RU2673745C1 - Device for biological research - Google Patents
Device for biological research Download PDFInfo
- Publication number
- RU2673745C1 RU2673745C1 RU2018111717A RU2018111717A RU2673745C1 RU 2673745 C1 RU2673745 C1 RU 2673745C1 RU 2018111717 A RU2018111717 A RU 2018111717A RU 2018111717 A RU2018111717 A RU 2018111717A RU 2673745 C1 RU2673745 C1 RU 2673745C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- containers
- module
- platform
- holder
- samples
- Prior art date
Links
- 238000011160 research Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 28
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 10
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 241000223782 Ciliophora Species 0.000 description 17
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 15
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 12
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 12
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 10
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 9
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 8
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 6
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 6
- 210000002381 plasma Anatomy 0.000 description 6
- 241000223786 Paramecium caudatum Species 0.000 description 5
- 231100000674 Phytotoxicity Toxicity 0.000 description 5
- 230000004154 complement system Effects 0.000 description 5
- 241000248418 Tetrahymena pyriformis Species 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 4
- 230000005714 functional activity Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 4
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 3
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 3
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001302161 Ceriodaphnia Species 0.000 description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 2
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 241001672739 Artemia salina Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000238578 Daphnia Species 0.000 description 1
- 102000009123 Fibrin Human genes 0.000 description 1
- 108010073385 Fibrin Proteins 0.000 description 1
- BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N Fibrin monomer Chemical compound CNC(=O)CNC(=O)CN BWGVNKXGVNDBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000211187 Lepidium sativum Species 0.000 description 1
- 235000007849 Lepidium sativum Nutrition 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 235000017879 Nasturtium officinale Nutrition 0.000 description 1
- 240000005407 Nasturtium officinale Species 0.000 description 1
- 241000223785 Paramecium Species 0.000 description 1
- 102000035195 Peptidases Human genes 0.000 description 1
- 108091005804 Peptidases Proteins 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 238000002306 biochemical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 210000004081 cilia Anatomy 0.000 description 1
- 230000035602 clotting Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000001446 dark-field microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 229950003499 fibrin Drugs 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 244000000010 microbial pathogen Species 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 229940024999 proteolytic enzymes for treatment of wounds and ulcers Drugs 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000027 toxicology Toxicity 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
- C12M1/34—Measuring or testing with condition measuring or sensing means, e.g. colony counters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области экологии, фармакологии, токсикологии, медицины и касается процесса определения состояния тест-организмов или оценки изменения живых систем или их частей при действии тестовых компонентов, а более конкретно, к области биологических, биохимических и микробиологических исследований invitro, в которых используется анализ изменения изображений при взаимодействии тест-систем, состоящих из разного рода тест-организмов или специальных активных растворов и проб исследуемых объектов, (тест-систем)The invention relates to the field of ecology, pharmacology, toxicology, medicine and relates to the process of determining the state of test organisms or evaluating changes in living systems or their parts under the action of test components, and more particularly, to the field of biological, biochemical and microbiological studies invitro, which use analysis image changes during the interaction of test systems consisting of various kinds of test organisms or special active solutions and samples of the studied objects (test systems)
Invitro (с лат. - «в стекле») - это технология выполнения экспериментов, когда опыты проводятся «в пробирке» - вне живого организма. В общем смысле этот термин противопоставляется термину invivo - эксперимент на живом организме (на человеке или на животной модели). Многие эксперименты, имеющие отношение к молекулярной биологии, биохимии, фармакологии, медицине, генетике и др., проводятся вне организма, на культуре живых клеток или в бесклеточной модели.Invitro (from lat. - “in glass”) is a technology for performing experiments when experiments are carried out “in vitro” - outside a living organism. In a general sense, this term is contrasted with the term invivo - an experiment on a living organism (on a person or on an animal model). Many experiments related to molecular biology, biochemistry, pharmacology, medicine, genetics, etc., are carried out outside the body, on a culture of living cells or in a cell-free model.
В настоящее время многие из этих методов не автоматизированы, проведение опытов при этом трудоемко, а оценка отличается субъективностью. В основном это биологические методы исследования безопасности природных объектов.Currently, many of these methods are not automated, carrying out experiments is time-consuming, and the assessment is subjective. These are mainly biological methods for studying the safety of natural objects.
Известны биологические методы исследования безопасности поверхностных и сточных вод, отходов и почв по реакции микроскопических гидробионтов.Biological methods are known for studying the safety of surface and wastewater, waste, and soil by the reaction of microscopic hydrobionts.
[ФР.1.39.2006.02506. ПНД ФТ 14.1:2:3.13-06 Методика определения токсичности отходов, почв, осадков сточных, поверхностных и грунтовых вод методом биотестирования с использованием равноресничных инфузорий Paramecium caudatum Ehrenberg., ФР1.39.2006.02505. ПНД ФТ 14.1:2.14-06 Методика определения токсичности высокоминерализованных поверхностных и сточных вод, почв и отходов по выживаемости солоноватоводных рачков Artemia salina L., ФР.1.39.2007.04104. Методика определения токсичности золошлаковых отходов методом биотестирования на основе выживаемости парамеций и цериодафний., ФР.1.39.2007.03222. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний, ФР. 1.39.2007.03221. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости цериодафний, ФР.1.39.2007.03223. Методика определения токсичности вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей].[FR. 1.39.2006.02506. PND FT 14.1: 2: 3.13-06 Methodology for determining the toxicity of waste, soil, sewage, surface and groundwater sediments by biotesting using equidimensional ciliates Paramecium caudatum Ehrenberg., FR1.39.2006.02505. PND FT 14.1: 2.14-06 Methodology for determining the toxicity of highly mineralized surface and wastewater, soil and waste from the survival of brackish brine crustaceans Artemia salina L., FR.1.39.2007.04104. The methodology for determining the toxicity of ash and slag waste by biotesting based on the survival of paramecium and ceriodaphnia., FR.1.39.2007.03222. Methodology for determining the toxicity of water and water extracts from soils, sewage sludge, waste by mortality and changes in the fertility of daphnia, FR. 1.39.2007.03221. The methodology for determining the toxicity of water and water extracts from soils, sewage sludge, waste by mortality and changes in the fecundity of ceriodaphnia, FR.1.39.2007.03223. The methodology for determining the toxicity of water, water extracts from soils, sewage sludge and waste by changing the level of chlorophyll fluorescence and the number of algae cells].
Оценка качества исследуемых объектов осуществляется на основе визуального подсчета и сравнения количества тест-организмов, до и после их экспонирования в пробе, что является трудоемким фактором, требующим определенной квалификации лаборанта. Особенно трудоемким является метод подсчета клеток водорослей в камере Горяева или Фукса-Розенталя под микроскопом.Evaluation of the quality of the studied objects is carried out on the basis of visual counting and comparison of the number of test organisms, before and after their exposure in the sample, which is a laborious factor that requires a certain qualification of the laboratory assistant. Particularly laborious is the method of counting algae cells in a Goryaev or Fuchs-Rosenthal chamber under a microscope.
Известен биологический метод оценки безопасности почвы по сравнительной длине проростков семян [В.В. Заболотских, А.В. Васильев, С.Н. Танких Экспресс-диагностика токсичности почв загрязненных нефтепродуктами Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 14, №1(3), 2012; MP 2.1.7.2297-07 Обоснование класса опасности отходов производства и потребления по фитотоксичности]. В этом методе длина корешков в экстракте исследуемой почвы сравнивается с длиной корешков этих семян в контрольном растворе. Измерения длины корешков производят по линейке. Для достижения приемлемой достоверности необходимо в одном опыте обмерить более 300 корешков проростков. Метод весьма время - и трудо- затратный.The known biological method for assessing soil safety by the comparative length of seedlings [V.V. Zabolotskikh, A.V. Vasiliev, S.N. Tankikh Express Diagnostics of Toxicity of Soils Contaminated with Oil Products Izvestia Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, vol. 14, No. 1 (3), 2012; MP 2.1.7.2297-07 Justification of the hazard class of production and consumption waste by phytotoxicity]. In this method, the length of the roots in the extract of the studied soil is compared with the length of the roots of these seeds in the control solution. Measurement of the length of the roots is carried out on a ruler. To achieve acceptable reliability, it is necessary in one experiment to measure more than 300 roots of seedlings. The method is very time consuming and laborious.
Существуют также аппаратные методы для исследования систем комплемента, гемостаза, подсчета колоний микроорганизмов.There are also hardware methods for studying complement systems, hemostasis, and counting colonies of microorganisms.
Так известен микробиологический прибор для подсчета колоний микроорганизмов [Автоматический счетчик колоний IUL Flash&Go]. Прибор осуществляет подсчет колоний в различных средах, и оснащен цветной камерой с высоким разрешением. Однако, этот прибор может использоваться только при микробиологических исследованиях и не пригоден для иных биологических и биохимических методов.So known microbiological device for counting colonies of microorganisms [Automatic colony counter IUL Flash & Go]. The device counts colonies in various environments, and is equipped with a high-resolution color camera. However, this device can only be used in microbiological studies and is not suitable for other biological and biochemical methods.
Известен биохимический прибор для оценки гемостаза [Регистратор тромбодинамики Т-2]. Модельный вариант свертывания в плазме крови, лежащий в основе прибора, наиболее близок к реальному процессу образования тромба в кровеносном сосуде, но одновременно прибор позволяет анализировать только 2 образца плазмы крови и реальная производительность этого прибора всего 4 образца за один рабочий день: кроме того, зарубежные расходные материалы имеют высокую стоимость.Known biochemical device for assessing hemostasis [Registrar thrombodynamics T-2]. The model version of coagulation in the blood plasma that underlies the device is closest to the real process of blood clot formation in a blood vessel, but at the same time the device allows you to analyze only 2 blood plasma samples and the actual productivity of this device is only 4 samples in one working day: in addition, foreign consumables are high cost.
Известно устройство для определения функциональной активности системы комплемента [патент РФ 2632694, 2016 г.]. Устройство включает корпус, внутри которого расположен измерительный блок, содержащий модуль для размещения тестируемых образцов, источники света для подсветки образцов и видеокамеры с микрообъективами для фиксации состояния образцов, блок питания и микроконтроллер, подсоединенный к персональному компьютеру. Модуль для размещения тестируемых образцов выполнен в виде стрипа с ячейками и снабжен узлом встряхивания. Видеокамеры с микрообъективами объединены в блок таким образом, что каждая ячейка стрипа имеет размещенную над ней видеокамеру с микрообъективом. Измерительный блок снабжен узлом термостатирования, выполненным в виде теплового насоса на основе элемента Пельтье и термодатчика. При этом источники света для подсветки образцов размещены под каждой ячейкой стрипа и образуют осветительный узел темнопольной микроскопии. Недостатки известного устройства состоят в следующем:A device is known for determining the functional activity of the complement system [RF patent 2632694, 2016]. The device includes a housing, inside which there is a measuring unit containing a module for placing test samples, light sources for illuminating samples and video cameras with micro lenses for fixing the state of samples, a power supply unit and a microcontroller connected to a personal computer. The module for placing the test samples is made in the form of a strip with cells and is equipped with a shaking unit. Video cameras with micro lenses are combined in a block so that each cell of the strip has a video camera with a micro lens placed above it. The measuring unit is equipped with a temperature control unit made in the form of a heat pump based on a Peltier element and a temperature sensor. In this case, light sources for illumination of the samples are placed under each cell of the strip and form the lighting unit of dark-field microscopy. The disadvantages of the known device are as follows:
При расположении источников света под каждой ячейкой неизбежны паразитные засветки от источников света соседних ячеек, в результате ячейка будет освещена неравномерно, а на пятнах засветки клетки не видны.When light sources are located under each cell, parasitic illumination from the light sources of neighboring cells is inevitable, as a result, the cell will be unevenly illuminated, and cells will not be visible on the spots of illumination.
Микро- видеокамеры имеют разрешающую способность, не позволяющую достоверно оценить количество клеток в 100 мкл среды, а микрообъективы не имеют достаточную глубину резкости для подсчета клеток во всем объеме среды.Microcameras have a resolution that does not allow a reliable estimate of the number of cells in 100 μl of medium, and micro lenses do not have a sufficient depth of field to count cells in the entire volume of the medium.
Исследование системы комплемента в рассматриваемом устройстве состоит в использовании инфузорий в среде с добавлением разных объемов сыворотки крови. Без использования специального буферного раствора такой опыт может длиться несколько часов, что не позволяет применять это устройство и описанный метод для быстрых скрининговых оценок.The study of the complement system in the device in question consists in the use of ciliates in an environment with the addition of different volumes of blood serum. Without the use of a special buffer solution, such an experiment can last several hours, which does not allow the use of this device and the described method for rapid screening assessments.
Все указанные приборы и устройства пригодны только для одного вида исследований.All of these instruments and devices are suitable for only one type of research.
Наиболее близким к предложенному является прибор для биологических исследований, [патент РФ 2361913, 2006 г], включающий корпус с размещенными в нем перемещаемой платформой с держателем и модулем с емкостями для тестируемых образцов, узлом подсветки образцов, видеокамерой, микропроцессорным блоком управления, блоком регулирования температуры и блоком питания.Closest to the proposed is a device for biological research, [RF patent 2361913, 2006], comprising a housing with a movable platform with a holder and a module with containers for tested samples, a sample illumination unit, a video camera, a microprocessor control unit, a temperature control unit and power supply.
Платформа в известном приборе может осуществлять только круговое шаговое перемещение. При этом время между подсчетами клеток в каждой емкости составляет около 1,5 минут, что не позволяет использовать прибор для ряда биохимических исследований, где существуют процессы, протекающие стремительно, а такая дискретизация подсчетов может существенно снизить информационность оценки.The platform in the known device can only perform circular stepping. At the same time, the time between cell counts in each container is about 1.5 minutes, which does not allow the use of the device for a number of biochemical studies where there are rapid processes, and such discretization of the counts can significantly reduce the informational value of the estimate.
Круговое перемещение платформы не обеспечивает перемешивание образцов и равномерное распределение тест-организмов в емкостях.The circular movement of the platform does not provide mixing of the samples and the uniform distribution of test organisms in containers.
Поскольку платформа и модуль с емкостями выполнены круглой формы, то отсутствует возможность одновременного введения исследуемых проб и/или тест-организмов во все емкости, что не дает возможности использовать многоканальные пипетки прямоугольного формата. Время старта при этом для разных емкостей может быть определено с ошибкой.Since the platform and the module with containers are round in shape, there is no possibility of simultaneously introducing the studied samples and / or test organisms into all containers, which makes it impossible to use multi-channel rectangular pipettes. At the same time, the start time for different containers can be determined with an error.
Прибор снабжен двумя узлами подсветки образцов, каждый из которых включает светодиоды, укрепленные на пластине, расположенной ниже дна емкости. Такие источники света не обеспечивают равномерного освещения емкостей с тест-организмами, поскольку середина емкости освещена меньше, чем края, а боковые поверхности емкости засвечены полностью. Это ведет к недостаточному и неравномерному освещение емкостей. Кроме того, контрастность изображения невысока, т.к. светочувствительные матрицы видеокамер автоматически настраиваются на среднюю освещенность изображения. При этом изображение тест-организмов имеет меньшую яркость, чем боковые поверхности емкости, их распознавание и подсчет осуществляется с ошибкой.The device is equipped with two sample illumination nodes, each of which includes LEDs mounted on a plate located below the bottom of the tank. Such light sources do not provide uniform illumination of containers with test organisms, since the middle of the container is lit less than the edges, and the side surfaces of the container are fully illuminated. This leads to insufficient and uneven illumination of the containers. In addition, the image contrast is low, because The camera’s light-sensitive matrices automatically adjust to the average image brightness. At the same time, the image of test organisms has a lower brightness than the side surfaces of the tank; their recognition and calculation is carried out with an error.
Видеокамеры установлены без возможности перемещения, что не позволяет использовать стандартные модули с разным количеством емкостей, имеющих разный диаметр.Video cameras are installed without the possibility of movement, which does not allow the use of standard modules with a different number of capacities having different diameters.
Основным недостатком описанного устройства является невозможность использования его для проведения различных исследований, таких как биологические, биохимические и микробиологические.The main disadvantage of the described device is the inability to use it for various studies, such as biological, biochemical and microbiological.
Технической проблемой, решаемой в настоящем изобретении, является расширение области применения прибора, автоматизация и стандартизация проводимых исследований.The technical problem solved in the present invention is the expansion of the scope of the device, automation and standardization of research.
Техническим результатом изобретения является возможность проведения на одном приборе биологических, биохимических и микробиологических исследований, повышение достоверности, надежности и воспроизводимости результатов исследований, сокращения их трудоемкости.The technical result of the invention is the possibility of conducting biological, biochemical and microbiological studies on one device, increasing the reliability, reliability and reproducibility of research results, reducing their complexity.
Для достижения этого результата предложен прибор для биологических исследований, включающий корпус с размещенными в нем перемещаемой платформой с держателем и модулем с емкостями для тестируемых образцов, узлом подсветки образцов, видеокамерой, микропроцессорным блоком управления, блоком регулирования температуры и блоком питания, при этом платформа установлена с возможностью перемещения по горизонтальной оси и резкой остановки, держатель выполнен сменным, узел подсветки представляет собой светодиоды, установленные по периметру держателя ниже и под углом к емкостям для тестируемых образцов, видеокамера имеет объектив переменного фокусного расстояния и установлена с возможностью перемещения по вертикальной и горизонтальной осям, перпендикулярно перемещению платформы, при этом боковые поверхности емкостей для тестируемых образцов покрыты светонепроницаемым материалом.To achieve this result, a biological research device is proposed that includes a housing with a movable platform with a holder and a module with containers for tested samples, a sample illumination unit, a video camera, a microprocessor control unit, a temperature control unit and a power supply unit, while the platform is installed with the ability to move along the horizontal axis and a sudden stop, the holder is removable, the backlight unit is an LED mounted on the perimeter of The holder is lower and at an angle to the capacities for the test samples, the video camera has a zoom lens and is mounted with the ability to move along the vertical and horizontal axes, perpendicular to the movement of the platform, while the side surfaces of the containers for the tested samples are coated with opaque material.
При этом, модуль с емкостями для тестируемых образцов может быть выполнен в виде планшета с лунками, причем сверху на планшет наложен лист из светонепроницаемого материала с отверстиями для лунок.At the same time, the module with capacities for the test samples can be made in the form of a tablet with holes, and a sheet of opaque material with holes for holes is laid on top of the tablet.
При этом, модуль с емкостями для тестируемых образцов может представлять собой чашку Петри.In this case, the module with capacities for the test samples can be a Petri dish.
Установка платформы с модулем с возможностью перемещения по горизонтальной оси и резкой остановки позволяет обеспечить перемешивание образцов и равномерное распределение тест-организмов в емкостях и не использовать специальное устройство для встряхивания.The installation of a platform with a module with the ability to move along the horizontal axis and a sudden stop allows for the mixing of samples and uniform distribution of test organisms in containers and does not use a special device for shaking.
Тест-организмы - это одноклеточные простейшие (инфузории), важнейшим свойством которых является их непрерывное движение, осуществляемое за счет согласованного движения многочисленных ресничек, находящихся на поверхности клетки. В неподвижной емкости с водной суспензией инфузорий эти тест-организмы размещаются неравномерно, как правило, группируясь около границ емкости.Test organisms are single-celled protozoa (ciliates), the most important property of which is their continuous movement, which is carried out due to the coordinated movement of numerous cilia located on the surface of the cell. In a fixed container with an aqueous suspension of ciliates, these test organisms are not evenly distributed, usually grouping near the boundaries of the container.
При ускоренном линейном перемещении такой емкости и резкой ее остановке клетки по инерции продолжают перемещение и, ударяясь о стенки емкости, меняют направление на противоположное. Процесс повторяется, и общая масса клеток будет равномерно распределена в емкости. Это обеспечивает достоверность при оценке количества клеток (коэффициент вариации <5%).With an accelerated linear movement of such a container and its abrupt stop, the cells continue to move by inertia and, hitting the walls of the container, change direction in the opposite direction. The process is repeated, and the total mass of cells will be evenly distributed in the container. This provides reliability in estimating the number of cells (coefficient of variation <5%).
Выполнение держателя сменным позволяет использовать различные модули, например, модуль с емкостями для тестируемых образцов может быть выполнен в виде планшета с лунками или чашки Петри.The implementation of the holder interchangeable allows the use of various modules, for example, a module with containers for the test samples can be made in the form of a tablet with holes or a Petri dish.
Выполнение узла подсветки в виде светодиодов, установленных по периметру держателя ниже и под углом к емкостям для тестируемых образцов и покрытие боковых поверхностей емкостей для тестируемых образцов светонепроницаемым материалом позволяет получить контрастное изображение за счет того, что изображения тест-организмов в этом случае имеют максимальную яркость и нет засветки от соседних лунок.The implementation of the backlight unit in the form of LEDs installed along the perimeter of the holder below and at an angle to the containers for the tested samples and coating the side surfaces of the containers for the tested samples with opaque material allows to obtain a contrast image due to the fact that the images of the test organisms in this case have maximum brightness and no flare from neighboring wells.
Использование видеокамеры с объективом переменного фокусного расстояния, которая установлена с возможностью перемещения по вертикальной и горизонтальной осям, перпендикулярно перемещению платформы позволяет использовать стандартные модули с разным количеством емкостей, имеющих разный диаметр. Использование стандартных модулей позволяет применять для преаналитической подготовки весь спектр готовых инструментов, в том числе и автоматические многоканальные дозаторы, которые обеспечивают одновременное введение исследуемых проб. Это позволяет точно фиксировать время начала реакции или воздействия пробой на тест-организмы во всех лунках планшета, повышая воспроизводимость и надежность оценки.The use of a video camera with a variable focal length lens, which is mounted with the ability to move along the vertical and horizontal axes perpendicular to the movement of the platform, allows the use of standard modules with different numbers of capacities having different diameters. The use of standard modules makes it possible to use for the preanalytic preparation the whole range of ready-made tools, including automatic multichannel dispensers, which ensure the simultaneous introduction of the samples under study. This allows you to accurately record the time of the onset of the reaction or the impact of the breakdown on the test organisms in all wells of the tablet, increasing the reproducibility and reliability of the assessment.
Емкости стандартных модулей имеют разный диаметр, например 6, 10, 16, 20, 34 мм, их количество в модуле может быть - 96, 48, 24, 12, 6. Для получения изображения емкости целиком необходимо увеличивать расстояние камеры от емкости и изменять фокусное расстояние объектива. Изображение емкости целиком нужно при использовании подвижных тест-организмов, таких как инфузории. Для оценки неподвижных изображений, например, колонии микроорганизмов или проростки семян изображение фиксируется по частям.The capacities of standard modules have different diameters, for example 6, 10, 16, 20, 34 mm, their number in the module can be 96, 48, 24, 12, 6. To obtain an image of the entire tank, it is necessary to increase the distance of the camera from the tank and change the focal length lens distance. The entire image of the tank is needed when using mobile test organisms, such as ciliates. To evaluate still images, for example, colonies of microorganisms or seedlings, the image is captured in parts.
Схематично и условно предлагаемый прибор показан на чертежах, где на фиг. 1 - общий вид прибора, на фиг. 2 - пример выполнения модуля с емкостями для тестируемых образцов в виде планшета с лунками и держателя планшета. На фиг. 3 схематично показано расположение светодиода по отношению к емкостям для тестируемых образцов.A schematically and conventionally proposed device is shown in the drawings, where in FIG. 1 is a general view of the device, in FIG. 2 - an example of the implementation of the module with capacities for the tested samples in the form of a tablet with holes and the holder of the tablet. In FIG. 3 schematically shows the location of the LED in relation to the capacitance for the tested samples.
Прибор для биологических исследований включает корпус 1 с размещенными в нем перемещаемой платформой 2 с держателем 3 и модулем 4 с емкостями 5 для тестируемых образцов (лунками), узлом подсветки образцов 6, видеокамерой 7 с объективом 8 переменного фокусного расстояния, микропроцессорным блоком управления 9, блоком регулирования температуры 10 и блоком питания 11, устройство перемещения видеокамеры 7, состоящее из узла перемещения но горизонтальной оси 12 с шаговым двигателем 13 и оконечными выключателями 14, 15, узла перемещения но вертикальной оси 16 с шаговым двигателем 17 и оконечными выключателями 18, 19 (показаны условно), узел перемещения платформы 20 по горизонтальной оси перпендикулярно перемещению видеокамеры, включающее шаговый двигатель 21 и оконечные выключатели 22, 23 (показан условно), индикаторная панель 24, компьютер 25.The device for biological research includes a
На фиг. 2 показан узел сборки модуля 4 в виде планшета с лунками 5. боковые поверхности которых покрытыми светонепроницаемым материалом. Сверху на планшет наложен лист 26 из светонепроницаемого материала с отверстиями для лунок 5. Узел подсветки 6 имеет светодиоды 27.In FIG. 2 shows the assembly unit of
В зависимости от вида проводимых исследований модуль с емкостями для тестируемых образцов может быть выполнен в виде чашки Петри (на чертеже не показан).Depending on the type of research being conducted, a module with containers for test samples can be made in the form of a Petri dish (not shown in the drawing).
На фиг. 3 показано размещение одного из светодиодов 27, установленных по периметру держателя 3 ниже и под углом к емкостям 5 для тестируемых образцов.In FIG. 3 shows the placement of one of the
Работа предлагаемого прибора показана на примере биологических, биохимических и микробиологических исследований.The operation of the proposed device is shown by the example of biological, biochemical and microbiological studies.
В качестве биологических исследований приведены примеры 1 и 2, биохимических исследований - примеры 3 и 4, микробиологических - 5.Examples of biological studies are examples 1 and 2, biochemical studies - examples 3 and 4, microbiological studies - 5.
Пример 1 Исследование фитотоксичности почвыExample 1 Study of phytotoxicity of the soil
Фитотест основан на измерении длины корешков проростков семян в экстракте исследуемой почвы и сравнении их с длиной корешков в контроле.The phytotest is based on measuring the length of the roots of seedlings in the extract of the studied soil and comparing them with the length of the roots in the control.
В десять модулей 4 в виде чашки Петри (опытная группа модулей) помещается:In ten
- фильтровальная бумага,- filter paper,
- по десять семян кресс-салата Lepidium sativum,- ten seeds of watercress Lepidium sativum,
- водный экстракт почвы.- water extract of the soil.
Таким же образом формируется десять контрольных модулей 4 (контрольная группа модулей), но в них вместо экстракта почвы вносится отстоянная водопроводная вода. Через трое суток семена прорастают.Ten control modules 4 (control group of modules) are formed in the same way, but instead of the soil extract, settled tap water is introduced into them. After three days, the seeds germinate.
Оценка длины корешков в опытном и контрольном наборах модулей осуществляется с помощью обработки изображения модулей с проростками и начинается с подготовительного этапа.Estimation of the length of the roots in the experimental and control sets of modules is carried out using image processing modules with seedlings and begins with the preparatory stage.
Подготовительный этап работы прибора состоит во включении блока питания 11 прибора и компьютера 25. После достижения заданной температуры внутри корпуса 1 с помощью блока регулирования температуры 10 и микропроцессорного блока управления 9, платформа 2 с держателем 3 автоматически устанавливается в крайнее переднее положение с помощью узла перемещения платформы 20. В держатель 3 устанавливается модуль 4. Видеокамера 7 с объективом 8 перемещается с помощью узла перемещения по вертикальной оси 16 для обеспечения необходимой резкости изображения.The preparatory stage of the operation of the device is to turn on the
Основной этап начинается с автоматической установки платформы 2 с держателем 3 и модулем 4 в начальное положение с помощью узла перемещения платформы 20. Далее видеокамера 7 с объективом 8 последовательно фиксирует и передает фрагменты изображения модуля с проростками в компьютер 25, который формирует целостное изображение модуля 4. Такое сканирование осуществляется с помощью узла перемещения видеокамеры по горизонтальной оси 12 и узла перемещения платформы 20, при этом оси перемещения видеокамеры и платформы перпендикулярны.The main stage begins with the automatic installation of the
Все действия повторяются для модулей опытной и контрольной групп. Далее вычисляется длина корешков с помощью распознавания изображения, основанного на выявлении связанности точек объектов, отличающихся по яркости от фона (фиг. 4).All actions are repeated for the modules of the experimental and control groups. Next, the length of the roots is calculated using image recognition based on revealing the connectedness of the points of objects that differ in brightness from the background (Fig. 4).
Коэффициент фитотоксичности (КФ) вычисляется автоматически по формуле 1 как отношение средней величины корешков в контроле к средней величине корешков в почвенном экстракте. Чем больше этот коэффициент, тем выше фитотоксичность почвы.The phytotoxicity coefficient (CF) is calculated automatically according to
Результат фитотеста отражается на индикаторной панели 24.The result of the phytotest is reflected on the
где Xk - длина корешков в контрольной группе модулей,where X k is the length of the roots in the control group of modules,
Yk - длина корешков в опытной группе модулей.Y k is the length of the roots in the experimental group of modules.
Пример 2 Биотестирование кормов для сельскохозяйственных животных на инфузориях Paramecium caudatum и Tetrahymena pyriformisExample 2 Biotesting of feed for farm animals at the ciliates Paramecium caudatum and Tetrahymena pyriformis
Это двух этапный тест используется для определения уровня токсичности кормов, на первом этапе которого оценивается количество выживших инфузорий Paramecium caudatum в пробах исследуемых объектов после 2х часовой экспозиции. Пробами являются водные экстракты и растворы ацетоновых экстрактов кормов.This two-step test is used to determine the level of feed toxicity, at the first stage of which the number of surviving ciliates Paramecium caudatum in the samples of the studied objects after a 2-hour exposure is estimated. Samples are aqueous extracts and solutions of acetone extracts of feed.
Для уточнения результатов на втором этапе определяется увеличение количества Tetrahymena pyriformis через 24 часа экспозиции в этих же пробах.To clarify the results in the second stage, an increase in the number of Tetrahymena pyriformis is determined after 24 hours of exposure in the same samples.
Для проведения первого этапа используется модуль 4 с диаметром емкостей 16 мм (24 емкости в модуле), в которые вносят многоканальным автоматическим дозатором по 300 мкл суспензии инфузорий Paramecium caudatum.For the first stage,
Подготовительный этап работы прибора такой же, как при исследовании фитотоксичности и для всех вариантов исследований он одинаков.The preparatory phase of the device is the same as in the study of phytotoxicity and for all research options it is the same.
Основной этап состоит в подсчете клеток инфузорий в каждой емкости модуля 4 в держателе 3 без пробы исследуемого объекта. Для этого осуществляется фиксация изображений видеокамерой 7 с объективом 8 каждой емкости 5 модуля 4 и передача его в компьютер 25. Изображение фиксируется и передается в компьютер 25 целиком. Далее видеокамера 7 последовательно перемещается на позиции, соответствующие заданным емкостям модуля 4, с помощью узла перемещения видеокамеры 12 и узла перемещения платформы 20.The main stage consists in counting the ciliates cells in each capacity of
После сканирования всех заданных лунок платформа 20 перемещается в крайнее переднее положение для внесения проб исследуемых объектов. Через 2 часа после экспонирования инфузорий в пробах, осуществляется автоматический повторный подсчет инфузорий во всех заданных емкостях и вычисление коэффициента выживаемости.After scanning all the specified holes, the
Токсичность определяется коэффициентом выживаемости (КВ), вычисляемом по формуле 2. Чем больше этот коэффициент, тем меньше токсичность. Максимально безопасной считается проба с коэффициентом токсичности равным единице. Эта оценка в силу биологических особенностей Paramecium caudatum имеет только 2 градации:Toxicity is determined by the survival rate (CV), calculated by the
- токсичная исследуемая проба - КВ≤0,5,- toxic test sample - KV≤0.5,
- нетоксичная проба - КВ≥0,9.- non-toxic sample - KB≥0.9.
Результат 1 этапа биотеста отражается на индикаторной панели 24 с рекомендациями о завершении или продолжении исследования на втором этапе.The result of
где K1 - количество инфузорий в емкости модуля после 2х часовой экспозиции их в пробе,where K1 is the number of ciliates in the module capacity after 2 hours of exposure in the sample,
K2 - количество инфузорий до внесения пробы.K2 - the number of ciliates before making the sample.
Если значение КВ оказывается в диапазоне от 0,51 до 0,89, то проводится второй этап исследования на инфузориях Tetrahymena pyriformis. В этом варианте исследования используется модуль с 48 емкостями, каждая диаметром 10 мм. Алгоритм проведения исследования аналогичен предыдущему, но объем суспензии инфузорий, вносимых в емкости, равен 150 мкл и, соответственно объем пробы тоже 150 мкл.If the CV value is in the range from 0.51 to 0.89, then the second stage of the study is carried out at the ciliates of Tetrahymena pyriformis. In this research option, a module with 48 containers, each with a diameter of 10 mm, is used. The research algorithm is similar to the previous one, but the volume of the suspension of ciliates introduced into the tank is 150 μl and, accordingly, the sample volume is also 150 μl.
Токсичность пробы оценивается с помощью коэффициента роста (КР) по формуле 3 через 24 часа после экспонирования их в пробе. Этот коэффициент для нетоксичной пробы должен быть больше или равен 2.The toxicity of the sample is estimated using the growth coefficient (CR) according to
где К1 - количество инфузорий через 24 часа после экспонирования в пробе,where K1 is the number of
К2 - количество инфузорий до внесения пробы.K2 - the number of ciliates before making the sample.
Пример 3 Оценка функциональной активности системы комплемента сыворотки кровиExample 3 Evaluation of the functional activity of the complement system of blood serum
Система комплемента (СК) - самая древняя составляющая иммунитета, в ее состав входит около 40 белков - протеолитических ферментов, рецепторов, активаторов и ингибиторов ферментативных реакций. СК является глобальным регулятором иммунных процессов, что является жизненно важной функцией для организма. Оценка функциональной активности СК необходима при многих заболеваниях. Доказано [1, 2], что СК может активироваться клетками простейших Tetrahymena pyriformis, а результате активации СК инфузории гибнут, т.к. на их мембранах образуются мембрано-атакующие комплексы, что приводит к нарушению осмотического давления внутри клетки и ее разрушение. Концентрация сыворотки в растворе с инфузориями может быть от 5 до 0,625%, что достигается предварительным разведением. Время гибели половины количества инфузорий (Т50) в растворах сыворотки крови здоровых людей является оценкой функциональной активности СК и для здоровых людей составляет:The complement system (SC) is the oldest component of immunity, it includes about 40 proteins - proteolytic enzymes, receptors, activators and inhibitors of enzymatic reactions. SC is a global regulator of immune processes, which is a vital function for the body. Assessment of the functional activity of SC is necessary for many diseases. It has been proved [1, 2] that SC can be activated by the cells of the protozoa Tetrahymena pyriformis, and as a result of activation of SC, ciliates die, because membrane-attacking complexes are formed on their membranes, which leads to a violation of the osmotic pressure inside the cell and its destruction. The serum concentration in the solution with infusoria can be from 5 to 0.625%, which is achieved by preliminary dilution. The death time of half the number of ciliates (T50) in the blood serum of healthy people is an estimate of the functional activity of SC and for healthy people is:
- при концентрации сыворотки 5% - 4-7 минут,- at a serum concentration of 5% - 4-7 minutes,
- при концентрации сыворотки 2,5% - 8-17 минут,- at a serum concentration of 2.5% - 8-17 minutes,
- при концентрации сыворотки 1,25% - 20-30 минут,- at a serum concentration of 1.25% - 20-30 minutes,
- при концентрации сыворотки 0,625% - 40-60 минут- at a serum concentration of 0.625% - 40-60 minutes
Для оценки уровня активации СК в настоящем приборе используется модуль с 48 емкостями. После подготовительного этапа в емкости модуля (4) многоканальными автоматическими дозаторами вносят 270 мкл буферного раствора с рН равным 7.5. содержащего ионы кальция и магния, и по 15 мкл суспензии инфузорий и сыворотки крови или ее водного раствора.To assess the level of activation of SC in this device, a module with 48 capacities is used. After the preparatory stage, 270 μl of buffer solution with a pH of 7.5 is introduced into the tank of the module (4) with multichannel automatic dispensers. containing calcium and magnesium ions, and 15 μl of a suspension of ciliates and blood serum or its aqueous solution.
Все действия узлов прибора при оценке СК аналогичны действиям узлов прибора при биотестировании кормов, но подсчет инфузорий происходит непрерывно до полной их гибели. Далее вычисляется оценка Т50, которая выводится на индикаторную панель 24. Динамика изменения количества клеток простейших при разной концентрации сыворотки в емкостях показана на фиг. 5.All actions of the nodes of the device during the assessment of SC are similar to the actions of the nodes of the device during biotesting of feeds, but the ciliates are counted continuously until they die completely. Next, the T50 score is calculated, which is displayed on the
Пример 4 Оценка коагуляции в плазме кровиExample 4 Evaluation of Coagulation in Plasma
Оценкой коагуляции в плазме крови является размер фибринового сгустка и время до начала его образования. Эти параметры определяются с помощью обработки изображения емкостей 5 модуля 4. При этом используется модуль с 96 емкостями.An assessment of coagulation in blood plasma is the size of the fibrin clot and the time before it begins to form. These parameters are determined by image processing of the
Основной этап исследования начинается после подготовительного этапа. В емкости модуля вносят 70 мкл буферного раствора с рН равным 7,5 и 30 мкл плазмы крови, не содержащей свободные ионы кальция. Платформа 2 с держателем 3 и модулем 4 в начальное положение с помощью узла перемещения платформы 20. Далее видеокамера 7 с объективом 8 последовательно фиксирует изображения каждой емкости модуля 4 и переедет их в компьютер 25. Изображения фиксируются и передаются в компьютер 25 целиком. Видеокамера 7 последовательно перемещается на позиции, соответствующие заданным емкостям модуля 4, с помощью узла перемещения видеокамеры 12 и узла перемещения платформы 20. Все изображения сохраняются в компьютере и называются стартовыми кадрами.The main stage of the study begins after the preparatory stage. 70 μl of a buffer solution with a pH of 7.5 and 30 μl of blood plasma containing no free calcium ions are added to the module’s tank. The
После сканирования всех заданных емкостей платформа 20 перемещается в крайнее переднее положение для внесения 50 мкл раствора ионов кальция, запускающего процесс коагуляции. Далее происходит непрерывное сканирование заданных емкостей модуля 4 с помощью узла перемещения видеокамеры 12 и узла перемещения платформы 20. Видеокамера 7 с объективом 8 фиксирует и передает изображения емкостей в компьютер. Все изображения сохраняются в компьютере 25. Через некоторый промежуток времени, названный лаг фазой, происходит коагуляция. В результате чего в растворе плазмы на изображении емкости появляются области с увеличенной яркостью. Общая площадь этих областей соответствует размеру сгустка, образовавшегося в результате коагуляции. На фиг. 6 показано изображение сгустка. Процесс сканирования заканчивается после образования сгустков во всех заданных емкостях. Результаты отражаются на индикаторной панели 24.After scanning all the specified containers, the
Пример 5 Подсчет колоний микроорганизмовExample 5 Counting Colonies of Microorganisms
Подсчет колоний микроорганизмов используется в многочисленных методиках в области медицины для оценки и идентификации патогенных микроорганизмов или оценки сапрофитной микрофлоры человека, в области экологии для оценки микробиотических сообществ, в санитарии при оценке безопасности пищевых продуктов. Для этого осуществляется подготовка пробы исследуемого объекта, которая может состоять для разных объектов в экстрагировании, разведении или концентрации объекта или выделении с помощью специальных методов из объекта исследования. Далее подготовленную пробу вносят в чашку Петри с агаровой средой. Через некоторое время, например 2 суток, после посева на каждой бактериальной клетке вырастает целая колония - множество клеток этих бактерий. Таких колоний может быть в чашке 30-300.Colony counting of microorganisms is used in numerous methods in the field of medicine for the assessment and identification of pathogenic microorganisms or for the assessment of human saprophytic microflora, in the field of ecology for the assessment of microbiotic communities, and in sanitation in assessing food safety. For this, a sample of the object under study is prepared, which may consist of extracting, diluting or concentrating the object, or isolating it using special methods from the object of study for different objects. Next, the prepared sample is introduced into a Petri dish with agar medium. After a while, for example 2 days, after seeding, a whole colony grows on each bacterial cell - many cells of these bacteria. Such colonies can be in a cup of 30-300.
Подсчет колоний микроорганизмов с помощью прибора осуществляется по алгоритму полностью идентичному, описанному в примере 1, но обработка изображений основана идентификации и замкнутых областей с измененной яркостью, и оценкой цветовой составляющей, т.к. разные микроорганизмы образуют колонии разного цвета.The colony count of microorganisms using the device is carried out according to the algorithm completely identical to that described in example 1, but image processing is based on identification and closed areas with a changed brightness, and the color component is estimated, because different microorganisms form colonies of different colors.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018111717A RU2673745C1 (en) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Device for biological research |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018111717A RU2673745C1 (en) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Device for biological research |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2673745C1 true RU2673745C1 (en) | 2018-11-29 |
Family
ID=64603518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018111717A RU2673745C1 (en) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Device for biological research |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2673745C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722825C1 (en) * | 2019-12-10 | 2020-06-04 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр психического здоровья" | Device for hemostasis status diagnostics |
| RU199874U1 (en) * | 2020-06-03 | 2020-09-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр радиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России) | DEVICE FOR ASSESSING "ACUTE" TOXICITY OF BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOUNDS ON SMALL LABORATORY ANIMALS |
| RU223119U1 (en) * | 2023-09-04 | 2024-02-01 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр психического здоровья" (ФГБНУ НЦПЗ) | Device for biological and biochemical research |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2122025C1 (en) * | 1997-10-31 | 1998-11-20 | Александр Степанович Иванов | Device for assessing quality of organic or inorganic products |
| RU2361913C2 (en) * | 2006-10-18 | 2009-07-20 | Елена Григорьевна Черемных | Device for biological studies |
| US9602777B2 (en) * | 2008-04-25 | 2017-03-21 | Roche Diagnostics Hematology, Inc. | Systems and methods for analyzing body fluids |
| RU2632694C1 (en) * | 2016-11-18 | 2017-10-09 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр психического здоровья" | Device for determination of complement functional activity |
-
2018
- 2018-04-02 RU RU2018111717A patent/RU2673745C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2122025C1 (en) * | 1997-10-31 | 1998-11-20 | Александр Степанович Иванов | Device for assessing quality of organic or inorganic products |
| RU2361913C2 (en) * | 2006-10-18 | 2009-07-20 | Елена Григорьевна Черемных | Device for biological studies |
| US9602777B2 (en) * | 2008-04-25 | 2017-03-21 | Roche Diagnostics Hematology, Inc. | Systems and methods for analyzing body fluids |
| RU2632694C1 (en) * | 2016-11-18 | 2017-10-09 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр психического здоровья" | Device for determination of complement functional activity |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2722825C1 (en) * | 2019-12-10 | 2020-06-04 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр психического здоровья" | Device for hemostasis status diagnostics |
| RU199874U1 (en) * | 2020-06-03 | 2020-09-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр радиологии" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ радиологии" Минздрава России) | DEVICE FOR ASSESSING "ACUTE" TOXICITY OF BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOUNDS ON SMALL LABORATORY ANIMALS |
| RU223119U1 (en) * | 2023-09-04 | 2024-02-01 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Научный центр психического здоровья" (ФГБНУ НЦПЗ) | Device for biological and biochemical research |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2548597C2 (en) | System and method for time-related microscopy of biological organisms | |
| RU2666816C2 (en) | Optical system and method for real time analysis of a liquid sample | |
| EP1044070B1 (en) | Device for determination of an analyte in a solution | |
| EP0861430B1 (en) | Method for quantification of biological material in a sample | |
| Jin et al. | Lens-free shadow image based high-throughput continuous cell monitoring technique | |
| JP2005502378A (en) | Cultivation method and analysis method of individual cell culture of microorganism | |
| RU2673745C1 (en) | Device for biological research | |
| DE3903777A1 (en) | METHOD FOR THE QUICK DETECTION OF MICROORGANISMS IN SAMPLES AND DEVICE FOR IMPLEMENTING THE METHOD | |
| EP1588160A2 (en) | Method and apparatus for following cells | |
| JP7127033B2 (en) | Antimicrobial susceptibility testing using digital microscopy | |
| GB2152660A (en) | Analysis of biological products | |
| Deutsch et al. | Microplate cell-retaining methodology for high-content analysis of individual non-adherent unanchored cells in a population | |
| Grohmann et al. | Techniques in studying biofilms and their characterization: microscopy to advanced imaging system in vitro and in situ | |
| JP2022525087A (en) | How to select microbial isolates on a high density growth platform | |
| RU82859U1 (en) | DEVICE FOR BIOTESTING OF TOXICITY OR BIOLOGICAL ACTIVITY OF THE SOLUTION IN STUDY | |
| Gulari et al. | A compact, optofluidic system for measuring red blood cell concentration | |
| RU2050128C1 (en) | Fresh water reservoir environmental condition assessment method | |
| RU105744U1 (en) | DEVICE FOR MICROBIOLOGICAL RESEARCH | |
| Ayyash et al. | Fast and inexpensive detection of bacterial viability and drug resistance through metabolic monitoring | |
| EP3645734B1 (en) | A method for quantifying the cultivability of individual bacterial cells using culture independent parameters | |
| WO2023211926A2 (en) | System and methods to measure cell viability in high throughput via continuous geometry | |
| WO2024127090A1 (en) | A device for investigating cell movement | |
| JP2023500796A (en) | Use of resorufin to monitor cellular metabolic activity under anaerobic conditions | |
| Kendler et al. | Using the Allium test to detect environmental pollutants | |
| Nakamura et al. | Development of a sensitive microbioassay using amplified cultivation |