Способ исследования биологических жидкостей и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для оценки состояния здоровья человека по электрофизическим параметрам биологических жидкостей, например крови. Сущность изобретения заключается в следующем: подготовительную пробу крови в капельном виде помещают на электрод, расположенный горизонтально. На определенном расстоянии от пробы крови, также в виде капли, наносят эталлонную жидкость. Затем к каплям подводят измерительные электроды. После пропускания импульсного тока регистрируют изменение проводимости и по величине этого изменения судят о концентрации фосфолипидов в исследуемой пробе крови. Устройство содержит измерительные электроды 1 и 2, подключенные к выходам дифференциального усилителя 3, выход которого подключен к первому входу двух координатного регистратора 4, третий электрод 5 подключен к выходу генератора измерительного сигнала 6 и к второму входу двухкоординатного регистратора 4. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к медицинской технике, и может быть использовано для оценки состояния здоровья человека по электрофизическим параметрам биологических жидкостей, например крови.

Известен способ исследования биологических жидкостей путем измерения электропроводности биологических жидкостей, включающий помещение в ячейку пробы крови, введении пробы крови в контакт с электродом и пропускании импульсного тока с последующим измерением электропроводности [1] Известно также устройство для исследования биологических жидкостей, содержащее два измерительных электрода, установленных в корпусе измерительной ячейки для размещения исследуемой пробы крови, генератор импульсов, операционный усилитель, регистратор (см. там же).

Недостатком известных способа и устройства является высокая степень погрешности без учета функционального состояния компонентов крови.

Известно также устройство, содержащие корпус, два коррозионно-стойких металлических стержня, расположенных в корпусе параллельно друг другу. При этом поверхность стержней разделена вакуум-плотным диэлектрическим покрытием на чувствительную и контактную часть сферической формы, кювету для исследуемой жидкости, установленную таким образом, что корпус одновременно служит крышкой для кюветы [2] Недостатком известного устройства является сферическая форма функциональной части стержня датчика, что требует больших объемов исследуемой биологической жидкости, для помещения которых используют кюветы. Использование кювет влияет на неравномерное распределение ионов жидкости биологического происхождения за счет влияния краевых эффектов на границе раздела материала кюветы и исследуемой жидкости.

Наиболее близким является способ исследования биологических жидкостей на содержание, например, ионов кальция в сыворотке крови путем прямого измерения разности потенциалов включающий предварительное разделение биологических жидкостей на отдельные фракции, последующее объемное разведение пробы исследуемой фракции буферным раствором, содержащим ионизирующее вещество (железо, цинк, медь, эмульсию силиконового масла, стандартный буферный раствор и полоскательный раствор) [3] Недостатком известного способа является снижение точности определения содержания веществ в сыворотке крови из-за применения большего количества дополнительных растворителей, что приводит к неравномерному распределению веществ в объеме исследуемой жидкости.

Известно устройство для исследования биологических жидкостей, включающее измерительный электрод и электрод сравнения, измерительную кювету из диэлектрика, стабилизатор температуры, блок объемного разведения пробы [3] Недостатком известного устройства является использование больших объемов исследуемой жидкости (крови) и оседание ионов кальция на внутренней поверхности кюветы.

Техническим результатом комплексного изобретения является возможность точного измерения концентрации компонентов биологической жидкости в минимальном объеме с одновременным сокращением времени исследования.

Для этого в способе исследования биологических жидкостей объем исследуемой жидкости, равной 0,01 мл (капля), помещают на несмачиваемою поверхность горизонтально расположенного электрода под одним из измерительных вертикальных электродов, а эталонную жидкость в том же объеме помещают под вторым электродом на расстоянии не менее от одного диаметра площади контакта капли исследуемой жидкости с горизонтально расположенным электродом, при этом измерение электрофизических параметров осуществляют между измерительными электродами.

Устройство для исследования биологических жидкостей, реализующее способ, содержит два измерительных электрода, выполненных в виде стержней из коррозионно стойкого материала, установленных в корпусе параллельно друг другу, нерабочая поверхность которых покрыта вакуум-плотным диэлектрическим слоем, третий электрод, выполненный в виде пластины из коррозионно стойкого материала, обладающего свойством несмачиваемости биологической жидкостью, расположенной на горизонтальной диэлектрической подставке, перемещаемой в горизонтальной и вертикальной плоскостях, двухкоординатный регистратор и генератор измерительного сигнала, при этом контактные поверхности стержней и диэлектрического слоя измерительных электродов выполнены плоскими и расположены в одной плоскости и на одинаковом расстоянии от третьего электрода, причем стержни подключены через дифференциальный усилитель к двухкоординатному регистратору и генератору измерительного сигнала.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 конструкция измерительных электродов.

Устройство содержит измерительные электроды 1 и 2, подключенные к входам дифференциального усилителя 3, выход которого подключен к первому входу двухкоординатного регистратора 4, третий электрод 5 подключен к выходу генератора измерительного сигнала 6 и к второму входу двухкоординатного регистратора 4.

Измерительные электроды 1 и 2 представляют собой два стержня, выполненные из коррозионно стойкого металла, которые жестко установлены в корпусе 7 параллельно друг другу. Поверхность нерабочей части стержней покрыта вакуум-плотным диэлектрическим слоем 8, а контактная поверхность имеет плоскую форму и расположена в одной плоскости с диэлектрическим слоем 8. Устройство для исследования биологических жидкостей содержит третий электрод 5, выполненный из коррозионно стойкого металла в виде пластины, горизонтально расположенной на одинаковом расстоянии от рабочих поверхностей измерительных электродов 1 и 2, укрепленной на диэлектрической подставке 9, подпружиненной пружиной 10 и подвижно связанной со стойкой 11 для возможности перемещения в горизонтальной плоскости вокруг стойки 11, а в вертикальной плоскости относительно стойки 11 до верхнего упора 12 под действием пружины 10. Пружина 10 установлена между диэлектрической подставкой 9 и нижним упором 13 стойки 11.

Стойка имеет жесткое крепление с корпусом 7 и жестко зафиксирована в пространстве. Третий электрод 5 выполнен из электропроводящего материала, не смачиваемого биологической жидкостью.

Способ реализуют следующим образом.

Для исследования подготавливают пробу крови, выделяя плазму стандартным способом. Плазму крови в объеме 0,005 мл смешивают с таким же объемом растворителя, в качестве которого используют физиологический раствор.

В качестве эталонной жидкости, предназначенной для сравнения, используют тот же физиологический раствор с добавлением свидетелей фосфолипидов в равном соотношении.

Дозатором на несмачиваемую биологической жидкостью поверхность третьего электрода наносят по 0,01 мл (капле) раствора плазмы крови и эталонной жидкости на расстоянии между каплями, не превышающем одного диаметра площади контакта капли исследуемой жидкости с горизонтально расположенным электродом.

Пропускают импульсный ток, проводят измерение проводимости образца с графическим изображением характеристики, соответствующей мгновенным концентрациям составляющих неорганических компонентов плазмы крови.

По измеренным значениям в соответствующих точках характеристиках в положительной области значений определяют превышение концентрации неорганических компонентов плазмы крови относительно эталонной жидкости.

Устройство работает следующим образом. Измерительные электроды 1 и 2 подключают к входам дифференциального усилителя 3. Третий электрод 5 подключают к входу генератора измерительного сигнала 6. Диэлектрическую подставку 9 вместе с третьим электродом 5 перемещают от измерительных электродов 1 и 2 на 90^o. Биологическую жидкость (подготовленную плазму крови) в капельном виде наносят на третий электрод 5. На этот же электрод 5 на расстоянии не менее одного диаметра площади контакта капли исследуемой жидкости с горизонтально расположенным электродом наносят эталонную жидкость в том же объеме для сравнения. Затем диэлектрическую подставку 9 вместе с третьим электродом 5 по стойке 11 отжимают вниз, сжимая пружину 10 и, поворачивая, устанавливают подставку таким образом, чтобы капли исследуемой жидкости и эталонной жидкости вошли в контакт с измерительными электродами 1 и 2. После чего включают генератор измерительного сигнала 6 и измеряют разницу потенциалов между измерительными электродами 1 и 2.

Двухкоординатный регистратор 4 регистрирует изменение разницы потенциалов измерительных электродов 1 и 2 в развертке от измерительного генератора 6. По величине проводимости судят о концентрации фосфолипидов в исследуемой пробе крови.

Предлагаемые способ и устройство для исследования биологических жидкостей позволяют: увеличить точность определения концентрации компонентов биологической жидкости за счет устранения влияния инородного материала кюветы, а также за счет сведения к минимуму неравномерности распределения концентраций компонентов по объему за счет естественной равномерности распределения давления по объему капли, определяемой поверхностным натяжением биологической жидкости; сократить время исследования биологической жидкости.

Формула изобретения

1. Способ исследования биологических жидкостей, включающий измерение ее электрофизических параметров с помощью измерительных электродов, отличающийся тем, что исследуемую биологическую жидкость в объеме, равном 0,01 мл (капли), помещают на несмачиваемую поверхность горизонтально расположенного электрода под одним из измерительных вертикальных электродов, а эталонную жидкость в том же объеме помещают под вторым измерительным электродом на расстоянии не менее одного диаметра площади контакта капли исследуемой жидкости с горизонтально расположенным электродом, при этом измерение электрофизических параметров осуществляют между измерительными электродами.

2. Устройство для исследования биологических жидкостей, содержащее два измерительных электрода, выполненных из коррозионно-стойких металлических стержней, установленных в корпусе параллельно друг другу, нерабочая поверхность которых покрыта вакуумно-плотным диэлектрическим слоем, отличающееся тем, что в него введены третий электрод, выполненный в виде пластины из коррозионно-стойкого несмачиваемого биологической жидкостью металла, расположенной на горизонтальной диэлектрической подставке, установленной с возможностью перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, двухкоординатный регистратор и генератор измерительного сигнала, при этом контактные поверхности стержней и диэлектрического слоя измерительных электродов выполнены плоскими и расположены по одной плоскости и на одинаковом расстоянии от третьего электрода, причем стержни подключены через дифференциальный усилитель к двухкоординатному регистратору, а пластина к двухкоординатному регистратору и генератору измерительного сигнала.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в корпусе установлена стойка с упором и пружиной, расположенной между подставкой и упором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2