Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема

Авторы патента:

G01N27/12 - твердого тела в зависимости от абсорбции текучей среды, твердого тела; в зависимости от реакции с текучей средой

Изобретение относится к измерительной технике, а именно для экспресс-анализа газовых смесей, выделяемых человеком и животными. Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема включает трехкамерный корпус, внутри которого в первой неразборной камере, соединенной резьбой с крышкой с одной стороны, расположены электрические схемы, соединенные с n сенсорами с сорбентами разной природы и закрепленные в крышке в гнездах с держателями, но расположенными во второй камере, которая закрепляется резьбой на крышке с другой стороны, внутри этой камеры расположен конус, ограничивающий зону сенсоров и пробы, электрические схемы соединяются с внешним источником питания USB-шиной через гнездо с компьютером, ноутбуком, по которой также передается информация в программное обеспечение устройства, при этом контроль питания и рабочего состояния n сенсоров осуществляется по срабатыванию при включении соответственно n световых индикаторов, расположенных на внешней стороне первой камеры, на вторую камеру снизу накручивается третья камера, полая внутри, в которой расположен выдвижной поддон для емкости с биопробой, выделяющей легко летучие соединения. Техническим результатом является возможность измерить и зафиксировать легколетучие соединения - биомаркеры нормальных и патогенных процессов без специальной подготовки пробы к анализу. 1 ил.

Изобретение относится к проведению экспресс-анализа смесей газов, непрерывно выделяющихся свежеотобранной биопробой. Предназначено для оценки текущего состояния здоровья и организма человека и животных, процессов в живых системах разной природы по легко летучим соединениям. Прибор совмещается с компьютером, ноутбуком для передачи, обработки и сохранения информации об измерениях. Прибор может быть применен для измерения легко летучих соединений, выделяющихся слизью, твердой, жидкой пробами, тканью и т.д. малой массы/объема без обработки и подготовки в режиме реального времени, в условиях «на месте», в том числе в хозяйствах для контроля состояния животных.

Техническая задача изобретения заключается в разработке мобильного устройства, позволяющего измерить и зафиксировать легколетучие соединения - биомаркеры нормальных и патогенных процессов в органах и организме в целом, выделяемые малым объемом биопробы разной природы без специальной подготовки ее к анализу.

Техническое решение заключается в разработке мобильного устройства на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема, который включает трех-камерный корпус, внутри которого в первой неразборной камере, соединенной резьбой с крышкой с одной стороны, расположены электрические схемы, соединенные с n сенсорами с сорбентами разной природы и закрепленными в крышке в гнездах с держателями, но расположенными во второй камере, которая закрепляется резьбой на крышке с другой стороны, внутри этой камеры расположен конус, ограничивающий зону сенсоров и пробы, электрические схемы соединяются с внешним источником питания USB-шиной через гнездо с компьютером, ноутбуком, по которой также передается информация в программное обеспечение устройства, при этом контроль питания и рабочего состояния п сенсоров осуществляется по срабатыванию при включении соответственно n световых индикаторов, расположенных на внешней стороне первой камеры, на вторую камеру снизу накручивается третья камера, полая внутри, в которой расположен выдвижной поддон для емкости с биопробой, выделяющей легко летучие соединения.

Технический результат изобретения заключается в разработке мобильного устройства, позволяющего измерить и зафиксировать легколетучие соединения - биомаркеры нормальных и патогенных процессов в органах и организме в целом, выделяемые малым объемом биопробы разной природы без специальной подготовки ее к анализу. На фиг. представлены:

а - общий вид устройства для анализа легко летучих соединений в биопробах без пробоподготовки (в нативном состоянии).

б - вид устройства в разрезе и с составными элементами

в - вид устройства в рабочем состоянии (схема измерения)

Цифрами обозначены:

1 - корпус

2 - камера с микросхемами

3 - световые индикаторы работы сенсоров

4 - камера с сенсорами (ячейка детектирования)

5 - гнездо для шнура с USB

6 - камера для пробы

7 - конус ячейки детектирования

8 - сенсоры (массив)

9 - крышка, соединяющая камеры 2 и 4, а также удерживающая массив сенсоров в держателях от микросхем

10 - поддон камеры для проб

11 - чашка Петри, устанавливаемая в поддон

12 - проба, помещаемая в центр чашки Петри

13 - поток легко летучих соединений, выделяющиеся из биопробы в процессе измерения (схематично).

Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема включает (фиг. - а-в): трех-камерный корпус 1, внутри которого в первой неразборной камере 2, соединенной резьбой с крышкой 9 с одной стороны, расположены электрические схемы, соединенные с n сенсорами 8 с сорбентами разной природы и закрепленными в крышке 9 в гнездах с держателями, но расположенными во второй камере 4, которая закрепляется резьбой на крышке 9 с другой стороны, внутри камеры 4 расположен конус 7, ограничивающий зону сенсоров 8 и пробы 12, электрические схемы соединяются с внешним источником питания USB-шиной через гнездо 5 с компьютером, ноутбуком, по которой также передается информация в программное обеспечение устройства, при этом контроль питания и рабочего состояния n сенсоров 8 осуществляется по срабатыванию при включении соответственно п световых индикаторов 3, расположенных на внешней стороне первой камеры 2, на вторую камеру 4 снизу накручивается третья камера 6, полая внутри, в которой расположен выдвижной поддон 10 для емкости 11 с биопробой 12, выделяющей легко летучие соединения 13.

Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема функционирует следующим образом.

Вынимают из упаковки трех-камерный корпус 1 устройства. Перед включением его убеждаются в целости USB-шины и закрепляют ее одной стороной в гнездо 5 на верхней камере корпуса, а другой стороной соединяют с компьютером или ноутбуком, на которых установлено программное обеспечение. В камере 2 расположены микросхемы для массива n сенсоров. Микросхемы соединены с держателями для сенсоров, расположенными в крышке устройства. Камера 2 накручивается плотно на крышку с одной стороны. В крышку в держатели устанавливают n сенсоров 8 с разными сорбентами, чувствительными к легко летучим соединениям -биомаркерам нормальных и патогенных процессов в живых биопробах любой природы. Контроль рабочего состояния сенсоров осуществляют по световым индикаторам 3, соединенными с каждым сенсором. Камеру 4 с защитным конусом 7 внутри закрепляют с помощью резьбы на крышке 9 с другой стороны. На нижнюю часть камеры 4 закрепляют на резьбу камеру 3, полую внутри. В камере 3 закреплен выдвижной поддон 10, в который устанавливается любая часть чашки Петри 11. В центр чашки помещается проба 12. Это может быть тампон со слизью, капля крови, небольшая масса твердой, вязкой проб и т.д. Проба биоматериала помещается в чашке Петри 11 в поддон 10, который вдвигается в камеру 6, так чтобы проба 12 разместилась под отверстием камеры 6 и конуса 7. После размещения биопробы 12 в чашке Петри 11 на подложке 10, запускают в программном обеспечении режим измерения и задвигают подложку плотно в камеру 6. Легко летучие вещества 13 из биопробы попадают в конус 7 и фронтально движутся к сенсорам 8. Результат взаимодействия веществ с покрытиями сенсоров фиксируется непрерывно в 110 в течение заданного времени. По окончанию времени нагрузки выдвигают подложку 10 из камеры 6. В таком состоянии происходит самопроизвольная десорбция веществ с сенсоров 8 и из зоны конуса 7. При выходе базовых линий сенсоров в норму, запускают следующее измерение.

После проведения измерения проба 12 извлекается из поддона 10 вместе с чашкой 11. Размеры камеры 6 подбираются так, чтобы исключить контакт внутренних частей прибора с биопробой. По завершению работы из камеры 6 вынимают поддон 10, протирают спиртом доступные грани и сушат в открытом состоянии в течение 15-20 мин. Далее задвигают поддон 10 в камеру 6, выключают прибор, отключая от компьютера (ноутбука).

Предложенное мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема позволяет измерить и зафиксировать легколетучие соединения - биомаркеры нормальных и патогенных процессов в органах и организме в целом, выделяемые малым объемом биопробы разной природы без специальной подготовки ее к анализу при комнатной температуре.

Мобильное устройство на основе массива сенсоров для анализа биопроб малого объема, включающее трехкамерный корпус, внутри которого в первой неразборной камере, соединенной резьбой с крышкой с одной стороны, расположены электрические схемы, соединенные с n сенсорами с сорбентами разной природы и закрепленными в крышке в гнездах с держателями, но расположенными во второй камере, которая закрепляется резьбой на крышке с другой стороны, внутри этой камеры расположен конус, ограничивающий зону сенсоров и пробы, электрические схемы соединяются с внешним источником питания USB-шиной через гнездо с компьютером, ноутбуком, по которой также передается информация в программное обеспечение устройства, при этом контроль питания и рабочего состояния n сенсоров осуществляется по срабатыванию при включении соответственно n световых индикаторов, расположенных на внешней стороне первой камеры, на вторую камеру снизу накручивается третья камера, полая внутри, в которой расположен выдвижной поддон для емкости с биопробой, выделяющей легко летучие соединения.

Группа изобретений относится к области биотехнологии. Предложены устройство и способ автоматизации параллельной безметочной детекции биологического маркера.

Датчик угарного газа // 2760311

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей оксида углерода, и может быть использовано для экологического мониторинга. Датчик согласно изобретению содержит полупроводниковое основание и подложку.

Датчик угарного газа // 2760311

Газовый детектор на основе аминированного графена и способ его изготовления // 2753185

Группа изобретений относится к области сенсорной техники и нанотехнологий, в частности к изготовлению газовых сенсоров и газоаналитических мультисенсорных линеек хеморезистивного типа. Газовый детектор включает диэлектрическую подложку, расположенные на подложке компланарные полосковые электроды, терморезисторы и нагреватели, при этом по меньшей мере часть поверхности электродов и подложки между электродами покрыты слоем газочувствительного материала, у которого при комнатной температуре изменяется сопротивление под воздействием примесей органических паров или паров воды в окружающем воздухе.

Газовый детектор на основе аминированного графена и способ его изготовления // 2753185

Амперометрический способ измерения концентрации оксида азота в газовой смеси с азотом // 2752801

Изобретение предназначено для измерения содержания оксида азота (NO) в газовой смеси с азотом и может быть использовано при производстве азотной кислоты и поверочных газовых смесей. Амперометрический способ измерения концентрации оксида азота в газовой смеси с азотом заключается в том, что в поток анализируемой газовой смеси помещают электрохимическую ячейку с полостью, образованной двумя газоплотно соединенными между собой дисками из кислородпроводящего твердого электролита состава 0,9 ZrO2 + 0,1 Y2O3, между которыми имеется капилляр, на электроды, расположенные на противоположных поверхностях одного из дисков, подают напряжение постоянного тока в пределах 0,5-1 В, с подключением положительного полюса на наружный электрод, посредством чего осуществляют откачку из полости ячейки кислорода, полученного после разложения оксида азота, при достижении стационарного состояния, когда количество кислорода, откачанного из полости ячейки, станет равным количеству кислорода, поступающему в эту полость через капилляр в составе оксида азота, измеряют протекающий через ячейку предельный ток, соответствующий содержанию оксида азота, находящегося в анализируемой газовой смеси, и определяют концентрацию оксида азота в ней по формуле: где:X(NO) – мольная доля оксида азота в анализируемой газовой смеси; IL(NO) – предельный ток, соответствующий количеству откачанного кислорода, образовавшегося после разложения оксида азота, находящегося в анализируемой газовой смеси, мА; R – газовая постоянная, 8,314*107 эрг/моль⋅К; T – температура анализа, К; L – длина капилляра, м; F – число Фарадея, 96485 Кл/моль; D(NО) – коэффициент диффузии оксида азота в анализируемой газовой смеси, м2/с; S – площадь сечения капилляра, м2; P – общее давление анализируемой газовой смеси, Па.

Полупроводниковый датчик диоксида азота // 2750854

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к полупроводниковым датчикам диоксида азота. Полупроводниковый датчик диоксида азота содержит полупроводниковое основание, нанесенное на непроводящую подложку, при этом полупроводниковое основание выполнено из поликристаллической пленки твердого раствора состава (InAs)0,18(CdTe)0,82.

Полупроводниковый датчик диоксида азота // 2750854

Способ определения ионного числа переноса твердых электролитов с протонной проводимостью // 2750136

Изобретение относится к области газового анализа, точнее к определению ионного числа переноса твердых электролитов с протонной проводимостью. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения ионного числа переноса в твердых электролитах с протонной проводимостью дополнительно содержит этап, на котором определяют ионное число переноса протонпроводящего твердого электролита по формуле: = I2(предельный)/I1(предельный), где: – ионное число переноса протонпроводящего твердого электролита при известной температуре и концентрации водорода в газовой смеси водорода с инертным газом; I2(предельный) – предельный ток, протекающий через водородпроводящую электрохимическую ячейку; I1(предельный) – предельный ток, протекающий через кислородпроводящую электрохимическую ячейку.

Датчик диоксида азота // 2745943

Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей диоксида азота. Изобретение может быть использовано в экологии.

Одноканальный анализатор выделяемых кожей легколетучих биомолекул // 2764965

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к проведению экспресс-анализа смесей газов, выделяемых кожей. Одноканальный анализатор выделяемых кожей легколетучих биомолекул включает пластмассовый двухкамерный корпус, внутри которого в первой неразборной камере расположены электрические схемы для сенсора с сорбентом, который закреплен в переходном клапане; при этом его резонирующая часть - пластина кварца с электродами - располагается с противоположной стороны от камеры со схемами во второй камере, которая представляет собой цилиндр, закрепляющийся на клапан с помощью резьбы, имеет заглушку с другой стороны, выполняет функции защиты сенсора и обеспечивает правильность измерений в качестве ячейки детектирования, а электрические схемы соединяются с внешним источником питания USB-шиной с компьютером, ноутбуком, смартфоном, планшетом, по которой также передается информация в программное обеспечение устройства, при этом контроль питания и рабочего состояния сенсора осуществляется по срабатыванию при включении соответственно двух световых индикаторов, расположенных внутри первой камеры. Техническим результатом является разработка устройства, позволяющего в непрерывном режиме измерить и зафиксировать легколетучие соединения, выделяемые кожей, без пробоотбора и подготовки с сохранением информации о результате их взаимодействия с сенсором. 1 ил.