Устройство для сбора иммуномагнитных частиц, связанных при помощи специфических антител с бактериальными или вирусными инфекционными агентами, из инфицированной биологической жидкости

 

Изобретение относится к медицине, а именно к устройствам для диагностики инфекционных заболеваний. Устройство содержит цилиндрическую емкость для инфицированной биологической жидкости и размещенный в ней постоянный магнит, укрепленный на стержне и расположенный внутри корпуса из немагнитного материала. Снаружи емкости коаксиально установлен внешний постоянный магнит или электромагнит для создания магнитного поля, увеличивающего силу магнитного притяжения иммуномагнитных частиц к постоянному магниту внутри емкости. Этот магнит и внешний магнит или электромагнит должны иметь магнитное поле, расположенное по оси емкости. Постоянный магнит в емкости имеет форму усеченного конуса и закреплен на стержне из магнитомягкого материала. Емкость установлена с зазором 2-3 мм относительно внешнего магнита. Последний может быть снабжен на торцах пластинами из магнитомягкого материала и иметь окна для визуального наблюдения за биологической жидкостью. Изобретение обеспечивает повышение эффективности сбора иммуномагнитных частиц из всего объема исследуемой биологической жидкости и, таким образом, эффективности сепарации бактериальных клеток или вирусов из инфицированных материалов. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к диагностике инфекционных заболеваний.

Известно устройство для сбора иммуномагнитных частиц из инфицированной биологической жидкости, содержащее емкость для биологической жидкости и наружный постоянный магнит, расположенный у стенок емкости - "Dynal magnetic particle concentrator" (каталог продукции фирмы "Dynal" Норвегия, 2000). Однако это устройство предназначено лишь для работы с микрообъемами биологической жидкости, тогда как при работе с инфицированной биологической жидкостью объемом 20 - 40 мл сила магнитного притяжения микрочастиц к постоянному магниту недостаточна для их сбора и сепарации из всего объема емкости. Кроме того, при сепарации магнитных частиц указанное устройство не обеспечивает необходимой технологической безопасности для работы с инфицированными материалами.

Ближайшим техническим решением к предложенному является устройство для сбора иммуномагнитных частиц, связанных при помощи специфических антител с бактериальными или вирусными инфекционными агентами, из инфицированной биологической жидкости, содержащее емкость для последней и размещенный в ней магнит, укрепленный на стержне и расположенный внутри корпуса из немагнитного материала (RU 2098828 С1, 10.12.1997). Иммуномагнитные частицы изначально примагничиваются к постоянному магниту, а биологическая жидкость, содержащая инфекционные агенты, омывает эти частицы, которые затем отделяют от жидкости.

Недостатком этого устройства является малая поверхность взаимодействия иммуномагнитных частиц, находящихся в агрегированном состоянии на поверхности постоянного магнита, и бактериальных клеток или вирусных частиц, подлежащих выделению из исследуемого биологического материала. Использование же постоянного магнита, помещаемого внутри емкости для биологической жидкости, в которой иммуномагнитные частицы могут быть диспергированы для взаимодействия с искомыми инфекционными (бактериальными или вирусными) агентами, не позволяет создать достаточную величину напряженности магнитного поля, обеспечивающего присоединение магнитных частиц из всего объема емкости к биологической жидкости, существенно ослабленного в условиях вязкого состояния биологической материала.

Технический результат изобретения заключается в повышении величины сил магнитного притяжения, обеспечивающих присоединение иммуномагнитных частиц, связанных с бактериальными клетками или вирусными частицами к постоянному магниту, и, таким образом, в повышении эффективности сбора иммуномагнитных частиц из всего объема исследуемой биологической жидкости, клинические образцы которой часто обладают значительной вязкостью. В результате повышается эффективность сепарации бактериальных клеток или вирусов из инфицированных материалов.

Это достигается тем, что в предложенном устройстве для сбора иммуномагнитных частиц, содержащем емкость для биологической жидкости и размещенный в ней постоянный магнит, укрепленный на стержне и расположенный внутри корпуса из немагнитного материала, снаружи емкости коаксиально установлен внешний постоянный магнит или электромагнит для создания магнитного поля, увеличивающего силу магнитного притяжения иммуномагнитных частиц к постоянному магниту, расположенному внутри емкости.

Емкость для биологической жидкости должна быть установлена с зазором 2-3 мм относительно внешнего магнита. Постоянный магнит, расположенный в емкости, может иметь форму усеченного конуса. Стержень, на котором укреплен постоянный магнит в емкости, следует выполнить из магнитомягкого материала.

Внешний постоянный магнит может быть снабжен на торцах пластинами из магнитомягкого материала и иметь окна для визуального наблюдения за биологической жидкостью.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 изображено устройство в аксонометрии, на фиг.2 - то же устройство с электромагнитом.

Устройство для сбора иммуномагнитных частиц, связанных при помощи специфических антител с бактериальными и вирусными инфекционными агентами, из инфицированной биологической жидкости содержит емкость 1 для последней и размещенный в ней постоянный магнит 2, укрепленный на стержне 3 и расположенный внутри корпуса 4 из немагнитного материала.

Для создания магнитного поля, увеличивающего силу магнитного притяжения иммуномагнитных частиц к постоянному магниту, расположенному внутри емкости, снаружи емкости 1 коаксиально установлен постоянный магнит 5 (см. фиг.1) или электромагнит 6.

Этот постоянный магнит может иметь форму цилиндра или форму усеченного конуса; при этом его большее основание с диаметром 6-7 мм, меньшее основание с диаметром 4-5 мм, а высота постоянного магнита равна 10-12 мм.

В качестве корпуса 4, в который помещается постоянный магнит, может быть использован сменный пластиковый наконечник для пипеточного дозатора объемом до 5 мл, нижнее отверстие которого закупорено парафином для предотвращения попадания в него жидкости.

Стержень 3, на котором укреплен постоянный магнит 2, выполнен из магнитомягкого материала, например стали 10. Длина стержня должна быть больше высоты емкости 1 для удобства работы. Диаметр стержня меньше диаметра цилиндрической части пластикового наконечника для свободного перемещения в нем и равен диаметру верхнего основания постоянного магнита 2. Последний имеет конусность, соответствующую конусности пластикового наконечника. Высота магнита равна 1,5-2 диаметрам его большего основания.

Емкость 1 для биологической жидкости установлена с зазором 2-3 мм относительно внешнего постоянного магнита 5 для ее свободного перемещения. Для усиления вектора магнитной индукции к постоянному магниту 2 внешний постоянный магнит 5 снабжен на торцах пластинами 7 из магнитомягкого материала, представляющими собой магнитопроводы. Электромагнитная катушка 6 также снабжена аналогичными пластинами 8.

Внешний постоянный магнит 5 может представлять собой сплошное кольцо или состоять из секторов, охваченных пластинами из магнитомягкого материала. Постоянные магниты 2 и 5 изготавливаются из сплава редкоземельных металлов (самарий-кобальт или неодим-железо-бор). Постоянный магнит 5 может иметь окна (не изображены) для визуального наблюдения за биологической жидкостью. Использование сменного пластикового наконечника 4 в качестве немагнитного корпуса, в который помещается постоянный магнит 2, позволяет его многократно использовать, что необходимо при исследовании инфицированных жидкостей, и переносить иммуномагнитные частицы в микропробирки для проведения анализа.

Устройство работает следующим образом.

Исследуется 5 мл мокроты, собранной в емкости 1 - пробирке объемом 50 мл, для выявления микобактерий туберкулеза. Для лизиса мокроты добавляют равный объем 4% раствора гидроксида натрия и 100 мг N-ацетил-L-цистеина (NALC), встряхивают 30 сек и инкубируют 1 час при 40^oС (при плохом разжижении повторно добавляют 50-70 мг NALC). Затем лизированную мокроту нейтрализуют примерно равным объемом 1 М раствором трис-основания и соляной кислоты (100 мл 37% НС1 в 1 литре раствора трис-основания), содержащим индикатор феноловый красный (40 мг/л) до перехода окраски от малинового цвета при щелочной реакции до красно-желтоватой при нейтральной реакции. К исследуемому материалу добавляется 0,1 мл суспензии иммуномагнитных микрочастиц, связанных с антителами к микобактериям (препарат "Микосорб"), и осторожно перемешивают в течение 45-60 мин. В пробирке размещается заключенный в корпусе 4 постоянный магнит 2, имеющий намагниченность по оси пробирки. Магнит 2 укреплен на стержне 3. Затем для создания магнитного поля, увеличивающего силу магнитного притяжения иммуномагнитных частиц к постоянному магниту, расположенному внутри пробирки, вокруг нее с зазором 2-3 мм устанавливается наружный постоянный магнит 5 или электромагнит 6, который обеспечивает высокий градиент модуля вектора магнитной индукции в биологическом материале, направленном к постоянному магниту 2.

Таким образом, иммуномагнитные частицы, содержащие связанные с ними бактериальные клетки или вирусные частицы, собираются на поверхности корпуса 4, прилегающей к полюсам постоянного магнита 2, извлекаются из биологической жидкости и переносятся в микропробирку объемом 1,5 мл, содержащую буферный раствор, с последующим их освобождением с поверхности корпуса 4 после извлечения стержня 3 с постоянным магнитом 2. Извлеченные вместе с иммуномагнитными частицами инфекционные агенты далее могут быть осаждены, лизированы и исследованы с помощью различных методов, в том числе полимеразной цепной реакции.

Использование предложенного устройства обеспечивает взаимодействие антигенов бактериальных клеток или вирусных частиц с антителами иммуномагнитных частиц в течение периода инкубации при перемешивании, отделение иммуномагнитых частиц из всего объема исследуемой жидкости и соответственно технологическую простоту и высокую эффективность обнаружения инфекционного агента, в частности микобактерий туберкулеза.

Формула изобретения

1. Устройство для сбора иммуномагнитных частиц, связанных при помощи специфических антител с бактериальными или вирусными инфекционными агентами, из инфицированной биологической жидкости, содержащее емкость для последней и размещенный в ней постоянный магнит, укрепленный на стержне и расположенный внутри корпуса из немагнитного материала, отличающееся тем, что снаружи емкости коаксиально установлен внешний постоянный магнит или электромагнит для создания магнитного поля, увеличивающего силу магнитного притяжения иммуномагнитных частиц к постоянному магниту, расположенному внутри емкости.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что постоянный магнит, расположенный внутри емкости для биологической жидкости, и внешний магнит или электромагнит имеют магнитное поле, расположенное по оси емкости.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что постоянный магнит, расположенный внутри емкости, имеет форму усеченного конуса.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что постоянный магнит, расположенный внутри емкости, закреплен на стержне, выполненном из магнитомягкого материала.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость для биологической жидкости установлена с зазором 2-3 мм относительно внешнего магнита.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешний постоянный магнит снабжен на торцах пластинами из магнитомягкого материала.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внешний постоянный магнит выполнен с окнами для визуального наблюдения биологической жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2