Устройство получения томографических флуоресцентных изображений



Устройство получения томографических флуоресцентных изображений
Устройство получения томографических флуоресцентных изображений
Устройство получения томографических флуоресцентных изображений

 


Владельцы патента RU 2515203:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН) (RU)

Изобретение относится к медицине, в частности к медицинской диагностике, и может быть использовано для получения двумерных и трехмерных (томографических) флуоресцентных изображений диагностируемого объекта. Устройство содержит источник зондирующего излучения в полосе поглощения флуорофора, снабженный волоконным выходом, приемник излучения, выполненный в виде CCD камеры, систему сканирования объекта источником излучения в «проекционной» конфигурации, а также систему обработки и визуализации данных. Устройство содержит также источник зондирующего излучения в полосе эмиссии флуорофора, снабженный волоконным выходом, широконаправленные источники излучения в полосе поглощения и эмиссии флуорофора, расположенные в «отражательной» конфигурации, второй приемник излучения с волоконным входом, выполненный в виде ФЭУ, систему сканирования объекта ФЭУ в «проекционной» конфигурации относительно источника зондирующего излучения, а также блок управления сканированием. Система обработки и визуализации данных снабжена оригинальным программным обеспечением для реализации методов поверхностного имиджинга, проекционной визуализации и диффузионной флуоресцентной томографии. Устройство отличается простотой и малым временем измерений. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к медицине, в частности к медицинской диагностике, и может быть использовано для получения двумерных и трехмерных (томографических) флуоресцентных изображений диагностируемого объекта с высоким пространственным разрешением.

На сегодняшний день флуоресцентный имиджинг является незаменимым инструментом в экспериментальной онкологии. Флуоресцентный имиджинг используется для диагностики онкологических заболеваний, изучения молекулярных процессов, типичных для канцерогенеза, исследования процессов метастазирования и доклинических испытаний терапевтических методов и препаратов. Активное развитие методов флуоресцентной визуализации биотканей обусловлено появлением мощных компактных источников света, излучающих в различных спектральных диапазонах, высокочувствительных охлаждаемых приемников оптического излучения и множества ярких флуорофоров, которые могут быть использованы для маркировки биологических структур.

Все существующие в настоящее время системы флуоресцентной визуализации биотканей можно разделить на три группы. В первую группу входят системы поверхностного имиджинга, которые позволяют быстро оценить поперечные размеры и положение подкожных опухолей. Для оценки поперечных размеров и положения опухолей, расположенных в глубине биотканей, используются методы проекционной визуализации, которые являются второй группой систем флуоресцентной визуализации. К третьей группе относятся методы диффузионной флуоресцентной томографии (ДФТ), которые позволяют восстанавливать пространственное распределение флуорофора в глубине биотканей.

По патенту США (US 7692160, МПК G01J 1/58 (2006.01), опубл. 06.04.2010) известно устройство флуоресцентного имиджинга, включающее в себя приемник излучения, выполненный в виде CCD камеры, которая снабжена объективом и оптическим фильтром для выделения флуоресценции, источник зондирующего излучения, расположенный по ту же сторону относительно исследуемого объекта, что и приемник излучения («отражательная» конфигурация сканирования), а также систему обработки и визуализации данных. Данное устройство относится к группе устройств поверхностного имиджинга и позволяет оперативно получать двумерные флуоресцентные изображения с высоким пространственным разрешением. Недостатком данного устройства и других технических реализаций поверхностного имиджинга является высокий уровень шумов, обусловленных автофлуоресценцией поверхности исследуемого объекта, и малая глубина зондирования. При этом, чем глубже внутри исследуемого объекта находится источник флуоресценции, тем больше ошибка при оценке его размеров, что связано с сильным рассеянием света в биологических тканях, которое приводит к размытию флуоресцентных изображений, и поэтому для оценки размеров глубинных источников флуоресценции устройства поверхностного имиджинга не очень подходят. Для оценки размеров глубинных источников флуоресценции больше подходят способы и устройства проекционной визуализации, для которых размытие флуоресцентного изображения слабо зависит от глубины положения источника флуоресценции внутри исследуемого объекта. Так, по заявке на патент США (US 2008/0312540, МПК А61В 6/00 (2006.01), опубл. 18.12.2008) известно устройство флуоресцентного имиджинга, включающее в себя регистратор флуоресценции (приемник излучения), выполненный в виде CCD камеры, которая снабжена объективом и оптическим фильтром для выделения флуоресценции, источник зондирующего излучения, расположенный по одну сторону исследуемого объекта относительно приемника излучения («отражательная» конфигурация сканирования), источник зондирующего излучения, расположенный с противоположной стороны исследуемого объекта относительно приемника излучения («просветная» конфигурация сканирования), а также систему обработки и визуализации данных. В данном устройстве помимо метода поверхностного имиджинга технически реализован метод проекционной визуализации и нормировка флуоресцентных изображений на изображения, полученные CCD камерой без фильтра. Данное устройство позволяет получать двумерные флуоресцентные изображения источников флуоресценции, находящихся на поверхности и в глубине исследуемого объекта. Основным недостатком данного устройства является невозможность получения трехмерных флуоресцентных изображений исследуемого объекта. Кроме того, сильное ослабление света биологическими тканями накладывает существенные ограничения на размеры исследуемого объекта и используемые флуорофоры при проекционной визуализации с использованием нормировки изображений на зондирующее излучение.

По патенту RU 2441582, МПК А61В 5/05 (2006.01), опубл. 10.02.2012 известно устройство диффузионной флуоресцентной томографии, включающее в себя источник зондирующего излучения с волоконным выходом, приемник излучения, выполненный в виде спектрометра с волоконным входом, систему сканирования исследуемого объекта источником зондирующего излучения и систему сканирования исследуемого объекта приемником излучения, которые расположены в упомянутой «проекционной» конфигурации, а также систему обработки и визуализации данных. Данное устройство относится к группе устройств для спектрально-разрешенной ДФТ и позволяет получать трехмерные флуоресцентные изображения исследуемого объекта с использованием спектральной мощности излучения, регистрируемого приемником. Однако для решения обратной задачи ДФТ необходимо достаточно большое число измерений и длительное время вычислений в отличие от «быстрых» методов получения двумерных флуоресцентных изображений (поверхностный имиджинг и проекционная визуализация).

Перечисленные методы являются дополняющими друг друга, а не взаимозаменяющими, в силу чего в настоящее время имеется потребность в едином устройстве, обеспечивающем реализацию всех трех методов флуоресцентного имиджинга, что позволяет использовать преимущества каждого метода по отдельности, а совместное использование этих методов устраняет ряд недостатков каждого из них.

Таким известным устройством, обеспечивающим реализацию всех трех методов флуоресцентного имиджинга, является устройство получения томографических флуоресцентных изображений, известное по патенту США US 7804075 (МПК G01N 21/64 (2006.01), опубл. 28.09.2010), которое выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа) для разработанного устройства. Устройство прототип содержит источник зондирующего излучения в полосе поглощения флуорофора, снабженный волоконным выходом, широконаправленный источник белого света, приемник излучения, выполненный в виде CCD камеры, снабженной объективом и фильтром для выделения флуоресценции, систему сканирования исследуемого объекта источником зондирующего излучения в «проекционной» конфигурации, систему сканирования исследуемого объекта источником зондирующего излучения в «отражательной» конфигурации, систему вращения исследуемого объекта, а также систему обработки и визуализации данных. В устройстве-прототипе излучение от источника зондирующего излучения (см. фиг.2, 7, 8, 9, 11 в указанном патенте США) через волоконный выход попадает на исследуемый объект и вызывает флуоресценцию маркированных областей объекта. Приемник излучения регистрирует излучение, выходящее из исследуемого объекта, а также отделяет флуоресценцию от зондирующего излучения с использованием установленного оптического фильтра. Системы сканирования исследуемого объекта источником зондирующего излучения в «отражательной» и «проекционной» конфигурациях, а также система вращения исследуемого объекта перемещают точку падения зондирующего излучения по поверхности объекта для проведения томографических измерений. Система обработки и визуализации данных осуществляет управление сканированием, а также позволяет решать обратную задачу ДФТ по измерениям интегральной мощности флуоресценции для различных точек сканирования и отображать двумерные и трехмерные флуоресцентные изображения исследуемого объекта. Источник белого света используется для получения фотографических изображений исследуемого объекта, которые предназначены для наглядного отображения флуоресцентных изображений.

Основным недостатком устройства прототипа является то, что системы сканирования в «отражательной» и «проекционной» конфигурациях технически не реализованы на базе одного устройства. Использование предложенной системы сканирования исследуемого объекта источником зондирующего излучения в «отражательной» конфигурации существенно увеличивает время измерений для получения флуоресцентных изображений исследуемого объекта с использованием метода поверхностного имиджинга. Использование CCD камеры в качестве регистратора флуоресценции не является оптимальным для технической реализации проекционной визуализации как независимого метода, поскольку для получения двумерных изображений с помощью метода проекционной визуализации и трехмерных изображений с помощью метода ДФТ используется только различная математическая обработка одних и тех же экспериментальных данных. Кроме того, в устройстве-прототипе отсутствует необходимость в использовании системы вращения исследуемого объекта, потому что каждой из систем сканирования исследуемого объекта источником зондирующего излучения в «отражательной» и «проекционной» конфигурациях по отдельности достаточно для решения обратной задачи ДФТ и получения двумерных и трехмерных флуоресцентных изображений исследуемого объекта. Также данное устройство не позволяет определять спектральную мощность флуоресценции для реализации метода спектрально-разрешенной ДФТ, который требует существенно меньшего времени измерений в отличие от традиционного метода ДФТ, основанного на измерении интегральной мощности флуоресценции.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка устройства получения томографических флуоресцентных изображений, позволяющего независимо реализовывать методы поверхностного имиджинга, проекционной визуализации и ДФТ на базе одного устройства, которое отличается простотой конструкции и малым временем измерений по сравнению с ближайшим аналогом.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что разработанное устройство получения томографических флуоресцентных изображений также, как и устройство-прототип, содержит источник зондирующего излучения в полосе поглощения флуорофора, снабженный волоконным выходом, приемник излучения, выполненный в виде CCD камеры, снабженной объективом и фильтром для выделения флуоресценции, систему сканирования исследуемого объекта источником зондирующего излучения в «проекционной» конфигурации, а также систему обработки и визуализации данных.

Новым в разработанном устройстве получения томографических флуоресцентных изображений является то, что предложенное устройство содержит источник зондирующего излучения в полосе эмиссии флуорофора, снабженный волоконным выходом, дополнительный приемник излучения, выполненный в виде ФЭУ с волоконным входом и фильтром для выделения флуоресценции, систему сканирования исследуемого объекта дополнительным приемником излучения в «проекционной» конфигурации относительно системы сканирования исследуемого объекта источниками зондирующего излучения, и дополнительные широконаправленные источники излучения в полосе поглощения и эмиссии флуорофора, расположенные в «отражательной» конфигурации относительно приемников излучения. При этом управление обеими системами сканирования исследуемого объекта осуществляется блоком управления сканированием, а система обработки и визуализации данных снабжена оригинальным программным обеспечением для реализации методов поверхностного имиджинга, проекционной визуализации и диффузионной флуоресцентной томографии. Кроме того, в разработанном устройстве не требуется использования таких конструктивных элементов как ненаправленный источник белого света, система сканирования исследуемого объекта источником зондирующего излучения в «отражательной» конфигурации и система вращения исследуемого объекта, которые применяются в конструкции ближайшего аналога.

В частном случае реализации разработанного устройства получения томографических флуоресцентных изображений дополнительный приемник излучения выполнен с возможностью регистрации спектральной мощности излучения для реализации метода спектрально-разрешенной ДФТ.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена схема технической реализации устройства получения томографических флуоресцентных изображений.

На фиг.2 представлены примеры двумерных флуоресцентных изображений мыши с маркированной опухолью, полученные с использованием методов поверхностного наблюдения и проекционной визуализации.

На фиг.3 показаны: (А) - фотографическое изображение исследуемого объекта, (Б) - флуоресцентное изображение исследуемого объекта, полученное методом поверхностного наблюдения, (В) - трехмерное изображение пространственного распределения флуорофора внутри исследуемого объекта, полученное методом диффузионной флуоресцентной томографии и представленное в виде набора двумерных изображений.

Разработанное устройство получения томографических флуоресцентных изображений в соответствии с п.1 формулы, представленное на фиг.1, содержит источник зондирующего излучения в полосе поглощения флуорофора 1, источник зондирующего излучения в полосе эмиссии флуорофора 2, общий волоконный выход 3 источника зондирующего излучения 1 и источника зондирующего излучения 2, электромеханическую двухкоординатную систему сканирования 4 исследуемого объекта 5 волоконным выходом 3 от источников зондирующего излучения 1 и 2, волоконный вход 6 дополнительного приемника излучения 7, электромеханическую двухкоординатную систему сканирования 8 исследуемого объекта 5 волоконным входом 6 от дополнительного приемника излучения 7, блок управления сканированием 9 электромеханических двухкоординатных систем 4 и 8, приемник излучения 10, выполненный в виде CCD камеры, снабженной объективом 11 и сменным оптическим фильтром 12, широконаправленные источники излучения 13 в полосе поглощения и эмиссии флуорофора и систему обработки и визуализации данных 14.

Для реализации метода поверхностного имиджинга излучение в полосе поглощения флуорофора от широконаправленного источника излучения 13 освещает исследуемый объект 5 и вызывает флуоресценцию маркированных областей. Излучение с поверхности исследуемого объекта 5 собирается объективом 11, проходит сквозь оптический фильтр 12, выделяющий излучение в полосе эмиссии флуорофора, и регистрируется приемником излучения 10. Сигнал, соответствующий флуоресцентному изображению исследуемого объекта 5, с приемника излучения 10 поступает в систему обработки и визуализации данных 14. Для получения фотографического изображения исследуемого объекта 5, которое предназначено для наглядного отображения флуоресцентных изображений, излучение в полосе эмиссии флуорофора от широконаправленного источника излучения 13 освещает исследуемый объект 5. Излучение с поверхности исследуемого объекта 5 собирается объективом 11, проходит сквозь оптический фильтр 12 и регистрируется приемником излучения 10. Сигнал, соответствующий фотографическому изображению исследуемого объекта 5, с приемника излучения 10 поступает в систему обработки и визуализации данных 14. На экране системы обработки и визуализации данных 14 отображается комбинация флуоресцентного и фотографического изображений исследуемого объекта 5 (см. фиг.2А). Применение широконаправленных источников излучения 13 позволяет реализовать с помощью разработанного устройства метод поверхностного имиджинга с использованием всего двух измерений, тогда как применение системы сканирования исследуемого объекта источником зондирующего излучения в «отражательной» конфигурации, которая используется в ближайшем аналоге, требует проведения большого числа измерений для сканирования исследуемого объекта целиком. Таким образом, разработанное устройство получения томографических флуоресцентных изображений позволяет существенно сократить время измерений при поверхностном имиджинге. Кроме того, предложенная конструкция является простой и компактной.

Для реализации метода проекционной визуализации зондирующее излучение от источника 1 через волоконный выход 3 падает на исследуемый объект 5 и вызывает флуоресценцию маркированных областей. Излучение, выходящее из исследуемого объекта 5, собирается волоконным входом 6 и детектируется дополнительным приемником излучения 7, на входе которого установлен оптический фильтр, выделяющий излучение в полосе эмиссии флуорофора. Сигнал, соответствующий одному пикселу флуоресцентного изображения исследуемого объекта 5, с приемника излучения 7 поступает в систему обработки и визуализации данных 14. Для последующей нормировки флуоресцентного сигнала зондирующее излучение от источника 2 через волоконный выход 3 падает на исследуемый объект 5. Излучение, выходящее из исследуемого объекта 5, собирается волоконным входом 6 и детектируется дополнительным приемником излучения 7. Сигнал, соответствующий пикселу нормировочного изображения исследуемого объекта 5, с приемника излучения 7 поступает в систему обработки и визуализации данных 14. Для получения флуоресцентного и нормировочного изображений целиком исследуемый объект 5 синхронно сканируется волоконным входом 6 от дополнительного приемника излучения 7 и волоконным выходом 3 от источников зондирующего излучения 1 и 2 с использованием электромеханических двухкоординатных систем сканирования 8 и 4 соответственно. Для получения фотографического изображения исследуемого объекта 5 используется процедура, которая применяется при поверхностном имиджинге. На экране системы обработки и визуализации данных 14 отображается комбинация флуоресцентного и фотографического изображений исследуемого объекта 5 (см. фиг.2Б). Применение дополнительного приемника излучения 7 с волоконным входом 6 и синхронного сканирования исследуемого объекта 5 позволяет получать двумерные флуоресцентные изображения объекта произвольного пространственного разрешения без проведения томографических измерений и дополнительной обработки экспериментальных данных. Таким образом, разработанное устройство получения томографических флуоресцентных изображений позволяет сократить время измерений и обработки данных при проекционной визуализации.

Для реализации метода диффузионной флуоресцентной томографии зондирующее излучение от источника 1 через волоконный выход 3 падает на исследуемый объект 5 и вызывает флуоресценцию маркированных областей. Излучение, выходящее из исследуемого объекта 5, собирается объективом 11, проходит сквозь оптический фильтр 12, выделяющий излучение в полосе эмиссии флуорофора, и регистрируется приемником излучения 10. Сигнал, соответствующий флуоресцентному изображению исследуемого объекта 5, с приемника излучения 10 поступает в систему обработки и визуализации данных 14. Для получения нормировочного изображения зондирующее излучение от источника 2 через волоконный выход 3 падает на исследуемый объект 5. Излучение, выходящее из исследуемого объекта 5, собирается объективом 11, проходит сквозь фильтр 12, и регистрируется приемником излучения 10. Сигнал, соответствующий нормировочному изображению исследуемого объекта 5, с приемника излучения 10 поступает в систему обработки и визуализации данных 14. Для решения обратной задачи ДФТ и получения трехмерного флуоресцентного изображения исследуемого объекта 5 в систему обработки и визуализации данных 14 поступает несколько двумерных флуоресцентных изображений и соответствующих нормировочных изображений, которые были получены при сканировании исследуемого объекта 5 волоконным выходом 3 от источников зондирующего излучения 1 и 2 с использованием электромеханической двухкоординатной системы сканирования 4. При этом система обработки и визуализации данных 14 снабжена оригинальным программным обеспечением для восстановления пространственного распределения флуорофора внутри исследуемого объекта 5 с использованием стандартных итерационных алгоритмов решения обратной задачи ДФТ. Для получения фотографического изображения исследуемого объекта 5 используется описанная выше процедура, которая применяется при поверхностном имиджинге и проекционной визуализации. На экране системы обработки и визуализации данных 14 отображаются комбинации двумерных флуоресцентных изображений на заданной глубине исследуемого объекта 5 и его фотографического изображения (см. фиг.3В). При решении обратной задачи ДФТ не используются экспериментальные данные, которые могли быть получены при повороте исследуемого объекта или при его сканировании источником зондирующего излучения в «отражательной» конфигурации, как в ближайшем аналоге. Таким образом, предложенная техническая реализация метода ДФТ в разработанном устройстве получения томографических флуоресцентных изображений обладает более простой конструкцией по сравнению с ближайшим аналогом.

Особенностью работы предлагаемого устройства получения томографических флуоресцентных изображений в соответствии с п.2 формулы, также представленного на фиг.1, является то, что дополнительный приемник излучения 7 выполнен с возможностью регистрации спектральной мощности излучения. В данном варианте разработанного устройства для реализации метода ДФТ зондирующее излучение от источника 1 через волоконный выход 3 падает на исследуемый объект 5 и вызывает флуоресценцию маркированных областей. Излучение, выходящее из исследуемого объекта 5, собирается волоконным входом 6 и детектируется дополнительным приемником излучения 7. Сигнал, соответствующий одному пикселу спектрально-разрешенного флуоресцентного изображения исследуемого объекта 5, с приемника излучения 7 поступает в систему обработки и визуализации данных 14. Для получения спектрально-разрешенного флуоресцентного изображения целиком исследуемый объект 5 синхронно сканируется волоконным входом 6 от дополнительного приемника излучения 7 и волоконным выходом 3 от источников зондирующего излучения 1 и 2 с использованием электромеханических двухкоординатных систем сканирования 8 и 4 соответственно. Единственного спектрально-разрешенного флуоресцентного изображения исследуемого объекта 5 достаточно для решения обратной задачи ДФТ, поскольку оно содержит в себе нормировочное изображение и набор двумерных флуоресцентных изображений, которые могли быть получены при использовании различных полосовых фильтров. Таким образом, разработанное устройство получения томографических флуоресцентных изображений позволяет реализовать метод спектрально-разрешенной ДФТ, который не реализован в ближайшем аналоге. При этом совместное использование спектрально-разрешенного и традиционного методов ДФТ позволяет существенно повысить точность решения обратной задачи томографии за счет взаимной верификации результатов, полученных каждым алгоритмом по отдельности.

В конкретной реализации разработанного устройства получения томографических флуоресцентных изображений были использованы: лазер SDL-593-200T («Shanghai Dream Lasers Technology Co., Ltd.», Китай) в качестве источника зондирующего излучения 1, лазер АТС-53-250 («Полупроводниковые приборы», Россия) в качестве источника зондирующего излучения 2, ФЭУ Н7422-20 («Hamamatsu Co.», Япония) или спектрометр QE65000 («Ocean Optics, Inc.», США) в качестве дополнительного приемника излучения 7, CCD камера Atik314L+(«Artemis CCD ltd.», Англия) в качестве приемника излучения 10, интерференционный фильтр HQ650/60m («Chroma Technology Co.», США) в качестве оптического фильтра 12, а широконаправленные источники излучения 13 были выполнены в виде светодиодов.

Таким образом, использование дополнительного источника зондирующего излучения в полосе эмиссии флуорофора 2, снабженного волоконным выходом 3, дополнительного приемника излучения 7 с волоконным входом 6, снабженным системой сканирования исследуемого объекта 5 в «проекционной» конфигурации, и широконаправленных источников излучения 13 в полосе поглощения и эмиссии флуорофора, расположенных в «отражательной» конфигурации устройства, позволяет технически реализовать методы поверхностного имиджинга, проекционной визуализации и диффузионной флуоресцентной томографии на базе одного устройства получения томографических флуоресцентных изображений, конструкция которого отличается простотой и малым временем измерений по сравнению с аналогами и прототипом.

1. Устройство получения томографических флуоресцентных изображений, содержащее источник зондирующего излучения в полосе поглощения флуорофора, снабженный волоконным выходом, приемник излучения, выполненный в виде CCD камеры, снабженной объективом и оптическим фильтром для выделения флуоресценции, систему сканирования объекта источником зондирующего излучения в «проекционной» конфигурации относительно приемника излучения, систему обработки и визуализации данных, отличающееся тем, что конструкция устройства содержит источник зондирующего излучения в полосе эмиссии флуорофора, снабженный волоконным выходом, который соединен с волоконным выходом источника зондирующего излучения в полосе поглощения флуорофора, широконаправленные источники излучения в полосе поглощения и эмиссии флуорофора, расположенные в «отражательной» конфигурации относительно приемника излучения, дополнительный приемник излучения с волоконным входом, который выполнен в виде ФЭУ, снабженного фильтром для выделения флуоресценции, и электрически соединен с системой обработки и визуализации данных, систему сканирования объекта дополнительным приемником излучения в «проекционной» конфигурации относительно системы сканирования объекта источником зондирующего излучения, блок управления сканированием, который электрически соединен с системой сканирования объекта источником зондирующего излучения, системой сканирования объекта дополнительным приемником излучения и системой обработки и визуализации данных, при этом система обработки и визуализации данных снабжена оригинальным программным обеспечением для реализации методов поверхностного имиджинга, проекционной визуализации и диффузионной флуоресцентной томографии.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительный приемник излучения выполнен с возможностью регистрации спектральной мощности излучения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области мониторинга природных и технологических вод и предназначено для определения парциальных концентраций физико-химических форм урана (VI) в водных растворах, что необходимо, в частности, для оптимизации процесса добычи урана методом подземного выщелачивания.
Способ относится к области сельского хозяйства, в частности к плодоводству и селекции. Способ включает промораживание однолетних побегов в период покоя в камере искусственного климата.

Группа изобретений относится к области лабораторной диагностики и может быть использована для диагностики и мониторинга лечения различных заболеваний. Способ мониторинга лечения заболевания включает возбуждение центров флуоресценции образца биологической жидкости путем его облучения излучением, по крайнем мере, двух длин волн и регистрацию, соответственно, по крайней мере, двух спектров идущего от образца излучения.

Изобретение относится к устройству для анализа люминесцирующих биологических микрочипов, содержащему держатель образца, средство освещения. Устройство включает в себя лазерные источники возбуждения люминесцентного излучения и волоконно-оптическую систему распределения излучения лазеров, устройство фиксации изображения образца, фильтр для выделения света люминесценции образца и оптическую систему для проецирования люминесцентного изображения образца на устройство фиксации изображения.

Изобретение относится к области обнаружения свечения. Система обнаружения свечения содержит источник возбуждающего излучения и устройство (18, 20) обработки излучения, содержащее элемент (20) формирования линии и элемент (18) профилирования пучка, фокусирующее устройство, устройство для сбора флуоресцентного или фосфоресцентого излучения, детектор (28), подложку (16) для удержания образца (14) и средство сканирования возбуждающей линии.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений, а именно к способу определения в воздухе пиридина на фоне алифатических аминов. Способ заключается в том, что ДБМВF2 или его производное адсорбируют на полимерной матрице, содержащей полярные группы (например, ОН-группы).

Изобретение относится к области биотехнологии и касается химерного белка, нуклеиновой кислоты, кодирующей такой белок, кассеты экспрессии и эукариотической клетки-хозяина.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оперативной идентификации разливов нефти и нефтепродуктов на морских, озерных и речных акваториях.

Изобретение относится к технологии оптического обнаружения для флоат-стекла (термополированного стекла), особенно к устройству опознавания оловянной поверхности флоат-стекла.
Изобретение относится к области исследования и экспертизы пожаров и предназначено для обнаружения на месте пожара остатков интенсификаторов горения. Сущность способа заключается в выполнении твердофазной экстракции остатков сгоревшего материала, выделении остатков интенсификаторов горения, содержащихся на месте пожара.

Настоящее изобретение относится к области биофизики. Предложены способы определения пространственно-временного распределения активности протеолитического фермента в гетерогенной системе, в соответствии с которыми обеспечивают систему in vitro, которая содержит образец плазмы крови, цельной крови, воды, лимфы, коллоидного раствора, кристаллоидного раствора или геля, и протеолитический фермент или его предшественник, добавляют флуорогенный, хромогенный или люминесцентный субстрат для упомянутого фермента, регистрируют в заданные моменты времени пространственное распределение сигнала высвобождающейся метки субстрата и получают пространственно-временное распределение активности протеолитического фермента путем решения обратной задачи типа «реакция - диффузия - конвекция» с учетом связывания метки с компонентами среды. Также рассмотрено устройство для реализации способов по настоящему изобретению и способ диагностики нарушений гемостаза, основанный на их применении. Настоящее изобретение может найти дальнейшее применение в исследованиях системы свертывания крови и диагностике заболеваний, связанных с нарушениями свертывания крови. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

(57) Изобретение относится к области экологии и предназначено для оценки токсичности воды и донных отложений Азовского и Черного морей. Способ включает помещение флуоресцирующих тест-объектов в контрольные и анализируемые пробы, облучение возбуждающим светом, определение флуоресцентных характеристик, по изменению которых судят о токсичности контролируемой среды. В качестве тест-объектов используют микроводоросли вида Scenedesmus apiculatus, которые предварительно выделяют из экологически чистых районов исследуемых водоемов. Использование заявленного способа позволяет быстро и точно дать оценку токсичности вод и донных отложений Азовского и Черного морей. 6 табл., 4 пр.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в атомной энергетике и для охраны окружающей среды. Осуществляют прокачку анализируемой смеси газов через исследуемую ячейку, возбуждают в ней флуоресцентное излучение перестраиваемыми полупроводниковыми лазерами с длинами волн, соответствующими линиям с максимальным поглощением изотопов 129I и 127I и диоксида азота, определяют концентрации изотопов 129I, 127I и диоксида азота в анализируемой смеси по формулам, учитывающим состав буферных газов. Изобретение обеспечивает повышение чувствительности определения концентрации изотопов молекулярного йода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение предназначено для обнаружения и определения концентрации паров аммиака в атмосфере или пробе воздуха. Сенсор включает в себя полупроводниковые нанокристаллы (квантовые точки), внедренные в пристеночный слой трековых пор полиэтилентерефталатных мембран, при этом сами поры остаются пустыми. В присутствии в пробе воздуха паров аммиака молекулы аммиака связываются с поверхностью квантовых точек, в результате чего интенсивность люминесценции квантовых точек уменьшается. Изобретение решает задачи повышения чувствительности, точности определения концентрации паров аммиака, срока эксплуатации и упрощения изготовления сенсора. 5 ил., 1 пр.
Изобретение относится к области секвенирования ДНК, в частности к секвенированию ДНК с использованием регулируемого по времени определения флуоресценции для идентификации оснований ДНК. Устройство содержит область вмещения дл удержания компонентов реакции секвенирования, источники света, выполненные с возможностью испускать световой импульс с определенной длинной волны, пиксель детектора, детектор, вывод, выполненный с возможностью переноса электрического сигнала от пиксела детектора, средство стробирования для стробирования детектора, причем пиксель детектора дополнительно содержит первый и второй аккумуляторы. Первый аккумулятор выполнен с возможностью накопления электрического сигнала от детектора в ответ на первый световой импульс, а второй аккумулятор выполнен с возможностью накопления электрического сигнала от детектора в ответ на второй световой импульс. Технический результат - увеличения скорости получения результатов секвенирования. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к применению бис(2,4,7,8,9-пентаметилдипирролилметен-3-ил)метана дигидробромида в качестве флуоресцентного сенсора на катион цинка(II). Изобретение позволяет повысить флуоресцентную активность гетероциклического органического соединения по отношению к иону цинка(II) в присутствии других ионов металлов. 1 табл., 40 пр.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен способ оценки жизнеспособности клеток в микробиореакторе с помощью оптического световода. Способ включает помещение клеток в мембранную ячейку сменного клеточного блока микробиореактора, приготовление рабочего раствора витального красителя, внесение красителя в ячейку микробиореактора. После внесения осуществляют инкубацию клеток в растворе витального красителя и удаление несвязавшегося с клетками раствора витального красителя. Удаление осуществляют путем замены раствора инкубации на ростовую среду, не содержащую краситель. При этом оптический световод, соединенный со спектрометром, приводят в контакт с оптически прозрачным материалом сменного клеточного блока под мембранной ячейкой микробиореактора. Далее измеряют опорный спектр флуоресцентного сигнала как интеграл интенсивности флуоресценции на мембранной ячейке микробиореактора, в которой отсутствуют исследуемые клетки. Также измеряют спектр флуоресцентного сигнала как интеграл интенсивности флуоресценции на мембранной ячейке микробиореактора с исследуемыми клетками. После из полученного спектра флуоресцентного сигнала для мембранной ячейки с исследуемыми клетками вычитают опорный спектр флуоресцентного сигнала для мембранной ячейки микробиореактора без исследуемых клеток. Вычисляют количество жизнеспособных клеток в мембранной ячейке микробиореактора на основании полученной величины интенсивности сигнала флуоресценции. Изобретение позволяет быстро определить жизнеспособность клеток под влиянием воздействующих факторов в режиме реального времени в микробиореакторе. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 табл., 5 пр.

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть применено при определении содержания паров бензола, толуола и ксилолов (БТК) в городском воздухе, воздухе жилых помещений, химических лабораторий, автозаправочных станций и предприятий нефтеперерабатывающей промышленности, в газовых выбросах промышленных предприятий. Способ определения концентрации паров бензола, толуола и ксилолов в газовой смеси заключается в том, что материал, содержащий флуорофор дибензоилметанат дифторида бора (ДБМБФ2) или его метил- или метоксипроизводное, помещают в газовую смесь, облучают материал светом в диапазоне длин волн 355-400 нм и измеряют интенсивность флуоресценции материала в диапазоне длин волн 400-550 нм. Причем в отличие от известного способа измерение проводят не менее чем на двух спектральных каналах, причем число каналов выбирают не менее числа определяемых компонентов в смеси плюс один, затем по измеренным значениям рассчитывают относительные интенсивности спектров флуорофора и его эксисплексов с бензолом, толуолом и ксилолом, по отношению интенсивностей соответствующего эксиплекса к интенсивности ДБМБФ2 определяют концентрации бензола, толуола и ксилола. Технический результат - возможность одновременного непрерывного селективного измерения бензола, толуола и ксилола в газовых смесях в широком диапазоне концентраций с малым временем реакции. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу измерения изменений интенсивности флуоресценции потенциалочувствительного флуорохрома в зависимости от изменения потенциала или ионной силы, который включает добавление к потенциалочувствительному флуорохрому ионизирующегося соединения для вызова изменения потенциала или ионной силы, а также добавление витамина Е и/или холестерина для увеличения изменения потенциала или ионной силы по потенциалочувствительному флуорохрому. Также изобретение относится к способу измерения потенциала действий культивируемых кардиомиоцитов. Настоящее изобретение обеспечивает измерение интенсивности флуоресценции потенциалочувствительных флуорохромов или потенциалозависимые количественные изменения интенсивности их флуоресценции без использования таких материалов (мембранных носителей), как клетки или липидные бислойные липосомы. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 пр., 5 ил.
Изобретение относится к области молекулярной биологии и биохимии. Устройство состоит из источника света, излучение от которого направлено на прозрачную подложку с иммобилизованными на ее поверхности олигонуклеотидами и расположенной под ней системой детекции интенсивности света, прошедшего через подложку. Подложка содержит не менее двух зон, на поверхности одной из которых иммобилизован слой олигонуклеотидов, неспецифических к исследуемой последовательности нуклеотидов, а на поверхности другой зоны иммобилизован слой олигонуклеотидов, специфических к исследуемой последовательности нуклеотидов. Причем система детекции содержит не менее двух фоточувствительных независимых секций, каждая из которых освещена излучением, прошедшим только через одну зону. Устройство позволяет проводить качественный и количественный анализ последовательностей нуклеотидов, повышает точность идентификации последовательностей нуклеотидов. 2 з.п. ф-лы, 5 пр.
Наверх