Устройство для биологических испытаний веществ

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЯИН 09) (1 11 С 01 И 33/48 РЕТЕНИЯ ИСАНИ У детельство СС33/16, 1977,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕП(71) Научно-исследовательский инстут по биологическим испытаниямхимических соединений(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ВЕЩЕСТВ, содержащее емкость для испытуемых веществ,емкость для питательных сред, соединенную трубопроводом через дозирующий насос с термостатируемойкюветой для размещения исследуемогобиообъекта, механически связанногос измерительным датчиком, соединенным через преобразователь аналогкод с регистратором, и блок программного управления, о т л и ч аю -щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности и производительности при испытаниях веществ на спазмо-,генную, спазмолитическую и противомедиаторную активности, оно снабженореверсивным приводом, двумя пороговыми элементами, первыми входами,соединенными.с измерителъным датчиком и технологическим блоком, соединенным с блоком программногоуправления, термостатируемой кюветойи через счетчик импульсов с регистратором, причем вторые входы пороговых элементов соединены с выходомблока программного управления, выход первого порогового элемента соединен с входом блока программного управления, выход второго пороговогоэлемента с оединен с входом р евеуси вного привода, а измерйтельный датчиквыполнен в виде датчика силы,2, Устройство.по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что технологический блок содержит узел транспортирования испытываемого вещества,узел дозирования испытываемого вещества и узел дозирования реагента.3. Устройство по п.2, о т л и "ч а ю щ е е с я тем, что узел транспортирования содержит транспортирующий механизм с электроприводоми контактор, соединенный через формирователь импульсов с блоком программного управления,4, Устройство по п.2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узел дози-рования испытуемого вещества содержит пробоотборник, соединенный механически с реверсивным электроприводом и переключателем, соединеннымчерез реле времени с формирователемимпульсов и электродвигателем дозирующего насоса испытываемого вещества, последовательно соединенныепервую и вторую схему И, один извходов первой схемы И соединен с вы.ходом формирователя импульсов узлатранспортирования, а второй входс блоком программного управления,второй вход второй схемы И соединенс выходом переключателя, а выходэтой схемы И соединен с входом реверсивного электропривода, и третьюсхему И, один вход которой соединенс выходом переключателя, второйвход - с выходом формирователя импульсов, а выход - с вторым входомреверсивного электропривода.5. Устройство по п.2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что узел дозирования реагента содержит последова. тельно соединенные схему И, реле времени, дифференцирующий элемент и электродвигатель дозирующего насоса реагента, соединенного трубопроводом с емкостью для хранения реагента,6. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью оперативной индикации процесса 29522исследования, оно содержит блок индикации, соединенный через дешифратор с выходом счетчика импульсов. 7. Устройство по п,1 р о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью активного перемешивания исследуемого вещества и реагента в кювете, оно содержит воздушный насос и магнитную мешалку, входы которык соединены с выходом блока программного управленияИзобретение относится к биологическим испытаниям органических и неорганических веществ (соединений) на фармакологические виды активности, а именно к устройствам для количественного определения способности химических соединений влиять на процессы, обуславливающие регуляцию тонуса гладкой мускулатуры.Функционирование устройства осно вано на регистрации эффективной реакции некоторых тканей животнык,Известно устройство для биологических испытаний веществ, содержащее емкости для питательной среды и ис следуемого вещества, термостатируемую кювету, соединенную через дозирующий насос с емкостью для питательной среды. Внутри кюветы размещен исследуемый биообъект, один конец которого закреплен неподвижно, а другой связан с измерительным датчиком, соединенным через преобразователь аналог-код с регистратором и блок программного управления 1,Недостатком известного устройства является низкая производительность, обусловпенная частой сменой биологического объекта, ручными операциями настройки измерительного прибора пос. ле смены биологического объекта и периодическим переносом входного патрубка и трубопровода насоса из емкости с питательной средой в емкость .с исследуемым раствором. Кро 35 ме того, зависимость величины усилия, возникающего при сокращении биологического объекта, от количества исследуемого вещества близка к линейной, а следовательно, для и змер ения параметров сокращения биологических объектов целесообразнее использовать датчики силы.Целью изобретения является повышение достоверности и производительности устройства при испытании веществ на .спазмогенную, спазмолитическую и противомедиаторную активности. Поставленная цель достигается тем,что устройство, содержащее емкость для испытуемых веществ, емкость для питательных сред, соединенную трубопроводом через дозирую 1 ций насос с термостатируемой кюветой для размещения исследуемого биообъекта, механически связанного с измерительным датчиком, соединенным через преобразователь аналог-код с регистратором, и блок программного управления, снабжено реверсивным приводом и двумя пороговы 4 и элементами, первыми входами соединенными с измерительным датчиком и технологическим блоком, соединенным с блоком программного управления, термостатируемой кюветой и через счетчик импульсов с регистратором, причем вторые входы пороговых элементов соединены с выходом блока программного управления, выход первого порогового элемента соединен с входом блока программного управления, выход второго порогового элемента соединен с входом реверсивного привода, а измерительный датчик выполнен в виде датчика силы,3 11295Кроме того, в устройстве технологический блок сопержит узел транспортирования испытываемого вещества, узел лозирования испытываемого веще 1 О ства и узел дознрования реагента, 5Узел транспортирования содержит транспортирующий механизм с электроприводом и контактор, соединенный через формирователь импульсов с блоком программного управления.Узел дозирования испытуемого вещества содержит пробоотборник, соединенный механически с реверсивным электроприводом и переключателем, соединенным через реле времени с . 15 Формирователем импульсов и электродвигателем дозирующего насоса испытываемого вещества, последовательно соединенные первую и вторую схему И, один из входов первой схемы И со единен с выходом формирователя импульсов узла транспортирования, авторой вход - с блоком программного управления, второй вход второй схемы И соединен с выходом переключателя, а выход этой схемы И соединен с входом реверсивного электропривода, и третью схему И, один вход которой соединен с выходом переключателя, второй вход - с выходом формировате- ЗО ля импульсов, а выход - с вторым вхо. дом реверсивного электропривода.Кроме того, узел дозирования реагента содержит последовательно соединенные схему И, реле времени, 35 дифференцирующий элемент и электродвигатель дозирующего насоса реаген-та, соединенного трубопроводом с емкостью хранения реагента.С целью оперативной индикации процесса исследования устройство содержит блок индикации, соединенный через дешифратор с выходом счетчика импульсов.С целью активного перемешивания 45 исследуемого вещества и реагента в кювете устройство содержит воздушный насос и магнитную мешалку, вхолыкоторых соединены с выходом блока программного управления. 50На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, на фиг. 2 - блок-схема технологического блока; на фиг, 3 - схема измерительного датчика (одной линией показаны электрические связи, 55 двойной сплошной линией - трубопроводы и пунктирной двойной линией - механические связи). 22 4Устройство содержит емкость 1 дляиспытуемых веществ, емкость 2 дляпитательных сред, дозирующий насос3, термостатируемую кювету 4, измерительный датчик 5, биологическийобъект 6, цифроаналоговйй преобразователь 7, регистратор 8, блок 9программного управления, первый ивторой пороговые элементы 10 и 11,реверсивный привод 12, воздушный насос 13, магнитную мешалку 14 счетчик 15 импульсов, дешифратор 16,блок 17 индикации и технологическийблок 18,Технологический блок 18 (фиг.2)включает в себя узел 19 транспортирования испытываемого вещества, узел20 дозирования испытываемого вещест"ва и узел 21 дозирования реагента.Узел 19 содержит транспортирующиймеханизм 22 с электроприводом 23,контактор 24 и формирователь 25 импульсов.Узел 20 содержит пробоотборник26, соединенный механически с реверсивным электроприводом 27 и переключателем 28. Переключатель 28 соединенчерез реле 29 времени с формирователем 30 импульсов и электродвигателем31 дозирующего насоса 32 испытываемого вещества.Кроме того, узел 20 содержит последовательно соединенные первую схему И 33, вторую схему И 34 и третьюсхему И 35.Узел 21 содержит последовательносоединенные схему И 36, реле 37 времени, дифференцирующий элемент 38и электродвигатель 39 дозирующегонасоса 40, соединенного трубопроводом с емкостью 41 для реагента, размещаемой в холодильнике 42.Измерительный датчик 5 содержит упругий элемент 43, измерительный тензодатчик 44, термокомпенсационный тензодатчик 45, стойку 46 с основанием 47 для крепления упругого элемента 43, элемент 48 крепления измеряемого биообразца,. измерительный мост 49, подключенный к тенэодат. чикам 44 и 45 и к усилителю 50.Двухканальный дозирующий насос 3 предназначен для ввода в термостатируемую кювету 4 питательной. среды и вывода содержимого при промывке кюветы 4, причем производительность вывода жидкости больше производительности ввода, что достигаетсяприменением в насосе рабочих элементов (силиконовых трубопроводов) разного диаметра. Это условие необходимо соблюдать, чтобы кювета 4 не переполнялась. В качестве промывочной жидкости используется питательная среда для поддержания жизнедеятельности биологического объекта.Перед началом работы по сигналу с третьего выкода блока 9 управления реверсивный привод 12 устанавливается в исходное положение. Посигналу с четвертого выхода блока 9 обнуляется счетчик 15 импульсов, по сигналу с пятого выхода блока 915 транспортирующий механизм 22 блока 18 устанавливается в исходное положение. Термостатируемая кювета 4 размещается в термостате (не показан)20Емкость 1 испытуемых веществ представляет собой набор стандартных растворов химических соединений различных концентраций. Дозы этих раст 25 воров вводятся в ячейки контейнера транспортирующего механизма 22, в другие ячейки контейнера вводится раствор питательной среды из емкости 2. Так, например, если контейнер имеет 36 ячеек и испытания проводят- ЗО ся с пятью концентрациями химических соединений, то в 1-5-е ячейки вводятся растворы первого химического соединения, причем в первую ячейку вводится доза раствора меньшей 35 концентрации (т.е. меньшему номеру ячейки соответствует меньшая концентрация раствора химического соединения), в шестую ячейку вводится питательная среда (которая использует ся в работе как промывочный раствор), в 7-11-е ячейки вносятся растворы второго химического соединения, в 12-ю ячейку вводится раствор питательной среды и т.д., в 31-35-е ячейки вносятся растворы шестого химического соединения, а в 36-ю ячейку - раствор питательной среды.Контейнер устанавливается оператором на транспортирующий механизм22, биологический объект 6 закрепляется на основание 47 Фиксации в термостатируемой кювете 4, послечего устройство готово к работе.Устройство работает следующим об разом.По команде с второго выхода блока 9 управления с помощью дозирующего насоса 3 заполняется термостатируемая кювета 4 раствором питательной среды из емкости 2, после чего по сигналу с восьмого выхода блока 9 управления включается воздушный насос 13 и магнитная мешалка 14. По команде с третьего выхода блока 9 управления включается реверсивный привод 12, который перемещает измерительный датчик 5.При некотором (принятом априорно за нуль - от 0,05 до 0,1 г) натяжении механической связи между датчиком 5 и биообъектом 6 выходной сигнал датчика 5 достигает величины порогового элемента 10, и привод 12 останавливается.Это положение привода 12 соответствчет исходному состоянию биологического объекта. Сигнал с шестоговыхода блока 9 управления, поступающий на вход 3" технологическогоблока 18, разрешает прохождение импульсов с Формирователя 25 через схе.му И 33 в рабочем режиме и запрещает прохождение этих импульсов приустановке транспортирующего механизма 22 в исходное состояние. Поэтомув рабочем режиме при поступлениисигнала на вход элект:опривода 23по входу "а" блока 18 этот приводперемещает транспортирующий механизм 22 на один шаг, срабатывает пе.реключающий контактор 24, на выходеформирователя 25 Формируется импульс,который, проходя через схему И 33,останавливает электропривод 23, Одновременно через схему И 34 включается реверсивный электропривод 27,и пробоотборник 26 опускается в первую ячейку контейнера транспортногоэлемента 22,Выходной импульс Формирователя 25 поступает также на вход счетчика 15 импульсов, в котором записывается единица, а выходная информация индицируется блоком 17. По опускании пробоотборника 26 в ячейку контейнера срабатывает переключатель 28, который запускает реле 29 времени и через схему И 35 останавливает электропривод 27. Реле 29 времени включает дозирующий насос 32, который вводит содержимое первой ячейки в термостатируемую кювету 4.По окончании выдержки времени выходной сигнал реле 29 времени через7 1129формирователь 30 по выходу "е " технологического блока 18 поступает напятый вход блока 9 управления, а повходу " поступает ответный сигнал,которнй через схему И 36 запускаетреле 37 времени,Сигнал с выхоца Формирователя 30поступает также через схему И 35 на/второй вход электропривода 27, и пробоотборник 26 поднимается в верхнее 1 Оположение,. переключатель 28 срабатывает и подает на вход схемы И 35запрещающий сигнал - электропривод27 останавливается.Выдержка времени реле 37 выбирается равной промежутку времени между вводом в кювету 4 раствора испытуемого вещества и раствора реагентаПо окончании выдержки временизадний фронт выходного сигнала реле 2 О37 дифференцируется элементом 38,выходной импульс которого запускаетэлектродвигатель 39 дозирующегонасоса 40, который вводит одну дозуреагента в кювету 4.25Импульс с выхода элемента 38, поступающий на шестой вход блока 9управления, выдает разрешение на проведение режима регистрации результатов опыта, после чего блок 9 управле-уония вьщает команду по первому выходу,которая отключает магнитную мешалку14 и воздушный насос 13 и разрешаетрегистрацию результатов испытания,Регистратор 8 регистрирует номер35ячейки (выходная информация счетчика 15) и силу сокращения биологического объекта (информация от измерительного датчика 5). 522 8По окончании времени регистрациивновь включается магнитная мешалка14 и воздушный насос 13, затем кювета 4 промывается с помощью дозирующего насоса 3 по команде со второговыхода блока 9 управления, а по сигналу с пятого выхода блока 9 транспортирующий механизм 22 перемещаетсяна один шаг, и работа устройстваповторяется,В устройстве предусмотрена возможность исключения из рабочегоцикла дозирования реагента из емкости 41. Этот режим работы устройстваиспользуется при промывке трубопровода дозирующего насоса 32, когдапо сигналу формирователя 30 блок 9управления не формирует ответныйсигнал для запуска реле 37 времени.При перемещении транспортирующегомеханизма 22 в конечную позицию сигнал с соответствующего выхода дешифратора 16 поступает на третий входблока 9 управления, который по окон"чании цикла прерывает работу устройства для замены контейнера транспортирующего механизма 22Если в процессе работы величина. усилия сокращения биологическогообъекта превьпнает допустимое значение (2-10 г), выходной сигнал измерительного датчика 5 превышает порогсрабатывания и пороговый элемент 11Формирует импульс. Выходной сигналэлемента 11 индицируется блоком 17,а также подается на второй входблока 9 управления, который прерыва"ет работу устройства для замены биологического объекта другим.1129522 Составитель Ф.Рогож Техред А,Кикемезей скин КорректорЕ,Си ктор Т.Веселов ое аказ 9442/3 113035,лиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектн Тира ИПЙ Государст о делам изобр Москва, Ж,822 Подленного комитета СССРтений и открытийаушская наб., д. 4/5