ЛАБОРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БИОПРОЦЕССОВ С КЛЕТКАМИ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

Область техники
Настоящая полезная модель относится к лабораторному оборудованию, и может найти применение в области биохимических и биоинженерных исследований, связанных с наблюдениями и непосредственной работой с эмбрионами и другими видами живых клеток.
Уровень техники
Из патентной заявки JP 2001314503 A, 13.11.2001, B01L 9/00, известен микроинъектор, перемещаемый с высокой точностью, согласно поставленным задачам. Микроинъектор включает операционную часть, которая имеет поршень, вставленный в шприц, зафиксированный на основании. Головка плунжера для установки уплотнительное кольца скользит по внутренней поверхности. Питающий винт ввинчивается в винт «маму», образованный на основании. Шнековый питатель соединен с задней концевой части плунжера посредством соединительного элемента, расположенного в задней части, и может выступать вперед и отступить на подставку при вращении. Устройство содержит механизм для удаления зазора, расположенный в шнеке и фиксирующий крепежный винт.
Из патента Японии JP 11347972, 21.12.1999, B01L 9/00, гидравлическое микроманипуляторное устройство дистанционного контроля перемещения, содержащее операционную часть микроманипулятора, сконфигурированное так, что внутренний элемент ползунок из Z-оси ползуна и наружной сдвижной муфты элемента в Z-оси предотвращает перемещение ползунка, и фиксирует их относительно друг друга. Устройство содержит масляную камеру, которая работает в Z-оси ползуна и еще одной масляной камере.
Из патента US 5890863 A, 06.04.1999, B01L 9/00, известно Микроманипуляторное устройство включает ручку управления, которая присоединена к подвижной пластине для перемещения подвижной пластины вперед и назад и влево и вправо. Устройство содержит первый рычаг, присоединенный к подвижной пластине, и вращающийся в прямом и обратном направлениях вокруг точки опоры штифта с помощью первого направляющего штифта, занимающий первый паз в подвижной пластины, и второй рычаг, поворачивающийся в влево и вправо, вокруг второго поддерживающего штыря с помощью второго направляющего штифта, занимающейся второй паз в подвижной пластине. Движение подвижной пластины и эксплуатация гидравлических устройств обеспечивает точное перемещение к заготовке, поддерживаемого устройства.
Из патента RU 2520848 C1, 27.06.2014, B01L 9/00, известен прибор для обнаружения и выборочного изменения нужной субпопуляции клеток в популяции с клеточными образцами, содержит объектив с номинальной фокальной точкой и оптической осью, который расположен на стороне измерения первого участка струи, при этом объектив выровнен по первому участку струи таким образом, чтобы номинальная фокальная точка располагалась вдоль оси струи и в зоне опроса и таким образом, чтобы оптическая ось была в целом соосна оси струи; детектор для обнаружения света, сфокусированного объективом; логическую программу, сопряженную с детектором контролируемый источник энергии, сопряженный с логической программой.
Из патента EP 2586858 B1, 01.05.2013, B01L 9/00, известно устройство для культивирования, контроля и защиты развития эмбриона в пробирке, включающее в себя, по крайней мере один, инкубаторный блок, по крайней мере, один блок работы с микроскопом, и, по меньшей мере один инкубаторный рычаг, проходящей от инкубаторного устройства к указанному микроскопу, при этом упомянутый инкубаторный рычаг находится в связи по потоку с указанным инкубаторным устройством. Кроме того, устройство содержит, по крайней мере один входной/выходной блок биологического материала, при этом, упомянутый, по меньшей мере, один входной/выходной блок из биологического материала находится в связи по потоку с указанным инкубаторным устройством. Блок инкубатора имеет хотя бы одну систему обработки для взятия пробы биологического материала от устройства ввода/вывода и приведения его в положение работы на указанный микроскоп и/или наоборот.
Раскрытие полезной модели
Техническая проблема, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в создании более эргономичного и компактного устройства для исследования эмбрионов.
Заявленная проблема решается за счет того, что лабораторное устройство для исследований биопроцессов с клетками живых организмов, включает в себя бокс, с размещенными в нем исследуемыми образцами, к которому закреплена столешница, выполненная с возможностью нагрева выделенных зон, на которой при помощи антивибрационной опоры закреплен микроскоп с предметным столиком, таким образом, что между столешницей и столиком микроскопа расположены микроманипуляционные компоненты с наружными и внутренними управляющими механизмами микроманипуляторов, связанные со столешницей и блоком управления.
Наружные и внутренние управляющие механизмы микроманипуляторов включают в себя микроинжекторы.
Устройство содержит панель дополнительных подключений и контроллера температуры столешницы.
В другом варианте исполнения, устройство содержит панель управления микроскопом.
Микроскоп выполнен безокулярным и бесконденсорным с видеосистемой
Устройство содержит видеомонитор, связанный с видеосистемой микроскопа, и с компьютером, с возможностью обработки и хранения информации.
Технический результат, достигаемый заявленным техническим решением, заключается в увеличении компактности, удобства и доступности органов управления системой, видеоконтроля), простоты в управлении и обслуживании, рабочего пространства для эмбриолога(отсутствие на рабочем столе микроскопа), гибкости.
Осуществление полезной модели
В данном случае, в качестве лабораторного оборудования выступает рабочее место эмбриолога - программно-аппаратный комплекс (ПАК) микроманипуляционная станция с системой микроманипуляторов, системой лазерной микрохирургии клеток, системой наблюдения живых препаратов, эмбрионов на разных увеличениях без использования окуляров, диаскопического осветителя и системы конденсора с системой поддержания заданной температуры препарата в ламинарном потоке стерильного воздуха, с выводом видеоизображения на монитор и в компьютер для дальнейшей обработки и хранения информации.
ПАК включает в себя блок подачи стерильного воздуха в заданных режимах в бокс, с хранящимися в нем образцами клеток с общим осветителем.
Устройство включает в себя панель управления указанным блоком, обеспечивающую регулировку подачи стерильного воздуха в заданных режимах, а также включение и выключение внутреннего освещения; видеомонитор, отображающий «живую картинку» наблюдаемого объекта и интерфейс программного обеспечения.
Кроме того, ПАК содержит встроенный инкубатор тоннельного типа, который обеспечивает среду, необходимую для поддержания жизни, для препаратов, которые «ожидают» очереди. Инкубатор выполнен с возможностью регулировки параметров в соответствии с принятыми стандартами
Устройство содержит столешницу бокса, выполненную из нержавеющей стали с зеркальной поверхностью с выделенными зонами подогрева. Такая конструкция столешницы позволяет располагать контейнеры с клетками напрямую на ее поверхности без угрозы изменения их температурного режима. При этом столешница содержит панель дополнительных подключений и контроллера температуры столешницы, выполненную с возможностью регулировки нагревательных элементов и по желанию заказчика может содержать выходные штуцера и электроразъемы.
Безокулярный микроскоп с видеосистемой, обеспечивающий визуализацию объектов и микроинструментов при манипуляциях с достаточным разрешением и контрастностью на удобных для работы увеличениях, а также панель управления микроскопом, с помощью которой обеспечивается, в частности, контроль яркости и контрастности изображения, смену увеличений, перемещение препарата по осям.
Пространство между столешницей и предметным столиком микроскопа включает в себе компоненты микроманипуляционной системы, связанные со столешницей и блоком управления.
Микроманипуляционная система включает в себя наружные исполнительные механизмы микроманипуляторов, с помощью которых устанавливают и удерживают держатели пипеток в заданном положении (дистанции, углы), а также внутренние управляющие механизмы микроманипуляторов, с помощью которых обеспечивается макро- и микроперемещения инструментов для манипуляций с клетками и растворами.
В свою очередь, наружные и внутренние управляющие механизмы микроманипуляторов включают в себя микроинжекторы, с помощью которых обеспечивают выполнение микроманипуляционных процедур с клеткам, таких, как добавление необходимых растворов.
Микроскоп закреплен к столешнице при помощи антивибрационной опоры для микроскопа и микроманипуляционной системы, которая защищает микроскоп и микроманипуляционную систему от вибраций. При этом опора не связана с ламинарным боксом.
Содержит контрольную панель регулировки нагревательных элементов и по желанию заказчика может содержать выходные штуцера и электроразъемы. Кроме того, устройство включает систему лазерной микрохирургии клеток, обеспечивающую мгновенное (до 50 мс) рассечение и удаление клеток или их частей без повреждения окружения, а также консоль управления системой.
Основными принципиально новыми особенностями создаваемого в рамках данного технического решения является возможность сделать более компактным и эргономичным рабочее место эмбриолога. Принципиально важно, что комплекс, объединяющий многие традиционные лабораторные технологии, позволяет проводить гораздо более комфортно, качественно и безопасно все известные микроманипуляционные и исследовательские процедуры в клеточных технологиях, чем на всех существующих подобных громоздких и не всегда качественных системах. Кроме того, благодаря конструкторским и технологическим решениям общая стоимость устройства в 2-2.5 раза экономичнее для конечного пользователя, что при обеспеченном качестве, несомненно, положительно скажется на спросе.
Основное преимущество предлагаемого изделия - компактность (общий объем системы до 1.5 м3 против 2.5-3 м3 от известных), эргономичность (удобство и доступность всех органов управления системой, видеоконтроля), простота в управлении и обслуживании, наличие большего рабочего пространства для эмбриолога (отсутствие на рабочем столе микроскопа), гибкость и модульность (включение или исключение компонентов из системы в зависимости от конкретных задач).