Способ исследования биологических жидкостей в переменном магнитном поле

Изобретение относится к области биофизики и касается способа исследования биологических жидкостей в переменном магнитном поле. Сущность способа заключается в том, что проводят обработку биологической жидкости переменным магнитным полем. Для этого получают водный биологический раствор, содержащий макромолекулы белков, который подвергают воздействию магнитным полем. При этом используют переменное магнитное поле с частотой 1-30 Гц и напряженностью в диапазоне от 5 до 50 А/м. После этого регистрируют спектр испускания флуоресценции биологической жидкости в интервале от 290 до 500 нм при длине волны возбуждения 295 нм, находят величину интенсивности флуоресценции в максимуме спектра, по этим данным строят график зависимости величины интенсивности флуоресценции биологической жидкости от частоты магнитного поля и по этому графику выявляют области частот магнитного поля с максимальными значениями интенсивности флуоресценции и области частот магнитного поля с минимальными значениями интенсивности флуоресценции. Затем в зависимости от поставленной задачи выбирают активизацию или подавление биологических процессов. Использование предлагаемого способа позволит с высокой точностью находить зависимости физических характеристик биологических жидкостей или водного экстракта биологического объекта от изменения напряженности и частоты переменного магнитного поля по изменению их собственной или индуцированной флуоресценции. 5 ил., 2 пр.

 

Заявляемое изобретение относится к области биофизических экспериментов и наблюдений за биологическими жидкостями, находящимися в переменном магнитном поле. Оно предназначено для автоматизированного исследования влияния переменного магнитного поля на биологические жидкости и может найти широкое применение в биологии, сельском хозяйстве, экологии, медицине, пищевой промышленности и в других отраслях, в которых производятся исследования, а именно физический анализ жидких биологических материалов.

Известно о высокой биологической активности электромагнитного поля во всех частотных диапазонах. Низкочастотное электромагнитное поле с диапазоном частот 3-30 Гц используется для увеличения всхожести прорастания семян, что ведет к повышению урожайности растений [1-2] (установки, на которых реализуются эти способы, см., например, в патентах №№2179792, 2175179, 2175180, 2175181, 2175824, 2175825, 2175826, 2134944 и др.), изменения скорости ряда важных биохимических процессов: репарации отдельных участков ДНК с выделенными соматическими мутациями, генерации активных форм кислорода нейтрофилами, изменения уровня содержания цитокинов и др. [3-4].

Наиболее близким к заявляемому изобретению является описанный в патенте №2342658 [5] способ определения оптимальных параметров магнитного поля для регулирования всхожести семян, который включает определение чувствительности биологического объекта к параметрам магнитного поля, для чего из пробы этого объекта экстрагируют макромолекулы, отделяют клеточные оболочки и получают водный биологический раствор, содержащий макромолекулы белков, который подвергают одновременному воздействию магнитным полем с частотой 3-300 Гц, напряженностью 0,15-10 А/м и переменным электрическим полем с частотой 1-30 Гц, напряженностью 0,01-0,07 мВ/м, при этом в течение 10-120 с измеряют сдвиг фазы между током и напряжением, создаваемым электрическим полем, и производят подсчет количества изменений фазы с уровнем более 10°, по этим данным строят график зависимости числа сдвигов фазы между током и напряжением, создаваемым электрическим полем, от частоты магнитного поля и по этому графику выявляют области частот магнитного поля с максимальным количеством сдвигов фаз, обеспечивающим стимуляцию активности биологических процессов, повышающую всхожесть, и минимальным, обеспечивающим подавление их активности, понижающее всхожесть. Этот способ выбран в качестве прототипа предлагаемого технического решения.

Основными недостатками прототипа являются невозможность оценки изменений, происходящих с биомакромолекулами, содержащимися в биологической жидкости или экстракте из биообъекта, которые происходят под действием электромагнитного поля, а также необходимость контакта с биологической жидкостью путем погружения в нее электродов для измерения сдвига фазы между током и напряжением, что может привести к загрязнению биологической жидкости. Кроме того, после каждого измерения сдвига фазы необходимо производить тщательную очистку электродов от продуктов окисления.

Технической задачей заявляемого изобретения является создание более простого и менее длительного способа исследования изменений, происходящих с биомакромолекулами, содержащимися в биологической жидкости (водные растворы белков животного или растительного происхождения, водные растворы нуклеиновых кислот) или экстракте из биообъекта, которые происходят под действием электромагнитного поля.

Эта задача решается следующим образом. Способ исследования биологических жидкостей в переменном магнитном поле включает воздействие на биологическую жидкость переменным магнитным полем, получают водный биологический раствор, содержащий макромолекулы белков, который подвергают воздействию магнитным полем. При этом частота переменного магнитного поля составляет 1-30 Гц, а напряженность находится в диапазоне от 5 до 50 А/м. После обработки переменным магнитным полем регистрируют спектр испускания флуоресценции биологической жидкости в интервале от 290 до 500 нм при длине волны возбуждения 295 нм, находят величину интенсивности флуоресценции в максимуме спектра, по этим данным строят график зависимости величины интенсивности флуоресценции биологической жидкости от частоты магнитного поля и по этому графику выявляют области частот магнитного поля с максимальными значениями интенсивности флуоресценции, при которых происходит максимальное сжатие биомолекулы, обеспечивающее стимуляцию ее активности, и области частот магнитного поля с минимальными значениями интенсивности флуоресценции, при которых происходит разворачивание вторичной структуры биомолекулы, что приводит к уменьшению ее активности, выбирая в зависимости от поставленной задачи активизацию или подавление биологических процессов.

Техническим результатом является возможность получения ценной информации об изменении конформационного состояния биомакромолекул в растворе по анализу увеличения или уменьшения их флуоресценции и осуществление оценки изменения структуры биомакромолекул, происходящих под воздействием переменного магнитного поля, а также бесконтактность метода исследования биологической жидкости.

Данный способ может быть реализован с помощью установки, блок-схема которой представлена на фиг. 1.

Устройство включает генератор низкочастотных электрических колебаний, выполненный на основе микроконтроллера 1, соединенного с ЦАП 2, к которому подключен излучатель 3, создающий магнитное поле. Модуль для измерения физических характеристик биологических жидкостей 4 представляет собой спектрофлуориметр. Он установлен в магнитном поле излучателя 3 и соединен с микроконтроллером 1, который служит также и для вычисления требуемых параметров магнитного поля. Излучатель 3 и модуль для измерения физических характеристик биологических жидкостей 4 помещены в заземленную экранированную камеру 5 из ферромагнитного материала. В этой же камере 5 в поле излучателя 3 установлена специальная площадка 6, на которую помещают емкость с биологическим объектом, который подлежит воздействию магнитным полем, а также датчик температуры 7, подключенный к микроконтроллеру 1. К микроконтроллеру 1 подключены блок управления 8 и блок индикации 9 для управления режимами работы устройства и отображения задаваемых и текущих значений параметров магнитного поля, а также персональный компьютер 10 для более гибкого управления работой устройства.

Способ реализуется следующим образом. Предварительно получают биологическую жидкость, содержащую макромолекулы белков или нуклеиновых кислот. Жидкость помещают в модуль для измерения физических характеристик биологических жидкостей (спектрофлуориметр 4) и запускают микроконтроллер 1. При этом от ЦАП 2 подается напряжение на излучатель 3. Создается магнитное поле, в силовых линиях которого находится исследуемая биологическая жидкость. Частота и напряженность магнитного поля дискретно изменяются в пределах диапазонов, задаваемых микроконтроллером 1. После каждого изменения частоты или напряженности микроконтроллером 1 производится регистрация интенсивности флуоресценции биологической жидкости или водного экстракта объекта при соответствующей длине волны возбуждения в интервале от 290 до 500 нм с помощью модуля 4 и запоминается микроконтроллером. На основании полученных значений микроконтроллер 1 строит зависимость интенсивности флуоресценции биологической жидкости от частоты магнитного поля при различных значениях напряженности, находит максимум интенсивности флуоресценции, соответствующий резонансному поглощению магнитного поля макромолекулами, содержащимися в биологической жидкости (ДНК, белки, полифенолы и др.) и минимум интенсивности флуоресценции. Оценивают воздействие переменного магнитного поля на биологические жидкости по уменьшению (тушению) или увеличению (разгоранию) триптофановой флуоресценции биологической жидкости.

Многие молекулы биологических веществ являются природными или естественными флуорофорами. Длинноволновые полосы поглощения и флуоресценции многих веществ, в том числе белков, нуклеиновых кислот, коферментов, при комнатной температуре представляют собой обычно пологие кривые с одним максимумом, по форме близкие к кривой нормального распределения. Установлено, что флуоресцировать в белках способны только ароматические аминокислоты, обладающие системой сопряженных двойных связей [6]. Собственная флуоресценция простых белков обусловлена наличием ароматических аминокислот - фенилаланина, триптофана и тирозина. Максимумы флуоресценции фенилаланина, тирозина и триптофана имеют место при 282, 303, 348 нм соответственно при возбуждении в максимумах их поглощения (фенилаланин - 258 нм, тирозин - 276 нм, триптофан - 290 нм). Известно [6], что основным флуоресцирующим компонентом в белках является триптофан, который обусловливает около 90% всей белковой флуоресценции при возбуждении в максимуме поглощения. Положение максимума флуоресценции триптофана варьирует от 335 до 360 нм в зависимости от локализации триптофана в белковой молекуле. В качестве примера можно привести положение максимумов триптофановой флуоресценции водных растворов белков: лизоцим (341 нм), трипсин (335 нм), трипсиноген (335 нм), химотрипсиноген (337 нм), сывороточный альбумин человека (339 нм), бычий сывороточный альбумин (348 нм), пепсин (342 нм), фибриноген (337 нм). Положение максимума флуоресценции для ДНК составляет 358 нм и совпадает с максимумом гуанина [7].

При длинах волн более 295 нм оптическое излучение поглощает главным образом триптофан. Поэтому предполагается, что его флуоресценция может быть селективно возбуждена в диапазоне 290-305 нм [6]. Для уточнения длины волны возбуждения флуоресценции были сняты спектры флуоресценции водного раствора триптофана при разных длинах волн возбуждения в диапазоне от 285 до 310 нм. На фиг. 2 представлены спектры флуоресценции водного раствора триптофана при разных длинах волны возбуждения, t=20°С, рН 5,7. Как видно из представленных спектров, наибольшая величина интенсивности триптофановой флуоресценции наблюдается при длине волны возбуждения 295 нм.

Производилась оценка воздействия переменного магнитного поля на водные растворы ДНК и растворы изолированных белков.

Примеры реализации способа.

Пример 1

В модуль для измерения физических характеристик биологических жидкостей 4 (фиг. 1) наливали водный раствор сывороточного альбумина, который был получен путем разведения белка до концентрации 5 мкМ в буферной системе (рН 5,7). Сывороточный альбумин (66,4 кДа) представляет собой глобулярный белок плазмы крови. Единственный аминокислотный остаток триптофана Trp-214 в альбумине расположен в домене II [8]. Температура раствора контролировалась с помощью датчика температуры 7 с точностью до 0,2°С и составляла 23°С, задавалась начальная частота магнитного поля 3 Гц и напряженность 10 А/м, и проводилась обработка образца в течение 10 мин. Затем регистрировался спектр триптофановой флуоресценции раствора сывороточного альбумина при длине волны возбуждения 295 нм в интервале от 290 до 500 нм. На фиг. 3 представлены полученные спектры триптофановой флуоресценции раствора сывороточного альбумина с концентрацией 5 мкМ при обработке магнитным полем разной частоты, Гц: 3 (1), 3,5 (2), 4 (3), 4,5 (4), 5 (5), 5,5 (6), 6 (7), 6,5 (8), 7 (9), 7,5 (10), 8 (11), 8,5 (12), 9 (13), 9,5 (14), 10 (15). Время облучения образцов 10 мин, t=23°С, рН 5.7, длина волны возбуждения флуоресценции 295 нм, напряженность магнитного поля 10 А/м.

Находилась величина интенсивности флуоресценции в максимуме спектра триптофана при 348 нм (фиг. 3). Далее микроконтроллер 1 изменял частоту магнитного поля с шагом в 0,5 Гц в диапазоне от 3 до 10 Гц. После каждого изменения частоты магнитного поля и обработки образца регистрировалась интенсивность флуоресценции раствора альбумина в интервале от 290 до 500 нм и делалась пауза в течение 30 с.

По этим данным строился график зависимости величины интенсивности триптофановой флуоресценции водного раствора альбумина от частоты магнитного поля.

На фиг. 4 представлена зависимость интенсивности триптофановой флуоресценции раствора сывороточного альбумина от частоты воздействующего магнитного поля. По этому графику производили оценку воздействия переменного магнитного поля на макромолекулы альбумина, т.е выявляли области частот магнитного поля с максимальными величинами интенсивности флуоресценции, при которых происходит сворачивание вторичной структуры молекулы альбумина и увеличение ее активности, и области частот магнитного поля с минимальными величинами интенсивности флуоресценции, при которых происходит разворачивание вторичной структуры молекулы альбумина и уменьшение ее активности. Как видно из фиг. 4, при частотах переменного магнитного поля 3,5 Гц, 6,5 Гц и особенно 9 Гц происходит уменьшение интенсивности триптофановой флуоресценции, а при частотах 5,5 Гц и 8 Гц увеличение интенсивности.

Уменьшение (тушение) триптофановой флуоресценции белков объясняется разворачиванием глобулы альбумина (вторичной структуры), вследствие чего хромофорная группа триптофана становится доступной для молекул воды, тушащих ее флуоресцентное свечение, и наоборот, увеличение триптофановой флуоресценции свидетельствует об уплотнении вторичной структуры сворачивания альбумина [7]. Таким образом, флуоресцентные свойства аминокислотного остатка триптофана в молекуле сывороточного альбумина окружены гидрофобной оболочкой и весьма чувствительны к перестройкам макромолекулы белка.

Осуществлялось воздействие магнитным полем с найденными параметрами (напряженностью 10 А/м и частотой 8,0 Гц) на водный раствор альбумина, содержащий гормон щитовидной железы тироксин. В результате обработки данного раствора магнитным полем с частотой 8,0 Гц и напряженностью поля 10 А/м в течении 5 минут увеличилось связывание тироксина альбумином на 15% по сравнению с контрольными значениями.

Пример 2

Аналогично примеру 1 проводили оценку воздействия переменного магнитного поля на водный раствор ДНК, предварительно выделенной из клеток пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), концентрация ДНК в растворе составляла 30 мкг/мл.

На фиг. 5 представлены спектры триптофановой флуоресценции водного раствора ДНК, выделенной из клеток пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) при обработке магнитным полем разной частоты, Гц: 3 (1), 5 (2), 6 (3), 10 (4), 8 (5).

По этим данным строился график зависимости величины интенсивности триптофановой флуоресценции водного раствора ДНК от частоты магнитного поля. После определения оптимальных значений частоты и напряженности магнитного поля осуществлялось воздействие магнитным полем с данными параметрами (напряженностью 10 А/м и частотой 8,0 Гц) на водную суспензию пекарских дрожжей. Для этого пробирка с суспензией микроорганизмов помещалась на площадку в заземленной камере, на расстоянии 10 см от излучателя. В результате обработка суспензии пекарских дрожжей магнитным полем с частотой 8,0 Гц и напряженностью поля 10 А/м в течение 3 минут привела к увеличению их жизнеспособности, концентрация клеток увеличилась на 3⋅105/мл по сравнению с контрольным значением.

Собственная флуоресценция является мощным инструментом для исследования структуры, динамики и процессов сворачивания-разворачивания биомолекул и, следовательно, изменения их активности ввиду высокой чувствительности параметров флуоресценции триптофановых остатков к внешним воздействиям. Использование предлагаемого способа расширяет возможности проведения экспериментов над биологическими жидкостями или водными экстрактами биологических объектов при воздействии на них переменного магнитного поля и оценке данного воздействия на биомолекулы.

На графиках фиг. 2, 3, 4, 5 изображены:

Фиг. 2. Спектры флуоресценции водного раствора триптофана при разных длинах волны возбуждения, t=23°С, рН 5,7;

Фиг. 3. Спектры триптофановой флуоресценции раствора сывороточного альбумина с концентрацией 5 мкМ при обработке магнитным полем разной частоты, Гц: 3 (1), 3,5 (2), 4 (3), 4,5 (4), 5 (5), 5,5 (6), 6 (7), 6,5 (8), 7 (9), 7,5 (10), 8 (11), 8,5 (12), 9 (13), 9,5 (14), 10 (15). Время облучения образцов 10 мин, t=23°C, рН 5.7, длина волны возбуждения флуоресценции 295 нм, напряженность магнитного поля 10 А/м;

Фиг. 4. График зависимости интенсивности триптофановой флуоресценции раствора сывороточного альбумина от частоты магнитного поля;

Фиг. 5. Спектры триптофановой флуоресценции водного раствора ДНК, выделенной из клеток пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), при обработке магнитным полем разной частоты, Гц: 3 (1), 5 (2), 6 (3), 10 (4), 8 (5).

Приведенные данные демонстрируют, что использование предлагаемого способа позволяет проще и оперативнеее находить зависимости физических характеристик биологических жидкостей или водного экстракта биологического объекта от изменения напряженности и частоты переменного магнитного поля по изменению их собственной или индуцированной флуоресценции.

Источники информации

1. Пат. Российской Федерации №2051552, МПК А01С 1/10. Способ обработки семян и устройство для его осуществления / Цугленок Н.В., Шахматов С.Н., Цугленок Г.И. - заявл. 20.03.92, опубл. 10.01.96, бюл. №36.

2. Пат. Российской Федерации на полезную модель №156336, МПК G01N 33/487. Устройство для автоматизированного исследования биологических жидкостей в переменном магнитном поле / Барышев М.Г., Ильченко Г.П., Текуцкая Е.Е., Ломакина Л.В. - №2014150523/15; заявл. 12.12.2014; зарег. 12.10.2015, опубл. 10.11.2015, бюл. №31.

3. Текуцкая Е.Е., Василиади Р.А., Храмцова А.А. Влияние внешних факторов на повреждение и репарацию ДНК лимфоцитов периферической крови человека // Российский иммунологический журнал, 2015, Т. 9 (18), №3 (1), С. 223-225.

4. Пат. Российской Федерации №2342658, МПК G01N 33/487, G01N 27/74, А01С 1/00. Способ определения оптимальных параметров магнитного поля для регулирования всхожести семян / Барышев М.Г. - 2007121626/13; заявл. 08.06.2007, опубл. 27.12.2008, бюл. №36.

5. Владимиров Ю.А. Фотохимия и люминесценция белков. Москва: Наука, 1965.

6. Власова И.М., Салецкий A.M. Поляризованная флуоресценция в исследовании вращательной диффузии альбумина человека при денатурации под действием ДСН. ВМУ, 2011, Серия 3. Физика. Астрономия, №1. с. 58-62.

7. Досон Р., Элиот Д., Элиот У., Джонс К. Справочник биохимика. Москва: Мир, 1991.

Способ исследования биологических жидкостей в переменном магнитном поле, включающий ее обработку переменным магнитным полем, для чего предварительно получают водный биологический раствор, содержащий макромолекулы белков, который подвергают воздействию магнитным полем, отличающийся тем, что при воздействии на биологическую жидкость используют переменное магнитное поле с частотой 1-30 Гц и напряженностью в диапазоне от 5 до 50 А/м, после обработки регистрируют спектр испускания флуоресценции биологической жидкости в интервале от 290 до 500 нм при длине волны возбуждения 295 нм, находят величину интенсивности флуоресценции в максимуме спектра, по этим данным строят график зависимости величины интенсивности флуоресценции биологической жидкости от частоты магнитного поля и по этому графику выявляют области частот магнитного поля с максимальными значениями интенсивности флуоресценции, при которых происходит максимальное сжатие биомолекулы, обеспечивающее стимуляцию ее активности, и области частот магнитного поля с минимальными значениями интенсивности флуоресценции, при которых происходит разворачивание вторичной структуры биомолекулы, что приводит к уменьшению ее активности, затем в зависимости от поставленной задачи выбирают активизацию или подавление биологических процессов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технической физике, в частности к оптическим способам исследования структуры течения жидкости в микроканалах, может быть использовано в лабораторных исследованиях, в вузах.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, в частности к ветеринарной санитарии. Средство для контроля качества механической очистки животноводческих помещений включает поливинилпиралидон или поливинилацетат, белила цинковые, флюоресцеин, глицерин, стеарат натрия и воду.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к оптическим биосенсорам, предназначенным для определения белковых молекул в малых концентрациях. Заявленный флуоресцентный оптический ДНК-биосенсор состоит из подложки, адсорбированной на подложке тонкой пленки комплекса ДНК-белок, причем подложка выполнена из монокристаллического кремния с ориентацией поверхности (100), размером 18×18 мм и толщиной 380±20 мкм, шероховатость рабочей поверхности ≤0,06, а содержание белка в тонкой пленке составляет от 10-15 до 10-9 моль/л.

Изобретение относится к способу получения бактериофага. Способ включает культивирование бактериальных клеток штамма-хозяина при отсутствии посторонней микрофлоры, получение фаголизата, а также очистку фаголизата осаждением и/или фильтрацией.

Изобретения относятся к области определения последовательности нуклеиновой кислоты. Предложена группа изобретений, включающая устройство и способ для оптического контроля секвенирования нуклеиновой кислоты, машиночитаемый носитель с компьютерной программой и программный элемент, используемые в вышеуказанном способе, а также применение 5-метил-(2-(2-нитрофенил)пропил)карбонат-dUTP, 5-метил-(2-оксо-1,2-дифенилэтил)карбонат-dUTP в качестве блокатора в секвенировании ДНК в вышеуказанном способе.

Изобретение относится к способам и устройствам для осуществления наблюдений за перемещениями люминесцирующей частицы в образце. Способ наблюдения за перемещениями люминесцирующей частицы в образце включает формирование светового луча, распределение интенсивности в котором имеет минимум, направление указанного луча на образец таким образом, чтобы частица располагалась в области минимума интенсивности, детектирование фотонов, испускаемых исследуемой частицей, и перемещение луча по образцу таким образом, чтобы число испускаемых частицей фотонов оставалось минимальным.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного оперативного мониторинга состояния растительности по трассе полета авиационного носителя.

Изобретение относится к способам определения энантиомерного избытка хиральных соединений по их люминесцентным характеристикам. Один из способов определения энантиомерного избытка хиральных соединений включает измерение спектров люминесценции анализируемых образцов, измерение спектров люминесценции образцов с заведомо известным энантиомерным составом и сравнение полученных спектров испускания люминесценции, а также построение зависимости интенсивности люминесценции от энантиомерного избытка.

Изобретение относится к области геологии и может быть использовано при поиске скоплений углеводородов. Предложен способ обнаружения углеводородов с использованием подводного аппарата, снабженного одним или несколькими измерительными компонентами.

Изобретение относится к методам обнаружения следов биологического происхождения и может быть использовано для поиска биологических следов на предметах, поступивших для проведения экспертных и специальных исследований.

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано для определения содержания кодеина в различных объектах, в том числе в фармацевтических препаратах и биологических жидкостях. Сущность способа заключается в том, что образующийся ионный ассоциат кодеина с эозином количественно экстрагируется толуолом из водного раствора. Спектр люминесценции ионного ассоциата представляет собой широкую полосу с максимумом при 550 нм. Максимальная интенсивность люминесценции достигается при экстракции ионного ассоциата из водного раствора с рН 7.5-.9.0 и концентрации эозина 0.02-0.05 мг/мл. Способ позволяет более чем в 7500 раз снизить предел обнаружения кодеина. Техническим результатом изобретения является снижение предела обнаружения содержания кодеина в сложных смесях. 2 табл.

Изобретение относится к новым производным ряда 5-гидрокси-4,7-диметил-2-оксо-2H-хромен-6,8-дикарбальдегида, а именно к N',Nʺ'-((5-гидрокси-4,7-диметил-2-оксо-2H-хромен-6,8-диил)бис(метанилилиден))бис(4-бромбензогидразиду) формулы 1, обладающему свойствами амбидентатного хромогенного и флуоресцентного хемосенсора на катионы ртути (II) и фторид-анионы. 2 табл., 1 пр. 2 табл., 1 пр.

Система для определения подлинности банкнот и документов включает портативную приставку, подключенную к смартфону, в который загружены данные об антистоксовских метках различных типов банкнот. Указанные данные передаются в приставку. Приставка выполнена с возможностью сравнения данных, полученных от смартфона, с данными, которые получены при измерении отклика антистоксовских меток проверяемой банкноты. Частота излучения инфракрасного светодиода приставки установлена не кратной 10 Гц. Технический результат заключается в повышении чувствительности системы, снижении мощности инфракрасного излучения, повышении безопасности при эксплуатации и снижении времени определения подлинности денежных купюр или документов. 4 ил.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается способа и устройства возбуждения флуоресценции только в тонком слое образца. Возбуждение флуоресценции осуществляют при помощи электромагнитного поля, локализованного вблизи границы раздела между содержащей образец жидкостью и твердой фазой. В качестве твердой фазы используют многослойную структуру с периодически меняющимися показателями преломления слоев, причем количество, толщину и показатели преломления слоев выбирают таким образом, чтобы на границе раздела могли возбуждаться длиннопробежные поверхностные волны хотя бы одной моды, длина волны которой находится внутри диапазона длин волн, обеспечивающих эффективное возбуждение флуоресценции образца. Технический результат заключается в увеличении контраста получаемых изображений и обеспечении возможности изучения приповерхностных процессов и адсорбции. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области оптических измерений и касается оптоволоконного коммутатора лазерного спектроанализатора. Оптоволоконный коммутатор включает в себя оптоволоконный датчик, лазеры, оптоволоконные средства соединения лазеров с датчиком, устройства регулирования мощности лазерного излучения, анализатор флуоресцентного сигнала и компьютерную систему управления и обработки данных. Оптическое волокно датчика соединено с направляющей системой, в которой торец этого волокна фиксируется на плоской поверхности подложки с помощью канавки в плоскости второй подложки. Третья подложка с тремя канавками фиксирует относительно первой подложки торцы двух волокон, передающих излучения лазеров, возбуждающих флуоресценцию, и торец третьего волокна, передающего излучение флуоресценции. Противоположные концы этих волокон расположены в фокальных плоскостях объективов, между линзами которых расположены сменные оптические фильтры. В сопряженных фокальных плоскостях объективов расположены торцы связанных с лазерами волокон и волокна, связанного со входом анализатора спектра флуоресценции. Технический результат заключается в повышении надежности и расширении функциональных возможностей устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области спектрального анализа и касается способа идентификации фарфора по виду материала. Способ включает в себя освещение исследуемых образцов, регистрацию спектров фотолюминесценции и создание по спектральным характеристикам обучающей выборки с последующим формированием базы данных в виде 3-х групп образцов по виду материала: костяной фарфор, мягкий и твердый. Принадлежность новых образцов фарфора к какой-либо из указанных групп определяют по наибольшим числовыми значениями классификационных функций, рассчитанных для каждой из групп. В качестве источника освещения используют ультрафиолетовое излучение. Регистрацию спектров возбуждаемой фотолюминесценции проводят в оптическом диапазоне электромагнитного излучения и определяют интенсивности полос оптически активных центров О*, [UO2]2+, Mn2+, Fe3+ в спектрах образцов. Технический результат заключается в обеспечении возможности автоматизации и повышении степени объективности процесса идентификации. 4 ил., 2 табл.

Изобретение относится к медицине и касается способа дифференциальной диагностики аденомы с дисплазией III степени и ранней аденокарциномы толстой кишки, включающего исследование биоптатов новообразования толстой кишки, где гистологический срез биоптата новообразования толстой кишки подвергают флуориметрическому исследованию, измеряя спектры возбуждения флуоресценции с последующим сравнением спектров, испускаемых исследуемым фрагментом ткани, со спектрами доброкачественных и злокачественных новообразований толстой кишки. Изобретение обеспечивает информативность, большую чувствительность по сравнению с гистологическим исследованием, достоверность, нетрудоемкость, экономичность. 3 ил., 3 пр.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для визуализации биологических объектов. Для этого осуществляют мечение анализируемых клеточных компонент, клеток, тканей или органов флуоресцентными зондами. Зонды состоят из биологических распознающих молекул и флуоресцентных красителей, излучающих в инфракрасной области оптического спектра. После чего возбуждают флуоресценцию красителей с помощью инфракрасного излучения и регистрируют их флуоресценцию. В качестве флуоресцентных красителей применяют полупроводниковые нанокристаллы (PbS/CdS/ZnS, CuInS2/ZnS, Ag2S), флуоресцирующие в инфракрасном диапазоне спектра. При этом регистрацию флуоресцентного сигнала от полупроводниковых нанокристаллов проводят через 5-50 наносекунд после возбуждения их флуоресцентного сигнала. Изобретение позволяет визуализировать мишени внутри исследуемого биологического образца или живого организма за счет повышения контрастности получаемого изображения и повышения чувствительности детекции мишеней, маркированных флуоресцентными зондами. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области анализа биологических материалов, в частности медицинских тестов. В заявке описаны устройство, система, способ и машиночитаемый носитель для универсального анализа результатов иммунологических диагностических экспресс-тестов. Они позволяют считывать результаты различных тестов различных изготовителей несмотря на то, что в таких тестах могут использоваться сигналы отражающего и/или излучающего типов. В устройстве, системе, способе и машиночитаемом носителе используется одна или несколько баз данных диагностических экспресс-тестов с информацией о предлагаемых на рынке изделиях и специализированных экспресс-тестах. В устройстве, системе, способе и машиночитаемом носителе определяется тип анализируемого теста путем его сопоставления с базой(ами) данных тестов. При необходимости захватывается соответствующий отражающий и/или излучаемый сигнал. Устройство, система, способ и машиночитаемый носитель могут преобразовывать сигнал в изображение или наоборот и/или анализировать изображение с целью интерпретации результатов теста. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей и обеспечении универсальности и совместимости анализа результатов различных иммунологических диагностических экспресс-тестов. 4 н. и 42 з.п. ф-лы, 6 ил.

Группа изобретений относится к медицине, биологии и включает систему и способ ее использования для адресного контроля нейронов мозга живых, свободноподвижных животных на основе размыкаемого волоконно-оптического зонда с многоканальными волокнами. Система включает лазерную систему возбуждения, систему регистрации оптического отклика, размыкаемый волоконно-оптический зонд (ВОЗ) на основе многоканального оптического волокна (МОВ) со световодами микронного размера, содержащий модуль, закрепляемый на черепе животного, и ответную размыкаемую часть, обеспечивающую его связь с оптическими системами возбуждения и регистрации оптического отклика, в соответствии с тем, как изложено в формуле изобретения. ВОЗ состоит из двух частей, где первая выполнена с возможностью закрепления на черепе животного и содержит керамическую цилиндрическую ферулу с закрепленным в ней коротким отрезком МОВ. Вторая часть зонда содержит коннектор с другой цилиндрической керамической ферулой и закрепленным в ней длинным отрезком МОВ. Вторая часть зонда соединена с лазерной системой оптического возбуждения и системой регистрации и контроля. Отрезки МОВ содержат не менее одной тысячи соосно расположенных световодов микронного размера. Дистальный конец первого отрезка оптического волокна имеет плоскую поверхность, скошенную на угол от 30 до 60 градусов относительно оси МОВ, а диаметр МОВ – от 250 мкм до 600 мкм. При реализации способа генерируют лазерное излучение выбранной длины волны и мощности, позволяющее достигнуть порога фотоактивации клеток, содержащих генетически встроенные светочувствительные белки. Фокусируют лазерное излучение посредством системы сканирования и модуля фокусировки в выбранные световоды длинного отрезка МОВ, находящегося внутри коннектора в оптическом контакте с коротким отрезком МОВ, закрепленным на черепе животного так, что его дистальный конец расположен в выбранной области мозга животного. Излучение генерирует измеряемый сигнал флуоресценции, его передают через зонд в оптическую систему регистрации и контроля с компьютером, где полученные сигналы подвергают соответствующему анализу. Группа изобретений позволяет получать информацию о функционировании отдельных клеток мозга и адресно воздействовать на них, проводя долговременный ряд экспериментов на одном и том же животном в любой структуре мозга, обеспечивая при этом получение оптического сигнала от одной и той же группы клеток. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области биофизики и касается способа исследования биологических жидкостей в переменном магнитном поле. Сущность способа заключается в том, что проводят обработку биологической жидкости переменным магнитным полем. Для этого получают водный биологический раствор, содержащий макромолекулы белков, который подвергают воздействию магнитным полем. При этом используют переменное магнитное поле с частотой 1-30 Гц и напряженностью в диапазоне от 5 до 50 Ам. После этого регистрируют спектр испускания флуоресценции биологической жидкости в интервале от 290 до 500 нм при длине волны возбуждения 295 нм, находят величину интенсивности флуоресценции в максимуме спектра, по этим данным строят график зависимости величины интенсивности флуоресценции биологической жидкости от частоты магнитного поля и по этому графику выявляют области частот магнитного поля с максимальными значениями интенсивности флуоресценции и области частот магнитного поля с минимальными значениями интенсивности флуоресценции. Затем в зависимости от поставленной задачи выбирают активизацию или подавление биологических процессов. Использование предлагаемого способа позволит с высокой точностью находить зависимости физических характеристик биологических жидкостей или водного экстракта биологического объекта от изменения напряженности и частоты переменного магнитного поля по изменению их собственной или индуцированной флуоресценции. 5 ил., 2 пр.

Наверх