RU2095787C1

RU2095787C1 - Optical dish to examine liquid in thin layer

Info

Publication number: RU2095787C1
Application number: RU94037116A
Authority: RU
Inventors: А.Ю. Дуплик; В.Б. Лощенов; М.Т. Александров
Original assignee: Московский областной научно-исследовательский клинический институт
Priority date: 1994-09-27
Filing date: 1994-09-27
Publication date: 1997-11-10
Also published as: RU94037116A

Abstract

FIELD: optical investigations. SUBSTANCE: optical dish to examine liquid in thin layer has body with chamber for examined liquid manufactured with plane-parallel optical plates and spacer between them. Body is fabricated in the form of ring-like capsule with helical cover, one of plates has two holes for inlet and outlet of examined liquid. Spacer is manufactured from material which can be deformed sufficiently. EFFECT: simplified design and improved functional reliability of optical dish. 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской и биологической технике и может быть использовано для оптических исследований различных биологических жидкостей. The invention relates to medical and biological equipment and can be used for optical studies of various biological fluids.

В настоящее время большое внимание уделяется оптическим исследованиям различных биологических жидкостей (кровь, лимфа, ликвор, плазма, растворы биопрепаратов, взвешенные гомогенезированные мягкие биоткани и т.д.). Эти исследования имеют большое значение в разработке новых биохимических, биофизических методик для диагностических клинических исследований. Излучение оптических свойств рассеивающих свет биожидкостей, таких как кровь, может дать возможность определять оксигенацию крови, концентрацию гемоглобина, гематокрит только по оптическим свойствам без трудоемких методов ее разрушения и центрифугирования. С другой стороны существует проблема повышения разрешающей способности и расширения спектрального диапазона исследований нерассеивающих жидкостей таких, например, как плазма. Для решения вышеперечисленных проблем необходимо научиться получать очень тонкие слои (менее 100 и даже 10 микрон). Это позволит вводить новые и более точно оперировать устоявшимися биохимическими и биофизическими критериями состояния гомеостаза. Currently, much attention is paid to optical studies of various biological fluids (blood, lymph, cerebrospinal fluid, plasma, biologics, suspended homogenized soft biological tissues, etc.). These studies are of great importance in the development of new biochemical, biophysical techniques for diagnostic clinical studies. Radiation of the optical properties of light-scattering biofluids, such as blood, can make it possible to determine blood oxygenation, hemoglobin concentration, hematocrit only by optical properties without laborious methods of its destruction and centrifugation. On the other hand, there is the problem of increasing the resolution and expanding the spectral range of studies of non-scattering liquids such as, for example, plasma. To solve the above problems, you need to learn how to get very thin layers (less than 100 and even 10 microns). This will allow us to introduce new and more accurately operate the established biochemical and biophysical criteria for the state of homeostasis.

Известна проточная кювета немецкой фирмы STARNA [1]). Она состоит из двух прозрачных пластин, в одной из которых расположены две трубочки для подачи и оттока биологической жидкости. Вторая пластина имеет выемку, заполняемую жидкостью. В рабочем состоянии пластины скрепляются вместе пружиной кюветодержателя. Known flow cell of the German company STARNA [1]). It consists of two transparent plates, in one of which there are two tubes for supplying and outflow of biological fluid. The second plate has a recess filled with liquid. In working condition, the plates are fastened together by the cell holder spring.

Недостатком известной кюветы является невозможность регулирования величины зазора между пластинами. Другим существенным недостатком является невозможность создания условий для исследования сверхтонких слоев жидкости (менее 100 мкм). Это приводит к уменьшению функциональных возможностей данного устройства и невозможности получения новых диагностических и теоретических данных. A disadvantage of the known cell is the inability to control the size of the gap between the plates. Another significant drawback is the impossibility of creating conditions for the study of ultrathin liquid layers (less than 100 microns). This leads to a decrease in the functionality of this device and the inability to obtain new diagnostic and theoretical data.

Известна оптическая кювета для исследования жидкости в тонком слое (2), содержащая корпус с камерой для исследуемой жидкости, выполненной с плоскопараллельными оптическими пластинами и прокладкой между ними. Known optical cuvette for the study of fluid in a thin layer (2), containing a housing with a chamber for the test fluid, made with plane-parallel optical plates and a gasket between them.

Недостатком известной кюветы является то, что сложно получить достаточно тонкие слои менее 10 микрон. Для изменения толщины слоя необходимы дополнительная работа по удалению предыдущего образца из кюветы. Используемый в прототипе принцип соединения частей корпуса винтами может приводить к нарушению параллельности оптических пластин друг относительно друга, что нарушает точность оптических исследований. Кроме того, нет возможности исследовать проточный слои жидкости с толщиной слоя от 1 до 10 микрон. A disadvantage of the known cell is that it is difficult to obtain sufficiently thin layers of less than 10 microns. To change the thickness of the layer, additional work is required to remove the previous sample from the cell. Used in the prototype, the principle of connecting parts of the housing with screws can lead to a violation of the parallelism of the optical plates relative to each other, which violates the accuracy of optical studies. In addition, it is not possible to study the flowing fluid layers with a layer thickness of 1 to 10 microns.

Задача, поставленная авторами устранить указанные недостатки за счет создания конструкции, позволяющей расширить возможность спектроскопических исследований различных жидкостей. The task set by the authors to eliminate these shortcomings by creating a design that allows you to expand the possibility of spectroscopic studies of various liquids.

Для достижения названного технического результата в оптической кювете для исследования жидкости в тонком слое, содержащей корпус с камерой для исследования жидкости, выполненной с плоскопараллельными оптическими пластинами и прокладкой между ними, предложено корпус выполнять в виде кольцеобразной капсулы с винтовой крышкой, а одну из пластин с двумя отверстиями входа и выхода исследуемой жидкости, при этом прокладку выполнять из достаточно деформируемого материала. To achieve the named technical result in an optical cuvette for studying liquid in a thin layer containing a body with a chamber for studying liquid, made with plane-parallel optical plates and a gasket between them, it is proposed that the body be made in the form of an annular capsule with a screw cap, and one of the plates with two the inlet and outlet openings of the test fluid, with the gasket being made from a sufficiently deformable material.

Предлагаемая конструкция позволяет повысить достоверность оптический исследований за счет обеспечения возможности изменять толщину слоя находящейся в кювете биожидкости без удаления из кюветы самого образца. The proposed design allows to increase the reliability of optical studies by providing the ability to change the layer thickness of the biofluid in the cell without removing the sample itself from the cell.

Выполнение корпуса в виде кольцевой капсулы с винтовой крышкой обеспечивает равномерное давление по периметру оптических пластин (без перекосов), что крайне важно для оптических исследований, а также позволяет изучать один и тот же объект в различных оптических режимах (например однократного и многократного рассеивания света). The execution of the case in the form of an annular capsule with a screw cap provides uniform pressure around the perimeter of the optical plates (without distortions), which is extremely important for optical studies, and also allows you to study the same object in different optical modes (for example, single and multiple light scattering).

Выполнение прокладки из достаточно деформируемого (эластичного) материала позволяет изменять расстояние между оптическими пластинами без замены жидкости внутри кюветы, а достижение сверхтонкого слоя жидкости от 1 мкм до 10 мкм увеличивает функциональные возможности кюветы. The implementation of the gasket from a sufficiently deformable (elastic) material allows you to change the distance between the optical plates without changing the fluid inside the cuvette, and reaching an ultra-thin liquid layer from 1 μm to 10 μm increases the functionality of the cuvette.

То что предлагаемое устройство обеспечивает проточный режим работы позволяет приблизить исследования in vitro к условиям in vivo (например для изменения оксигенации крови с помощью прокачивания ее через оксигенатор). The fact that the proposed device provides a flow mode of operation makes it possible to bring in vitro studies closer to in vivo conditions (for example, to change blood oxygenation by pumping it through an oxygenator).

На чертеже представлена кювета в разобранной виде. The drawing shows a cuvette in disassembled form.

Оптическая кювета состоит из двух плоскопараллельных оптических пластин 1 и 2, одна из которых имеет два отверстия 3 и 4 для ввода и вывода исследуемой жидкости, герметизирующей прокладки 5 из достаточно деформируемого (эластичного) материала, кольцеобразной капсулы 6, прижимной винтовой крышки 7. An optical cuvette consists of two plane-parallel optical plates 1 and 2, one of which has two openings 3 and 4 for the input and output of the test fluid, the gasket 5 of a sufficiently deformable (elastic) material, an annular capsule 6, and a pressure screw cover 7.

Оптическая кювета для исследования жидкости в тонком слое работает следующим образом. An optical cuvette for studying a liquid in a thin layer works as follows.

До использования кюветы между плоскопараллельными оптическими пластинами 1 и 2 по их периметру помещают прокладку 5. Далее оптические пластины помещают в полость кольцеобразной капсулы 6, проталкивая до внутреннего кольцевого упора. Затем навинчивают на кольцевую капсулу прижимную крышку 7, тем самым сжимая оптические пластины между собой. Далее через одно из отверстий 3 или 4 пластины 1 осуществляют приток жидкости в кювету. Через другое отверстие осуществляют отток жидкости. Before using the cuvette, a gasket 5 is placed between the plane-parallel optical plates 1 and 2 along their perimeter. Next, the optical plates are placed in the cavity of the annular capsule 6, pushing them to the inner ring stop. Then, the pressure cap 7 is screwed onto the annular capsule, thereby compressing the optical plates together. Then through one of the holes 3 or 4 of the plate 1 carry out the flow of fluid into the cell. Through another hole carry out the outflow of liquid.

Таким образом, использование предлагаемой кюветы позволяет получать сверхтонкие слои жидкости, изменять толщину слоя жидкости без удаления ее из кюветы, создавать режим проточности жидкости через кювету. Кроме того, кювета легко полностью разбирается, что дает возможность ее качественной промывки. Изготовление кюветы технологически несложно и не требует больших затрат. Thus, the use of the proposed cell allows you to get ultra-thin layers of liquid, change the thickness of the liquid layer without removing it from the cell, create a regime of fluid flow through the cell. In addition, the cuvette is easily disassembled, which makes it possible to wash it of high quality. The manufacture of the cell is technologically simple and does not require large expenses.

Claims

An optical cuvette for studying liquid in a thin layer, comprising a body with a chamber for the test liquid, made with plane-parallel optical plates and a gasket between them, characterized in that the body is made in the form of an annular capsule with a screw cap, and one of the plates
with two openings for the inlet and outlet of the test fluid, while the gasket is made of a sufficiently deformable material.