Устройство для испытания химических соединений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистинескихРеспублик(И М. Ко,з 6 01 й 33/54 с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 15,12,82, Бюллетень Мо 46 33 УДК 577, 15. .087,066.12 (088,8) Дата опубликования описания 151282 В.В. Скибенко, В.Д. Комаров, Ю.Ш. Мошковсккй,Л.М. Райхман, Л,В. Татьяненко и Н.В. Барсетова(72 Авторы изобретения Научно-исследовательский институт по биологическИм испытаниям химических соединений(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИГНЫТАНИЯ ХИМИЧЕСКИХСОЕДИНЕНИЙ 20 Изобретение относится к исследо;ванию химических соединений на биоло гическую активность электрометрическим методом и может быть использовано для серийных испытаний химических соединений на АТФ-азную актив-ность.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 15 клапанами, счетчик импульсов, циФроаналоговый преобразователь и блок регистрации 1 . Недостатками этого устройстваявляются малаяпроизводительностьи 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 примногоканальном измерении, что такжеснижает 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 иэ 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 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 коммутатор с блоком коррекции, выход которого подключен к соответ 981888ствующему входу усилителя, аналогоцифровой преобразователь, связанныйвходом с выходом усилителя, первымвыходом - с входом блока коррекции,а вторым выходом - с входом логического блока, соединенного выходом спервым входом блока индикации, второйи третий входы которого подключенык выходам блока задания программы итранспортного блока соответственно,при этом один выход первого коммутатара соединен с соответствующимвходом усилителя, а другой выход ссоответствующими входами блока задания программы и блока регистрации,подключенного другим входом к выходу 15блока испытываемых химических соединений, а выходом - к формирователюимпульсов 2 .Недостатком этого устройства является относительно низкая эффективность, обусловленная отсутствием возможности определяТь АТФ-азную активность, а также активный транспорткальция, так как не производитанализ кинетики процесса.25Цель изобретения - повышение эффективности, устройства за счет расширения функциональных возможностейи повышения производительности.Указанная цель достигается тем,что устройство дополнительно содержит третий коммутатор, один вход которого соединен с выходом блока задания программы, а другой вход - с выходом логического блока, и арифметический блок, первым входом подклю- З 5ченный к выходу третьего коммутатора,а вторым входом и выходом - к блокурегистрации,На Фиг. 1 представлена блок-схемаустройства для испытания химических 40соединений; на фиг. 2 - блок-схемаарифметического блока; на фиг. 3временная последовательность операций при испытании одного химического соединения. 45Устройство состоит из блока 1 управления, блока 2 задания программы,транспортного блока 3, логическогоблока 4, блока 5 испытываемых химических соединений, технологическогоблока б, блока 7 регистрации, первого коммутатора 8, блока 9 индикации, блока 10 перемешивания, блока11 дозаторов, электродного блока 12,усилителя 13, блока 14 коррекции,аналого-цифрового преобразователя 15,второго коммутатора 16, распределителя 17 импульсов, формирователя 18импульсов, третьего коммутатора 19и арифметическбго блока 20, которыйсобран из стандартных унифицирован 60ных 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 аналоговыйсигнал от электродного блока 12 дляаналого-циФрового преобразователя 15с учетом температурной поправки отдатчика температуры электродногоблока 12 и с учетом поправки блока14 коррекции, Блок 7 регйстрацииФиксирует время, номер испытуемогснхимического соединения и активностьпо величине с 9 а = .р , где О - дозаьрЬЬ 10вносимого препарата (АТФ) рН пересчитывается в единицы концентрацииионов водорода в арифметическомблоке 20 с учетом концентрации испытуемого соединения. В каждую ячейкутехнологического блока при проведении испытаний вносится соответствующие концентрации химических соединений. Первый коммутатор 8 подклю-,чает соответствующие измерительныеэлектроды блока 12 на вход усилителя 13, а состояние первого коммутатора 8 определяется блоком 1 управления, Второй коммутатор 16 подключает соответствующие подстроечныеэлементы блока 14 коррекции в цепьобратной связи усилителя 13. Лбгический блок 4 содержит элементы почислу разрядов аналого-цифровогопреобразователя 15,Блок 9 индикации отображает информацию о положении транспортногоблока 3, режимы работы блока 11 дозаторов и значение рН растворов,Эта информация необходима для контроля работы, а также при настройкеили наладке устройства.Блок 11 дозаторов состоит из многоканальных перистальтических насосов - дозаторов.Транспортный блок 3 выполняетоперации по перемешиванию контейнеров с измерительными ячейками, находящимися в технологическом блоке бв горизонтальном или вертикальномнаправлениях (в вертикальном направлении для погружения электродов визмерительные 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 в цикле измерения и время между циклами измерения, которые задаются от блока 1 управления.Блок 5 испытуемых соединений предназначен для проведения серий65 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 используются четыре реагента (инкубационная смесь, раствор 5 К-саркоплазматического ретикулума, раствор АТФ, раствор СаС 12) 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 перемещаетконтейнер с измерительными ячейками (по количеству концентраций химического соединения) в рабочую позицию.Блок 11 дозаторов осуществляет серий.ное разведение испытуемого химического соединения, поступившего в блок 5 испытуемых соединений, и затем в каждую измерительную ячейку вводит в заданной. последовательности инкубационную смесь, 5 К и дозу испытуемого химического соединения. Затем включается блок 10 перемешивания в течение 20-30 с, после чего смесь .инкубируется в течение 20 мин при.37 ф 0,1 ОС, что определяется блоком 2 задания программы. Затем в измерительные ячейки поочередно блоком 11 дозаторов добавляется раствор АТФ, а через 0,5 мин (время, в течение которого отрабатывается вульгарная АТФ-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 блока 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 б. На второй вход логического блока 4 и на вход блоха 5 испытуемых химических соединений поступают раз решающие 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 припоступлении сигнала от блока 5, Время линейного нарастания рН лри введении составляет обычно 5-20 с, поэтому для определения этого линейного участка достаточно сделать двадискретных измерения. Это управление измерением осуществляется третьим коммутатором 19 по сигналам отблока 2 задания программы. Пропус кают сигналы с логического блока 4третьим коммутатором 19 через арифметический блок 20. С приходом первого сигнала от третьего коммутатора 19 через элемент ИЛИ 22 перебра сывается триггер 28 в единичноесостояние. После этого импульсы отгенератора 30 через элемент И 25поступают на счетчик 31 импульсови распределитель 32. Число импуль сов в серии, т.е. коэффициент пересчета этого счетчика, выбираетсяравным максимальному числу необходимых операций, выполняемых калькулятором 21 над вводимой в него инфор мацией. После поступления каждойсерии импульсов в распределитель 32сигнал переполнения от счетчика 31устанавливает триггер 28 в нулевоесостояние. Сигналы с выхода распре делителя 32 .через элемент ИЛИ 23разрешают ввод значений рН и времени Ьс через элемент И 26 и дешифратор 29 в калькулятор 21. Указанныесигналы 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 необходимыеоперации для вычисления активности 40 (А) по следующей зависимостиА = в- при этом значение Осодвс6 йНЬс 0предварительно вводится в регистрпамяти микрокалькулятора 21. После 45 вычисления значения А по сигналуот распределителя 32 через элементыИ 27 информация поступает в блок7 регистрации.По окончании режима измерения блок 50 7 регистрации запускает формирователь 18 импульсов, который устанавливает распределитель 17.импульсовво второе положение, первый коммутатор 8 подключает вторую паруэлектродов блока 12, лодключает вторую пару подстроечных элементовблока 14 коррекции в цепь обратной:вязи усилители 13, При введенииво вторую ячейку раствора СаС 2 начи.0 нается измерение влияния второй концентрации испытуемого химическогосоединения, затем третьего ч т.д. Применение изобретения дозволяетповысить производительность дри ог;ределении биологической активностихимических соединений беэ применения дополнительной аппаратуры для оп ределения АТФ-азной активности.Формула изобретенияУстройство 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 - с входом блока коррекции, а вторым выходом - с входомлогического блока, соединенного выходом с первым входом блока индикации, второй и третий входы которого подключены к выходам блока заданияпрограммы и транспортного блока соответственно, при этом один выход первого коммутатора соединен с соответ 0 ствующим входом усилителя, а другойвыход - с соответствующими входамиблока задания программы и блока регистрации, подключенного другимвходом к выходу блока испытываемых,15 мчеси соединений, а выходомк формирователю импульсов о т л ич а ю щ е е с я тем,. что, с цельюповышения эффективности устройстваэа счет расширения функциональных2 О возможностей, оно дополнительносодержит третий коммутатор, одинвход которого соединен с выходом блока задания программы, а другойвход - с выходом логического блока,25 и арифметический блок, первым входомподключенный к выходу третьего коммутатора, а вторым входом и выходомк блоку регистрации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 527845, кл. С 01 й 31/16, 1974.2. Авторское свидетельство СССР9 748249, кл. С 01 М 31/14, 1978,981888 ек Составитель Н. Романниковаактор Н. Киштулинец Техред Т.Маточка КорректорГ. Решеткие е е т тт те тт е тее т ттФ К дпис ре ттная, 4 т т теет т гФилиал ППП "Патент", г Ужгород, ул. П 9701/63 Тираж 887 ВНИИПИ Государственного по делам Изобретений и 113035, Иосква, Ж, Рауш т е