Полуавтоматическая система для определения химических компонентов жидкости

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 625637

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К flATEHTV (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 20.01.75(21) 2135299/23-26 (23) Приоритет — (32) 21. 01. 74 (31) 435001 (33) США (43) Опубликовано 25.09,78 юллетень № 35 (45) Дата опубликования описания Об,09.78

2 (51) М. Кл.

g 01 М 31/22

Государственный комитет

Соавта Иинистраа СССР по делам нзооретений н открытий (53) УДК 620, 168, .36-52(088,8) Иностранцы

Клео Элмер Бетто и Джон Кендалл Марш (США) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Майлз Лабораториз Инк, (США) (71) Заявитель (54) ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ХИМИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к измерительным устройствам, оно может быть применено в медицине, биологии и химической промышленности.

Известна полуавтоматическая система для определения химических компонентов жидкости, включающая испытательное приспособление с несущей деталью и располо-. женными на ней блоками реагентов, реагирующими с определенным компонентом в жидкости, измерительный прибор, содержащий самописец, устройство для восприятия результатов реакции, соединенное со считывающим устройством, чувствительным к выходному сигналу устройства для восприятия результатов реакции и включаюгцим в себя калибровочно-усилительный модуль, функциональный преобразователь, селектор последовательности, декодирующее устройство, пу сковое реле, таймер, исполнительный меха-низм и прозрачный столик (1).

Недостатком известной системы является узкая область применения.

С целью расширения области применения несущая деталь испытательного приспособления снабжена кодовым блоком, расположенным на расстоянии от блоков реагентов, причем измерительный прибор снабжен устройством для восприятия кода и кодовым датчиком, идентифицирующими конкретные реагенты и соединенными со считывающим устройством. Кроме того. несущая деталь выполнена прозрачной, а кодовый блок является непрозрачным. причем на несущей детали расположен один илп несколько блоков реагентов, выполненных из гигроскопического материала.

На фиг. 1 изображены испытательные приспособления, используемые в системе, в плане; на фиг. 2 изображена блок схема системы: на фиг. 3 — 8 — часть системы с блоками реагента и кодовым блоком.

Система содержит испытательные приспособления 1 — 15, состоящие из прозрачной несущей ленты 16, кодового блока 17, блоков

18 — 24 реагента, которые расположены в по-. зициях 25 — 34, источник 35 света, уcTpoAciво 36 для восприятия резу1ьтатов реакции. устройство 37 для восприятия кола, световоды 38 и 39, прозрачный столик 40, кодовый датчик 41, калпбровочно-усилительный модуль 42, функциональный преобразова625637 тель 43, селектор 44 последовательности. декодируюшее устройство 45, пусковое реле

46, таймер 47, исполнительный механизм 48 и самописец 49.

Устройство работает следующим образом.

Каждое пз приспособлений 1 — 15 состоит из несугцей детали — прозрачной пластиковой ленты 16. к одному концу которой присоединяют один или более квадратных бумажных блоков реагентов. Другой конец ленты служит для оперирования приспособлением.

Кахкдый такой блок пропитан реагентом, который способен специфически реагировать с различными составными частями испытуемой среды, например мочевиной. Так блок

18 пропитан реагентом, который определяет рН, в то время как блоки !9 — 24 представляют собой соответственно блоки реагента, обладаюшего характерной реакцией на протеин, глюкозу, кетоны, билирубин, кровь или уробилиноген. Кодовый блок 17 представляет собой участок непрозрачной или закрашенной поверхности.

Приспособление 1 для испытания имеет семь испытательных блоков 18 — -24 реагента и кодовый блок 17, которые располагаются на ленте 6 через интервал друг от друга, начиная с правого конца ленты. Расположение кодового блока и блоков реагента обозначено позициями 25 — 34. Из расположения приспособлений 1 — 15 по вертикальной:II.нии видно, что каждое приспособление 2 — 15 имеет один блок реагента или более, начиная от правого конца, и один кодовый блок. Каж- M дый из блоков реагента и кодовый блок находятся в одной из позиций 25-34. Например, в приспособлении 7 кодовый блок

l7 находится на позиции 28, а блоки для определения рН, глюкозы и протеина находятся на позициях 31, 32 и 33 соответственно. Позиция 25 представляет исходную, стартовую позицию на той части ленты 16, которая служит для оперирования приспособлением, а позиция 34 представляет позицию остановки и находится на правом конце лен- 40 ты 16.

При срабатывании исполнительного механизма 48 столик 40 передвигается из исходного положения в направлении, указанном на фиг. 2, вынуждая кодовый блок 17 приспособления 10 переместиться к лучу света, идущего от источника 35, и прервать его.

В результате свет отражается и по световоду

38 попадает на устройство 36 .uv восприятия результатов реакции, которое смонтировано выше столика 40. Когда кодовый блок

17 пересечет луч света, свет начинает про50 ходить через прозрачную ленту 16 на участке между кодовым блоком 7 и следуюшим за ним смежным блоком 18 реагента и, пройдя столик 40, падать на устройство 37 для восприятия кода. Блок 18 попадает при перемещении под световой луч и снова прерывает свет, падающий на устройство 37 для восприятия кода. Тогда луч отражается и попа4 дает на устройство 36 для восприятия результатов реакции в количестве, зависящем от рН испытуемой среды и характеристики блока 18. Блоки 19 и 23 реагентов последовательно перемешаются в позицию считывания вместе с движущимся столиком 40 в направлении, указанном на фиг. 2 и характеристика реагента каждого блока при этом. воспри ни мается устройством 36.

Ответной реакцией устройства 36 являются электросигналы, которые передаются в калибровочно-усилительный модуль 42. Модуль 42 перерабатывает исходный сигнал от кодового блока 17 и последующие сигналы, генерированные блоками !8, 19 и 23. Сигнал от устройства 37, который прерывается, когда прерывается луч света одним из блоков

17, !8, 19 и 23,проходит на кодовый датчик 41.

Последовательность, с которой датчик интерпретирует прерванный сигнал, достигается компановкой электросхемы, которая анализирует ответную реакцию устройства 37, когда приспособление IO пересекает луч источника 35, создавая цикл свет — темно— свет, что повторяется для каждого реагента. При такой схеме команда считывания дается блокированием светового луча от источника 35 к устройству 37.

Таймер 47 связан с селектором 44 последовательности. Селектор 44 интерпретирует сигнал от кодового датчика 41 и распознает приспособление 10.

Функциональный преобразователь 43 связан с модулем 42. Калибровочно-усилительный модуль 42 включает стробируюшее устройство, контролируемое селектором 44 последовательности так, чтобы только сигналы, поступающие с участков реагента, могли достигнуть функционального преобразователя 43.

Выходной сигнал функционального преобразователя 43 передается на декодируюшее устройство 45, которое связано также с селектором 44. Декодируюшее устройство 45 перерабатывает выходные сигналы функционального преобразователя 43 и дает команду самописцу 49 о выдаче наглядного изображения данных с функционального преобразователя 43.

На фиг. 4 — 8 иллюстрируется работа блока 17, выступающего в качестве соответствующего устройства для приспособления 10.

В исходной позиции, как показано на фиг. 3, столик 40 расположен так, что луч света, идуший по световоду 38, не касаясь блока !

7, попадает на устройство 37. Приспособление 10 приводят в контакт с исследуемой средой и помешают на столик 40, как показано на фиг. 3. Затем исполнительный механизм 48 (см. фиг. 2) перемещает столик 40 с приспособлением 10 в направлении, показанном на фиг. 3, до крайнего левого положения, показанного на фиг. 4. B этой позиции луч света проходит через прозрачную

62563/ ленту 16 и стеклянный столик 40 и попадает на устройство 37. При достижении этой позиции исполнительный механизм 45 меняет направление ю движения, а соответствуюшая электронная схема, связанная с устройствами 37 и 36, срабатывает, и столик 40 с приспособлением

10 начинает перемещаться в направлении, показанном на фиг. 4. Когда столик 40 и приспособление 10 двигаются через луч света, белый и сильно отражающий кодовый блок 17 в позиции 29 (см. фиг. 1) прерывает свет, падающий на устройство 37. Свет от блока 17 отражается на устройство 36, как показано на фиг. 5. Количество света, отраженного на устройство 36, служит для калибровки прибора. Прерывание светового луча> падающего на устройство 37, интерпретируется электроникой прибора как изображение блока в позиции 29 (см. фиг. 1).

Приспособление 10 непрерывно перемешается в направлении, указанном на фиг. 6; и луч света после прохождения блока 17 снова падает на устройство 37. Непрерывное попадание света на устройство 37, когда приспособление находится в позиции 30, расшифровывается прибором как отс ToTI3111 какоголиоо блока на этой позиции. Этот факт записывается самописцем. Дальнейшее переме гцение приспособления !0 приводит к установлению блока 18 на позицию 31 (см. фиг.

1 и 7) и прерыванию луча.

Пусть реагент на этом блоке дает специфическую реацию с изменением окраски на рН исследуемой среды. Свет, отраженный от блока 18, зависит от рН исследуемой среды.

Это улавливается устройством 36. Приспособление 10, продолжая перемешаться, сдвигает блок 18, и луч света снова проходит через прозрачную ленту 16 и столик 40, попадая на устройство 37, как показано на фиг. 8. Непрерывное движение столика 40 приводит к повторению этого процесса для блоков 19 и 23. которые, например, дают соответствуюшие реакции с протеином и кровью исследуемой среды. После этого столик 40 с приспособлением 10 возврашается в исходное положение, показанное на фиг.3.

Следует принять во внимание, что начальное перемещение столика 40 с приспособлением 10 в направлении, показанном на рис. 3 может быть совершено вручную.

Из рассмотрения фиг. 1 —.8 вытекает, что последовательность кодирования приспособления и измерительного прибора следующая.

Приспособление начинает свое движение, когда луч света находится в позиции 25.

Если устройство 37 улавливает, что луч света прерван непрозрачным участком в позиции 26 и если оно В послсдуюШем улавливает, что луч света прерван непрозрачным участком в позиции 27, то селектор 44 последовательности приходит к решению, что считываемое приспособление есть приспособление 1, показанное на фиг. 1. Соответственно электронные устройства прибора запрограммированы считывать участки . реагентов, определяюших рН, протеин, глюкозу, кетоны, билирубин, кровь и уробилиноген, в таком порядке при последовательном движении приспособления на позициях 27 — 33, останавливаясь на позиции 34. Если прибор

«не видит» непрозрачный участок до тех пор, пока приспособление не достигнет позиции

3l, и в позиции 32 улавливает другой не15 прозрачный участок. селектор 44 последовательности иде13тифинирует считываемое приспособление как 14, а измерительный прибор по программе считывает гл1окозу и протеин, когда приспособление перемешается последовательно через позиции 32 и 33, останав20 ливаясь на позиции 34.

Формула изобретения

1. Полуавтоматическая система для определения химических компонентов жидкости, включаюшая испытательное приспособление с несущей деталью и расположенными на ней блоками реагентов, реагирующими с определенным компонентои в жидкости, измерительный прибор, содержащий самописец, устройство для восприятия результатов реакции, соединенное со считываюшим устрой35 стВ031, ч3 ВсТВНТе.1üíûú1 к Выходному сигна лу устройства для восприятия результатов реакции, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения, несущая деталь испытательного приспособления снабжена кодовым блоком, расположенным на расстоянии от блоков реагентов, причем измерительный прибор снабжен устройством для восприятия кода и кодовым датчиком, идентифицирующими конкретные реагенты и соединенными со считывающим устройством.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что несушая деталь выполнена прозрачной, кодовый блок непрозрачным, блоки реагентов выполнены из гигроскопического материала.

Источники информации, принятые во вни5В мание при экспертизе:

1. Арутюнов А. С., Цеймах Б. М, Датчики состава и свойств вещества., М., «Энери1я» 1 )69, с. 92 — 94.