Устройство многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрочастиц

(51) И ИЗО ЕТЕЛЬС ПИ АВТОРСКО 604435/25.08.880.11.92. Бюнститут мнгельгардтИ.ПолетаеПроспектГАСЯ,роспект ф1985,одновреболее 2) рочастиц ализа их дующей окапель,(22) (46) 3 Ф 44 екул огии и В.А.(54) УСТ СОРТИ МИКРО (57) Из индиви рочаст ном со в биот Целью произв О йствам и мик- рованенение ицине.ичение ономия роиствам ок и мик- зированменениегии, моой генется к уст ения клет в суспен найти пр ии, цито едицин Целью изобние производитеномия биологиодновременноголее 2) фракций клчастиц на осноанализа их апти идруи, конГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) РОЙСТВО МНОГОФРАКЦИО РОВКИ КЛЕТОК, ХРОМОС ЧАСТИЦобретение относится к устро дуального разделения клеток иц, находящихся в суспензи стоянии, и может найти прим ехнологии, биохимии и мед изобретения является увел одительности устройства и эк Изобретение относ индивидуального раздел рочастиц, находящихся ном состоянии, и может в биотехнологии, биохи лекулярной биологии и м лом скетения является увеличельности устройства и экоеского материала путем выделения нескольких (боеток. хромосом или микровании индивидуального еских характеристик и побиологического материала путемменного выделения нескольких ( фракций клеток, хромосом или мик на основании индивидуального ан оптических характеристик и после сортировки заключающих их микр Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено регулятором амплитуды заряжающих импульсов, сборник фракций выполнен в виде плоской конструкции, а отклоняющая система - в виде набора нескольких пар изолированных пластин с последовательным увеличением угла наклона . и расстояния от оси струи, причем напряжение на каждой последующей паре больше чем на предыдущей. В преимущественном выполнении устройства сборник фракций может быть выполнен подвижным и соединенным с замораживающим устройством, а также он может быть в виде многоячеистой линейкой конструкции, 2 э.п, ф-лы, 1 ил. следующей сортировки заключающих их микрокапель.На чертеже представлена блок-схема устройства многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрочастиц.Устройство многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрачастицсодержит систему подачи 1 образца (микрочастиц или клеток, находящихся в суспензированном состоянии) в струю оболочечной я кости, системы 2 формирования ст источник 3 монохромэтического света, денсор 4, фотодетекторы 5, электронные усилители сигналов 6, аналого-цифровыепреобразователи сигналов 7, электронный логический анализатор сигналов 8, вибратор 9, формирователь 10 прямоугольных заряжающих импульсов, заряжающие электроды 11,.отклоняющую систему 12, сборники фракций 13, регулятор амплитуды 14 заряжающих импульсов с синхронизирующим 15 и кодирующим 16 входами.Отклоняющая система 12 выполнена в виде набора нескольких пар изолированных друг от друга пластин, с последовательным увеличением. расстояния от оси струи, причем напряжение на каждой следующей паре пластин больше, чем на предыдущей.Сборник фракций 13 выполнен в двух вариантах, .Первый ваг иант сборника фракций - подвижная порерхность, соединенная с замораживающим устройством и установленная на направляющих, перпендикулярных плоскости развертки фракций. Второй вариант сборника фракций - многоячеистая линейная конструкция электрически изолированных друг от друга микроячеек с пористым фильтрующим дном, пространство под которым связано с системой создания разрежения.Устройство работает следующим образом.Суспензия клеток или микрочастиц подается из сосуда системы подачи 1 через трубопровод в камеру системы 2 формирования струи, где фокусируется током оболочечной обжимающей жидкости и выходит по оси струи через тонкую фильеру, Система формирования струи вибрирует под действием ультразвукового вибратора 9. После выхода из фильеры струя разбивается на отдельные капли, некоторые из которых содержат частицы или клетки, подлежащие выделению, Струя пересекает пучок моно- хроматического света, сфокусированного в узкой зоне с помощью конденсора 4. При прохождении микрочастиц или клеток через освещенную зону в фотодетекторах 5 регистрирую 1 ея оптические сигналы (свето- рассеяния, флуоресценции, изменения пропускания света), которые в виде электрических импульсов поступают на входы усилителей 6, а затем на аналого-цифровые преобразователи 7 (АЦП). С АЦП сигналы поступают на многоканальный логический анализатор сигналов (ЛАС) 8, который выполняет две группы функций: а) запоминает величины поступивших сигналов, строит запрограммированные функции расаределения сигналов по их амплитудам в виде однопэраметрических гистограмм или двухи более параметрических цитограмм, а также обеспечивает визуализацию полученных10 Прямоугольные электрические импуль 20 сы формирователя 10 поступают на вход 15 35 40 25 30 45 50 распределений, б) генерирует электрические сигналы-командь 1 на формирователь 10 прямоугольных импульсов, если поступивший сигнал или совокупность сигналов находится в пределах установленных порогов(микрочастицэ или клетка принадлежит к фракции, подлежащей выделению), в) генерирует в соответствии с установленной логической программой управляющие импульсы, кодирующие номер выделяемой фракции, и передает их на регулятор амплитуды 14 заряжающих импульсов, Сигналыкоманды из ЛАС 8 поступают в формирователь 10, где формируются импульсы с задержкой, равной времени перемещения микрочастиц или клеток от места освещения сфокусированным пучком доточки отрыва капель от струи. регулятора амплитуды 14 в соответствии с номером фракции, который приписан по программе ЛАС этой клетке или микрочастице, С регулятора амплитуды 14 импульсы поступают на заряжающие электроды 11. Расстояние, на которое отклоняются капли после пролета в поле отклоняющей системы 12, определяется величиной заряда капли и величиной постоянного отклоняющего напряжения на системе пластин. Таким образом, изменение амплитуды и знака заряжающих прямоугольных импульсов,поступающих из регулятора амплитуды 14 на электроды 11, определяют изменение траектории капель с клетками или микрочастицами и место их попадания на сборник фракций 13, Количество отдельных фракций, собираемых справа и слева от струи,определяется расстоянием максимального отклонений капель, то-есть конфигурацией пластин отклоняющей системы 12 и напряжением между ними, а также величиной случайного разброса капель при постоянной величине заряжающих импульсов. Сборник фракций 13 осуществляет пространственную фиксацию поступающих на него микро- капель с клетками или микрочастицами за счет их замораживания на поверхности передвижной гравированной пластины или другими способами. Замораживание препятствует растеканию капель и обеспечивает сохранность биологических объектов. Передвижение пластины не допускает избыточного накопления микрокапель на ограниченном пространстве. Для упрощения конструкции в режиме однопараметрического анализа возможен вариант упрощенной системы, в которой вход 16 регулятора амплитуды 14 заряжающих импульсов связан с выходом аналого-цифрового преобра 1778631эователя 7, ведущего обработку рабочего сигнала. В этом варианте кодирование номера фракции в регуляторе 14 осуществляется кодовыми импульсами с выхода АЦП 7.Кроме того, регулятор амплитуды 14 заряжающих импульсов может подвергаться кодированию-управлению аналоговым сигналом, поступающим с выхода электронного усилителя 6 рабочего сигнала,Предлагаемое устройство позволяет выделять иэ смеси клеток или микрочастиц несколько фракций, для которых присвоение номеров производится на основании многопараметрического анализа нескольких оптических сигналов от исследуемых клеток или микрочастиц, каждому номеру фракции соответствует определенная амплитуда заряжающего импульса, наносящего заряд на каплю в момент ее отрыва от струи, величина заряда на капле, будучи пропорциональной амплитуде заряжающего импульса, будет определять величину отклонения капли при пролете ее между отклоняющими пластинами.Формула изобретения 1. Устройство многофракционной сортировки клеток, хромосом и микрочастиц, содержащее последовательно соединенные систему подачи образца в струю оболочечной жидкости, систему формирования струи, механически связанную с вибратором, оптически сопряженные источник монохроматического света, конденсор и оптические детекторы, соединенные через электронные усилители и аналого-цифровые преобразователи сигналов с электрон, ным логическим анализатором сигналов, который выходом связан с синхронизирующим входом формирователя прямоугольныхзаряжающих импульсов, заряжающие электроды, отклоняющую систему. приемникфракций клеток, хромосом или микроча 5 стиц. о т л и ч а ю щ е е с я тем, чта, с цельюувеличения производительности устройства и экономии биологического материалапутем одновременного выделения нескольких (более двух) фракций клеток, хромосом10 или микрочастиц, оно дополнительно содержит регулятор амплитуды заряжающих импульсов, синхронизирующий и кодирующийвходы которого соединены, соответственнос выходами формирователя заряжающих15 импульсов и электронного логического анализатора, а выход регулятора электрическисвязан с заражающими электродами, причем сборник фракций выполнен в виде плоской конструкции, а отклоняющая система -20 в виде набора нескольких пар изолированных одна от другой пластин с последовательным увеличением угла наклона ирасстояния от оси струи, причем напряжение на каждой последующей паре больше,25 чем на предыдущей,2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что сборник фракций выполненподвижным, соединенным с замораживающим устройством и установленным на на 30 правляющих, перпендикулярных плоскостиразвертки фракций.З.Устройство пои. 1,отл и ч а ю щеес я тем, что сборник фракций выполнен ввиде многоячеистой линейной конструкции35 электрически изолированных одна от другой микроячеек с пористым фильтрующимдном, пространство под которым связано ссистемой создания разрежения,1778631Составитель Н. Грищенко Редактор Т. Купрякова Техред М.Моргентал Корректор Э, Лончакова Заказ 4187 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101