МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АВТОМАТИЧЕСКИЙ БИОСЕНСОРНЫЙ АНАЛИЗАТОР ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Полезная модель относится к области определения содержания органических веществ с использованием взаимодействия органических веществ с биологическим материалом и регистрацией изменения электрического тока в зоне этого взаимодействия и может быть применена для экспресс-оценки содержания органических соединений в водных средах стоков производственных предприятий химической, легкой, пищевой, металлургической и машиностроительной промышленностей.
Известен автоматический анализатор для обнаружения токсичных примесей, содержащий корпус, индикаторное средство, механизм подачи индикаторного средства, систему подачи анализируемых веществ в зону реакции, фотоблок, электронный измерительный блок и регистратор выходного сигнала, см. авторское свидетельство СССР №1125515, класс G01N 21/78, опубликованное 23.11.1984 г. в бюллетене №43. В нем, в качестве индикаторного средства служит индикаторная таблетка, которая формируется из индикаторного порошка в порошковой камере и подается в реакционную камеру и после анализа возвращается в порошковую камеру и смешивается с оставшейся массой индикаторного порошка.
Недостатком известного анализатора является низкая чувствительность обнаружения токсичных примесей, низкий диапазон обнаруживаемых токсичных примесей, снижение чувствительности с течением времени из-за смешивания прореагировавшего индикаторного порошка с его основной массой в порошковой камере, в которой формируется новая индикаторная таблетка при подготовке к анализу.
Известен также многофункциональный автоматический биосенсорный анализатор органических соединений, содержащий корпус, расположенное в
нем пробозаборное устройство, соединенное с чувствительным элементом, побудитель расхода анализируемых соединений, блок электроники, соединенный с чувствительным элементом, регистратором выходного сигнала и с побудителем расхода анализируемых соединений, который применяется для анализа токсичных сред, см. полезную модель по патенту №47100 класс G01N 21/00, опубликованную в бюллетене №22 от 10.08.2005 г. В нем чувствительный элемент образован индикаторной лентой с отобранной пробой анализируемых органических соединений, на которую дозируются индикаторные реактивы (буферный раствор фермента - например, лошадиной холинэстеразы, и раствор индикатора) и фотоблоком, преобразующим изменение оптической плотности индикаторной ленты в электрический сигнал.
Биологическим материалом является лошадиная холинэстераза, при взаимодействии которой с органическими соединениями происходит ее угнетение, приводящее к изменению оптической плотности индикаторной ленты и изменению величины соответствующего электрического сигнала.
Недостатком известного анализатора являются:
- узкий диапазон определяемых органических соединений;
- невозможность определения органических соединений в непрозрачных и гетерогенных водных средах.
В данной полезной модели ставится техническая задача:
- расширение диапазона определяемых органических соединений;
- обеспечение определения органических соединений в непрозрачных и гетерогенных водных средах.
Решение поставленной задачи обеспечивается за счет того, что в многофункциональном автоматическом биосенсорном анализаторе органических соединений, содержащем корпус, расположенное в нем пробозаборное устройство, соединенное с чувствительным элементом, побудитель расхода анализируемых соединений, блок электроники,
соединенный с чувствительным элементом, регистратором выходного сигнала и с побудителем расхода анализируемых соединений, чувствительный элемент выполнен в виде четырех сменных электродов Кларка с иммобилизованными биологическими материалами, окисляющими органические соединения с поглощением кислорода, помещенные в общую проточную кювету, соединенную с пробозаборным устройством и с побудителем расхода анализируемых органических соединений, при этом блок электроники имеет четыре канала усиления и обработки электрических сигналов, каждый из которых соединен с соответствующим электродом Кларка и с регистратором выходного сигнала.
Заявленный многофункциональный автоматический биосенсорный анализатор органических соединений обладает совокупностью существенных признаков, неизвестных из уровня техники для устройств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна" для полезной модели.
Устройство полезной модели поясняется с помощью чертежей, на которых изображено:
на фиг.1 - функциональная схема анализатора.
Устройство полезной модели заключается в следующем.
Многофункциональный автоматический биосенсорный анализатор органических соединений содержит корпус (1), расположенное в нем пробозаборное устройство (2), соединенное с чувствительным элементом (3), побудитель расхода анализируемых соединений (4), блок электроники (5), соединенный с чувствительным элементом, регистратором выходного сигнала (6) и с побудителем расхода анализируемых соединений.
Чувствительный элемент выполнен в виде четырех сменных электродов Кларка (7) с иммобилизованными биологическими материалами (8), окисляющими органические соединения с поглощением кислорода, помещенные в общую проточную кювету (9), соединенную с пробозаборным
устройством и с побудителем расхода анализируемых органических соединений. При этом блок электроники имеет четыре канала усиления и обработки электрических сигналов (10), каждый из которых соединен с соответствующим электродом Кларка и с регистратором выходного сигнала.
В качестве биологического материала в электродах Кларка используются различные микроорганизмы, например, дрожжи, окисляющие различные анализируемые органические соединения.
Анализатор имеет управляемый гидравлический распределитель (11), соединенный с пробозаборным устройством и емкостью (12) с эталонным проверочным раствором, при этом чувствительный элемент через гидравлический распределитель может автоматически подключаться то к емкости с эталонным проверочным раствором, то к пробозаборному устройству.
Работа многофункциональныого автоматического биосенсорного анализатора заключается в следующем.
В начале гидравлический распределитель (11) устанавливается в первое положение, при котором эталонный проверочный раствор побудителем расхода просасывается через проточную кювету (9) и производится проверка работоспособности анализатора.
Затем гидравлический распределитель (11) устанавливается во второе положение, при котором анализируемая проба водной среды через пробозаборное устройство (2) подается в проточную кювету (9) и происходит взаимодействие биологического материала (8) с органическими соединениями, присутствующими в водной среде. При этом биологический материал поглощает кислород, разлагая органические соединения и изменяет величину электрических сигналов, снимаемых с каждого электрода (7). Усиленные и преобразованные каждым каналом (10) блока электроники (5) сигналы поступают на регистратор (6) и характеризуют величину
биологического потребления кислорода, определяющее содержание различных органических соединений в непрозрачных и гетерогенных водных средах.
Предлагаемый анализатор может быть неоднократно изготовлен из выпускаемых отечественной промышленностью элементов и может быть использован в промышленных предприятиях и экологической службе для определения содержания органических соединений в прозрачных, непрозрачных и гетерогенных водных средах промышленных стоков, что соответствует критерию "промышленная применимость" для полезной модели.
Заявителем разработан и изготовлен опытный образец предложенного анализатора, который испытан с положительным результатом и реализуется для экспресс-оценки содержания органических соединений в прозрачных, непрозрачных, гетерогенных водных средах промышленных стоков.