтров съемными, позволяет размещать их в подвижной раме в различных комбинациях. Конструкция устройства позволяет проводить исследование в условиях дневного или искусственного освещения без использования дополнительного источника света. При необходимости может быть установлен съемный осветитель, содержащий встроенный источник света. Это позволяет использовать устройство практически в любых условиях.
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), который выполнен разъемным и состоит из секций 2 и 3. В секции 2 расположен узел крепления биочипа, содержащий отсек 4, в котором размещена съемная кассета 5, предназначенная для размещения биочипа 6. В секции 2 корпуса 1 крепится тубус 7, в котором закреплены окуляр 8 и объектив 9. Для перемещения тубуса 7 с целью настройки резкости получаемого изображения, используется реечная передача 10.
Съемная кассета 5 (фиг.2) состоит из секций 11 и 12, соединенных между собой с помощью шарнира 13. Секция 12 снабжена рукояткой 14, облегчающей установку съемной кассеты 5 в отсеке 4 корпуса 1 устройства и ее извлечение. В секции 11 закреплена подвижная планка 15, к которой крепится прозрачная пластина 16. В секции 11 также закреплена подвижная планка 17, к которой крепится прозрачная пластина 18. Крепление пластин 16 и 18 с соответствующими подвижными планками 15 и 17 является разъемным. Подвижные планки 15 и 17 являются съемными. Это облегчает замену пластин 16 и 18 при возникновении такой необходимости. Возможно исполнение устройства, в котором пластины 16 и 18 объединены друг с другом.
Биочип 6 закреплен на предметном стекле (или ином плоском прозрачном предмете) 19, которое размещается между секциями 11 и 12 съемной кассеты 5. При этом прозрачная пластина 16 расположена точно в проекции биочипа 6. На прозрачной пластине 16 (фиг.3) нанесены линии разметки 20, обозначающие расположение областей биочипа 6 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 16 также нанесена маркировка 21, облегчающая идентификацию участков биочипа 6 при обработке результатов анализа. Положение пластины 16 относительно биочипа 6 при ее установке регулируют путем ее перемещения вместе с подвижной планкой 15.
Прозрачная пластина 18 (фиг.2) располагается за пределами проекции биочипа, но в непосредственной близости от нее. На пластине 18 (фиг.3) нанесены эталонные изображения 22, имитирующие изображения тестовых участков биочипа с известной выраженностью определяемого признака. На пластине 18 также нанесена маркировка 23, обозначающая значения выраженности данного признака. (Например, в случае работы с биочипом, предназначенным для определения поверхностных антигенов клеток и оценки содержания в исследуемом образце клеток, имеющих каждый из определяемых антигенов, применяют пластину 18 на которой нанесены эталонные изображения 22, имитирующие участки биочипа с различной плотностью связывания клеток. При этом маркировка 23 в данном случае указывает значения плотности связывания клеток для каждого из эталонных изображений 22).
Для работы с биочипами разных типов должны использоваться разные пластины 18. Для работы с биочипами, имеющими разное число и разное расположение тестовых участков, должны использоваться разные пластины 16.
В секции 2 (фиг.1) корпуса 1 устройства также размещены светофильтры 24 обеспечивающее необходимые характеристики освещения биочипа 6, а также светофильтры 25, обеспечивающее необходимые характеристики освещения пластины 18. Светофильтры 24 закреплены в подвижной раме 26, а светофильтры 25 закреплены в подвижной раме 27. При этом в каждой раме могут размещаться один или несколько соответствующих светофильтров. Рамы 26 и 27 подвижно закреплены в направляющих 28 и могут перемещаться перпендикулярно к оптической оси устройства, обеспечивая смену соответствующих светофильтров 24 и 25. Светофильтры 24 и 25 выполнены съемными, что при необходимости позволяет осуществлять их замену. В секции 2 корпуса 1 также установлено съемное матовое стекло (светофильтр) 29.
Секция 3 выполнена съемной и имеет разъемное соединение с секцией 2. В секции 3 расположен источник света 30. Источник света 30 размещен в патроне 31, который выполнен съемным. Для регулировки яркости свечения источника света 30 используют резистор (на чертеже не указан). В качестве источника света 30 может быть использована лампа накаливания, светодиод или иные устройства. Источник света 30 выполнен съемным, что позволяет осуществлять его замену. Предусмотрена возможность использования разных видов источников света 30, для чего устройство укомплектовано разными типами сменных патронов 31, обеспечивающих их крепление. Электропитание источника света 30 может осуществляться как от внешнего источника (например, от бытовой или иной электрической сети или от автомобильного аккумулятора), так и от источника электропитания 32 (аккумулятора или гальванического элемента), установленного в корпусе 1. Для обеспечения возможности электропитания устройства от различных внешних источников с разными характеристиками тока, оно снабжено трансформатором (на чертеже не указан). Устройство снабжено выключателем 33. Электрическая схема устройства на чертеже не указана.
В секции 3 корпуса 1 размещен конденсор 34, обеспечивающий равномерное освещение биочипа 6. При этом конденсор 34 установлен подвижно, что позволяет меняя его положение, изменять освещение биочипа 6.
Корпус 1 снабжен кронштейном 35, обеспечивающим крепление устройства на штативе.
Биочип 6 (фиг.4) представляет собой плоскую прозрачную подложку 36, на которой расположены тестовые участки 37, содержащие иммобилизованные молекулы веществ, способных связываться с молекулами определяемых веществ, присутствующих в исследуемом образце. Тестовые участки 37 отделены друг от друга фоновыми участками 38 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 38 и окраской тестовых участков 37 (изменяющейся в процессе проведения анализа).
Возможно исполнение устройства с бинокулярным вариантом оптической системы, позволяющим просматривать изображение биочипа обоими глазами.
Устройство используют следующим образом.
Биочип 6 закрепляют в съемной кассете 5 с установленными пластинами 16 и 18. Съемную кассету 5 размещают в отсеке 4.
В тех случаях, когда работа выполняется с использованием внешних источников освещения, секцию 2 корпуса 1 со всеми размещенными в ней элементами, указанными выше, используют в качестве самостоятельного устройства. При этом устройство располагают таким образом, чтобы оно было обращено светофильтром 29 к внешнему источнику света.
Может также выполняться работа с использованием источника освещения 30, размещенного в съемной секции 3 корпуса 1. Для этого секции 2 и 3 соединяют и включают источник освещения 30. При необходимости светофильтр 29 убирают или заменяют другим светофильтром с нужными характеристиками.
Настраивают резкость изображения. С помощью светофильтров 24 и 25 подбирают оптимальное освещение биочипа 6 и пластины 18. При этом необходимо добиться того, чтобы цвет изображения пластины 18 (вне эталонных изображений 22) соответствовал цвету изображения фоновых участков 38 биочипа 6. Далее осуществляют сравнение тестовых участков 37 биочипа 6 с эталонными изображениями 22. При этом для идентификации тестовых участков 37 используют разметку 20 и маркировку 21. Для каждого тестового участка 37 биочипа 6 подбирают наиболее близкое изображение эталонного участка 22. Используя изображения маркировки 23, устанавливают значения выраженности определяемого признака для каждого тестового участка 37.