Многофункциональное устройство для диагностики и способ тестирования биологических объектов

Изобретение относится к тестированию биологических объектов и может быть использовано в медицине, ветеринарии, криминалистике, для контроля пищевых продуктов. Устройство содержит, по меньшей мере, два источника оптического излучения, оптическую систему, детектор, узел крепления держателя образца, носитель исследуемого образца, а также две группы экранов, снабженных светопоглощающими или светоотражающими слоями. Экраны, входящие в первую и/или вторую группы, выполнены с возможностью их поочередного введения в траекторию оптических осей осветителей и/или в траекторию оптической оси регистрирующей системы. Лицевая поверхность первого экрана, входящего в первую группу экранов, выполнена с возможностью зеркального отражения или световозвращения световых потоков, поступающих от первого и второго осветителей. Отражающая поверхность установлена на минимальном расстоянии от задней поверхности носителя исследуемого образца в пределах от 0,01 мм до 10 мм, что позволяет увеличить уровень диагностируемого сигнала в несколько раз. 2 н. и 35 з.п. ф-лы, 11 ил.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Устройство для измерения флуоресценции, люминесценции, рассеяния и пропускания света в диагностических целях, которое содержит, по меньшей мере, два источника света, формирующие освещение рабочего поля, оптическую систему, детектор, узел крепления держателя образца, твердый носитель исследуемого образца, отличающееся тем, что содержит первую и вторую группы экранов, первая из которых содержит, по крайней мере, один экран, а вторая группа содержит, по меньшей мере, два экрана, все экраны установлены за задней поверхностью твердого носителя образца, причем экраны первой группы расположены перпендикулярно оптической оси регистрирующей системы, экраны второй группы расположены перпендикулярно оптическим осям осветителей, а осветители снабжены поглощающими элементами для гашения отраженного света от передней поверхности носителя образца и поверхностей экранов.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый экран, входящий в первую группу, выполнен с возможностью отражения или световозвращения световых потоков первого и второго источников света и установлен на минимальном расстоянии от задней поверхности твердого носителя исследуемого образца, в пределах от 0,01 до 10 мм.

3. Устройство по п.3, отличающееся тем, что лицевая поверхность первого экрана снабжена отражающим или световозвращающим слоем.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что узел крепления держателя твердого носителя образца обеспечивает возможность установки первого экрана первой группы за задней поверхностью твердого носителя и возможность его выведения из поля зрения регистрирующей системы.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй экран первой группы размещен относительно задней поверхности твердого носителя образца на расстоянии, превышающем расстояние от точки пересечения нижних границ световых потоков и боковых границ оптического конуса регистрирующей системы.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что лицевая поверхность второго экрана первой группы снабжена светопоглощающим слоем.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что третий экран первой группы размещен за вторым экраном первой группы.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что лицевая поверхность третьего экрана выполнена в виде светорассеивающей поверхности.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что дополнительно содержит узел крепления второго и третьего экранов первой группы и обеспечивает возможность выведения второго экрана из зоны оптического конуса регистрирующей системы.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, третий источник света.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что третий источник света освещает лицевую поверхность третьего экрана или торцевые поверхности третьего экрана или заднюю поверхность третьего экрана.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит узлы крепления первого и второго экранов второй группы, которые обеспечивают возможность введения и выведения экранов из оптических осей источников света.

13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что узел крепления первого и второго экранов второй группы выполнен с использованием шарнирного соединения между узлом крепления и экраном и обеспечивает возможность поворота экранов относительно оптической оси источника света.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первые экраны второй группы экранов снабжены светоотражающим слоем, а вторые экраны второй группы экранов снабжены световозвращающей поверхностью.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит третьи экраны второй группы, которые размещены за первыми и вторыми экранами второй группы, причем лицевая поверхность третьих экранов снабжена поглощающим слоем.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что экран представляет собой планарный лист, уголковый, цилиндрический или параболический элемент, снабженный отражающей, светопоглощающей или световозвращающей поверхностью.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что световозвращающая поверхность выполнена в виде слоя шариков, зубцов треугольной или пирамидальной формы или частиц с высокой отражающей поверхностью.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что световозвращающая поверхность выполнена на основе многослойных покрытий, установленных на лицевой плоскости экрана с использованием клея.

19. Устройство по п.16, отличающееся тем, что светопоглощающая поверхность экрана выполнена на основе абсорбирующего материала, входящего в группу, состоящую из пленок, формируемых химическим способом, композиции, включающей носитель и диспергированный пигмент, полимерных покрытий, снабженных клеящим слоем.

20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что свет от источников излучения падает на рабочую поверхность исследуемого образца под углом α к оптической оси регистрирующей системы в диапазоне от 40 до 60°.

21.Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник света содержит светоизлучающие диоды, которые формируют световой поток, границы которого представлены в виде круга, овала, прямоугольника, квадрата, многоугольника, треугольника.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что источник света выполнен на основе гексагонально размещенных светодиодов, расположенных на расстоянии от 1,0 мм до 5 мм от лицевой поверхности источника света.

23. Устройство по п.20, отличающееся тем, что источник света выполнен с возможностью его замены.

24. Устройство по п.21, отличающееся тем, что источник света дополнительно содержит светопоглощающее покрытие, которое нанесено на поверхность держателей, содержащих цилиндрические отверстия, в глубине которых закреплены светодиоды, и светопоглощающие элементы, которые размещены на поверхности кожуха источника света.

25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что светопоглощающие элементы выполнены планарной, вогнутой, цилиндрической или параболической формы.

26. Устройство по п.21, отличающееся тем, что источник света генерирует излучение в диапазоне от 300 до 800 нм.

27. Устройство по п.26, отличающееся тем, что источник света выполнен из светоизлучающих диодов, излучающих одинаковую длину волны.

28. Устройство по п.1, отличающееся тем, что твердый носитель выполнен в виде биочипа, кюветы, или микроплаты.

29. Устройство по п.1, отличающееся тем, что исследуемый объект представляет собой биологический образец, иммобилизованный на твердой планарной основе, образец, размещенный внутри объема проточной ячейки, образец, размещенный внутри гибридизационного объема, образец, нанесенный на гибкой основе, приклеенной к твердой планарной основе, образец, иммобилизованный в гелевой основе, или образец, связанный с хроматографическим носителем.

30. Устройство по п.29, отличающееся тем, что биологический образец выбирают из группы, состоящей из ДНК, белков, ферментов, антител, антигенов, мембран, клеток.

31. Устройство по п.29, отличающееся тем, что биологический образец снабжен маркером, который является флуорофором, колориметрической меткой или хемилюминесцентной меткой.

32. Способ проведения диагностических тестов посредством освещения образца, иммобилизованного на твердой основе или размещенного в реакционном объеме, отличающийся тем, что выбирают режим диагностики из группы, включающей измерение флуоресценции, люминесценции, рассеяния или пропускания света, в зависимости от режима диагностики вводят в траектории оптических осей источников света и/или в траекторию оптической оси регистрирующей системы один или несколько экранов, входящих в первую и/или вторую группы экранов, помещают объект исследования в держатель образца и вводят его в траектории оптических осей источников света и регистрирующей системы, по предварительному изображению на дисплее подбирают условия съемки и запоминают первое изображение, выводят объект из траекторий оптических осей источников света и регистрирующей системы, запоминают второе изображение, формируют разностное изображение между первым и вторым изображением, попиксельно умножают разностное изображение на нормировочные коэффициенты и запускают программу обработки полученного изображения.

33. Способ по п.32, отличающийся тем, что для измерения флюоресценции или люминесценции используют первый экран первой группы, который устанавливают в держатель образца.

34. Способ по п.33, отличающийся тем, что для измерения флюоресценции или люминесценции используют второй экран первой группы в комбинации с первыми или вторыми экранами второй группы.

35. Способ по п.33, отличающийся тем, что для измерения флюоресценции или люминесценции используют второй экран первой группы в комбинации с третьими экранами второй группы.

36. Способ по п.32, отличающийся тем, что для измерения пропускания или рассеяния используют третий экран первой группы в комбинации с третьими экранами второй группы.

37. Способ по п.32, отличающийся тем, что в качестве эталонного объекта для расчета нормировочного коэффициента используют прозрачный, однородно флуоресцирующий по площади слой.