Устройство регистрации результатов пцр с монохроматором

Авторы патента:

G01N21/6428 - Исследование или анализ материалов с помощью оптических средств, т.е. с использованием инфракрасных, видимых или ультрафиолетовых лучей (G01N 3/00-G01N 19/00 имеют преимущество; измерение механических напряжений вообще G01L 1/00; оптические элементы измерительных приборов G02B; анализ изображений путем обработки данных G06T)

G01N21/64 - флуоресценция; фосфоресценция

G01N2021/6417 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

C12Q1/00 - Способы измерения или испытания, использующие ферменты или микроорганизмы (устройства для измерения или испытания при работе с ферментами или микроорганизмами, например счетчики колоний C12M 1/34); составы для них; способы получения подобных составов

Владельцы патента RU 2774888:

Вахрушева Вероника Михайловна (RU)

Изобретение относится к устройству регистрации результатов полимеразной цепной реакции (ПЦР). Устройство регистрации результатов ПЦР содержит источник света (1) с широким спектром излучения, осветительный объектив (8), кювету (9) с образцами и систему регистрации. Между источником света (1) и осветительным объективом (8) установлен монохроматор, который обеспечивает освещение образцов монохроматическим светом возбуждения, а также возвращение флуоресцентного излучения в автоколлимационном ходе объективом (8) в выходную щель (7) монохроматора и его фокусировку в щель (10), которая находится в плоскости входной щели (3) монохроматора и отстоит от нее на величину линейной дисперсии монохроматора, соответствующей разности длин волн возбуждающего и флуоресцентного излучения. Устройство позволяет проводить ПЦР диагностику с использованием красителей, обладающих различными спектрами поглощения и флуоресценции, а также обеспечивает возможность перестройки длины волны возбуждающего излучения при отсутствии необходимости применения узкополосных фильтров, временная деградация которых может привести к возникновению погрешностей в работе прибора. 2 ил.

Область техники

Изобретение относится к устройствам регистрации. В частности, изобретение относится к устройству регистрации результатов ПЦР с использованием красителей с различными спектрами поглощения и флуоресценции. Устройство может найти применение в медицине, контроле за микробиологическим загрязнением окружающей среды и продуктов питания, криминалистике.

Уровень техники

Полимеразная цепная реакция является одним из методов молекулярной биологии. В основе этого метода лежит многократное копирование (амплификация) определенных участков ДНК и РНК в процессе повторяющихся температурных циклов.

На Фиг. 2 приведена обобщенная схема оптико-электронного блока устройства, предназначенного для проведения и регистрации результатов ПЦР. Реакционная смесь (14), имеющая в своем составе исследуемый биологический материал, размещается в контейнере (15), который в свою очередь располагается в амплификаторе (16), осуществляющем циклическое температурное воздействие на образцы материала. В результате полимеразной цепной реакции при наличии в образце фрагментов искомой ДНК происходит экспоненциальное увеличение их числа. Это увеличение регистрируется по флуоресцентному излучению красителя, который вводят в состав реакционной смеси перед диагностикой. Интенсивность флуоресцентного излучения возрастает пропорционально количеству продукта амплификации. Для возбуждения флуоресцентного излучения и его регистрации служит оптико-электронный блок (17), который включает в себя объектив (18), источник квазимонохроматического возбуждающего излучения (19), приемник излучения (20), спектроделитель (21), фильтр возбуждения (22) и фильтр регистрации (23), представляющие собой узкополосные интерференционные фильтры. Спектры флуоресценции красителей сдвинуты в длинноволновую область относительно спектров возбуждающего излучения на 30-40 нм. Поэтому полоса пропускания фильтра (23) смещена относительно полосы пропускания фильтра (21) на такую же величину.

Среди приборов, оптико-электронный блок которых построен по приведенной схеме, можно отметить прибор для ПЦР диагностики (CFX96 Touch Real-Time PCR Detection System от Bio-Rad [1]), прибор для ПЦР диагностики (амплификатор детектирующий DTprime 4М1 от ДНК-Технология [2]). В этих приборах источниками возбуждающего излучения являются светодиоды.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является прибор ПЦР диагностики в реальном времени (7500 Fast Dx Real-Time PCR System от Thermo Fisher Scientific [3]). Прибор содержит кювету для образцов, термоциклер и оптико-электронный блок, состоящий из источника возбуждения флуоресценции на базе галогенной лампы и регистратора на основе камеры с ПЗС-матрицей. Прибор имеет возможность проводить мультиплексные исследования на пяти фиксированных длинах волн возбуждающего излучения при одновременном использовании до пяти красителей. Для этого в приборе предусмотрена установка сменных фильтров возбуждения и регистрации.

Сущность изобретения

Задачей изобретения является обеспечение работы прибора с излучением любой длины волны.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что выделение монохроматического излучения требуемой длины волны для возбуждения флуоресценции осуществляется монохроматором. Данный монохроматор выделяет также флуоресцентное излучение от исследуемых образцов и направляет его на входной зрачок системы регистрации.

Преимущество предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом заключается в возможности перестройки длины волны возбуждающего излучения и отсутствии необходимости применения узкополосных фильтров, временная деградация которых может привести к возникновению погрешностей в работе прибора.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - схема оптико-электронного блока настоящего изобретения.

Фиг. 2 - обобщенная схема оптико-электронного блока устройства для ПЦР диагностики.

Осуществление изобретения

На Фиг. 1 представлен пример конкретного исполнения оптико-электронного блока прибора для ПЦР контроля с монохроматором.

Свет от источника излучения (1), обладающего широким спектром, например, от вольфрамовой галогенной лампы, фокусируется конденсором (2) на входной щели (3) монохроматора. Монохроматор состоит из входного (4) и выходного (5) объективов, диспергирующего элемента (6), например, призмы постоянного угла отклонения Аббе. При расположении выходной щели (7) монохроматора в передней фокальной плоскости осветительного объектива (8) образцы в кювете (9) освещаются параллельным пучком монохроматического света, длину волны которого можно изменять путем поворота призмы (6). Флуоресцентное излучение образцов в автоколлимационном ходе возвращается объективом (8) в щель (7) и в обратном ходе лучей фокусируется в щель (10), находящуюся в плоскости входной щели (3) и отстоящей от нее на величину линейной дисперсии монохроматора, соответствующей разности длин волн возбуждающего и флуоресцентного излучений и составляющей 30-40 нм. Пройдя через призму (11), флуоресцентное излучение собирается объективом (12), в плоскости изображения которого находится фоточувствительный слой приемника излучения (13), например, ПЗС-матрицы.

Список литературы к заявке

Устройство регистрации результатов ПЦР с монохроматором

1. Bio-Rad. Real-Time PCR Systems [Электронный ресурс]. URL: https://www.bio-rad.com/ru-ru/product/cfx96-touch-real-time-pcr-detection-system (дата обращения: 01.04.2020).

2. ДНК-Технология. Детектирующие амплификаторы [Электронный ресурс]. URL: https://www.dna-technology.ru/dnaproducts/equipments/rtamplificators/dt_prime (дата обращения: 01.04.2020).

3. Thermo Fisher Scientific. Real-Time PCR. Applied Biosystems Real-Time PCR Instruments [Электронный ресурс]. URL: https://www.thermofisher.com/ru/ru/home/life-science/pcr/real-time-pcr/real-time-pcr-instruments/7500-fast-real-time-pcr-system.html (дата обращения: 01.04.2020).

Устройство регистрации результатов ПЦР с монохроматором, содержащее источник света (1) с широким спектром излучения, осветительный объектив (8), кювету (9) с образцами и систему регистрации, отличающееся тем, что между источником света (1) и осветительным объективом (8) установлен монохроматор, который обеспечивает освещение образцов монохроматическим светом возбуждения, а также возвращение флуоресцентного излучения в автоколлимационном ходе объективом (8) в выходную щель (7) монохроматора и его фокусировку в щель (10), находящуюся в плоскости входной щели (3) монохроматора и отстоящую от нее на величину линейной дисперсии монохроматора, соответствующей разности длин волн возбуждающего и флуоресцентного излучения.

Изобретение относится к области аналитической химии, в частности к способам качественного и количественного определения действующего вещества в готовых лекарственных формах и к средствам анализа водорастворимых лекарственных препаратов с помощью спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния, и может быть использовано для оценки качества лекарственных препаратов.

Войсковой прибор химической разведки автоматический // 2773620

Изобретение относится к области контроля загрязнения окружающей среды, а именно к средствам для обнаружения и полуколичественного определения отравляющих веществ, аварийно химически опасных веществ в воздухе и в капельно-жидком состоянии на поверхностях различных объектов. Прибор химической разведки содержит корпус с откидной крышкой, образующие в закрытом положении футляр с рычажной защелкой, и размещенные в корпусе источник электропитания, побудитель расхода воздуха, воздуховод с каналом для забора прокачиваемого воздуха, гнездо для размещения индикаторного средства, через которое осуществляется прокачивание воздуха побудителем расхода воздуха, устройство подогрева индикаторного средства, включающее датчик температуры и нагревательный элемент, а также блок управления работой прибора, содержащий панель управления и индикаторную панель, при этом в качестве индикаторного средства используется индикаторный плоский элемент, причем прибор дополнительно содержит модуль предварительного нагрева ИПЭ, снабженный датчиком температуры для ручного включения модуля предварительного нагрева ИПЭ, а в корпусе имеется связанный с блоком управления узел обработки индикаторного плоского элемента, состоящий из соединенных нижней и верхней откидной частей, образующих в закрытом положении герметичное соединение, при этом в верхней откидной части узла обработки индикаторного плоского элемента выполнен входной участок канала воздуховода с установленным внутри него устройством считывания окраски индикаторного плоского элемента, состоящего из фотодиода и излучающего трехцветного светодиода, а в нижней части узла обработки индикаторного плоского элемента выполнен следующий участок канала воздуховода с наружным упомянутым гнездом для размещения индикаторного плоского элемента с возможностью полного перекрытия его формованными поверхностями канала воздуховода и расположенным под гнездом нагревательным элементом, при этом в корпусе дополнительно установлен влагоотделитель, соединенный с участком канала воздуховода, относящимся к нижней части узла обработки индикаторного плоского элемента, и формирующий выходной участок канала воздуховода для жидкости, а также выходной участок канала воздуховода для прокаченного воздуха, соединенный с побудителем расхода воздуха.

Способ экспресс-диагностики острого инфаркта миокарда на основе регистрации летучих молекулярных маркеров в выдыхаемом воздухе // 2772953

Изобретение относится к способу экспресс-диагностики острого инфаркта миокарда. Предложен способ на основе регистрации летучих молекулярных маркеров в выдыхаемом воздухе, включающий отбор пробы выдыхаемого воздуха пациента и его спектральный анализ, при котором проводят измерение концентраций набора летучих молекулярных маркеров, включающего как минимум оксид азота (N2O), диоксид азота (NO2), этилен (C2H4), пентан (C5H12), монооксид углерода (CO), диоксид углерода (CO2), и оценку соответствия совокупности измеренных концентраций наличию или отсутствию острого инфаркта миокарда.

Реакционный сосуд для автоматического анализатора // 2772562

Изобретение относится к устройству для автоматического анализа. Реакционный сосуд для использования в автоматическом анализаторе для анализа образца путем использования реагента, имеющий форму цилиндра с расположенной по центру первой осью, общая длина которого в направлении первой оси превышает его общую длину в направлении второй оси и общую длину в направлении третьей оси, при этом вторая ось перпендикулярна первой оси, а третья ось перпендикулярна первой оси и второй оси, содержит: выпускную часть для распределения жидкости на участке на одном конце в направлении первой оси; первую плоскую поверхность, одна из сторон проходит в направлении первой оси, а другая сторона проходит в направлении второй оси от участка на другом конце в направлении первой оси; и вторую плоскую поверхность, которая преимущественно параллельна первой плоской поверхности на участке, обращенном к первой плоской поверхности в направлении третьей оси,при этом на боковых сторонах первой плоской поверхности и второй боковой поверхности имеются участки, которые изгибаются в направлении наружной стороны реакционного сосуда, и длина первой плоской поверхности и второй плоской поверхности в направлении первой оси составляет менее половины общей длины в направлении первой оси, при этом наружная стенка реакционного сосуда выполнена таким образом, что часть, отличная от первой плоской поверхности и второй плоской поверхности, находится в тесном контакте с внутренней стенкой отверстия для размещения реакционного сосуда термостата для способствования реакции смеси, состоящей из реагента и образца, когда реакционный сосуд размещен в отверстии.

Способ получения лекарственного средства "боярышника плодов настойка" // 2772208

Изобретение относится к химико-фармацевтической промышленности, а именно к способу получения настойки из плодов боярышника мягковатого. Способ получения настойки из плодов боярышника мягковатого, характеризующийся тем, что высушенные плоды боярышника мягковатого или высушенный жом плодов боярышника мягковатого измельчают и помещают в колбу в количестве 10 г, затем прибавляют 7 мл спирта этилового 70% для проведения мацерации, на следующий день в ту же колбу прибавляют 20 мл спирта этилового 70%, через сутки сливают 20 мл полученного извлечения и к остатку в колбе вновь добавляют 20 мл спирта этилового 70%, через сутки сливают 20 мл извлечения из плодов, объединив его с первой порцией, к остатку в колбе снова добавляют 10 мл спирта этилового 70%, через сутки настаивания снова сливают 10 мл извлечения, объединив его с первыми двумя порциями, полученное извлечение отстаивают в холодильнике в течение 3 суток, после чего тщательно профильтровывают.

Способ детектирования температуры стеклования наноразмерных полимерных материалов и термоплазмонный нагреватель для реализации способа // 2771440

Заявленная группа изобретений относится к области термоплазмоники, а именно устройству, обеспечивающему возможность локального нагрева исследуемого наноразмерного материала под действием непрерывного лазерного излучения и способу детектирования температуры стеклования наноразмерных полимерных материалов с помощью этого устройства с нанометровым пространственным разрешением удаленно (без воздействия на исследуемый наноразмерный материал) с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света.

Способ и устройство для фурье-анализа жидких светопропускающих сред // 2770415

Предлагаемые способ и устройство относятся к технической физике, а именно к технике оптического контроля, основанного на получении спектра пространственных частот исследуемой среды с помощью оптического Фурье-преобразования лазерного пучка, прошедшего эту среду, и могут быть использованы для контроля оптической однородности или идентификации жидких светопропускающих сред, как органических, так и неорганических, с использованием средств оптики и автоматизации.

Способ определения подлинности нефтепромысловых химических реагентов // 2770161

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения подлинности нефтепромысловых химических реагентов. Способ определения подлинности нефтепромысловых химических реагентов включает сравнение спектров определяемого на подлинность тестового реагента со спектром подлинного реагента, при этом используют линейчатые спектры комбинационного рассеяния (КР-спектры) колебательных и вращательных переходов молекул веществ, входящих в состав нефтепромысловых реагентов после поглощения излучения источника возбуждения и рассеяния квантов света с длиной волны более 750 нм.

Система проточных кювет и связанный с ней способ // 2769537

Изобретение относится к системе проточных кювет и соответствующему способу. Система проточных кювет содержит гнездо, содержащее основание, множество электрических контактов и закрывающую часть, соединенную с основанием, содержащим по меньшей мере один первый порт, причем основание и закрывающая часть вместе образуют камеру, при этом электрические контакты проходят между камерой и наружной стороной основания, и причем по меньшей мере один первый порт проходит между камерой и наружной стороной закрывающей части; и устройство проточной кюветы, закрепленное внутри камеры гнезда, содержащее бескорпусное устройство обнаружения света, содержащее часть базовой пластины, множество диэлектрических слоев, проходящих над частью базовой пластины, реакционную структуру, проходящую над диэлектрическими слоями, которая содержит поверхность детектора, множество светочувствительных датчиков, электрическую схему устройства, проходящую через диэлектрические слои, электрически соединенную со светочувствительными датчиками для передачи сигналов данных на основании фотонов, обнаруженных светочувствительными датчиками, и множество световодов, связанных со светочувствительными датчиками, и крышку, проходящую над поверхностью детектора с проточным каналом между ними, причем крышка содержит по меньшей мере один второй порт, находящийся в сообщении с проточным каналом и по меньшей мере одним первым портом гнезда, при этом электрическая схема устройства обнаружения света устройства проточной кюветы электрически соединена с электрическими контактами гнезда.

Оценка содержания органического вещества в нефтематеринских породах, содержащих кероген ii типа // 2769531

Изобретение относится к области инфракрасной спектроскопии и касается способа оценки содержания органического вещества по алифатическим и ароматическим фрагментам в осадочных сланцевых породах, содержащих кероген II типа. Способ включает в себя измельчение образцов пород, гомогенизацию с бромидом калия, прессование смеси в таблетку, измерение оптических плотностей полос поглощения при волновых числах 2925, 1630, 798 и в областях 1000-1100 и 400-500 см-1 инфракрасного спектра (A2925, A1630, A798, A1000-1100, A400-500).

Люминесцентный сенсор для мультиплексного (спектрально-временного) детектирования аналитов в водных средах и способ его получения // 2769756

Изобретение относится к системам мультиплексного анализа и детектирования биомаркеров в водных пробах методом проточной цитометрии для использования в медицине и биологии. Люминесцентный сенсор для мультиплексного детектирования аналитов в водной среде методом проточной цитометрии с определением времен затухания квантовых точек включает полупроводниковые нанокристаллы, внедренные в чередующиеся полимерные слои полиэлектролитов полиаллиламингидрохлорида (ПААГ) и поли(4-стиролсульфоната натрия) (ПСС), при этом в качестве внедренных в полимерные слои полиэлектролитов на поверхности полистирольных микросфер используются нанокристаллы тройного состава AgInS2-ZnS.