Устройство для испытания химических соединений

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистинеских

Республик

<иг981888 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 180281 (21) 3252209/23" 26 (И) М.Кл

G 01 и 33/54 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,1282 . Бюллетень ¹ 46 ($3) УДК577. 15. .087.066.12 (088.8) Дата опубликования описания 151282 т

В.В. Скибенко, В.Д. Комаров, Ю.Ш. Мошковский, Л.М. Райхман, Л.В. Татьяненко и Н.В. Варсет :ова (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт по биологическйм - =.-. испытаниям химических соединений (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ HCHblTAHHH ХИМИЧЕСКИХ

СОЕДИНЕНИЙ

Изобретение относится к исследо;ванию химических соединений на биоло-г гическую активность электрометрическим методом и гложет быть использовано для серийных испытаний химических соединений на АТФ-азную активность.

Известно устройство для исследования вецеств электрометрическим способом, содержащее насос, подключенный к поглотительному сосуду с мешалкой, и последовательно соединенные электродный блок, рН-метр, подключенный к датичку температуры, блок титрования, дозатор с электромагнитными клапанами, счетчик импульсов, цифроаналоговый преобразователь и блок регистрации $1J .

Недостатками этого устройства. являются малая производительность и низкая точность, объясняемая тем, что операции, касающиеся приготовления, дозирования и,смешивания произ:водится в ручную. Кроме того, измерительные электроды электродного блока могут иметь идентичные характеристики при использовании их при многоканальном измерении, что также снижает точность устройства.

Наиболее близким по технической суцности к предлагаемому является устройство для испытания химических соединений, содержащее блок управления, подключенный входом к одному из выходов блока задания программы, а соответствующими выходами — к входам транспортного блока,. блока испытываемых химических соединений, блока задания программы, формирователя импульсов и логического блока, технологический блок, один из входов которого соединен с первым выходом блока испытываемых химических соединений, а другие входы — с выходами блока дозаторов, транспортного блока и блок перемешивания, связанного входом с выходом блока задания программы и входом блока дозаторов, электродный блок, установленный на выходе технологического блока н подключенный одним выходом к первому входу усилителя, а другим — к одному из входов первого коммутатора, другой вход которого соединен с первым выходом распределителя импульсов, связанного входом с выходом формирователя импульсов, а выходом :ерез второй коммутатор с блоком коррекции, выход которого подклгочеп к соответ981888 ствующему входу усилителя, аналогоцифровой преобразователь, связанный входом с выходом усилителя, первым выходом — с входом блока коррекции, а вторым выходом — с входом логического блока, соединенного выходом с первым входом блока индикации, второй и третий входы которого подключены к выходам блока задания программы и транспортного блока соответственно, при этом один выход первого комму- 10 татара соединен с соответствующим входом усилителя, а другой выход с соответствующими входами блока задания программы и блока регистрации, подключенного други 4 входом к выходу блока испытываемых химических соединений, а выходом — к формирователю импульсов 2 .

Недостатком этого устройства является относительно низкая эффектив- 20 ность, обусловленная отсутствием возможности определя ь АТФ-азную активность, а также активный транспорт кальция, так как не производит анализ кинетики процесса.

Цель изобретения — повышение эффективности, устройства за счет расширения функциональных возможностей и повышения производительности.

Указанная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит третий коммутатор, один вход которого соединен с выходом блока задания программы, а другой вход — c выходом логического блока, и арифметический блок, первым входом подклю- З5 ченный к выходу третьего коммутатора, а вторым входом и выходом — к блоку регистрации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для испытания химических 40 соединений; на фиг. 2 — блок-схема арифметического блока; на фиг. 3 временная последовательность операций при испытании одного химического соединения. 45

Устройство состоит из блока 1 управления, блока 2 задания программы, транспортного блока.3, логического блока 4, блока 5 испытываемых химических соединений, технологического блока б, блока 7 регистрации, первого коммутатора 8, блока 9 индикации, блока 10 перемешивания, блока

11 дозаторов, электродного блока 12, усилителя 13, блока 14 коррекции, аналого-цифрового преобразователя 15, второго коммутатора 16, распределителя 17 импульсов, формирователя 18 импульсов, третьего коммутатора 19 и арифметическбго блока 20, который собран из стандартных унифицирован60 ных узлов.

Арифметический блок 20 состоит из микрокалькулятора 21, предназначенного для непосредственного выголнения арифметических действий, логических элементов ИЛИ 22, 23 и 24, элементов И 25, 26 и 2?, триггера 28, дешифратора 29, генератора 30,счетчика 31 и распределителя 32 импульсов.

Усилитель 13 формирует аналоговый сигнал от электродного блока 12 для аналого-цифрового преобразователя 15 с учетом температурной поправки от датчика температуры электродного блока 12 и с учетом поправки блока

14 коррекции. Блок 7 регйстрации фиксирует время, номер испытуемогсх химического соединения и активность по величине tg a< = .Р, где D — доза рh

htD вносимого препарата (АТФ) рН пересчитывается в единицы концентрации ионов водорода в арифметическом блоке 20 с учетом концентрации испытуемого соединения. В каждую ячейку технологического блока при проведении испытаний вносится соответствующие концентрации химических соединений. Первый коммутатор 8 подклю-, чает соответствующие измерительные электроды блока 12 на вход усилителя 13, а состояние первого коммутатора 8 определяется блоком 1 управления. Второй коммутатор 16 подклю чает соответствующие подстроечные элементы блока 14 коррекции в цепь обратной связи усилителя 13. Лбгический блок 4 содержит элементы по числу разрядов аналого-цифрового преобразователя 15, Блок 9 индикации отображает информацию о положении транспортного блока 3, режимы работы блока 11 дозаторов и значение рН растворов.

Эта информация необходима для контроля работы, а также при настройке или наладке устройства.

Блок 11 дозаторов состоит из многоканальных перистальтических насосов — дозаторов.

Транспортный блок 3 выполняет операции по перемешиванию контейнеров с измерительными ячейками, находящимися в технологическом блоке б в горизонтальном или вертикальном направлениях (в вертикальном направлении для погружения электродов в измерительные ячейки, в горизонтальном — для отвода контейнера с измерительными ячейками на позицию мойки и стерилизации) .

Формирователь 18 импульсов управ- ляет работой распределителя 17 импульсов, задавая частоту опроса каждый электродной паре a цикле измерения и время между циклами измерения, которые задаются от блока 1 управления.

Блок 5 испытуемых соединений предназначен для проведения серий981888

65 ных разведений раствора химического соединения, поступившего в блок и выдачи в технологический блок 6 этой серии растворов, а в блок 7 регистра. ции — номера химического соединения.

При проведении экспериментов ис-пользуются четыре реагента (инкубационная смесь, раствор SR-саркоплазматического ретикулума, раствор АТФ, раствор СаС12) и раствор испытуемого химического соединения.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 управления формирует команды транспортному блоку 3, запускает блок 2 задания программы, который в свою очередь формирует команды бло- ку 11 дозаторов и блоку 10 перемешивания.

- Транспортный блок 3 перемещает контейнер с измерительными ячейками (по количеству концентраций химического соединения) в рабочую позицию.

Блок 11 дозаторов осуществляет серийное разведение испытуемого химического соединения, поступившего в блок 5 испытуемых соединений, и затем в каждую измерительную ячейку вводит в заданной. последовательности инкубационную смесь, SR и дозу испытуемого химического соединения. Затем включается блок 10 перемешивания в течение 20-30 с, после чего смесь инкубируется в течение 20 мин при.

3710,1ОС, что определяется блоком

2 задания программы. Затем в измерительные ячейки поочередно блоком

11 дозаторов добавляется раствор

ЛТФ, а через 0,5 мин (время, в течение которого отрабатывается вульгарная ЪТФ-аза)вводится раствор.

После этого идет поочередное измерение ячеек с содержимым. Электроды блока 12 поочередно погружаются в измерительные ячейки, включается блок 10 перемешивания, распределитель 17 импульсов устанавливается формирователем 18 импульсов в первое положение, первый коммутатор 8 под- . ключает первую пару электродов бло-. ка 1 на вход усилителя 13, второй коммутатор 16 подключает первую пару подстроечных элементов блока 14 коррекции в цепь обратной связи усилителя 13 и. на второй вход логического блока 4 с аналого-цифрового преобра,зователя 15 поступает код, соответствующий значению рН в первой измерительной ячейке технологического блока 6. На второй вход логического блока 4 и на вход блоха 5 испытуемых химических соединений поступают разрешающие сигналы от блока 1 управления, при этом блок регистрации фиксирует время, номер испытуемого химического соединения и его концентрацию. Время определяется электронными часами блока 7 регистрации при поступлении сигнала от блока 5. Время линейного нарастания рН лри введении составляет обычно 5-20 с, поэтому для определения этого линейного участка достаточно сделать два дискретных измерения. Это управление измерением осуществляется третьим коммутатором 19 по сигналам от блока 2 задания программы. Пропус1О кают сигналы с логического блока 4 третьим коммутатором 19 через арифметический блок 20. С приходом первого сигнала от третьего коммутатора 19 через элемент ИЛИ 22 перебра15 сывается триггер 28 в единичное состояние. После этого импульсы от генератора 30 через элемент И 25 поступают на счетчик 31 импульсов и распределитель 32. Число импуль70 сов в серии, т.е. коэффициент пересчета этого счетчика, выбирается равным максимальному числу необходимых операций, выполняемых калькулятором 21 над вводимой в него инфор25 мацией. После поступления каждой серии импульсов в распределитель 32 сигнал переполнения от счетчика 31 устанавливает триггер 28 в нулевое состояние. Сигналы с выхода распреО делителя 32 .через элемент HJIH 23 разрешают ввод значений рН и времени At через элемент И 26 и дешифратор 29 в калькулятор 21. Указанные сигналы через элемент ИЛИ 24 поступают на элементы И 26 от соответствующих блока 7 и коммутатора 19.

Сигналы от распределителя 32, непосредственно поступающие в калькулятор 21, осуществляют необходимые операции для вычисления активности (А) по следующей зависимости

А = — при этом значение Oconst

d Í

ЫО предварительно вводится в регистр памяти микрокалькулятора 21. После

45 вычисления значения A по сигналу от распределителя 32 через элементы

И 27 информация поступает в блок

7 регистрации.

По окончании режима измерения блок

5О 7 регистрации запускает формирователь 18 импульсов, который устанавливает распределитель 17.импульсов во второе положение, первый коммутатор 8 подключает вторую пару электродов блока 12, подключает вторую пару подстроечных элементов блока 14 коррекции в цепь обратной вязи усилители 13. При введении во вторую ячейку раствора СаС12 начиО нается измерение влияния второй концентрации испытуемого химического соединения, затем третьего ч т.д.

Применение изобретения позволяет повысить производительность при ог; ределении биологической активности

981888 химических соединений беэ применения дополнительной аппаратуры для оп ределения АТФ-азной активности.

Формула изобретения

Устройство для испытания химических соединений, содержащее блок управления, подключенный входом к одному из выходов блока задания программы, а соответствующими выходами — к входам транспортного блока, блока испытываемых химических соединений, блока задания программы, формирователя импульсов и логического блока, технологический блок, один иэ входов которого соединен с первым выходом блока испытываемых химических соединений, а другие входы — с выходами блока доэаторов, транспортного блока и блока перемешивания, связанного входом с выходом блока задания программы и входом блока доэаторов, электродный блок, установленный на выходе технологического блока и подключенный одним выходом к первому входу усилителя, а другим — к одному из входов первого коммутатора, другой вход которого соединен с первым выходом распределителя импульсов, связанного входом с выходом формирователя импульсов, а выходом через второй когжутатор — с блоком коррекции, выход которого подключен к соответствующему входу усилителя, аналого-цифровой преобразователь, связанный входом с выходом усилителя, первым выходом - c входом блока коррекции, а вторым выходом — с входом логического блока, соединенного выходом с первым входом блока индикации, второй и третий входы которого подключены к выходам блока задания программы и транспортного блока соответственно, при этом один выход.первого коммутатора .соединен " соответ о ствующим входом усилителя, а друго!.: выход — c. соответствующими входами блока задания программы и блока регистрации, подключенного другим входом к выходу блока испытываемых, 15 химических соединений а к формирователю импульсов„ о т л и ч а ю щ е е с я тем,. что, с целью повышения эффективности устройства эа счет расширения функциональных

20 возможностей, оно дополнительно содержит третий коммутатор, один вход которого соединен с выходом блока задания программы, а другой вход — с выходом логического блока, 2 и арифметический блок, первым входом подключенный к выходу третьего коммутатора, а вторым входом и выходом к блоку регистрации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 527845, кл. С 01 и 31/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 748249, кл. G 01 N 31/14, 1978.

981888

p jg) -2Юсек

Заказ 9701/63 Тираж 887

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам Изобретений и открытий

113035, Иосква, .Ж-35, Раушская наб., д.

° Ф

Подписное

4/5

ЯВЮВН Ю

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.

Проектная, 4

Составитель Н. Романникова

Редактор Н. Киштулинец Техред Т.Маточка КорректорГ Решетник