Analizoare de debit microparticulelor - diagnosticare cu laser în biologie și medicină

Video: Khaidukov SV Investigarea compoziției limfocite subpopulație de sânge periferic

Video: Fluxul citometrie de interior. În interiorul citometrului de curgere.

Analizoare de debit microparticule
Informații generale. In laborator practica diagnostic atunci când se lucrează cu fluidele biologice care conțin particule de origine anorganică sau organică, cercetătorii de obicei, sunt în primul rând interesați de dimensiuni de concentrare, compoziția și particule. Aceste probleme apar de obicei atunci când analiza sângelui, spermă, sedimente urina etc. Pentru microparticulele analyzer medicale are cerințe unice, dintre care cel mai important - .. Un mic volum probă, concentrație ridicată și polidispersitate a dimensiunii particulelor analizate. În prezent, este disponibil un număr semnificativ de instrumente pentru determinarea concentrației microparticule în lichide [P. 48, 50]. Cu toate acestea, dispozitivele sunt adecvate pentru a fi utilizate în practica medicală, este cunoscut relativ puțin.
Metode optice pentru studierea fluide biologice se poate baza pe fenomenul de difracție, atenuarea luminii, pe baza tehnicii reprezentative, etc. Cel mai adesea bazate pe atenuarea analizori de lumină sunt construite, care este demnitatea esențială -. O gamă largă de dimensiuni înregistrate, fără tratarea prealabilă a eșantionului studiat. Pentru a face acest lucru, răspunsul celulei fotoelectrice este determinată prin înregistrarea intensitatea difuziei luminii pe microparticule, bazată pe unghiurile de convergență ale incidentului și primirea de fascicule de lumină. În funcție de valorile observațiilor 0 Unghi implementa diverse metode de măsurare: pentru 0 = 0 ° vorbesc de metode fotometrice pentru investigarea dacă unghiul de vizualizare este aproape de zero, o lumină dreaptă nu este considerată, apoi a realizat low-unghi sau de difracție metode, la 180 ° au tehnici lidar. Pentru studii biologice metoda unghi mic cel mai frecvent utilizate pentru detectarea radiațiilor.
Caracteristici ale analizor de particule cu laser. In URSS a dezvoltat și produs comercial Vp-1 (debit microparticulelor analizor laser) instrumente bazat pe o metodă de determinare a mărimii microparticulelor intensității luminii împrăștiate în față [511. Dispozitiv pentru determinarea concentrației de microparticule în suspensie, construcția și analiza microparticule prin mărime histograma de distribuție prin intermediul unui microcalculator.
Diagrama funcțională a dispozitivului prezentat în Fig. 2.7, care prezintă un dispozitiv de intrare a fluidului tampon (BZ), injectarea probei (P), unitate optoelectronică (MA) și sistemul de procesare a datelor electronice (EO). Medicamentul de studiu este furnizat de dispozitivul seringii 13 P, împreună cu lichidul tampon din containerul 1 dispozitiv BZ în camera de curgere 2, cu ferestre plate bloc EO. Beam No-Ne cu laser (X = 632,8 nm) 9 este focalizat de lentila 10 în contor de măsurare 11 diametru volum de maximum 100 micrometri, prin care particulele trec generatoare secvențial impulsuri de dispersie a luminii. radiație nescuturată directă este suprimata Foucault pîrghie filtru 12. Semnalul de la fotodetector 5 este alimentat la un analizor de înălțime puls 7 canale multiple și în sistemul de procesare a informației electronice micro-calculator 8 EO. Controlați modul de analiza probei prin utilizarea cuplajului bloc 6,
semnal care controlează unitatea motorului 13 al dozatorului 3 prin intermediul unui circuit electronic 4 unitate specială P1. Volumul eșantionului de 20-500 mm3 la un debit de curgere a lichidului tampon 1 cm3 / s.

Fig. 2.7. analizor organigrame Vp-1 [P. 51]
O atenție deosebită este acordată proiectarea camerei de curgere cu curgere hidrodinamică focalizare a lichidului de testare și analiza în aer. flux plat ferestre de camera previne refractie nedorită a conductelor de sticlă utilizate în mod obișnuit în astfel de sisteme. Cea mai mare eroare în determinarea distribuțiilor de histogramă ale microparticule cauzate de o intensitate inegală a radiației laser, deplasarea sondei în raport cu fluxul de probă datorită toga centrului care particulele aluneca prin diferite zone ale volumului de măsurare se află în condiții de iluminare diferite. Intervalul de mărime a particulelor măsurată de 0,5 până la 100 microni, rata maximă count - 10 s.
Dispozitivul de poli concentrația latex stiren măsurare eroare de 4,1 microni în diametru este de 10 până la 15%. Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că acest dispozitiv are un număr de dezavantaje, care sunt caracteristice pentru intensitatea metodelor de înregistrare utilizând o lumină difuză înainte. Principalele dintre ele - este dependența rezultatelor măsurătorilor din indicele de refracție al obiectului testat, care este în special cazul când performanța unde contoarele maxime ale particulelor sunt supuse unor oscilații (apariția unor porțiuni de platou sau tip depresiuni) [50]. Acest lucru poate duce la faptul că performanța poate fi ambiguă (mai ales în intervalul 0,5-2,0 microni). Prin urmare, în aceste cazuri, este necesar să existe informații anterioare despre curbele de calibrare obiect și folosind.
[52] descrie o fluide biologice analizor cu laser, de asemenea, construit pe baza de detectare a luminii, a obiectelor împrăștiate. Cu toate acestea, spre deosebire de unitatea de lumină descrisă mai sus este înregistrată într-un unghi îngust de 20 °, un unghi de vizualizare de 0 = 30 °. Acest sistem permite detectarea fiabilă a particulelor cu un indice de refracție relativ în intervalul 1,01-1,50. Semnalul de la fotodetector se înregistrează, de asemenea, analizor de amplitudine. Pentru lichidul hidrodinamică testare camera de focalizare utilizat cu tubul de sticlă, care, deși este cele mai multe camere simple, cunoscute, dar are cerințe ridicate pentru calitatea fabricării diametru interior mic și caracteristicile optice ale materialului. Mărimea volumului de măsurare este de 200 microni. Testele experimentale au arătat dispozitivul, care detectează particule cu dimensiuni mai mari de 1 micron, cu o serie de concentrații măsurate -5-106 * 10 ml-1. Cercetări privind suspensii diluate a obiectelor biologice dimensiunea de 3-10 microni.
Trebuie remarcat faptul că, pentru un anumit tip de contoare de particule citiri va depinde în mare măsură de indicele de refracție al obiectului în studiu și în intervalul de 1-2 microni pot apărea pe performanța tipului de porțiuni de platou sau depresiuni, m. F. De asemenea, trebuie să aibă o informație a priori despre obiect.
Multiparametru citometrie calea de zbor. Într-o serie de lucrări [53] a dezvoltat o abordare multivariabil a laserului TOF citometrie bazate pe dispersia luminii, uneori în combinație cu microfluorimetry. În același timp, un număr de semnale măsurate din celule individuale, cum ar fi intensitatea împrăștierii înainte și 90 ° - intensitatea totală a împrăștierii ortogonale și intensitatea componentei sale polarizate într-un plan perpendicular pe polarizarea luminii incidente și direcția de zbor a celulelor de așa-numita componenta depolarizat intensitate Ih` împrăștiere interval unghi 1.0-2.6 ° 3,0-11,0 ° și - intensitatea luminii scatter laterale a celor două lungimi de undă. Există și alte combinații posibile de semnale.
Această abordare face destul de diferențiate în mod eficient celulele sanguine în morfologia lor. De exemplu, granulocitele eozinofile care pot fi separate de granulocitelor neutrofile. Această capacitate este important pentru practica, și pentru studii teoretice în imunologia arie-. În acest caz, informații cu privire la tipul de celule determinată de raportul dintre intensitatea împrăștierii și ortogonale sale componente depolarizat. - 0.013 (granulocitelor neutrofile) - 0.007 (monocite) - 0.044 (granulocite eozinofile) 0,008: in care valorile absolute ale următoarelor valori ale coeficientului de depolarizare / j _ / (/ _ l + / ii) cu o răspândire largă de unghiuri de recepție a radiației împrăștiate (14,5 °) au (limfocite). Este important ca eozinofile au un număr mare de mici particule intracelulare (granule, da coeficienți relativ mari de depolarizare. Aceasta confirmă faptul că acesta nu este ultimul rol în procesul de imprastiere multiplă a radiației depolarizării.
Din punct de vedere al implementării hardware multiparametric cytometry poate fi realizată folosind cytometers etalon standard de capilare de cuart dreptunghiular sau jet de aer la o lumină laser de iradiere de intensitate scăzută (de exemplu, No-Ne, Ar (100 mW)), inclusiv lasere cu mai multe lungimi de undă sau spectrale de lumină lămpi (lampă cu mercur), cu o ușoară modificare citometru pentru recepționarea unei radiații împrăștiate.
Este important ca rezultatele măsurătorilor sunt prezentate sub forma unei hărți cu doi parametri pe calculator micro ecran, care reflectă densitatea regiunilor separate spațial a înregistrat o varietate de tipuri de celule. Este evident că este posibil și reprezentarea tridimensională a rezultatelor prin măsurarea simultană a trei parametri de împrăștiere. În acest caz, ar trebui să ne așteptăm la o diferențiere mai mare de celule.
Doi parametri de intensitate carte de împrăștiere ortogonale și dispersie înainte de celule sanguine umane dizolvate arată rezoluție bună împrăștiere granulocite regiune, monocite, limfocite și eritrocite cu resturi de celule. O separare similară este posibilă în timpul vizionării imprastiere lateral, la lungimile de undă 405 și 577 nm. În acest caz, răspunsul zona de separare a cytometer pe limfocite și monocite din eritrocite din regiunea de răspuns datorită intensității scăzute a luminii imprastiere cu X = 405 nm eritrocite.
Construite de autori [53] o deschidere simpla citometru bazat pe laser He-Ne 5 mW cu înregistrarea simultană a patru parametri de imprastiere sa dovedit a fi destul de instrument de încredere pentru diferențialului numărare patru tipuri de celule albe din sânge. Compararea rezultatelor de numărare efectuate pe acest dispozitiv, și utilizarea de tranzit disponibil comercial cytometer «Technicon H-6000" , au arătat o corelație bună. Coeficientul de corelație a fost găsit a fi 0,99 pentru limfocite, monocite la 0.76, 0.99 până la 0.98 de granulocitelor neutrofile și granulocite eozinofile pentru. Rețineți că cytometers industriale sunt dispozitive complexe care necesită o pregătire prealabilă citochimic a obiectului de studiu.
Sau [531 demonstrat promitatoare tehnici avansate de măsurare și analiza rezultatelor pentru diagnosticarea rapidă a leucemiei. Cea mai înaltă informații pot fi obținute din măsurătorile simultane ale caracteristicilor de împrăștiere și imunofluorescență ușoare.

Video: celule Sortator S3 BioRad