Устройство многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрочастиц

 

Изобретение относится к устройствам индивидуального разделения клеток и микрочастиц , находящихся в суспензированном состоянии, и может найти применение в биотехнологии, биохимии и медицине. Целью изобретения является увеличение производительности устройства и экономия биологического материала путем одновременного выделения нескольких (более 2) фракций клеток., хромосом или микрочастиц на основании индивидуального анализа их оптических характеристик и последующей сортировки заключающих их микрокапель. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулятором амплитуды заряжающих импульсов, сборник фракций выполнен в виде плоской конструкции, а отклоняющая система - в виде набора нескольких пар изолированных пластин с последовательным увеличением угла наклона и расстояния от оси струи, причем напряжение на каждой последующей паре больше чем на предыдущей. В преимущественном выполнении устройства сборник фракций может быть выполнен подвижным и соединенным с замораживающим устройстоом, а также он может быть в виде многоячеистой линейкой конструкции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. 1Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)5 6 01 Ч 15/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4604435/25 (22) 11.08.88 (46) 30.11.92. Бюл. М 44 (71) Институт молекулярной биологии им.

В.А. Э н гел ьга рдта (72) А.И.Полетаев (56) Проспект фирмы "Becton-Dlklnson" (США) FACS-11, FACS-440, 1986.

Проспект фирмы "Bruker™ ФРГ АТС3000, 1985. (54) УСТРОЙСТВО М Н О ГОФ РАКЦИ ОН НОЙ

СОРТИРОВКИ КЛЕТОК, ХРОМОСОМ И

МИКРОЧАСТИЦ (57) Изобретение относ. тся к устройствам индивидуального разделения клеток и микрочастиц, находящихся в суспензированном состоянии, и может найти применение в биотехнологии, биохимии и медицине.

Целью изобретения является увеличение производительности устройства и экономия

Изобретение относится к устройствам индивидуального разделения клеток и микрочастиц, находящихся в суспензированном состоянии, и может найти применение в биотехнологии, биохимии, цитологии, молекулярной биологии и медицинской генетике.

Целью изобретения является увеличение производительности устройства и экономия биологического материала путем одновременного выделения нескольких (более 2) фракций клеток. хромосом или микрочастиц на основании индивидуального анализа их оптических характеристик и побиологического материала путем одновременного выделения нескольких (более 2) фракций клеток, хромосом или микрочастиц на основании индивидуального анализа их оптических характеристик и последующей сортировки заключающих их микрокапель, Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулятором амплитуды заряжающих импульсов, сборник фракций выполнен в виде плоской конструкции, а отклоняющая система - в виде набора нескольких пар изолированных пластин с последовательным увеличением угла наклона и расстояния от оси струи, причем напряжение на каждой последующей паре больше чем на предыдущей. В преимущественном выполнении устройства сборник фракций может быть выполнен подвижным и соединенным с замораживающим устройством, а также он может быть в виде многоячеистой линейкой конструкции. 2 э.п. ф-лы, 1 ил. следующей сортировки эаклю ающих их микрокапель.

На чертеже представлена блок-схема устройства многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрочастиц.

Устройство многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрачасти ц содержит систему подачи 1 образца (микрочастиц . или клеток, находящихся в суспензироаанном состоянии) в струю оболочечной жидкости, системы 2 формирования струи, источник 3 монохроматического света, КоНрессор 4, фотодетекторы 5, электронные усилители сигналов 6, аналого-цифровые

17 70631 преобразователи сигналов 7, электронный логический анализатор сигналов S, вибратор 9, формирователь 10 прямоугольных заряжающих импульсов, заряжающие электроды 11,.отклоняющую систему

12, сборники фракций 13, регулятор амплитуды 14 заряжающих импульсов с синхронизирующим 15 и кодирующим 16 входами.

Отклоняющая система 12 выполнена в виде набора нескольких пар изолированных друг от друга пластин, с последовательным увеличением. расстояния от оси струи, причем напряжение на каждой следующей паре пластин больше, чем на предыдущей.

Сборник фракций 13 выполнен в двух вариантах..

Первый ва иант сборника фракций— подвижная поверхность, соединенная с замораживающим устройством и установленная на направляющих, перпендикулярных плоскости развертки фракций. Второй вариант сборника фракций — многоячеистая линейная конструкция электрически изолированных друг от друга микроячеек с пористым фильтрующим дном, пространство под которым связано с системой создания разрежения.

Устройство работает следующим образом.

Суспензия клеток или микрочастиц подается из сосуда системы подачи 1 через трубопровод в камеру системы 2 формирования струи, где фокусируется током оболочечной обжимающей жидкости и выходит по оси струи через тонкую фильеру, Система формирования струи вибрирует под действием ультразвукового вибратора 9. После выхода из фильеры струя разбивается на отдельные капли, некоторые из которых содержат частицы или клетки, подлежащие выделению, Струя пересекает пучок монохроматического света, сфокусированного в узкой зоне с помощью конденсора 4. При прохождении микрочастиц или клеток через . освещенную зону в фотодетекторах 5 регистрирую ея оптические сигналы (светорассеяния, флуоресценции, изменения пропускания света), которые в виде электрических импульсов поступают на входы усилителей 6, а затем на аналого-цифровые преобразователи 7 (АЦП). С АЦП сигналы поступают на многоканальный логический анализатор сигналов (ЛАС) 8, который выполняет две группы функций: а) запоминает величины поступивших сигналов, строит запрограммированные функции распределения сигналов по их амплитудам в виде однопараметрических гистограмм или двухи более параметрических цитограмм, а также обеспечивает визуализацию полученных

Прямоугольные электрические импуль20 сы формирователя 10 поступают на вход 15

40

50 распределений, б) генерирует электрические сигналы-команды на формирователь 10 прямоугольных импульсов, если поступивший сигнал или совокупность сигналов находится в пределах установленных порогов (микрочастица или клетка принадлежит к фракции, подлежащей выделению), в) генерирует в соответствии с установленной логической программой управляющие импульсы, кодирующие номер выделяемой фракции, и передает их на регулятор амплитуды 14 заряжающих импульсов. Сигналыкоманды из ЛАС 8 поступают в формирователь 10, где формируются импульсы с задержкой, равной времени перемещения микрочастиц или клеток от места освещения сфокусированным пучком до точки отрыва капель от струи. регулятора амплитуды 14 в соответствии с номером фракции, который приписан по программе ЛАС этой клетке или микрочастице. С регулятора амплитуды 14 импульсы поступают на заряжающие электроды 11.

Расстояние, на которое отклоняются капли после пролета в поле отклоняющей системы

12, определяется величиной заряда капли и величиной постоянного отклоняющего напряжения на системе пластин. Таким образом, изменение амплитуды и знака заряжающих прямоугольных импульсов, поступающих из регулятора амплитуды 14 на электроды 11, определяют изменение траектории капель с клетками или микрочастицами и место их попадания на сборник фракций 13. Количество отдельных фракций, собираемых справа и слева от струи, определяется расстоянием максимального отклонения капель, то-есть конфигурацией пластин отклоняющей системы 12 и напряжением между ними, а также величиной случайного разброса капель при постоянной величине заряжающих импульсов. Сборник фракций 13 осуществляет пространственную фиксацию поступающих на него микрокапель с клетками или микрочастицами за счет их замораживания на поверхности передвижной гравированной пластины или другими способами. Замораживание препятствует растеканию капель и обеспечивает сохранность биологических объектов.

Передвижение пластины не допускает избыточного накопления микрокапель Hà of раниченном пространстве. Для упрощения конструкции в режиме однопараметрического анализа возможен вариант упрощенной системы, в которой вход 16 регулятора амплитуды 14 заряжающих импульсов связан с выходом аналого-цифрового преобра1778631 эователя 7, ведущего обработку рабочего сигнала. В этом варианте кодирование номера фракции в регуляторе 14 осуществляется кодовыми импульсами с выхода АЦП 7.

Кроме того, регулятор амплитуды 14 заряжающих импульсов может подвергаться кодированию-управлению аналоговым сигналом, поступающим с выхода электронного усилителя 6 рабочего сигнала.

Предлагаемое устройство позволяет выделять иэ смеси клеток или микрочастиц несколько фракций, для которых присвоение номеров производится на основании многопараметрического анализа нескольких оптических сигналов от исследуемых клеток или микрочастиц, каждому номеру фракции соответствует определенная амплитуда заряжающего импульса, наносящего заряд на каплю в момент ее отрыва от струи, величина заряда на капле, будучи пропорциональной амплитуде заряжающего импульса, будет определять величину отклонения капли при пролете ее между отклоняющими пластинами.

Формула изобретения

1. Устройство многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрочастиц, содержащее последовательно соединенные систему подачи образца в струю оболочечной жидкости, систему формирования струи, механически связанную с вибратором, оптически сопряженные источник монохроматического света, конденсор и оптические детекторы, соединенные через электронные усилители и аналого-цифровые преобразователи сигналов с электрон, ным логическим анализатором сигналов, который выходом связан с синхронизирующим входом формирователя прямоугольных заряжающих импульсов, заряжающие электроды, отклоняющую систему. приемник фракций клеток, хромосом или микро га5 стиц. о т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с целью увеличения производительности устройства и экономии биологического материала путем одновременного выделения нескольких (более двух) фракций клеток, хромосом

10 или микрочастиц, оно дополнительно содержит регулятор амплитуды заряжающих импульсов, синхронизирующий и кодирующий входы которого соединены, соответственно с выходами формирователя заряжающих

15 импульсов и электронного логического анализатора, а выход регулятора электрически связан с заражающими электродами, причем сборник фракций выполнен в виде плоской конструкции, а отклоняющая система—

20 в виде набора нескольких пар изолированных одна от другой пластин с последовательным увеличением угла наклона и расстояния от оси струи, причем напряжение на каждой последующей паре больше, 25 чем на предыдущей.

2. Устройство по и. 1, о т.л и ч а ю щ е ес я тем, что сборник фракций выполнен подвижным, соединенным с замораживающим устройством и установленным на на30 правляющих, перпендикулярных плоскости развертки фракций.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сборник фракций выполнен в виде многоячеистой линейной конструкции

35 электрически изолированных одна от другой микроячеек с пористым фильтрующим дном, пространство под которым связано с системой создания разрежения, 1778631

Составитель H. Грищенко

Редактор Т. Купрякова Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Заказ 4187 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Устройство многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрочастиц Устройство многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрочастиц Устройство многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрочастиц Устройство многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрочастиц 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерению крупности измельченного материала, обладающего магнитными свойствами

Изобретение относится к способам определения геометрических параметров объектов на изображении, направлено на повышение точности, скорости обработки, расширении сферы применения способа в случаях наложения объектов, объектов несферической формы, появления теней от объектов, бликов на объектах при использовании различных видов освещения

Изобретение относится к лабораторной технике, а именно к устройствам для цитофотометрических измерений и может быть использовано в биологии, медицине, сельском хозяйстве, геофизике и геохимии, а также других областях науки и производства, где необходимо количественное определение веществ в микроструктурах (органы, ткани, клетки, вкрапления микроэлементов и т.д.)

Изобретение относится к технической физике и может найти применение в текстильной промышленности, например для определения коэффициента диффузии красителя

Изобретение относится к области контроля эксплуатации скважин в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при определении критических скоростей флюида, соответствующих началу выноса песка из пористых образцов

Изобретение относится к текстильной промышленности и может использоваться для контроля качества обработки материала, например, для определения коэффициента диффузии красителя или другого реагента

Изобретение относится к текстильной промышленности и может использоваться для определения и контроля качества сырья, например, для определения коэффициентов дихроичности полимеров натурального и искусственного происхождения

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой прибор и систему для обнаружения и выборочного изменения нужной субпопуляции клеток в популяции с клеточными образцами. Прибор и система включают путь движения жидкости. Прибор и система предполагают использование объектива, оптическая ось которого расположена соосно пути движения струи в фокальной точке. Прибор и система включают детектор для обнаружения света, сфокусированного объективом, логическую программу, сопряженную с детектором, которая используется, чтобы определить, является ли клетка в популяции с клеточными образцами частью нужной субпопуляции клеток, а также чтобы выводить сигналы исходя из определения о том, является ли клетка частью нужной субпопуляции клеток, и контролируемый источник энергии, сопряженный с логической программой, который используется для выборочного изменения либо клеток в нужной субпопуляции клеток, либо клеток, не входящих в нужную субпопуляцию клеток, в соответствии с сигналом, отправленным логической программой. Предложенное изобретение позволяет осуществлять сортировку клеток с большей эффективностью и точностью. 2 н. и 15 з.п.ф-лы, 22 ил.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложены способ и система для клеточного анализа. Способ включает обеспечение группы маркированных клеток, выбор имеющей интересующее свойство клетки в группе, запись локализации клетки, направление лазерного импульса на клетку и генерирование дискретного шлейфа, введение дискретного шлейфа в индуктивно сопряженную плазму и генерирование групп соответствующих маркеру элементарных ионов, обнаружение каждой из групп элементарных ионов одновременно для каждого дискретного шлейфа с помощью массовой цитометрии и корреляцию обнаруженных элементарных ионов с интересующим свойством. Система включает опрашивающее устройство для идентификации локализации подходящей клетки, хранилище данных для записи локализации клетки, систему лазерной абляции для направления лазерного импульса на локализацию клетки и массовый цитометр для обнаружения связанного с подходящей клеткой маркера. Изобретения обеспечивают расширение области клеточного анализа по сравнению с возможностями традиционных основанных на клетке методик отображения или визуализации. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх