Устройство для определения количества соматических клеток в молоке

 

Назначение: изобретение относится к молочной промышленности и может найти применение в аналитических лабораториях и непосредственно на животноводческих фермах при определении количества соматических клеток в молоке. Устройство содержит световодный щуп, который со стороны кюветы для исследуемой пробы заканчивается зоной контроля. Выходной торец световодного щупа выполнен скошенным под углом 45^o. Лопастная мешалка и пипетка смонтированы на световодном щупе со стороны заостренного конца световодного щупа. Соотношение расстояний между лопастной мешалкой и выходным отверстием пипетки, между последним и острым концом световодного щупа и к длине погружаемой части устанавливают в пределах 2:1:5. 1 ил.

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к устройствам для анализа молока, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве, молочных лабораториях и в ветеринарии.

Известно устройство для измерения количества соматических клеток в молоке, содержащее источник излучения, кювету с исследуемой пробой молока, линзовую оптическую систему, фотоприемник, подключенный к блоку регистрации, и источник питания. В данном устройстве используется флюорооптоэлектронный метод измерения количества соматических клеток в молоке с использованием специального красителя этилдиумброида, который реагирует с соматическими клетками и изменяет оптические свойства молока. В известном устройстве свет с длиной волны около 540 нм от источника излучения направляется в кювету с исследуемой пробой молока через линзовую оптическую систему и через стенки кюветы. Падающее излучение поглощается соматическими клетками, содержащими краситель. Клетки, поглотившие свет с длиной волны около 540 нм, начинают флуоресцировать и излучать свет с длиной волны около 690 нм. Интенсивность флуоресценции прямо пропорциональна концентрации соматических клеток в пробе молока. Флуоресцентное излучение собирается линзовой оптической системой и направляется на фотоприемник. Сигнал с фотоприемника направляется в блок регистрации, который обрабатывает сигнал, определяет количество соматических клеток и представляет результаты измерений [1] Недостатком известного устройства является то, что точность измерения ограничена тем, что напрямую связана с качеством изготовления и состоянием стенок кюветы, в которой находится исследуемая проба молока. Кроме того, обслуживание известного устройства затруднено в связи с необходимостью постоянной смены кювет и необходимостью тщательно промывать кюветы после каждой пробы молока.

Известно также устройство для измерения количества соматических клеток в молоке, содержащее источник излучения, линзовую оптическую систему, фотоприемник, подключенные к блоку регистрации, источник питания, блок подачи раствора красителя, включающий емкость для красителя, связанный с пипеткой дозатор, нагревательный элемент, смесительную камеру, сосуд с ополаскивающей жидкостью, поршневой дозатор, вращающийся диск, распыливающую головку [2] В данном устройстве проба молока смешивается с подогретым раствором этидиумбромида (40^оС). Смесь наносится на вращающийся диск тонким слоем в виде пленки. Световой поток с длиной волны около 580 нм падает на вращающийся диск и вызывает флуоресценцию клеточного комплекса с собственной длиной волны около 590 нм. По числу флуоресцентных импульсов, испускаемых красителем в среде дезоксирибонуклеиновой кислоты ядра клетки, осуществляется подсчет соматических клеток в молоке.

Недостаток данного устройства состоит в необходимости промывки вращающегося диска после каждой пробы молока, а также предварительном смещении пробы молока и красителя.

Целью изобретения является повышение точности измерения и снижение эксплуатационных затрат на обслуживание.

Это достигается тем, что устройство для определения количества соматических клеток в молоке, содержащее источник излучения, линзовую оптическую систему, фотоприемник, подключенный к блоку регистрации, источник питания, блок подачи красителя, включающий емкость для красителя, нагреватель, дозатор, связанный с пипеткой, и смесительный элемент, дополнительно оснащено световодным щупом, выходной конец погружаемой в исследуемую пробу части которого выполнены скошенными под углом 45^о, при этом смесительный элемент представляет собой лопастную мешалку, подключенную к электроприводу, пипетка и лопастная мешалка смонтированы на световодном щупе со стороны его острого конца с возможностью смещения по высоте вдоль световодного щупа, причем соотношение расстояний между лопастной мешалкой и выходным отверстием пипетки, между последним и острым концом световодного щупа к длине его погружаемой в исследуемую пробу части устанавливают в пределах 2:1:5, а световодный щуп подключен между источником излучения и фотоприемником.

На чертеже схематично представлено устройство для определения количества соматических клеток в молоке.

Устройство для измерения количества соматических клеток в молоке содержит кювету 1 с исследуемой пробой 2 молока, световодный щуп 3, который со стороны кюветы заканчивается зоной контроля, прилегающей к выходному торцу 4 щупа, скошенному под углом 45^о. Данный угол скоса является оптимальным, поскольку исключает загрязнения выходного торца световодного щупа. С другого конца световодный щуп разделяется на приемный световод 5 и передающий световод 6. Перед торцом передающего световода 6 расположена передающая оптическая система 7, за которой находится источник 8 излучения. Перед торцом приемного световода 5 расположена приемная оптическая система 9, за которой находится фотоприемник 10, связанный с регистратором 11. Источник 8 излучения связан с блоком 12 питания. Блок питания и блок регистрации связаны между собой. Приемная оптическая система содержит светофильтр 13. Смесительный элемент представляет собой лопастную мешалку 14 с электроприводом 15. Емкость 16 для красителя через последовательно расположенные нагреватель 17 и дозатор 18 подсоединен к пипетке 19. Пипетка и лопастная мешалка смонтированы на световодном щупе с возможностью съема, а также перемещения вдоль продольной оси световодного щупа со стороны его острого конца для обеспечения возможности регулировки расстояния между лопастной мешалкой и выходным отверстием пипетки, между последним и острым концом световодного щупа к длине его погружаемой в исследуемую пробу части. Причем соотношение этого расстояния выбирают в пределах 2:1:5. Данная компоновка, а также выбор соотношения расстояний необходимы для обеспечения наилучшего перемешивания пробы и красителя, что обеспечивает повышение точности анализа.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с блока 12 питания поступает на источник 8 излучения, в качестве которого используют светодиод либо ртутную лампу, или дугу с длиной волны 540 нм. Световое излучение направляется передающей оптической системой 7 на выходной торец передающего световода 6, по которому излучение поступает в световодный щуп 3 и через торец 4 щупа выходит в зону контроля, располагаемую в погружаемой в исследуемую пробу части световодного щупа. Световое излучение в зоне контроля поглощается соматическими клетками. Клетки, поглотившие излучение, начинают флуоресцировать. Интенсивность излучения прямо пропорциональна концентрации соматических клеток. Флуоресцентное излучение попадает на торец светового щупа 3 и направляется по нему в приемный световод 5, из которого излучение через приемную оптическую систему 9 направляется на фотоприемник 10. Сигнал с фотоприемника 10 поступает на блок 11 регистрации, который обрабатывает сигнал и представляет результат в удобном для пользователя виде. Сигнал с блока регистрации поступает в блок питания и используется для стабилизации светового потока источника 8 излучения.

Применение световодного щупа позволяет исключить влияние стенок кюветы и тем самым повысить точность и надежность результатов измерений. Кроме того, в качестве кюветы можно использовать любой сосуд, в том числе с непрозрачными стенками. Также значительно снижаются требования к обслуживанию устройств и к обработке кювет. Это позволяет пользоваться приборами, разработанными на основе данного устройства, во вне лабораторных условий, непосредственно на фермах.

Формула изобретения

Устройство для определения количества соматических клеток в молоке, содержащее источник излучения, линзовую оптическую систему, фотоприемник, подключенный к блоку регистрации, источник питания, блок подачи красителя, включающий емкость для красителя, нагреватель, дозатор, связанный с пипеткой, и смесительный элемент, отличающееся тем, что оно дополнительно оснащено световодным щупом, выходной конец погружаемой в исследуемую пробу части которого выполнен скошенным под углом 45^o, при этом смесительный элемент представляет собой лопастную мешалку, подключенную к электроприводу, пипетка и лопастная мешалка смонтированы на световодном щупе со стороны его острого конца с возможностью смещения по высоте вдоль световодного щупа, причем соотношение расстояний между лопастной мешалкой и выходным отверстием пипетки, между последним и острым концом световодного щупа и длиной его погружаемой в исследуемую пробу части устанавливают в пределах 2 1 5, а световодный щуп подключают между источником излучения и фотоприемником.

РИСУНКИ

Рисунок 1