Устройство для определения концентрации микроорганизмов

// фОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОсудАРстВенный НОмитет сссрПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪ 9(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯКОНЦЕНТРАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ, содержащее светонепроницаемый кожух,реакционную кювету, дозатор, фотоприемник и усилитель-дискриминатор,подключенный к фотоприемнику, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности измерения, оно снабжено синхродатчиком,коммутатором, интеграторами, блокамипамяти, блоком управления, таймероми блоком вычислителя, при этомвыходы синхродатчика подключены квходу дозатора и к входам таймера и .интеграторов, выход усилителя-дискри.минатора соединен с информационнымвходом коммутатора, управляющиевходы которого и вход блока управления соединены с выходом таймера,выходы коммутатора соединены с входами интеграторов, выходы последнихподключены к информационным входамсоответствующих блсхов памяти и информационному входу блока вычислителя, выходы блоков памяти соединеныс информационным входом блока вычислителя, выходы блока управлениясвязаны с входами интеграторов,блоков памяти и блока вычислителя.12Изобретение относится к микробиологии к может быть использовано для определения концентрации микро.организмов в микробиологическомпроизводстве при контроле жизнеспособности микроорганизмов на различных стадиях производства и В готовом продукте.Целью изобретения является повышение точности измерения концентрации микроорганизмов.На Фиг, . приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 кинетическая кривая хемилюминесцен- ции суспензки И стососспэ в.ьцашз.снэ е 51 б15 Скгнялам "Сб." осуществляется установка в нулевое состояние интеграторов 8 и 9 к запуск таймера 7. С этсгс мсментЯ последнии начинЯет Вырабатывать один за другим два сигнала накопления "Н" к "Н", гоступающкх на управляющие входы коммутатора 6. Длительность первОГО сигнала равна времени интегрирования первого максимума хемилюмкнесценцки Ь 1, , длительность втарсгс времени интегрирования второго максимума 61,В течение длительности сигнала "Н" импульсы с выходя усилителя- дискриминатора 5 через коммутатор 6 поступают на интегратор 8 первогоУстройства состоит кз св-тснепра- ницаемсГО кажухЯ 1 р В катаром рас положены реакционная кювета 2, дозатор 3, подающий раствор окислителя в кювету Фатаприемник 4 и усклительдискриминатор 5. Вьп;Од последнего соединен с коммутатором 6, а управляющие входы коммутатора связаны с гаймером 7, Выходы коммутатора связаны со входамк интеграторов 8 и 9, Дозатор соединен с синхродатчиком 10, выход которого связан сс входамк таймера к интеграто" ров. Выход таймера соединен со входами блока 11 управления, Входы записи блоков 12 и 13 памяти соединены с выходом блока управления. ИнФармационные вь."хады интеграторов 8 и 9 связаны с кнфармацконнымк входами блоков 12 к 13 памяти соответственна,. кроме того, инФормационные выходы интеграторов и блоков памяти соединены с информационным входом блока 14 вычисли теля, Командные выходы блока управления соединены со входами приема команд интеграторов, блоков памяти и блока вычислителя. Устройства работает В двух режимах. Калибровка" и "Измерение", Выбор режима работы производится с помощью блока 11 управления. В режиме "Калибровка производится регистрация и запоминание интегральных значений хемилюминесценции буФерного раствора и шумов Фотоприемника. При этом одновременно с вводам окислителя с помощью дазатора 3 в реакционную кювету 2 заполненную буФерным раствором, синхрадатчик 10 Формирует сигнал сброса "Сб," максимума хемклюмкнесценции а в течение Цлительнастк сиГЯЯла "Н" на интегратор 9 второго максимума хемклюмкнесценцик. Го окончании Формирования сигнала "Н" таймер 7 Формирует сигнал конца регистрацииКР", поступающий В блок 11 управления. По этому сигналу в режиме "Калибровка" блок 11 управления Формирует сигнал записи "Зап.", Поступающий ня блоки 12 и 13 памяти. Нри поступлении сиГнала Зяп В блоки 12 и 13 памяти производитсязапись кнФсрмацки а величинах интегральных значений хемилюминесценцик буФернагс раствора и шумов Фотоприемника,. поступаюцей на блоки 12 и 13 памяти по шинам данных с интеграторов 8 и 9 соответственна. Записанная ннФормацкя хранится в блоках 12 и 13 памятк В течение всей работы ус"-сйстваВ режиме "Измерение" осуществляется регистрация интегральных значений хемилюминесценцик анализируемой пробы микроорганизмов и расчет обшей концентрации и (клк) относительнога содержания живых микроорганизмов в соатветствкк с зависимостями, ;Вязьвяющимн значения зярегистоировянньх параметров хемклюминесценцкк сксксмымк величинами.Обшую концентрацию и Относительное содержанке живых микрссргянкзмОВ с помощью дяннОГО устрсйствя Определя ют по программам Введенным В блок 1 ч вычислителя в соответствии с Фсрму 1лямк1 1 ( 1 1Вгде С 1 О 15 рр 20 ЦЧй, -гг1 ЦЧ р 1Ьг 50 общая концентрация микроорганизмов;относительное содержаниеживых микроорганизмов;текущее значение интенсивности хемилюминесценциисуспензии микроорганизмови шумов фотоприемника;текущее значение интенсивности хемилюминесценциибуферного раствора и шумовфотоприемника (фон); интегральные характеристики первого максимума хемилюминесценции суспензии микроорганизмов (фиг.2) и хемилюминесценции буферного раствора в том же временном интервале соответственно,г интегральные характеристики второго максимума хемилюминесценции суспензиимикроорганизмов (фиг.2) ихемилюминесценции буферногораствора в том же временноминтервале соответственно;момент ввода окислителя,время достижения минимального значения интенсивности хемилюминесценции междупервым и вторым максимумамина кинетической кривой живых микроорганизмов (фиг.2),предел интегрирования второго максимума хемилюминесценции, подобранный такимобразом, чтобы при интегрировании сигнала во временном интервале 61, интегральная интенсивность1(ь)Й не зависела от от- .45носительного содержанияживых микроорганизмови была бы прямо пропорциональна общей концентрации живых и мертвых клеток, пределы,иЬ подбирают эмпирически для каждого видамикроорганизмовэмпирическая константа,определяемая по экспериментам ссуспензиями,содержащими известныеконцентрации аналиэируемого вида микроорганизмовД и В - эмпирические константы,определяемые из экспериментов с суспензиями,содержащими микроорганизмы анализируемоговида, с известными содержаниями живых клеток.При регистрации хемилюминесценр ции микроорганизмов работа синхродатчика 10, коммутатора 6, таймера 7, интеграторов 8 и 9 идентична их работе в режиме "Калибровка". После окончания регистрации и выработки таймером 7 сигнала "КР" блок 11 управления формирует цикл команд, поступающих по командным шинам в интеграторы 8 и 9, блоки 12 и 13 памяти и блок 14 вычислителяПри этом сигнал "Зап" ,в режиме гИзмерение" не формируется. Команды блока 11 управления обеспечивают вывод информации с интеграторов 8 и 9 и блоков 12 и 13 памяти на блок 14 вычислителя и выполнение блоком вычислителя арифметических операций в необходимой для расчетов С или К последовательности.Блок 14 вычислителя выдает информацию о результатах измерения непосредственно в единицах общей концентрации или относительного содержания живых микроорганизмов,Выбор программы расчета общей концентрации или относительного содержания живых микроорганизмов осуществляется с помощью блока 11 управления. П р и и е р. Определение концентрации и относительного содержания живых микроорганизмов в суспензии культуры Мсгососсцз я 1 цйашхсцз с помощью предлагаемого устройства, Органами управления устанавливают необходимые для работы с культурой Мсгососсцз я 1 цСашдсцз значения коэффициентов ( К = 7,0110 А = 108, 8 = 240) и значения интервалов интегрирования ( Ьг - 9 с, ь = 51 с). С помощью переключателя режима регистрации устанавливают режим "Калибровка", а переключателем выбора программы расчета переводят вычислитель на расчет выбранного параметра, например. Кювету, содержащую 0,2 мл буферного раствора (0,05 М дигидро1214756 организмов в суспенэиях Иесгососсцэ81 цйашесцэ при помощи предлагаемого и известного устройств проводили при постоянном относительном содержании живых клеток, равном 97,5%, в диапазоне концентрацийот 1,3 10 до 1,310 кл/мл,9Результаты представлены в таблице.В результате сравнения предложенного и известного устройств установлено, что при определении общейконцентрации данное устройствопозволяет проводить измерения спогрешностью не более 8% в диапазоне концентраций от 1,3 10 до1,3 10 клмл, Известное же устройство имеет погрешность измерениядо 10% в диапазоне от 2,6 10 юдо 20 1,3 10 кл/мл, а при уменьшенииопределяемых концентраций до1,3 110 кл/мл погрешность измерения возрастает до 28%.При определении относительного 25 содержания живых микроорганизмовданное устройство обладает погрешностью не более 1,5%, в то времякак погрешность известногб устрой 1ства в этом диапазоне концентраций ЗО достигает 467Таким образом, данное устройство для определения концентрациимикроорганизмов по сравнению с известным устройством позволяет увеличить точность определения параметровсуспензии микроорганизмов в расширенном диапазоне используемых концентраций. Результаты определения общейконцентрации устройством Концентрациямикроорганизмовв пробе,кл/мл (относительизвестным предлагаемым известным предлагаемым Относитель Отно- ситель Погрешностьость, % ное соное ное держаниеживых клеток 97,5% соперсодержанне,%41, 19" 10 8,4 1,23;105,4 1,3 10 6,5 10 2,6 10 о6,37102,70 10 6,6410 2,12,85 10 9,6 3,8 фосфата калия), помещают в светоне проницаемый кожух. Включают дозатор подачи окислителя (0,25 мл раствора, содержащего 0,0167 И КИпОА и 1,8 И ВаС 1). По окончании регистрации хемилюминесценции буферного раствора переключателем режима регистрации устанавливают режим "Измерение". В светонепроницаемый кожух устанавливают кювету, в которой содержится 0,2 мл суспензии Иесгососсцэ я 1 цашесцэ в 0,05 И растворе дигидрофосфата калия, и включают дозатор подачи окислителя. Устройство осуществляет регистрацию хемилюминесценции и расчет относительного содержания живых микроорганизмовРезультат расчета индицируется на цифровом табло. Для получения второго параметра суспенэии переключатель выбора программы устанавливают в положение расчета общей концентрации г и осуществляют повторный запуск программного устройства. После окончания расчета величина общей концентрации индицируется на цифровом табло, При определения параметров суспензии микроорганизмов в последующих пробах регистрация Фонового свечения буферного раствора не производится, если устройство не отключалось от сети питания.Сравнение результатов по определению общей концентрации и относительного содержания живых микроРезультаты определения относительного содержания живых микроорганизмов устройством 968 0,72 99,7 2,3 98,0 0,51 95,.4 2,1 98,8 1,30 97,2 0,28Фпредлагаемым ПогрешОтноность, ситель7. ное Хсодержание,Х297,4 0,10 81,02 981 061 5 1214756 Концентрациямикроорганизмовв пробе,кл/мл (от.носительРезультаты определения общейконцентрации устройством Результаты определения относительного содержания живых микроорганизмов устройством известным предлагаемым звестным огрешситель ость,ное Хсодержание,88,2 9,5 Погреш Конценность, трация,7. кл/мл Концентрация,кл./мл огрешность,ное содержаниеживых клеток 97,57. 7 0,99310 23,6 96,5 1,0 6,68 10 1,39"10 6,9,510 2,2 4 310 Алке СоставительТехред З,пал едактор Л. ПовхРошко рект 858/39 ВНИИПИ Госуда по делам изо 113035, Москва, ираж 490 По ственного комитета СССР ретений и открытий(-35, Раушская наб., д. Зак ное илиал атент г. Ужгород, ул. Проектная,1,3 с 10 1,2010