ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время все большую актуальность приобретают автономные диагностические наборы, позволяющие быстро выполнять анализ клинического материала во внелабораторных условиях, например при оказании экстренной или выездной медицинской помощи, у постели нетранспортабельного больного, в частной медицинской и ветеринарной практике. Автономные тест-системы позволяют сделать диагностику заболеваний более своевременной, оперативной и доступной для населения. Примерами таких тестов могут служить ранее описанные нами наборы для мультиплексной иммунодиагностики инфекционных заболеваний [1, 2]. Эти наборы включают в себя: пластиковый гребень, каждый зубец которого представляет собой белковую матрицу с иммобилизованными в определенном порядке антигенами или антителами, и многоячеечную аналитическую ванну, заполненную готовыми рабочими растворами. Аналитическая ванна предназначена для последовательных инкубаций белковых матриц в рабочих растворах. Ячейки ванны имеют объем от 0,5 до 1,0 мл и заполняются до необходимого уровня разными по составу растворами. Дозирование растворов должно быть выполнено достаточно точно, поскольку необходимо соблюдать следующие принципы: рабочая область матрицы должна полностью погружаться в рабочие растворы; а уровень отмывочного раствора должен быть выше, чем отмываемый рабочий раствор и повышаться с каждым циклом отмывки. Сложность заполнения, помимо параллельного дозирования нескольких разных по составу и свойствам растворов, в узкие и глубокие ячейки заключается в возможности образования воздушных пузырей, поэтому заполнение ячеек необходимо выполнять со дна. Доступные аппараты не удается в полной мере приспособить для эффективного и производительного выполнения такой операции, поэтому по техническому заданию сотрудников ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» специалистами ООО «Микро-Контрол» сконструировано и изготовлено нестандартное устройство «Розлив-14» В настоящем сообщении представлено описание автоматического устройства для заполнения аналитических ванн.
Материалы и методы
Реактивы: В работе использовали реактивы фирмы «Sigma-Aldrich» и отечественные реактивы с квалификацией не ниже «ч. д. а.».
Растворы:
Отмывочный раствор (ФСБТ): 0,01 М Трис-HCl, 0,15 М NaCl, 0,1% Tween-20, 0,1% азида натрия, рН 7,2.
Буферный раствор для разведения сывороток (РБР-С): ФСБТ с добавлением 0,05% казеината натрия, pH 9,6.
Буферный раствор для разведения конъюгата (РБР-К): ФСБТ с добавлением 0,05% казеината натрия, pH 7,2.
Стабилизатор окраски: 1% тиомочевины в 1 %-м растворе NaOH.
Аналитические ванны
Конструкция ванны была разработана нами в предыдущий период [3], она изготавливается литьем под давлением из химически инертной пластмассы, заполняется готовыми рабочими растворами и герметизируется. Монолитная ванна предназначена для выполнения 5 тестов. Каждый тест выполняется в модуле, объединяющем 11 ячеек шестиугольного сечения. Такая конфигурация ячеек позволяет избежать прилипания матриц на стенки ванны в процессе анализа. Ячейки имеют разный объем для более рационального использования рабочих растворов. Наименьший объем имеют ячейки для инкубации матриц с исследуемыми образами (400 мкл), а наибольший – для отмывок (700 мкл).
Результаты и обсуждение
Общий вид и состав устройства для заполнения аналитических ванн представлены на рисунке 1.
Устройство включает в себя:
- систему позиционирования аналитических ванн (конвейер и платформа для пустых ванн и привод для их перемещения);
- систему удаления заполненных аналитических ванн (выходной конвейер);
- систему разлива (емкости с растворами, блок клапанов-дозаторов, блок инжекторов с приводом их перемещения по вертикали);
- узел подготовки сжатого воздуха;
- систему управления и контроля (электронный блок управления и пульт с элементами управления и контроля).
1 – входной конвейер; 2 – ванна; 3 – платформа для ванны; 4 – линейка инжекторов; 5 – выходной конвейер; 6 – клапаны для дозирования растворов; 7 – емкости для растворов; 8 – плата контроллера устройства; 9 – приводы шаговых моторов.
Рисунок 1. Общий вид устройства «Розлив-14»
Технические данные и характеристики устройства «Розлив-14»:
- максимальные габариты применяемых аналитических ванн — 72x59x27 мм;
- масса ванн не более 100 г;
- рабочее давление воздуха – 0,1 МПа;
- время заполнения растворами 5 рядов ячеек не более – 60 с;
- количество одновременно разливающих каналов – до 14;
- диапазон варьирования объема заполнения по каждому дозатору от 0,1 до 1,5 мл;
- внешний диаметр наконечников для подачи растворов 1,2 мм;
- электропитание – 220 В, 50 Гц;
- габариты установки 1500х870х340 мм;
- интерфейс для связи с компьютером – SR-232, USB-порт;
- программное обеспечение совместимое с Windows XP, 7, 8.
Незаполненные аналитические ванны устанавливаются на входной конвейер в количестве от 1 до 4. Растворы поступают из герметичных емкостей, находящихся под избыточным давлением в 1 атмосферу (давление создается компрессором) и разливаются клапанами-дозаторами через опускающиеся инжекторы. После установки аналитических ванн и достижения рабочего давления в ёмкостях, устройство готово к работе. Управление устройством осуществляется при помощи специальной компьютерной программы. После проведения настроек устройство запускается кнопкой «Пуск». Аналитическая ванна движется по входному конвейеру и перемещается на платформу позиционирования. Платформа с ванной последовательно позиционирует каждый ряд ячеек под линейкой инжекторов. Сопла инжекторов опускаются на 2/3 глубины ячейки и происходит одновременное заполнение ряда ячеек аналитической ванны. После заполнения всей ванны она перемещается на выходной конвейер для передачи на последующие операции (герметизация и маркировка). Объем залитого раствора в каждой ячейке зависит от времени открытого состояния клапана-дозатора. Все дозаторы включаются одновременно, но выключаются в разное время, чтобы обеспечить индивидуальный объём раствора для каждой ячейки.
Описанное в настоящей статье устройство для автоматического заполнения ячеек аналитических ванн растворами обеспечивает точность дозирования с погрешностью, не превышающей 5 %, и производительность заполнения до 60 ванн в час с количеством ячеек 5х11. Устройство удобно в эксплуатации и может использоваться при производстве автономных иммунодиагностических систем на основе белковых матриц.
Работа поддержана Минобрнауки России в рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса России на 2014-2020 годы» (Соглашение № 14.607.21.0020 от 05.06.2014 г).
Литература
- Ерш А.В., Полтавченко А.Г., Пьянков С.А., Агафонов А.П., Кривенчук Н.А., Буторин Д.В. Метод комплексной оценки гуморального иммунитета к детским вакциноуправляемым вирусным инфекциям// Вопр. вирусол. – 2015. — № 1. – С. 45-49.
- Полтавченко А.Г., Кривенчук Н.А., Ерш А.В., Агафонов А.П., Сергеев А.Н. «Набор для многопрофильного иммунологического анализа антител в препаратах крови». – Патент РФ № 2495434, приоритет от 09.12.2011, опубл. 10.10.2013, Бюл. № 28.
- Полтавченко А.Г., Кривенчук Н.А., Ерш А.В., Снопков В.П., Филатов П.В., Буторин Д.В. «Ванна для выполнения мультиплексного дот-иммуноанализа». — Патент № 2517035, приоритет от 13.02.2013, опубл. 27,05,2014, Бюлл. № 15.[schema type=»book» name=»УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАПОЛНЕНИЯ АНАЛИТИЧЕСКИХ ВАНН» description=»В статье представлено устройство для заполнения аналитических ванн и их выгрузки с последующей запайкой герметизирующей пленкой. Описаны состав и особенности функционирования устройства для автоматического заполнения ячеек аналитических ванн растворами. Устройство обеспечивает точность дозирования с погрешностью, не превышающей 5 %, и скорость заполнения до 60 ванн в час. Устройство удобно в эксплуатации и может использоваться при производстве автономных иммунодиагностических систем на основе белковых матриц. » author=»Филатов Павел Владимирович, Снопков Валерий Павлович, Полтавченко Александр Георгиевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-07″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)» ebook=»yes» ]