SU470099A3 - Устройство дл определени объема частиц в жидких средах - Google Patents

Description

кости, наход щимис  между двух порций 5 воздуха. Источник 1 нредставл ет собой поворотный стол 6 с несколькими приемниками 7; каждый из приемников находитс  ниже приемной трубки 8. Эта трубка установлена сбоку от поворотного стола и регулируетс  механизмо1 1 9 так, чтобы она входила и выходила из приемника 7, расположенного под ней, во врем  перемещени  поворотного стола. Вблизи стола расположен источник 10 промывочной жидкости . Приемна  трубка 8 механизмов 9 может поворачиватьс  вбок, чтобы она попадала и извлекалась из источника 10. Приемна  трубка 8 соединена с трубкой 11 роликового насоса 12. Пасос содерлсит несколько непрерывно вращающихс  параллельных роликов 13, которые прижимают к пластине 14 трубку 15. Соответственно, жидкость или газ в трубке 15 принудительно текут в направлении движени  роликов, а на входной стороне трубок насоса создаетс  всасывание. В результате приемна  трубка 8 последовательно всасывает часть пробы крови, наход щейс  в приемниках 7, подводимых в положение всасывани , норции воздуха и промывочной жидкости по очереди между засасываемыми порци ми пробы крови; таким образом создаетс  непрерывный поток в трубке 2, объем каждой порции можно регулировать временем погружени  приемной трубки 8 в приемник 7 и источник 10, и временным интервалом между г оследующими погружени ми, пока трубка 8 находитс  на воздухе. Порции 4 промывочной жидкости и порции 5 воздуха предназначены дл  тщательной промывки и продувки внутренних стенок трубок, по которым поступает непрерывный поток, и дл  эффективного удалени  остатков предыдущей пробы крови и предотвращени  загр знений поступающих, новых порций пробы крови. Непрерывный поток, прокачиваемый по трубке 11, проходит по трубке 15 при посто нной скорости и подаетс  в накопительную камеру 16 с входом 17. Трубка 15 соединена с входом в накопительную камеру муфтой 18. Выход 19 из накопительной камеры выполнен в виде тройника с двум  выходами 20 и 21. Накопительна  камера, вход 17 и выход 19 могут выполн тьс  в виде целого стекл нного издели . Выход 19 соединен с муфтой 22 гибкой трубкой 23, котора  соединена с трубкой 24 дл  отвода сбросов, с трубкой 24 взаимодействует насос 12; выход 21 соединен через луфту 25 с гибкой трубкой 26, предназначенной дл  выброса содержи.мого накопительной камеры в загрузочное отверстие 27 центрифуги 28. Гибкие трубки 23 и 26 имеют управл емые вентили 29 и 30 соответственно, которые управл ютс  программным устройством 31, выполненным в виде релейного источника последовательных сигналов; эти вентили управл ютс  так, что пробы крови отдельно накапливаютс  внутри накодительнойкамеры 16, а промежуточные порции промывочной жидкости вь1орасываютс . Во врем  уплотнени  пробы крови и подачи порции промывочной жидкости в накопительную камеру вентиль 29 открыт , а вентиль 30 закрыт. Порци  4 промывочной жидкости промывает внутреннюю часть накопительной камеры и выходит по трубке 23 и насосной трубке 24 на выброс. Сразу перед поступлением пробы 3 крови в накопительную камеру вентили 29 и 30 закрываютс  программным устройством 31. Отключаютс  трубки 23 и 26, соответственно, и закрываетс  накопительна  камера. Затем непрерывный поток снова вводитс  во входную трубку 17, подаваемый насосом, порци  3 пробы крови отдельно накапливаетс  в накопительной камере 16 - вентиль 30 открываетс ; в это врем  вентиль 29 остаетс  закрытым. Наконивща с  в накопительной камере проба крови выжимаетс  под давлением через выход 21 и трубку 26 в отверстие 27. Вследствие создаваемого в камере 16 напора кажда  порцп  крови подаетс  в загрузочное отверстие 27 со значительно больщей скоростью, че.м если бы эта порци  подавалась пр мо по трубке 15. Порци  пробы крови через отверстие 27 центр.обежными силами выдавливаетс  в капилл рную камеру 32 дл  центрифугировани . В то врем , как накопивша с  порци  крови подаетс  из накопительной камеры в загрузочное отверстие 27, программное устройство 31 открывает вентиль 29; в это врем  вентиль 30 остаетс  открытым. Трубка 26 и полость накопительной камеры соедин етс  трубкой 23 и насосной трубкой 24 с атмосферой . Остатки жидкости в накопительной камере и трубке 26 продуваютс  и выбрасываютс  в отходы. Поскольку трубка 26 соединена с атмосферой, она в первую очередь прочищаетс  и продувает систему. Прохождение воздуха по трубке 26 эффективно очищает внутренние стенки, чтобы избежать загр знени  следующей порции крови. Затем программное устройство 31 закрывает вентиль 30, вентиль 29 остаетс  открытым. В накопительную камеру подаетс  очередна  порци  промывочной л идкости. Поскольку вентиль 29 открыт, эта порци  промывочной жидкости проходит через камеру 16 и по трубке 23 выбрасываетс . Накопительна  камеры промываетс  от всех остатков предществующей порции пробы крови. Затем в накопительную камеру подаетс  следующа  порци  воздуха, камера очищаетс  от промывочной жидкости по трубке 23 под действием насоса 12. Чтобы избежать низких давлений вследствие всасывающего действи  насоса по трубке 23 и дл  создани  напора в камере 16 во врем  введени  слеующей порции крови, вентиль 29 остаетс  открытым, а вентиль 30 открываетс  дл  проувки накопительной камеры. Когда вентиль 0 закрываетс , накопительна  камера вновь казываетс  готовой к накоплению следуюей порции крови из потока, направленного

по трубке 15, при этом вентиль 29 снова закрываетс . Этот цикл повтор етс  дл  каждой порции пробы крови, подаваемой в центрифугу 32. Кроме того, программное устройство 31 управл ет поворотным столом б и механизмом 9, создава  соответствующий сдвиг фаз в работе вентилей 29 и 30 дл  подачи непрерывного потока в накопительную камеру.

Центрифуга дл  порций проб крови, поступающих из накопительной камеры по трубке 26, содержит головку 33, перифери  которой расположена в кольцевом контейнере 34. Головка центрифуги установлена на валу 35 электродвигател  36. Электродвигатель работает непрерывно и вращает головку центрифуги , при этом проба крови подвергаетс  действию центробежной силы с большил ускорением . В головке центрифуги наход тс  капилл рные камеры 37, которые соедин ютс  входными концами с загрузочным отверртием 27.

Капилл рна  камера 37 дтожет быть выполнена в виде стекл нной трубки с радиальновозвратным направлением, например S-образной формы, образу  ловушку 38 дл  жидкости в средней части трубки. Концы капилл рной камеры открыты дл  перетока избыточной жидкости, поданной в камеру. Ловущка 38 дл  жидкости, создаваема  коленами 39 и 40, обеспечивает центрифугирование одинакового объема жидкой пробы крови, независимо от количества крови, поданной в отверстие центрифуги.

Капилл рна  к меоа 37 и загрузочное отверстие 27 МОГУТ быть выполнены за одно целое в виде прозрачной вставки 41 из эпоксидной смолы. Вставка вставл етс  в выступ 42, выточенный в головке центрифуги, и крепитс  R ней з жпмами и т. п. Кооме того, в основании выступа имеетс  смотровое окно 43 с продольными размерами, равными размеру капилл оной камеры 37; оно расположено вдоль колена 39 капилл рной камеры. Продольный размер окна соответствует промежуточной части колена 39, заполненной порцией крови дл  анализа.

При работе устройства, когда вентиль 30 открываетс , следующа  порци  крови, накопленна  в накопительной камере 16, быстро , под давлением выбрасываетс  в загрузочное отверстие 27. Больщой объем жидкости в загрузочном отверстии центробежной силой продавливаетс  в. капилл рную камеру 37 и выдавливает из нее содержимое. Уплотненные клетки- 44,- наход щиес  в ловущке 38, выбрасываютс  по колену 40 в направлении, противоположном центробежной силе, и по ко .лену 45 они .попадают в контейнер 34 и далее подаютс  на выброс. Дл  обеспечени  хорошей , очистки и предотвращени  загр знени  пробы крови объект жидкости должен в б- раз превосходить объем ловупжи капилл рной камеры; перва  порци  каждой пробы используетс  дл  выброса уплотненных клеток, л также дл  удалени  или вымывани  остатков

ранее центрифугировавщихс  порций крови из капилл рной камеры; только последующа  часть порции крови захватываетс  ловущкой и подвергаетс  центрифугированию. Поскольку кажда  порци  пробы крови вводитс  в капилл рную камеру 37. эритроциты НЛП клетки подвергаютс  действию центробежной силы в коленах 39 и 40. Насосный эффект , благодар  тому, что часть каждой порПИИ крови центробел но продавливаетс  по колену 45 к выходу капилл рной камеры 37, приводит к увеличению концентрации эритроцитов в колене 40 по сравнению с концентрацией их в колене 39. Поток порции пробы

крови в капилл рной камере продолжаетс  до прекращени  подачи в загрузочное отверстие 27. В это врем  часть пробы крови в колене

45выдавливаетс  центробежной силой из капилл ра 37 в контейнер 34, внутренние стенки которого можно промывать непрерывно обычным способом дл  предотвращени  накоплени  выбрасываемых клеток и обеспечени  их прохождени  на выброс; эта часть пробы крови, наход ща с  в ловущке 38, задерживаетс  и центрифугируетс , при этом эритроциты уплотн ютс  в радиальной наружной U-образной части. Вследствие увеличенной копцептрацип эритроцитов или клеток в колене 40 объемы уплотненных клеток в коленах 39 и 40 слегка отличаютс . Однако существует пр мое соотнощение объемов уплотненных клеток в коленах 39 и 40 и каждый из этих объемов можно измер ть.

Объем уплотненных клеток в колене 39 можно определить оптически, например, с помощью фотоэлектронного устройства. Дл  этого плоскость вращени  головки 33 центрифуги помещают между неподвижным зеркалом

46п фотодетектором 47. Зеркало п фотодстектор установлены так, чтобы они освещались через окно 43 и капилл рную камеру 37 при каждом повороте головки центрифуги. Выход фотодетектора подключен к усилителю 48, выход которого через быстродействующую интегрирующую цепь 49 присоединен к первому входу дифференциального усилител  50; компенсирующее напр жение в потенциометре 51 прилагаетс  ко второму входу дифференциального усилител  50, выход которого св зан с электрическим приводом 52, снабженным арматурой 53. На арматуре неподвижно установлено зеркало.54. которое расположено так. что оно отражает, световой луч 55.. ограт1ичепныйотверстиел .5.6 .и.напр-авленный от источника .света 57 череа :колли: 1атор 58 на. зеркало 46. Колтпенсир-ующее-напр. же .пие на потенциометре51; прилагаемое ко второму входу дифференциального усилител  50,

0 достаточно дл  приведени  в действие привода 52, поддерживающего луч 55 света на внутренне-радиальном конце окна 43. Световой луч перемещаетс  наружу по стрелке 59, когда зеркало 54 поворачиваетс  электродвига5 телем привода 52 против часовой стрелки. Когда порци  крови поступает в капилл рную камеру 37, зеркало 54 возвращаетс  в исходное положение, и световой луч 55 располагаетс  на внутренне-радиальном конце окна 43. Как только порци  пробы крови в капилл рной камере уплотн етс , и поскольку плазма 60 прозрачна, световой луч модулируетс , и световой импульс проходит через капилл рную камеру на детектор 47 при каждом повороте головки центрифуги. Каждый световой импульс, падающий на фотодетектор 47, заставл ет усилитель 48 зар жать интегрирующую цепь 49, при этом напр жение, прилагаемое к первому входу дифференциального усилител  50, быстро и непрерывно возрастает в противоположность компенсирующему напр жению на втором входе этого дифференциального усилител . Электродвигатель привода 52 приводитс  в действие и заставл ет зеркало 54 поворачиватьс  против часовой стрелки , при этом световой луч перемещаетс  наружу по радиусу головки центрифуги. Благодар  зар жающему действию интегрирующей цепи 49 световой луч непрерывно прослеживает границу 61 раздела между плазмой 60 и уплотненными клетками 44 в колене 39. Когда клетки уплотн ютс  и граница 61 раздела фиксируетс , световой луч остаетс  неподвижным на этой границе, положение зеркала 54 указывает объем уплотненных клеток в капилл рной камере 37. В действительности световой луч несколько колеблетс  около границы раздела благодар  мгновенной зар дке и разр дке интегрирующей цепи 49. Например, если световой луч находитс  на границе раздела , то общее освещение фотодетектора 47 несколько уменьшено, что приводит к мгновенной разр дке интегрирующей цепи 49 и соответствующему уменьшению напр жени  на первом входе дифференциального усилител  50. Соответственно, электродвигатель привода 52 поворачивает зеркало 54 против отверсти  64 по трубке 65, котора  соединена с выходным отверстием накопительной камеры (не показана на чертежах), подобной камере 16 на фит. I. В этом случае программное устройство 31 должно быть приспособлено дл  управлени  дополнительным источником проб крови и порци ми промывочной жидкости, соответствующим источнику 1, а также вентильным устройством, соответствующим вентил м 29 и 30; это обеспечивает одновременную поцачу проб крови по трубкам 26 и 65 в загрузочные отверсти  27 и 64, соответственно. Объем уплотненных клеток во второй капилл рной камере 63 можно оптически определ ть при дублировакии описанного выше регистрирующего оборудовани , представленного капилл рной камерой 63, световым лучом 66, зеркалом 67 и фотодетектором 68, как это показано пунктиром на фиг. I. Фотодетекторы 47 и 68 могут быть св заны вращением центрифуги так, чтобы они включались только при прохождении соответствующих капилл рных камер 37 и 63 между ними и зеркалами 46 и 67, соответственно. Поэтому , объемы уплотненных клеток в коленах 39 и 69 могут быть определены и результаты записаны отдельно. Например, самописец 62 может быть обычным двухперьевым устройством , каждое из перьев которого св зано с соответствзющим регистрирующим устройством капилл рных камер 37 и 63. соответственно, или это может быть отдельный самописец, св занный с регистрирующим устройством капилл рной камеры 63, как указано выше. Предмет изобретени  1.Устройство дл  определени  объема чатиц в жидких средах, например в крови, соержащее центрифугу с электрическим привоом и капилл рные камеры, отличающеес   тем, что, с целью обеспечени  непрерывного автоматического процесса исследовани  и повышени  точности определени  объема частиц, в нем установлены загрузочный механизм , один или несколько, по числу капилл рных камер, программное и фотоэлектронные устройства, а капилл рные камеры выполргены с возвратным направлением, например, S-образной и j-образной формы. 2.Устройство по п. I, отличающеес  тем. что, с целью непрерывной автоматической подачи заданных порций исследуемой жидкости с последуюпдей промывкой и продувкой капилл рных камер, загрузочный механизм выполнен в виде источника исследуемой жидкости, источника промывочной жидкости , насоса пульсирующего потока, накопительной камеры, управл емых вентилей и систелгы трубопроводов, выход которой соединен с капилл рной камерой. 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью регистрации процесса центрифугировани  и индикации объема уплотненных частиц, фотоэлектронное устройство выполнено в виде последовательно установленных источника света, коллиматора, ограничительного отверсти , подвижного зеркала, неподвижного зеркала, неподвижного зеркала , фотодетектора и последовательно включенных усилител , интегрирующей цепочки, дифференциального усилител  и электрического привода движени  подвижного зеркала и писчика регпстрируюп1его прибора. 4.Устройство по п. 1, отличающеес  тем. что, с целью тос.тедовательного забора проб исследуемой жидкости, затем промывочной и синхронизации работы загрузочного механизма , программное устройство выполнено в виде релейного источника последовательны сигналов.