МОБИЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО НА ОСНОВЕ МАССИВА СЕНСОРОВ ДЛЯ АНАЛИЗА БИОПРОБ МАЛОГО ОБЪЕМА
MOBILE DEVICE BASED ON AN ARRAY OF SENSORS FOR THE ANALYSIS OF SMALL VOLUME BIOASSAYS

Изобретение относится к проведению экспресс-анализа смесей газов, непрерывно выделяющихся свежеотобранной биопробой. Предназначено для оценки текущего состояния здоровья и организма человека и животных, процессов в живых системах разной природы по легко летучим соединениям. Прибор совмещается с компьютером, ноутбуком для передачи, обработки и сохранения информации об измерениях. Прибор может быть применен для измерения легко летучих соединений, выделяющихся слизью, твердой, жидкой пробами, тканью и т.д. малой массы/объема без обработки и подготовки в режиме реального времени, в условиях «на месте», в том числе в хозяйствах для контроля состояния животных.
Техническая задача изобретения заключается в разработке мобильного устройства, позволяющего измерить и зафиксировать легколетучие соединения - биомаркеры нормальных и патогенных процессов в органах и организме в целом, выделяемые малым объемом биопробы разной природы без специальной подготовки ее к анализу.
Техническое решение заключается в разработке мобильного устройства на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема, который включает трех-камерный корпус, внутри которого в первой неразборной камере, соединенной резьбой с крышкой с одной стороны, расположены электрические схемы, соединенные с n сенсорами с сорбентами разной природы и закрепленными в крышке в гнездах с держателями, но расположенными во второй камере, которая закрепляется резьбой на крышке с другой стороны, внутри этой камеры расположен конус, ограничивающий зону сенсоров и пробы, электрические схемы соединяются с внешним источником питания USB-шиной через гнездо с компьютером, ноутбуком, по которой также передается информация в программное обеспечение устройства, при этом контроль питания и рабочего состояния п сенсоров осуществляется по срабатыванию при включении соответственно n световых индикаторов, расположенных на внешней стороне первой камеры, на вторую камеру снизу накручивается третья камера, полая внутри, в которой расположен выдвижной поддон для емкости с биопробой, выделяющей легко летучие соединения.
Технический результат изобретения заключается в разработке мобильного устройства, позволяющего измерить и зафиксировать легколетучие соединения - биомаркеры нормальных и патогенных процессов в органах и организме в целом, выделяемые малым объемом биопробы разной природы без специальной подготовки ее к анализу. На фиг. представлены:
а - общий вид устройства для анализа легко летучих соединений в биопробах без пробоподготовки (в нативном состоянии).
б - вид устройства в разрезе и с составными элементами
в - вид устройства в рабочем состоянии (схема измерения)
Цифрами обозначены:
1 - корпус
2 - камера с микросхемами
3 - световые индикаторы работы сенсоров
4 - камера с сенсорами (ячейка детектирования)
5 - гнездо для шнура с USB
6 - камера для пробы
7 - конус ячейки детектирования
8 - сенсоры (массив)
9 - крышка, соединяющая камеры 2 и 4, а также удерживающая массив сенсоров в держателях от микросхем
10 - поддон камеры для проб
11 - чашка Петри, устанавливаемая в поддон
12 - проба, помещаемая в центр чашки Петри
13 - поток легко летучих соединений, выделяющиеся из биопробы в процессе измерения (схематично).
Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема включает (фиг. - а-в): трех-камерный корпус 1, внутри которого в первой неразборной камере 2, соединенной резьбой с крышкой 9 с одной стороны, расположены электрические схемы, соединенные с n сенсорами 8 с сорбентами разной природы и закрепленными в крышке 9 в гнездах с держателями, но расположенными во второй камере 4, которая закрепляется резьбой на крышке 9 с другой стороны, внутри камеры 4 расположен конус 7, ограничивающий зону сенсоров 8 и пробы 12, электрические схемы соединяются с внешним источником питания USB-шиной через гнездо 5 с компьютером, ноутбуком, по которой также передается информация в программное обеспечение устройства, при этом контроль питания и рабочего состояния n сенсоров 8 осуществляется по срабатыванию при включении соответственно п световых индикаторов 3, расположенных на внешней стороне первой камеры 2, на вторую камеру 4 снизу накручивается третья камера 6, полая внутри, в которой расположен выдвижной поддон 10 для емкости 11 с биопробой 12, выделяющей легко летучие соединения 13.
Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема функционирует следующим образом.
Вынимают из упаковки трех-камерный корпус 1 устройства. Перед включением его убеждаются в целости USB-шины и закрепляют ее одной стороной в гнездо 5 на верхней камере корпуса, а другой стороной соединяют с компьютером или ноутбуком, на которых установлено программное обеспечение. В камере 2 расположены микросхемы для массива n сенсоров. Микросхемы соединены с держателями для сенсоров, расположенными в крышке устройства. Камера 2 накручивается плотно на крышку с одной стороны. В крышку в держатели устанавливают n сенсоров 8 с разными сорбентами, чувствительными к легко летучим соединениям -биомаркерам нормальных и патогенных процессов в живых биопробах любой природы. Контроль рабочего состояния сенсоров осуществляют по световым индикаторам 3, соединенными с каждым сенсором. Камеру 4 с защитным конусом 7 внутри закрепляют с помощью резьбы на крышке 9 с другой стороны. На нижнюю часть камеры 4 закрепляют на резьбу камеру 3, полую внутри. В камере 3 закреплен выдвижной поддон 10, в который устанавливается любая часть чашки Петри 11. В центр чашки помещается проба 12. Это может быть тампон со слизью, капля крови, небольшая масса твердой, вязкой проб и т.д. Проба биоматериала помещается в чашке Петри 11 в поддон 10, который вдвигается в камеру 6, так чтобы проба 12 разместилась под отверстием камеры 6 и конуса 7. После размещения биопробы 12 в чашке Петри 11 на подложке 10, запускают в программном обеспечении режим измерения и задвигают подложку плотно в камеру 6. Легко летучие вещества 13 из биопробы попадают в конус 7 и фронтально движутся к сенсорам 8. Результат взаимодействия веществ с покрытиями сенсоров фиксируется непрерывно в 110 в течение заданного времени. По окончанию времени нагрузки выдвигают подложку 10 из камеры 6. В таком состоянии происходит самопроизвольная десорбция веществ с сенсоров 8 и из зоны конуса 7. При выходе базовых линий сенсоров в норму, запускают следующее измерение.
После проведения измерения проба 12 извлекается из поддона 10 вместе с чашкой 11. Размеры камеры 6 подбираются так, чтобы исключить контакт внутренних частей прибора с биопробой. По завершению работы из камеры 6 вынимают поддон 10, протирают спиртом доступные грани и сушат в открытом состоянии в течение 15-20 мин. Далее задвигают поддон 10 в камеру 6, выключают прибор, отключая от компьютера (ноутбука).
Предложенное мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема позволяет измерить и зафиксировать легколетучие соединения - биомаркеры нормальных и патогенных процессов в органах и организме в целом, выделяемые малым объемом биопробы разной природы без специальной подготовки ее к анализу при комнатной температуре.