RU2188676C2 - Device for carrying out electrophoresis - Google Patents

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has a number of chambers, cells with partition. Holder is mounted on the partition. One or several membrane are stretched over the holder by means of loads. The loads are arranged on both sides of the holder. The loads are manufactured from magnets. The magnets lock the membranes edges. EFFECT: improved membrane fastening quality; wide range of diagnostic applications. 5 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано во всех медицинских учреждениях. The invention relates to medical equipment and can be used in all medical institutions.

Известны устройства для проведения электрофореза в гeлевых и на мембранных носителях (в дальнейшем мембранах) по патентам, авторским свидетельствам, свидетельствам на промышленные образцы и ГОСТам, выданным на имя Соболева В.И., патент 1780513 от 20.11.90 г. "Устройство для проведения электрофореза в геле", авт. св. 967470 от 26.04.77 г., авт.св. 997672 от 23.10.79 г. , авт.св. 1517938 от 10.06.87 г., свидетельства на промышленные образцы 11918, 11919, 11920 от 30.04.80 г., ГОСТ 27153-86 "Приборы и аппараты медицинские для обработки пробы методами электрофореза."
Все они содержат ряд камер, каждая из которых включает кювету с перегородкой, разделяющей ее на две полости для буфера, на котором размещен держатель с мембраной или гелем, и крышку с электродами. Мембраны и гель служат для нанесения на них проб, а также для электрического соединения анодно-катодного пространства через буфер.Known devices for electrophoresis in gel and on membrane carriers (hereinafter referred to as membranes) according to patents, copyright certificates, certificates for industrial designs and GOSTs issued in the name of Sobolev VI, patent 1780513 dated 11/20/90, "Device for conducting gel electrophoresis ", ed. St. 967470 from 04/26/07, auth. 997672 from 10.23.79, auth. 1517938 dated 10.06.87, certificates for industrial designs 11918, 11919, 11920 dated 30.04.80, GOST 27153-86 "Medical devices and apparatus for processing samples by electrophoresis."
All of them contain a number of chambers, each of which includes a cuvette with a partition dividing it into two buffer cavities, on which a holder with a membrane or gel is placed, and a lid with electrodes. Membranes and gel are used for applying samples to them, as well as for electrical connection of the anode-cathode space through a buffer.

Однако с помощью данных устройств нельзя проводить ряд биохимических диагностических методик, указанных ниже. При этом одним из главных значений имеет способ крепления мембран. However, with the help of these devices it is impossible to carry out a number of biochemical diagnostic methods indicated below. In this case, one of the main values is the method of fastening the membranes.

Для осуществления новых методик необходимы новые конструктивные решения с применением мембран и держателей других конструкций, которые бы позволяли просто, быстро и надежно крепить мембраны, наносить пробы, подключать камеру к источнику питания и получать четкие фракции. For the implementation of new methods, new structural solutions with the use of membranes and holders of other structures are needed, which would make it possible to simply, quickly and reliably fasten membranes, apply samples, connect the camera to a power source and get clear fractions.

Прототипом заявляемого устройства является устройство по патенту 1780513 от 20 ноября 1990 г., содержащее ряд камер каждая из которых включает кювету с перегородкой, разделяющей ее на две полости для буфера, на которой размещен держатель геля с рабочей поверхностью, с двух сторон от которой выполнены параллельные вертикальные прорези, а также крышку с электродами. На держателе с двух сторон от рабочей поверхности выполнены планки, верхняя поверхность которых параллельна рабочей поверхности держателя. На планки накладывается по крайней мере одна ацетатцеллюлозная мембрана, концы которой введены в снабженные прижимами вертикальные прорези держателя со стороны ее нерабочей поверхности. Устройство снабжено шаблоном с двумя параллельными буртиками, которые соприкасаются с мембраной и верхними поверхностями планок. Шаблон имеет ряд окон, две стороны каждого из которых выполнены с выемками для нанесения проб. The prototype of the claimed device is the device according to patent 1780513 of November 20, 1990, containing a number of chambers, each of which includes a cell with a partition dividing it into two cavity for the buffer, on which the gel holder is placed with a working surface, parallel on both sides of which vertical slots, as well as a cover with electrodes. On the holder on two sides of the working surface there are strips, the upper surface of which is parallel to the working surface of the holder. At least one cellulose acetate membrane is superimposed on the slats, the ends of which are inserted into the vertical slots of the holder provided with clamps from the side of its non-working surface. The device is equipped with a template with two parallel shoulders that are in contact with the membrane and the upper surfaces of the strips. The template has a number of windows, two sides of each of which are made with recesses for applying samples.

Данное устройство удобно для крепления одиночных полос мембран шириной 28 мм при исследовании небольшого количества проб, но неудобно при креплении мембран стандартных размеров 90 х 90 мм и 180 х 90 мм. Поэтому недостатком данного устройства является то, что время, затрачиваемое на крепление шести полос мембран шириной 28 мм, составляет 15 мин. В заявляемом устройстве время на крепление мембран любой ширины от 28 до 180 мм составляет 0,5 мин. This device is convenient for attaching single strips of membranes with a width of 28 mm when examining a small number of samples, but inconvenient when attaching membranes of standard sizes 90 x 90 mm and 180 x 90 mm. Therefore, the disadvantage of this device is that the time spent on attaching six strips of membranes with a width of 28 mm is 15 minutes In the inventive device, the time for fastening membranes of any width from 28 to 180 mm is 0.5 minutes

Целью заявляемого изобретения является возможность проведения следующих методик:
- электрофоретическое фракционирование белков и липопротеидов сыворотки крови;
- электрофоретическое разделение иэоферментов лактатдегидрогеназы и щелочной фосфотазы;
- определение однородности препаратов γ-глобулинов сыворотки крови,
- определение однородности осажденной β-липопротеидной фракции.The aim of the invention is the ability to conduct the following methods:
- electrophoretic fractionation of serum proteins and lipoproteins;
- electrophoretic separation of lactate dehydrogenase and alkaline phosphatase enzymes;
- determination of homogeneity of serum γ-globulin preparations,
- determination of the uniformity of the precipitated β-lipoprotein fraction.

Все эти методики отработаны на заявляемом устройстве на кафедре биохимии С-Петербургской санитарно-гигиенической Академии. All these techniques have been tested on the inventive device at the Department of Biochemistry of the St. Petersburg Sanitary and Hygienic Academy.

Предлагаемое устройство и методики необходимы для диагностики липидного обмена, возникающего при ишемической болезни сердца и атеросклерозе, онкологических заболеваниях, острых и хронических воспалительных процессах на ранних стадиях. The proposed device and methods are necessary for the diagnosis of lipid metabolism that occurs with coronary heart disease and atherosclerosis, cancer, acute and chronic inflammatory processes in the early stages.

Предлагаемое устройство необходимо при определении чистоты при изготовлении и использовании γ-глобулиновых препаратов, например, на станциях переливания крови. The proposed device is necessary in determining the purity in the manufacture and use of γ-globulin preparations, for example, at blood transfusion stations.

Поставленная цель достигается тем, что на держатель натянута одна или несколько мембран при помощи грузов, расположенных по обе стороны от держателя, например, магнитов, защелкивающих концы мембран. This goal is achieved by the fact that one or more membranes are stretched onto the holder with the help of weights located on both sides of the holder, for example, magnets that snap the ends of the membranes.

Предлагаемое устройство для проведения электрофореза, (в дальнейшем "устройство") содержит одну или несколько электрофоретических камер и блок питания (не показан). The proposed device for electrophoresis, (hereinafter “the device”) contains one or more electrophoretic cameras and a power supply (not shown).

На фиг.1 изображена камера для проведения электрофореза; на фиг.2 и 3 - держатель, на фиг.4 и 5 - шаблон. Figure 1 shows a camera for electrophoresis; figure 2 and 3 is a holder, figure 4 and 5 is a template.

Камера (фиг.1) содержит кювету 1 с перегородкой 2, разделяющей ее на две полости для буфера 3, на которой размещен держатель 4 с мембраной 5. Концы мембран по обе стороны от держателя защелкнуты магнитами 6, которые выполняют роль грузов, постоянно натягивающих мембрану. The camera (Fig. 1) contains a cuvette 1 with a partition 2 dividing it into two cavities for a buffer 3, on which a holder 4 with a membrane 5 is placed. The ends of the membranes on both sides of the holder are latched by magnets 6, which act as weights constantly pulling the membrane .

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

1. В устройстве используется мембрана "ВЛАДИПОР" МФА-МА 4 или 5, которая имеет стандартные размеры 90 х 90 мм и 180 х 90 мм ТУ 6-05-1903-87. Устройство позволяет закреплять мембрану любой ширины, стандартную или нарезанную полосками, почти мгновенно. 1. The device uses the membrane "VLADIPOR" MFA-MA 4 or 5, which has a standard size of 90 x 90 mm and 180 x 90 mm TU 6-05-1903-87. The device allows you to fasten a membrane of any width, standard or cut into strips, almost instantly.

2. Используется буфер следующего состава:
- барбитал натрия - 12,75 г;
- барбитал - 2,3 г - заливают дистиллированной водой до 1000 мл и ставят в водяную баню.2. A buffer of the following composition is used:
- sodium barbital - 12.75 g;
- barbital - 2.3 g - fill with distilled water to 1000 ml and put in a water bath.

3. Готовят 7% раствор уксусной кислоты, для чего 7 мл ледяной уксусной кислоты разводят дистиллированной водой до 100 мл. 3. Prepare a 7% solution of acetic acid, for which 7 ml of glacial acetic acid is diluted with distilled water to 100 ml.

4. Для окрашивания белков готовят 0,25% раствор амидочерного красителя, для чего 250 мг красителя растворяют в 100 мл 7% уксусной кислоты. 4. To stain the proteins, a 0.25% solution of the amide black dye is prepared, for which 250 mg of the dye is dissolved in 100 ml of 7% acetic acid.

5. Для окрашивания липопротеидов используют судан черный, судан 3 или судан 4 (красный цвет). Небольшое количество красителя на кончике скальпеля помещают в 5 мл изопропилового спирта. После полного растворения красителя добавляют 10 мл 5% NaОН. 5. For staining lipoproteins use Sudan black, Sudan 3 or Sudan 4 (red). A small amount of dye at the tip of the scalpel is placed in 5 ml of isopropyl alcohol. After complete dissolution of the dye, add 10 ml of 5% NaOH.

6. Для просветления мембран применяют раствор, состоящий из метанола - 87 мл, ледяной уксусной кислоты 12 мл и глицерина - 1 мл. Данный раствор пригоден только при фракционировании белков. 6. To clarify the membranes, a solution is used consisting of methanol - 87 ml, glacial acetic acid 12 ml and glycerol - 1 ml. This solution is suitable only for fractionation of proteins.

Порядок работы
1. В каждую часть кюветы 1 заливают буфер 3 от 45 мл до 50 мл. На перегородку 2 устанавливают держатель 4 (кювета, держатель, шаблон и крышка имеют замки 9, которые исключают их неправильную установку.)
2. На рабочей поверхности сухой мембраны шариковой ручкой наносят стрелку, указывающую направление фракционирования. Стрелка наносится поперек волокон. Рабочая поверхность имеет пористую структуру, а нерабочая - гладкую.Operating procedure
1. In each part of the cuvette 1 pour buffer 3 from 45 ml to 50 ml. A holder 4 is installed on the partition 2 (the cuvette, holder, template and cover have locks 9 that prevent their incorrect installation.)
2. On the working surface of the dry membrane with a ballpoint pen put an arrow indicating the direction of fractionation. The arrow is applied across the fibers. The working surface has a porous structure, and the non-working one is smooth.

3. Мембрану помещают на 1-3 мин в буферный раствор, налитый в отдельную емкость. 3. The membrane is placed for 1-3 minutes in a buffer solution, poured into a separate container.

4. Мембрану вынимают из буфера и кладут между двумя листами фильтровальной бумаги рабочей стороной вверх. 4. The membrane is removed from the buffer and placed between the two sheets of filter paper with the working side up.

5. Снимают верхний лист фильтровальной бумаги. Защелкивают магнитами каждый из тех концов мембраны, которые перпендикулярны стрелке. 5. Remove the top sheet of filter paper. Magnets snap each of those ends of the membrane that are perpendicular to the arrow.

6. Мембрану 5 кладут на держатель 4, как показано на фиг.1, 2 и 3. 6. The membrane 5 is placed on the holder 4, as shown in figures 1, 2 and 3.

7. На кювету 1 устанавливают шаблон 8. 7. On the cuvette 1 set the template 8.

8. Аппликатором (не показан) через прорези 10 наносится проба (сыворотка крови). Шаблон снимается. 8. An applicator (not shown) is applied through slots 10 to the sample (blood serum). The template is removed.

9. Кювета закрывается крышкой 11 с электродами 12. 9. The cell is closed by a cover 11 with electrodes 12.

10. На камеру подается постоянное стабилизированное напряжение, величина которого определяется проводимой методикой. 10. A constant stabilized voltage is applied to the camera, the value of which is determined by the methodology used.

11. После окончания электрофореза мембрану помещают в фиксирующий раствор на 10 мин, затем в окрашивающий раствор. Буфер из обеих частей кюветы сливают в одну емкость для повторного использования. 11. After electrophoresis is complete, the membrane is placed in a fixing solution for 10 minutes, then in a staining solution. The buffer from both parts of the cuvette is poured into one container for reuse.

Преимущества устройства
1. Основным преимуществом устройства является осуществление вышеуказанных диагностических методик.Device benefits
1. The main advantage of the device is the implementation of the above diagnostic methods.

2. Значительно уменьшено время на крепление мембран любой ширины, улучшено качество крепления мембран. 2. Significantly reduced time for fastening membranes of any width, improved quality of fastening membranes.

3. Мембраны находятся в постоянном дозированном натяжении, что очень важно, потому что при проведении электрофореза мембраны намокают, растягиваются и провисают, что влияет на процесс электрофореза. 3. The membranes are in constant dosed tension, which is very important because during electrophoresis the membranes get wet, stretch and sag, which affects the electrophoresis process.

4. При нанесении пробы аппликатором мембрана мягко пружинит, что исключает ее разрыв, и возвращается в исходное положение. 4. When applying the sample with the applicator, the membrane gently springs, which eliminates its rupture, and returns to its original position.

Автоматизация процесса
1. Устройство подключается к источнику питания простым вдвижением камеры в разъем. Напряжение подается одним поворотом ручки таймера, при этом устанавливается время проведения электрофореза. Камера отключается автоматически.Process automation
1. The device is connected to the power source by simply sliding the camera into the connector. The voltage is supplied by one turn of the timer knob, while the time of electrophoresis is set. The camera turns off automatically.

2. Среди имеющихся методов обработки электрофореграмм наиболее предпочтителен метод денситометрирования. Однако в течение последнего времени нами внедряется компьютерный метод обработки электрофореграмм. 2. Among the available methods for processing electrophoregrams, the densitometry method is most preferable. However, over the last time we have been introducing a computer method for processing electrophoregrams.

В настоящее время на базе С-Петербургского НИИ кардиологии МЗ РФ нами разработана компьютерная система для обработки электрофореграмм. В систему входит электрофоретический прибор, оптический блок, компьютер типа Пентиум 200-ММХ, програмное средство автоматизированной обработки электрофореграмм. Currently, on the basis of the St. Petersburg Research Institute of Cardiology of the Ministry of Health of the Russian Federation, we have developed a computer system for processing electrophoregrams. The system includes an electrophoretic device, an optical unit, a Pentium 200-MMX computer, a software tool for automated processing of electrophoregrams.

Система позволяет автоматически определять процентное соотношение фракций и их массовую концентрацию в г/л, выявлять присутствие аномальных белков "паропротеинов", не свойственных крови здорового человека, выявлять отсутствие фракций, улавливать изменения структуры какого-либо белка, апроксимировать электрофореграммы в зависимости от вводимых в программу поправок и т.д. The system allows you to automatically determine the percentage ratio of fractions and their mass concentration in g / l, detect the presence of abnormal proteins of "steam proteins" that are not characteristic of the blood of a healthy person, detect the absence of fractions, detect changes in the structure of a protein, and approximate electrophoregrams depending on what is entered into the program amendments, etc.

3. Устройство будет включено в комплектацию приборов, которые серийно выпускаются и успешно используются более пятнадцати лет:
- прибор электрофоретический ПЭФАГ-1 ТУ 64-1-3174-80, регистрационное удостоверение 78/626-82,
- приборы иммуноэлектрофоретические ПИЭФ-01-, ПИЭФ-01-1, ПИЭФ-01-2, ПИЭФ-01-3 ТУ64-1-3945-85, peг. удостоверение 96/386-178. Данные приборы внесены в Государственный РЕЕСТР медицинских изделий Министерства Здравоохранения и медицинской промышленности Российской Федерации, М., 1996 г., стр. 124.3. The device will be included in the package of devices that have been mass-produced and successfully used for more than fifteen years:
- electrophoretic device PEFAG-1 TU 64-1-3174-80, registration certificate 78 / 626-82,
- Immunoelectrophoretic devices PIEF-01-, PIEF-01-1, PIEF-01-2, PIEF-01-3 TU64-1-3945-85, reg. Certificate 96 / 386-178. These devices are entered in the State Register of medical devices of the Ministry of Health and the medical industry of the Russian Federation, M., 1996, p. 124.

Claims (1)

Устройство для проведения электрофореза, содержащее ряд камер, каждая из которых включает кювету с перегородкой, разделяющей ее на две полости для буфера, на которой размещен держатель с ацетатцеллюлозной мембраной, крышку с электродами и шаблон, отличающееся тем, что на держатель натянута одна или несколько мембран при помощи грузов, расположенных по обе стороны от держателя и выполненных из магнитов. An electrophoresis device comprising a series of chambers, each of which includes a cell with a partition dividing it into two buffer cavities, on which a holder with a cellulose acetate membrane is placed, a cover with electrodes and a template, characterized in that one or more membranes are pulled onto the holder by means of weights located on both sides of the holder and made of magnets.

Images