CZ27863U1 - Device for online analysis of monitoring of biologically active substances by making use of microdialysis - Google Patents

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká konstrukce plně automatizovaného zařízení pro online analýzu sledování biologicky aktivních látek pomocí mikrodialýzy, které je tvořeno přístrojovou sestavou obsahující vzájemně propojené infuzní dávkovač, analyzátor a řídicí a vyhodnocovací jednotku. Dosavadní stav technikyThe technical solution relates to the construction of a fully automated device for online analysis of the monitoring of biologically active substances by means of microdialysis, which consists of an apparatus assembly comprising an interconnected infusion dispenser, analyzer and control and evaluation unit. Background Art

Mikrodialýza je progresivně se rozvíjející miniinvazivní technika sledování lokálního metabolismu, farmakokinetiky, farmakodynamiky a fyziologie tkání, např. bariérové funkce, krevního průtoku apod. Technika je založena na prosté difúzi látek přes semipermeabilní membránu mikrodialyzační sondy, která je implantována do vyšetřované tkáně. Mezi hlavní oblasti jejího využití patří in vivo monitoring metabolismu či farmakokinetické experimentální studie, v případě klinické praxe nachází mikrodialýza uplatnění především v (neuro)intenzivní péči. Vzhledem k požadavkům kontinuálního monitoringu stavu tkání s minimalizací doby mezi odběrem vzorku a získáním výsledku analýzy (tzv. lag-time) se výzkum a vývoj mikrodialyzačních biosenzorů soustředil na online systémy, tj. vyšetřování téměř v reálném čase. V řadě těchto systémů se díky specificitě stanovení prosadila implementace optických detektorů (Baldini F Microdialysisbased sensing in clinical applications. Anal. Bioanal. Chem. 397(3) (2010) 909-916.). Nezanedbatelný význam má v posledních letech i vysoce citlivá elektrochemická detekce (Mecker LC, Martin RS. /ntegration of microdialysis sampling and microchop electrophoreses with electrochemical detection. Anal. Chem. 80(23) (2008) 9257-9264.; Zhu W et al. A new microdialysiselectrochemical device for in vivo simultaneous determination of acetylcholiie and choline in rat brain treated with N-methyl-(R)-salsolinol. Biosens Bioelectron. 24(12) (2009) 3594-3599; Liu K, et al. Dynamic regional changes of extracellular ascorbic acid durinn globál cerebral ischemia: studied with in vivo microdialysis coupled with on-line electrochemical detection. Brain Ees. 1253 (2009) 161-168; Lin Y et al. Physiologically relevant online electrochemical method for continuous and simultaneous monitoring of striatum glucose and lactate following globál cerebral ischemia/reperfusion. Anal. Chem. 81(6) (2009) 2067-2074.; Lin Y at al. A nonoxidative electrochemical approach to online measuremenss of dopamine release trrough laccase-catalyyed oxidation and intramolecular cyclization of dopamine. Biosens Bioelectron. 25(6) (2010) 1350-1355.).Microdialysis is a progressively evolving mini-invasive technique for monitoring local metabolism, pharmacokinetics, pharmacodynamics, and tissue physiology, such as barrier function, blood flow, and the like. Its main applications include in vivo monitoring of metabolism or pharmacokinetic experimental studies; in the case of clinical practice, microdialysis is mainly used in (neuro) intensive care. Due to the requirements of continuous monitoring of the tissue condition with minimizing the time between sampling and obtaining the result of the analysis (lag-time), the research and development of microdialysis biosensors focused on online systems, ie, near real-time investigations. In a number of these systems, the implementation of optical detectors (Baldini F Microdialysisbased sensing in clinical applications. Anal. Bioanal. Chem. 397 (3) (2010) 909-916) has established itself thanks to assay specificity. Highly sensitive electrochemical detection has also played a significant role in recent years (Mecker LC, Martin RS.). Anal. Chem. 80 (23) (2008) 9257-9264; Zhu W et al. A new microdialysiselectrochemical device for in vivo simultaneous determination of acetylcholine and choline in rat brain treated with N-methyl- (R) -salsolinol Biosens Bioelectron 24 (12) (2009) 3594-3599; Liu K, et al. regional changes of extracellular ascorbic acid durinn global cerebral ischemia: studied with in vivo microdialysis coupled with on-line electrochemical detection, Brain Ees, 1253 (2009) 161-168, Lin Y et al. Key words: striatum glucose and lactate following global cerebral ischemia / reperfusion, Anal. Chem. 81 (6) (2009) 2067-2074; Lin Y at al. A non-oxidative electrochemical approach to online measuremenss of dopamine release trrough laccase-catalytic oxidation and intramolecular cyclization of dopamine. Biosens Bioelectron. 25 (6) (2010) 1350-1355.).

Cílovými analyty online in vivo mikrodialýzy jsou nízkomolekulámí snadno oxidovatelné (signální) molekuly, např. i oxid dusnatý (NO). Oxid dusnatý je látka, která působí jako klíčový mediátor celé řady fyziologických procesů, přičemž se účastní i některých vysoce rizikových stavů s vysokou mortalitou, např. sepse nebo stavů po resuscitaci. Vzhledem ke krátkému biologickému poločasu přeměny oxidu dusnatého je jeho monitorování v průběhu in vivo experimentů obvykle prováděno pomocí nepřímých metod (Hetrick EM, Schoenfisch MH. Analytical chemistry ofnitric oxide. Annu. Rev. Anal. Chem. 2 (2009) 409-33.). V posledním desetiletí byly vyvinuty účinné elektrochemické senzory pro analýzu NO a byla navržena řada jejich biomedicínských aplikací (Xian Y et al. Messurement of nitric oxide released in the rat heart with an amperometric microsensor. Analyst 125(8) (2000) 1435-1439.; Pekarova M, Kralooa J, Kubala L, Ciz M, Lojek A, Gregor C, Hrbac J. Continuous electrochemical monitoring ofnitric oxide production in murine macrophage cell line RAPY264.7. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 394(5) (2009) 1497-1504.), z nichž některé jsou využitelné i v klinické medicíně (Bledsoe JM et al. Development of the Wireless Instantaneous Concentration System for intraoperative neurochemical monitoring using fast-scan cyclic voltammetry. J Neurosurg. 111(4) (2009) 712-723.; van Gompel JJ et al. Development of intraoperative electrochemical detection: wireless inntantaneous neurochemical concentration sensor for deep brain stimulation feedback. Neurosurg Focus. 29(2) (2010) E6). Nespornou výhodou elektrochemických senzorů je, kromě vysoké citlivosti, možnost monitorování in šitu a zejména v reálném čase při zpoždění (lag-time) v řádu jednotek až zlomkůTargeted analytes for online in vivo microdialysis are low molecular weight readily oxidizable (signaling) molecules such as nitric oxide (NO). Nitric oxide is a substance that acts as a key mediator for a variety of physiological processes, taking part in some high-risk conditions with high mortality, such as sepsis or post-resuscitation conditions. Due to the short half-life of nitric oxide conversion, its monitoring during in vivo experiments is usually performed by indirect methods (Hetrick EM, Schoenfisch MH. Analytical chemistry of nitric oxide. Annu. Rev. Anal. Chem. 2 (2009) 409-33). . In the last decade, efficient electrochemical sensors for NO analysis have been developed, and a number of their biomedical applications have been proposed (Xian Y et al., Metering of nitric oxide, released in the rat heart with an amperometric microsensor. Analyst 125 (8) (2000) 1435-1439). , Pekarova M, Kralooa J, Kubala L, Ciz M, Lojek A, Gregor C, Hrbac J. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 394 (5) (2009) 1497 -1504.), Some of which are also useful in clinical medicine (Bledsoe JM et al. Development of the Wireless Instantaneous Concentration System for Intraoperative Neurochemical Monitoring using the fast scan cyclic voltammetry. J Neurosurg. 111 (4) (2009) 712- 723, van Gompel, JJ et al., Intraoperative electrochemical detection: wireless innocent neurochemical concentration sensor for deep brain stimulation, Neurosurg Focus, 29 (2) (2010) E6). The indisputable advantage of electrochemical sensors is, in addition to high sensitivity, the possibility to monitor in situ and especially in real time when lag-time in the order of units to fractions

-1 CZ 27863 U1 vteřin. Mezi základní omezení v použití těchto senzorů patří jejich relativně nízká specificita (pro interference jiných látek) a omezená aplikovatelnost pro stanovení širšího spektra látek v jedné analýze.-1 CZ 27863 U1 seconds. The basic limitations of the use of these sensors include their relatively low specificity (for interferences of other substances) and limited applicability for determining a wider spectrum of substances in a single assay.

Mikrodialýza (rovněž in šitu technika) nabízí obecně jednoduchou matrici vzorku, zbavenou enzymů a jiných makromolekulámích interferentů, čímž usnadňuje následné stanovení koncentrací celé řady malých molekul, ovšem za cenu zředění vzorku. Hlavní nevýhodou mikrodialýzy oproti elektrochemickým senzorům je, až na výjimky (Deeba S et al. Use of rapid sampling microdialysis for intraoperative monitoring ofbowel ischemia. Dis. Colon. Rectum. 51(9) (2008) 1408-1413), relativně nízké časové rozlišení, kdy je nutné Čekat několik minut až desítek minut na sběr malého objemu dialyzátu, který následně vyžaduje speciální a finančně nákladné analyzátory, resp. sofistikovanou analytickou techniku.Microdialysis (also in situ technique) generally offers a simple sample matrix free of enzymes and other macromolecular interferents, thereby facilitating subsequent determination of a range of small molecules, but at the cost of sample dilution. The main disadvantage of microdialysis over electrochemical sensors is, with some exceptions (Deeba S et al., Use of rapid sampling microdialysis for intraoperative monitoring ofbowl ischemia. Dis. Colon. Rectum. 51 (9) (2008) 1408-1413), relatively low time resolution when it is necessary to wait a few minutes to tens of minutes to collect a small volume of dialysate, which in turn requires special and costly analyzers, respectively. sophisticated analytical technique.

Úkolem předkládaného technického řešení je představit nové zařízení, které by spojovalo veškeré výhody používání mikrodialýzy a elektrochemického mikrosenzoru, zároveň minimalizovalo uváděné nevýhody obou technik a bylo použitelné zejména v experimentálním biomedicínském, popřípadě i klinickém, výzkumu.The aim of the present invention is to introduce a new device that combines all the advantages of using microdialysis and an electrochemical microsensor, while minimizing the reported disadvantages of both techniques and being particularly useful in experimental biomedical or clinical research.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Stanoveného cíle je dosaženo technickým řešením, kterým je zařízení pro online sledování biologicky aktivních látek pomocí mikrodialýzy sestávající z analyzátoru, infuzního dávkovače a řídicí a vyhodnocovací jednotky, které jsou uzpůsobeny pro umožnění vzájemného propojení jejich funkčních členů a pro ustavení do kompaktní sestavy, kde podstata řešení spočívá v tom, že analyzátor je vybaven detekčním tělesem, které je uloženo ve vnitřním prostoru jeho kovového pouzdra, je vyrobeno z elektricky nevodivého chemicky odolného materiálu, prostřednictvím kontaktního stykače propojeno s elektronickým ovládacím blokem a je v něm vytvořena měřicí cela, do níž jsou pomocí propojovacích šroubení zavedeny přívod a odvod nosného média, je v ní uložen elektrochemický senzor, shora je uzavřena odvzdušňovacím ventilem a zespodu pomocnou elektrodou, přičemž přívod nosného média je zaústěn do mikrodialyzační sondy, kam je rovněž propojena jehla injekční stříkačky vyjímatelně uložená v nástavcích krytu infuzního dávkovače, hnací píst jehož mechanické jednotky je jednak opatřen dorazem pro zajištění přenosu hnací síly na tlačný píst vložené injekční stříkačky, jednak koncovými elektronickými pojistkami pro vymezení krajních poloh svého pohybu a jednak kontrolní elektronickou pojistkou pro zajištění detekce kontaktu při dosažení přednastaveného přítlaku hnacího pístu a tlačného pístu vložené injekční stříkačky.The aim is achieved by a technical solution which is a device for online monitoring of biologically active substances by means of microdialysis consisting of an analyzer, an infusion dispenser and a control and evaluation unit which are adapted to enable their functional members to be interconnected and set into a compact assembly where the essence of the solution in that the analyzer is provided with a detecting body which is housed in the inner space of its metal housing, is made of electrically non-conductive chemically resistant material, is connected to the electronic control block by means of a contact contactor, and a measuring cell is formed therein by means of the inlet and outlet of the carrier medium are introduced in the connecting fittings, an electrochemical sensor is mounted therein, it is closed from above by a venting valve and from below by an auxiliary electrode, the supply of the carrier medium being led into the microdialysis the probe needle, which is also interconnected by a syringe needle removably mounted in the extensions of the infusion dispenser cover, the drive piston of which the mechanical unit is provided with a stop to provide transmission of the driving force to the plunger of the intermediate syringe, and by the end electronic fuses for defining the extreme positions of its movement and on the one hand, by a control electronic fuse for detecting contact when the preset pressure of the drive piston and the plunger of the inserted syringe is reached.

Ve výhodném provedení je vnitřní prostor pouzdra opatřen alespoň jednou dělicí přepážkou pro vytvoření komor pro oddělené vyjímatelné uložení elektronického ovládacího bloku a detekčního tělesa, přičemž vnitřní pouzdro je opatřeno odklopným víkem, v němž je vytvořen odvětrávací otvor.In a preferred embodiment, the inner space of the housing is provided with at least one partition wall to form chambers for separately removable storage of the electronic control block and the detecting body, the inner housing being provided with a hinged lid in which a vent is formed.

V optimálním provedení je měřicí cela vytvořena ve středové části detekčního tělesa a jsou do ní horizontálně zavedeny směrem vně se stupňovitě rozšiřující přívodní kanálek, odtokový kanálek a úložný kanálek, jejichž koncové stupně jsou upraveny, s výhodou opatřeny závitem, pro vložení a zatěsnění propojovacích šroubení, kde do přívodního kanálku je zavedena elastická přívodní hadička nosného média, do odtokového kanálku odtoková hadička nosného média a do úložného kanálku je vložen elektrochemický senzor, přičemž měřicí cela je rovněž vertikálně propojena s horním i spodním čelem detekčního tělesa, když ve spodním kanále je upevněna a zatěsněna pomocná elektroda a horní kanál je uzavřen odvzdušňovacím ventilem.In an optimum embodiment, the measuring cell is formed in the central portion of the detector body and is horizontally introduced thereto in an outwardly extending inlet channel, drain channel, and receiving channel, the end stages of which are provided, preferably threaded, for inserting and sealing the connection fittings, wherein an elastic carrier medium supply tube is introduced into the inlet channel, a carrier medium drain tube is inserted into the outlet channel, and an electrochemical sensor is inserted into the receiving channel, and the measuring cell is also vertically connected to the upper and lower faces of the detector body when fixed in the lower channel and the auxiliary electrode is sealed and the upper channel is closed by a vent valve.

Předkládaným řešením se dosahuje nového a vyššího účinku v tom, že spojením přístroje pro provádění mikrodialýzy se speciálně upraveným elektrochemickým mikrosenzorem do jednoho zařízení je vytvořen plně automatizovaný integrovaný on-line systém vhodný pro in vivo analýzu a monitoring NO a dalších biologicky aktivních látek. Zařízení je použitelné v širokém rozsahuThe present solution achieves a new and higher effect in that by combining the microdialysis apparatus with a specially adapted electrochemical microsensor into a single device, a fully automated integrated on-line system suitable for in vivo analysis and monitoring of NO and other biologically active substances is created. The device can be used in a wide range

-2CZ 27863 Ul rychlostí průtoku nosné kapaliny od 0,1 μΙ/min až po 1000 μΐ/min při zachování konstantního a přesného průtoku.-2CZ 27863 U1 carrier fluid flow rate from 0.1 μΙ / min to 1000 μΐ / min with constant and accurate flow.

Objasnění obrázků na výkresechExplanation of the drawings in the drawings

Konkrétní provedení technického řešení jsou schematicky znázorněna na připojených výkresech, kde obr. 1 je celkový čelní axonometrický pohled na zařízení, obr. 2 je celkový boční axonometrický pohled na zařízení, obr. 3 je celkové schéma zařízení při čelním pohledu a se znázorněním propojení flexibilních hadiček se sondou umístěnou ve zkoumaném vzorku, obr. 4 je schematické znázornění odkryto váného infuzního dávkovače při čelním pohledu, obr. 5 je schematické znázornění infuzního dávkovače s odkrytovanou dávkovači jednotkou při pohledu shora, obr. 6 je schematické znázornění analyzátoru s otevřeným víkem při pohledu shora, obr. 7 je vertikální řez analyzátorem z obr. 6 v rovině uložení elektrochemického senzoru, obr. 8 je detailní vertikální řez analyzátorem z obr. 7 při vyjmutém elektronickém ovládacím bloku a obr. 9 je detailní vertikální řez analyzátorem z obr. 6 v rovině kolmé na uložení elektrochemického senzoru.FIG. 1 is an overall front perspective view of the device, FIG. 2 is an overall side view of the device, FIG. 3 is an overall diagram of the device in front view and a representation of flexible tubing connections; FIG. Fig. 4 is a schematic illustration of an infusion dispenser with an exposed dispensing unit as seen from above; Fig. 6 is a schematic illustration of an open lid analyzer seen from above; Figure 7 is a vertical section of the analyzer of Figure 6 in the plane of the electrochemical sensor, Figure 8 is a detailed vertical section of the analyzer of Figure 7 with the electronic control block removed and Figure 9 is a detailed vertical section of the analyzer of Figure 6 in a plane perpendicular to ulo electrochemical sensor.

Výkresy, které znázorňují technické řešení, a následně popsaný příklad konkrétního provedení v žádném případě neomezují rozsah ochrany uvedený v definici, ale jen objasňují podstatu technického řešení.The drawings, which illustrate the technical solution, and the example of a particular embodiment described below do not in any way limit the scope of protection given in the definition, but merely illustrate the nature of the technical solution.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solutions

Zařízení podle technického řešení sestává ze tří základních částí, a to z analyzátoru I, infuzního dávkovače 2 a řídicí a vyhodnocovací jednotky 3, která je vybavena blíže nepopisovanými standardními speciálními elektronickými přístroji a prvky. Všechny části I, 2, 3 jsou uzpůsobeny, například vybaveny průchodkami či konektory, pro umožnění vzájemného propojení jejich funkčních členů, které budou popsány níže. Zároveň jsou tyto části I, 2, 3 koncipovány tak, aby bylo umožněno jejich ustavení do kompaktní sestavy, například vertikální pyramidy, jak je patrné z obr. 1 a obr. 2.The device according to the invention consists of three basic parts, namely the analyzer I, the infusion dosing device 2 and the control and evaluation unit 3, which is equipped with standard special electronic devices and elements not described in detail. All parts I, 2, 3 are adapted, for example equipped with bushings or connectors, to allow their functional members to be interconnected, which will be described below. At the same time, these parts I, 2, 3 are designed so as to allow them to be placed in a compact assembly, for example a vertical pyramid, as shown in FIGS. 1 and 2.

Analyzátor 1 je tvořen pouzdrem li vyrobeným z kovu, s výhodou z hliníkové nebo hořčíkové slitiny, které slouží jako Faradayova klec stínící elektromagnetické ruchy okolí. Vnitřní prostor pouzdra U je opatřen alespoň jednou dělicí přepážkou 111 vytvářející komory pro oddělené vyjímatelné uložení elektronického ovládacího bloku 12, působícího jako potenciostat, a detekčního tělesa 13 vyrobeného z plastového materiálu odolného chemikáliím, například z polyetereterketonové pryskyřice. V dělicí přepážce 111 je za účelem zajištění vodivého propojení detekčního tělesa 13 a funkčních prvků elektronického ovládacího bloku 12 zabudován kontaktní stykač 1111. Za účelem umožnění přístupu do vnitřního pouzdra ii je toto opatřeno odklopným víkem 112 s vytvořeným odvětrávacím otvorem 113. Ve středové části detekčního tělesa 13 je vytvořena měřicí cela 131, s výhodou válcová, do níž jsou horizontálně zavedeny směrem vně se stupňovitě rozšiřující přívodní kanálek 132, odtokový kanálek 133 a úložný kanálek 134· Koncové stupně kanálků 132, 133 a 134 jsou upraveny, například opatřeny závitem, pro vložení a zatěsnění propojovacích šroubení 14, kde do přívodního kanálku 132 je zavedena elastická přívodní hadička 15 nosného média, do odtokového kanálku 133 odtoková hadička 16 nosného média a do úložného kanálku 134 je vložen elektrochemický senzor 17 vyrobený z uhlíkového vlákna. Měřicí cela 131 je rovněž vertikálně propojena s horním i spodním čelem detekčního tělesa 13.The analyzer 1 comprises a housing 11 made of metal, preferably aluminum or magnesium alloy, which serves as a Faraday cage shielding the electromagnetic interference of the surroundings. The inner space of the housing U is provided with at least one dividing partition 111 forming chambers for separately removable storage of the electronic control block 12 acting as a potentiostat, and a detection body 13 made of a plastic material resistant to chemicals, such as a polyetheretherketone resin. A contact contactor 1111 is incorporated in the partition 111 to provide a conductive connection between the detecting body 13 and the functional elements of the electronic control block 12. In order to allow access to the inner housing ii, this is provided with a hinged lid 112 with a vent hole 113 formed. 13, a measuring cell 131 is provided, preferably cylindrical, into which the inlet duct 132, outlet duct 133 and receiving duct 134 are disposed horizontally outwardly. The end stages of ducts 132, 133 and 134 are provided, e.g. and sealing the interconnecting fittings 14, wherein an elastic carrier medium supply tube 15 is introduced into the supply channel 132, a carrier medium drain tube 16 is inserted into the drain channel 133, and an electrochemical sensor 17 made of carbon is inserted into the receiving channel 134. fiber. The measuring cell 131 is also vertically connected to the upper and lower faces of the detecting body 13.

-3CZ 27863 U1 když ve spodním kanále 135 ie upevněna a zatěsněna pomocná elektroda 18, která je vyrobena z nerezového plechu, a horní kanál 136 ie uzavřen odvzdušňovacím ventilem 19 vystupujícím přes odvětrávací otvor 113 nad úroveň odklopného víka 112.When the auxiliary electrode 18, which is made of stainless steel, is fixed and sealed in the lower channel 135, the upper channel 136 is closed by a vent valve 19 extending through the vent hole 113 above the hinged lid 112.

Infuzní dávkovač 2 je tvořen vícedílným krytem 21, v jehož vnitřním prostoru jsou uloženy a standardním způsobem uspořádány řídicí blok 22 dávkování, komunikační modul 23 pro zajištění bezdrátové komunikace s neznázoměným obslužným PC a mechanická jednotka 24, obsahující vzájemně spřažené hnací elektromotor 241, převodový člen 242 a hnací píst 243 umístěný na pohybovém šroubu 246. Hnací píst 243 je opatřen dorazem 244, který zajišťuje přenos hnací síly na tlačný píst 44 vložené injekční stříkačky 4. Obě krajní polohy pohybu hnacího pístu 243 jsou vymezeny koncovými elektronickými pojistkami 245. Detekce kontaktu, resp. dosažení přednastaveného přítlaku hnacího pístu 243 a tlačného pístu 44 vložené injekční stříkačky 4 je zajištěna kontrolní elektronickou pojistkou 247. V místě vkládání injekčních stříkaček 4 je příslušný díl krytu 21 opatřen dvěma nástavci 211 vytvářející úchyty ve tvaru písmene U pro umožnění vyjímatelného vkládání různých loží 41 velikostně a tvarově upravených pro různé druhy injekčních stříkaček 4. Na jehly 42 těchto injekčních stříkaček 4 je navlékána elastická dávkovači hadička 43, jejíž konec je zaveden do mikrodialyzační sondy 5, do níž je rovněž vyvedena přívodní hadička 15 analyzátoru 1 a která je vkládána do nádobky 6, jak je znázorněno na obr. 3, nebo přímo do živého organismu produkujícího nebo obsahujícího vyhodnocovanou látku, např. NO nebo další biologicky aktivní látku.The infusion dispenser 2 is formed by a multi-part housing 21 in which the dispensing control block 22 is mounted and arranged in a standard manner, a communication module 23 for providing wireless communication with a service PC (not shown) and a mechanical unit 24 comprising a coupled drive motor 241, a transmission member 242 and a drive piston 243 disposed on the movement screw 246. The drive piston 243 is provided with a stop 244 that provides for the transmission of drive force to the pressure piston 44 of the intermediate syringe 4. Both extreme positions of the drive piston 243 are delimited by terminal electronic fuses 245. . achieving the preset pressure of the drive piston 243 and the thrust piston 44 of the inserted syringe 4 is provided by the electronic control fuse 247. At the insertion point of the syringes 4, the respective housing part 21 is provided with two U-shaped handpieces 211 to accommodate removable insertion of different beds 41 in size and shaped for different kinds of syringes 4. An elastic dispensing tube 43 is threaded onto the needles 42 of these syringes 4, the end of which is introduced into the microdialysis probe 5, into which the analyzer 1 supply tube 15 is also led and inserted into the container 6 as shown in Fig. 3, or directly into a living organism producing or containing the substance being evaluated, eg NO or another biologically active substance.

Při činnosti zařízení je iníuzním dávkovačem 2 vháněno z injekční stříkačky 4 dávkovači hadičkou 43 do mikrodialyzační sondy 5 nosné médium, které jev této mikrodialyzační sondě 5 obohaceno o stanovovanou látku obsaženou v analyzované soustavě. Takto obohacené nosné médium je přívodní hadičkou 15 zaváděno do měřicí cely 131 detekčního tělesa 13 analyzátoru 1, v níž je pomocí elektrochemického senzoru 17 vyhodnocován obsah stanovované látky, např. NO nebo jiné biologicky aktivní látky. Elektrochemický senzor 17 poskytuje analytický signál, který je přes elektronický ovládací blok 12 odesílán do řídicí a vyhodnocovací jednotky 3, kde je následně zpracován a vyhodnocen. Činnost mechanické jednotky 24 infuzního dávkovače 2 je přitom zajišťována neznázoměným obslužným PC, který je bezdrátově spojen přes komunikační modul 23 s řídím blokem 22 dávkování.In the operation of the device, the carrier medium is injected from the syringe 4 by the dosing tube 43 into the microdialysis probe 5, which is enriched in the microdialysis probe 5 with the determined substance contained in the analyzed system. The carrier medium thus enriched is introduced into the measuring cell 131 of the detecting body 13 of the analyzer 1 by means of an inlet tube 15, in which the content of the substance to be measured, e.g. The electrochemical sensor 17 provides an analytical signal that is sent to the control and evaluation unit 3 via the electronic control block 12, where it is subsequently processed and evaluated. The operation of the mechanical unit 24 of the infusion dosing device 2 is thereby provided by a service PC (not shown) which is wirelessly connected via the communication module 23 to the dosing block 22.

Průmyslová využitelnostIndustrial usability

Zařízení pro online sledování biologicky aktivních látek pomocí mikrodialýzy vytvořené podle technického řešení je využitelné především pro monitoring biologicky aktivních látek v humánní a veterinární medicíně. Jeho plně automatizovaná činnost umožňuje rychlé a efektivní stanovení a dlouhodobé sledování biologicky aktivních látek, a to jak v živých organismech (in vivó), ale i například ve farmaceutických a analytických laboratořích. Pomocí popsaného zařízení mohou být kontinuálně a dlouhodobě stanovovány a monitorovány i průmyslově významné látky, především v chemickém a potravinářském průmyslu.The device for online monitoring of biologically active substances by means of microdialysis created according to the technical solution is usable especially for monitoring of biologically active substances in human and veterinary medicine. Its fully automated activity enables the rapid and efficient determination and long-term monitoring of biologically active substances, both in living organisms (in vivos) but also in pharmaceutical and analytical laboratories. By means of the described device, industrially important substances, especially in the chemical and food industry, can be continuously and permanently determined and monitored.

Claims (3)

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS 1. Zařízení pro online sledování biologicky aktivních látek pomocí mikrodialýzy sestávající z analyzátoru (1), infuzního dávkovače (2) a řídicí a vyhodnocovací jednotky (3), které jsou uzpůsobeny pro umožnění vzájemného propojení jejich funkčních členů a pro ustavení do kompaktní sestavy, vyznačující se tím, že analyzátor (1) je vybaven detekčním tělesem (13), které je uloženo ve vnitřním prostoru jeho kovového pouzdra (11), je vyrobeno z elektricky nevodivého chemicky odolného materiálu, prostřednictvím kontaktního stykače (1111) propojeno s elektronickým ovládacím blokem (12) a je vněm vytvořena měřicí cela (131), do níž jsou pomocí propojovacích sroubení (14) zavedeny přívod a odvod nosného média, je v ní uložen elektro-4CZ 27863 U1 chemický senzor (17), shora je uzavřena odvzdušňovacím ventilem (19) a zespodu pomocnou elektrodou (18), přičemž přívod nosného média je zaústěn do mikrodialyzační sondy (5), kam je rovněž propojena jehla (42) injekční stříkačky (4) vyjímatelně uložené v nástavcích (211) krytu (21) infiizního dávkovače (2), hnací píst (243) jehož mechanické jednotky (24) je jednak opatřen dorazem (244) pro zajištění přenosu hnací síly na tlačný píst (44) vložené injekční stříkačky (4), jednak koncovými elektronickými pojistkami (245) pro vymezení krajních poloh svého pohybu a jednak kontrolní elektronickou pojistkou (247) pro zajištění detekce kontaktu při dosažení přednastaveného přítlaku hnacího pístu (243) a tlačného pístu (44) vložené injekční stříkačky (4).An apparatus for online monitoring of biologically active substances by means of microdialysis comprising an analyzer (1), an infusion dispenser (2) and a control and evaluation unit (3), adapted to allow their functional members to be interconnected and to be assembled into a compact assembly, characterized in that the analyzer (1) is equipped with a detection body (13), which is housed in the interior of its metal housing (11), is made of an electrically non-conductive chemically resistant material, connected via a contact contactor (1111) to an electronic control block ( 12) and there is formed a measuring cell (131), into which the inlet and outlet of the carrier medium are introduced by means of connecting threads (14), there is stored electro-4C 27863 U1 chemical sensor (17), it is closed from above by air vent (19). ) and from below with an auxiliary electrode (18), wherein the supply of the carrier medium is connected to the microdialysis probes (5), to which also the needle (42) of the syringe (4) is removably mounted in the extensions (211) of the housing (21) of the infusion dispenser (2), the drive piston (243) of which the mechanical unit (24) (244) for transmitting the driving force to the thrust piston (44) of the inserted syringe (4), both by end electronic fuses (245) for defining the extreme positions of its movement and secondly by a control electronic fuse (247) to ensure contact detection when preset pressure is reached a driving piston (243) and a thrust piston (44) of the inserted syringe (4). 2. Zařízení pro Online sledování biologicky aktivních látek podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní prostor pouzdra (11) je opatřen alespoň jednou dělicí přepážkou (111) pro vytvoření komor pro oddělené vyjímatelné uložení elektronického ovládacího bloku (12) a detekčního tělesa (13), přičemž vnitřní pouzdro (11) j e opatřeno odklopným víkem (112), v němž je vytvořen odvětrávací otvor (113).Device for online monitoring of biologically active substances according to claim 1, characterized in that the inner space of the housing (11) is provided with at least one partition (111) for forming chambers for separate removable housing of the electronic control block (12) and the detection body (11). 13), wherein the inner housing (11) is provided with a hinged lid (112) in which a vent opening (113) is formed. 3. Zařízení pro online sledování biologicky aktivních látek podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že měřicí cela (131) je vytvořena ve středové části detekčního tělesa (13) a jsou do ní horizontálně zavedeny směrem vně se stupňovitě rozšiřující přívodní kanálek (132), odtokový kanálek (133) a úložný kanálek (134), jejichž koncové stupně jsou upraveny, s výhodou opatřeny závitem, pro vložení a zatěsnění propojovacích šroubení (14), kde do přívodního kanálku (132) je zavedena elastická přívodní hadička (15) nosného média, do odtokového kanálku (133) odtoková hadička (16) nosného média a do úložného kanálku (134) je vložen elektrochemický senzor (17), přičemž měřicí cela (131) je rovněž vertikálně propojena s horním i spodním čelem detekčního tělesa (13), když ve spodním kanále (135) je upevněna a zatěsněna pomocná elektroda (18) a horní kanál (136) je uzavřen odvzdušňovacím ventilem (19).The device for online monitoring of biologically active substances according to claims 1 and 2, characterized in that the measuring cell (131) is formed in the central part of the detection body (13) and is horizontally introduced therein in an outwardly widening supply channel (132). ), a drain channel (133) and a receiving channel (134), the end stages of which are preferably threaded, for insertion and sealing of the connecting fittings (14), wherein an elastic supply tube (15) is introduced into the supply channel (132) an electrochemical sensor (17) is inserted into the discharge channel (133) and the carrier medium (13) are also vertically connected to the upper and lower faces of the detection body (13) ), when the auxiliary electrode (18) is fixed and sealed in the lower channel (135) and the upper channel (136) is closed by (19). 6 výkresů6 drawings