Способ отсчета дозы при микроинъекции водного раствора в биообъект пневматическим давлением

,801289502 А 1 р 4 А 61 М 5/2 ВЕННЦЙ КОМИТЕТ ССИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ГОС ПО Д ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ,сА(1К -оэффициент поверх раство тног а ление газа домикропипетки газа, определяю ливания дозы к снижают давлен заполнения мик дозой Ч, котор запол п етку дозой и повьппают давл до Рз, которое выбираютдля исключения возмож еньшим Рого резког менени скости самом к микропипетки, чт роведение дозиров кции в биообъекты 2-3 мкм. 1 ил,ик обеспеной миказмеро а е меф фмимор Уоимиил юм миУЮСУфФми,чрогтигюитл Мадо.фар У аю милрагтаме агаси т мигрючгюсгемг НОМУ СВИДЕТЕЛЬСВ(71) Специальное конструкторское бюро биологического приборостроения АН СССР(56) Приборы и методы для микро- электродного исследования клеток. Пущино, АН СССР, 1975, с.141-146.Авторское свидетельство СССР В 721107, кл. А б М 5/20, 1980. (54) СПОСОБ ОТСЧЕТА ДОЗЫ ПРИ МИКРОИНЬЕКПИИ ВОДНОГО РАСТВОРА В БИООБЪ-, ЕКТ ПНЕВМАТИЧЕСКИМ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение предназначено для инъецирования водных растворов биологических веществ в биообъекты и позволяет повысить точность отсчета дозы. Согласно способу заполняют кончик микропипетки водным раствором, повышают давление газа до произвольных давлений Р, и Р , измеряют перемещение мениска Ь водный раствор - собственный пар в конической части, видимой в оптический микроскоп, при изменении давления от Р, до Рд, конусность определяют как натяжения водного нице, повьппают давкогда из кончика являются пузырьки т давление Р выдавз к Р = (0,9-0,8) Р е до Р - давления опипетки заданной е определяется89502 2водным раствором. Подают в микропипетку произвольные давления газаР и Р , достаточные для перемещения1 д фмениска водньй раствор - собственныйпар в конической части микропипетки,видимой в оптический микроскоп, измеряют перемещение мениска при изменении давления от Р до Р . Так1как водный раствор и внутрейнее Ю содержимое большинства биообъектовпредставляет собой сильноразбавленные водные растворы, вследствие чего их граничное поверхностное натяжение практически равно нулю, а вода 15 практически полностью смачивает чистую поверхность стекла (угол смачивания.равен нулю ), то каниллярное давление Р, которое необходимо преодолеть для перемещения ме киска, зависит от радиуса капилляра К и эта зависимость выражается формулой 2 КРК1 12Изобретение относится к медицине и биологии, преимущественно для инъецирования водных растворов био т логических веществ в биообъекты.Цель изобретения - повышение точности отсчета дозы.На чертеже изображен конический кончик мнкропипетки с обозначениями для вывода расчетных формул.Способ заключается в том, что заполняют конический кончик микропипетки водным раствором, повышают давление газа в .микропипетке до произвольных давлений Р, и Р , достаточных для перемещения мениска водный раствор - собственный пар в конической части микропипетки, видимой в оптический микроскоп, измеряют перемещение мениска .при изменении давления от Рф)о Р , определяют конус- ность внутренней поверхности кончика микропипетки по формулеи( ---1 1Р 1 РаЕгде Ы - коэффициент поверхностногонатяжения водного растворана границе водный раствор -собственный пар;1. - величина перемещения менискаповышают давления сжатого газа до величины Р , соответствующей моменту появления из кончика микропипетки пузырьков.газа, определяют давление Р выдавливания дозы из условия допуская при этом, что в связи с малым углом конуса радиус капилляра равен радиусу мениска.Далее определяют конусность К 3 О внутренней поверхности кончика микропипетки по формуле (11, Формула (1) выводится по известной зависимости(2) тку заданной доикропипетку в давление в микны Р и выдавздозу. заполняют микропипе зой, далее вводят м биообъект, повышают ропипетке до величи ливают в биообъектСпособ реализуют разлм.Заполняют кониче ропипетки за счет к ледующим о ский кончик микапиллярных сил Р (0,9-0,8) Р,снижают давление в микропипетке до величины Р , соответствунщей заполнению микропипетки заданной дозой водного раствора, причем величину давления Р определяют по формуле Согласно данным, полученным с помощью электронной микроскопии, ко нусность наружной поверхности кончика микропипетки при наружном диаметре кончика К ( 0,5 мкм сохраняется такой же и при радиусе кончика К) 0,5 мкм.45Следовательно, конусность внутренней поверхности кончика микропипетки в основном также остаетсяпостоянной.50 Для радиусов кончика 0,04 К(0,5 мкм соблюдается зависимость между капиллярным давлением Р и внутренним радиусом К капилляра, соответствующая формуле (3).Аналогично управляют с помощьюдавления газа перемещением менискаводный раствор - собственный пар вконическом кончике микропипетки срадиусом К (0,5 мкм, невидимом из-засеченного конуса я зна я 2 с(Р 2(К -иН=К носительно Р 4 5 и е ормул э м дозы при микро- раствора в биоским давлением, ениеконического тки водным раство вления газа до ве тствующей началу ка, определение иней поверхности тки, введение дозт л и ч а ю щ и й целью повышения Способ отсчет инъекции водного объект пневматич Включающий запол икропип ение д короличпе ик овыш Р,щеноотв мен конусно кончика ти внутмикропип под дав ся те точност ением, о что, с дополнительно отсчета повышают д Р доРщения мени микропипет микроскоп волновых ограничений и аберрации оптической системы в оптическом микроскопе, а величину дозы определяют как объем усеченного конуса. Для этого повышают давление в микропипетке до критического значения Р , соответствующего моменту появления из кончика микропипетки пу.- зырьков газа (кончик опущен в инъе-. цируемый раствор), далее снижакГтдавление до значения Р, соответствующего давлению выдавливания дозы. Для исключения возможного резкого изменения конусности в самом кончике микропипетки принимают Рз - (0,9-0,8) Рр.Определяют по формуле (2) давление сжатого гаэ соответствующего заполнению м пипетки за счет капиллярных сил прн уменьшении давления от Рз до Р20 заданной дозой Ч водного раствора.Формула ( 2) выводится из формулы объема усеченного конуса с основаниями 2 К и 2 К.э 42511 и решая уравнение) П р и е р . Требуется инъециро" вать дозу 5 10 мл сильноразбавленного водного раствора в биообъект из микронипетки с внутренним диаметром 45 кончика менее 0,5 мкм и предварительно измеренной по формулеконусностью К = 0,1. Так как инъецируемый раствор представляет собой сильнораэбавленный водный раствор, его Ю коэффициент поверхностного натяжения принимают равным коэффициенту поверхностного натяжения для воды М= = 72,8 дин/см. Например, при диаметре кончика микропипетки 0,1 мкм кри тическое давление Р начала выделе- КРния пузырьков газа равно 29,2 атм.Далее определяют давление вЫдавливания дозы Р Р = (0,9-0,8) Р, = 26,атм. Определяют давление Р Снижают давление в микропипетке до значения Р, = 19,52 атм, заполняя при этом кончик микропипетки инъецируемым раствором (кончик опущен в инъецируемый раствор), далее вводят микропипетку в биообъект и, повышая давление сжатого газа до значения Р = 26 атм выдавливают в него заданную дозу Ч.Предложенный способ обеспечивает высокую точность дозирования, так как измерение давления при применении образцовых манометров осуществляется с точностью не хуже +13, а погрешность иэ-эа изменения конус. ности в невидимой в оптическом микроскопе части кончика микропипетки будет значительно уменьшена тем, что конусность при определении давления сжатого газа входит в Формулу в степени 1/3, Применение способа дает возможность проведения дозированной микроинъекции в биообъекты размером менее 2-3 мкм. авление газа от величины достаточной для перемеска в конической части ки, видимой в оптический измеряют перемещение ме1289502, 6зырьков газа, определяют давление Р выдавливания дозы из условия з; 4 Ы( --- )Р РКЬ 1 Ч К16,75 ы.повышРкр тления 15 запол микропипетку задповышают давлениы Р н доэоидо велич аза Составитель Н Редактор А.Долинич Техред В.Кадариенко Корректор В.Бутяг Заказ 7837/6 ТВНИИПИ Госудапо делам иэ113035, Москва ж 61 ПодписноССР ственного комитетабретений и открытийЖ, Раушская наб 4/5 роиэводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород,ектная,где 1 - коэффициент поверхностногонатяжения водного раствора;1 - величина перемещения мениска;Р, и Р - величины давлений, соответствующих соответственноначалу и окончанию перемещения мениска,ают давление газа до величинысоответствующей моменту появиз кончика микропипетки пуР = (0,9-0,8) Р5 сникают давление газа до величиныР , соответствующей заполнению микро.пипетки заданной дозой Ч , причемвеличину давления Р определяют по4формуле