RU2313091C2 - Method for determination of blood cells dynamics precipitation - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine, hematology.

SUBSTANCE: invention relates to automation of laboratory clinical investigation methods. Method involves using a standard single immunological plate in well of that a blood sample to be analyzed with anti-coagulant is used by automatic dispenser and precipitation dynamics of blood cells is recorded by measurement of changes the blood plasma luminescence intensity value over upper border of a layer of precipitating blood cells and depending on time for required period. Using the proposed method provides enhancing safety of results in determination of the rate dynamics changes in blood cells precipitation, to decrease blood volume necessary for analysis and to decrease labor consumptions by enhancing technological effectiveness of series changes.

EFFECT: improved assay method.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, а именно к автоматизации лабораторных клинических методов исследования. Изобретение может быть использовано в области лабораторной клинической диагностики, при проведении массовых обследований пациентов или при большом числе схожих анализов, проводимых при индивидуальном обследовании.The invention relates to medicine, namely to the automation of laboratory clinical research methods. The invention can be used in the field of laboratory clinical diagnostics, when conducting mass examinations of patients or with a large number of similar analyzes conducted during an individual examination.

В настоящее время в клинической лабораторной практике такой показатель, как скорость оседания эритроцитов (СОЭ), широко используется как неспецифический тест при самых различных заболеваниях, а также в исследовательских целях при работе с токсическими веществами и фармацевтическими агентами in vitro.Currently, in clinical laboratory practice, such an indicator as the erythrocyte sedimentation rate (ESR) is widely used as a nonspecific test for a wide variety of diseases, as well as for research purposes when working with toxic substances and pharmaceutical agents in vitro.

Наиболее распространенным способом определения скорости оседания эритроцитов (СОЭ) является способ определения скорости оседания эритроцитов по Панченкову. Специальную капиллярную трубку (пипетку), предварительно промытую раствором антикоагулянта, заполняют смесью крови с антикоагулянтом и ставят в специальный штатив. Через 1 час отсчитывают по делениям на капиллярной пипетке величину освободившегося от эритроцитов столбика плазмы. В другом варианте проводят фракционное исследование (по Фридману): за 2 часа делают два отсчета показаний и результаты сравнивают для получения "индекса оседания эритроцитов". Недостатками данных способов, особенно при большом объеме исследований, являются трудоемкая процедура отмывания капиллярной пипетки, необходимость заполнения ее сравнительно большим количеством крови (до 0,2 мл), а также немонотонность динамики оседания, часто приводящая к недостаточной воспроизводимости результатов вследствие зависимости скорости оседания от совокупности случайных факторов, основным из которых является образование случайных локальных сгущений крови внутри капилляра в процессе оседания эритроцитов.The most common way to determine the erythrocyte sedimentation rate (ESR) is the method of determining the erythrocyte sedimentation rate according to Panchenkov. A special capillary tube (pipette), previously washed with an anticoagulant solution, is filled with a mixture of blood with an anticoagulant and placed in a special tripod. After 1 hour, the value of the plasma column freed from red blood cells is counted by divisions on a capillary pipette. In another embodiment, a fractional study is carried out (according to Friedman): two readings are taken for 2 hours and the results are compared to obtain a "erythrocyte sedimentation index". The disadvantages of these methods, especially with a large amount of research, are the time-consuming procedure for washing the capillary pipette, the need to fill it with a relatively large amount of blood (up to 0.2 ml), as well as the non-uniformity of the sedimentation dynamics, often leading to insufficient reproducibility of the results due to the dependence of the sedimentation rate on the aggregate random factors, the main of which is the formation of random local blood clots inside the capillary in the process of erythrocyte sedimentation.

Было признано, что единичное измерение в течение часа или двух часов после помещения образца крови в трубку, дающее только усредненное значение, является недостаточным. Так, значения СОЭ больных часто оказываются в пределах нормы и, напротив, значения СОЭ людей без видимых патологий могут лежать за ее пределами. В связи с этим повышение информативности теста является крайне желательным.It was recognized that a single measurement within an hour or two hours after placing a blood sample in a tube, giving only an average value, is insufficient. So, the ESR values of patients often fall within the normal range and, on the contrary, the ESR values of people without visible pathologies can lie outside of it. In this regard, increasing the information content of the test is highly desirable.

В последнее время в медицине и в биологии все больше внимания стали уделять динамическим характеристикам СОЭ.Recently, in medicine and in biology, more and more attention has been paid to the dynamic characteristics of ESR.

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является способ определения динамики оседания клеток крови, включающий смешивание исследуемой пробы крови с антикоагулянтом, забор полученного раствора крови с антикоагулянтом в стандартный капилляр, размещение его вертикально с последующим измерением за равные промежутки времени высоты слоя плазмы, свободной от эритроцитов (см. RU 2128945 С1, 20.04.1999).The closest analogue of the proposed method is a method for determining the dynamics of sedimentation of blood cells, including mixing the test blood sample with an anticoagulant, sampling the resulting blood solution with an anticoagulant in a standard capillary, placing it vertically, followed by measuring at equal intervals the height of the plasma layer free of red blood cells (cm . RU 2128945 C1, 04.20.1999).

Известный способ определения динамики оседания клеток крови также не позволяет обеспечить монотонность динамики оседания эритроцитов, вследствие чего существует возможность недостаточной воспроизводимости результатов изменений.The known method for determining the dynamics of sedimentation of blood cells also does not allow to ensure the monotony of the dynamics of sedimentation of red blood cells, as a result of which there is the possibility of insufficient reproducibility of the results of changes.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности результатов определения динамики оседания клеток крови, уменьшение объема необходимой для исследования крови, а также снижение трудозатрат путем повышения технологичности серийных измерений динамики оседания клеток крови, особенно для случаев измерения при тестировании in vitro различных веществ и препаратов.The technical result of the invention is to increase the reliability of the results of determining the dynamics of sedimentation of blood cells, reducing the volume required for blood tests, as well as reducing labor costs by increasing the manufacturability of serial measurements of the dynamics of sedimentation of blood cells, especially for cases when in vitro testing of various substances and preparations.

Это достигается тем, что в способе определения динамики оседания клеток крови используют стандартный одноразовый иммунологический планшет, в лунку которого с помощью автоматического дозатора помещают исследуемое количество крови с антикоагулянтом, и регистрируют динамику оседания клеток крови путем измерения в течение заданного времени изменений величины интенсивности люминесценции плазмы крови над верхней границей слоя оседающих клеток.This is achieved by the fact that in the method for determining the dynamics of sedimentation of blood cells, a standard disposable immunological tablet is used, in the well of which a test amount of blood with an anticoagulant is placed using an automatic dispenser, and the dynamics of sedimentation of blood cells is recorded by measuring changes in the luminescence intensity of blood plasma over a given time above the upper boundary of the layer of sedimenting cells.

Использование стандартных одноразовых иммунологических планшетов и их наполнение с помощью автоматического дозатора существенно повышает технологичность анализов: планшеты полностью подготовлены к работе в процессе фабричного изготовления. Использование автоматического дозатора для наполнения лунок повышает точность измерений.The use of standard disposable immunological tablets and their filling with an automatic dispenser significantly increases the manufacturability of the analyzes: the tablets are fully prepared for use in the factory manufacturing process. The use of an automatic dispenser for filling holes increases the accuracy of measurements.

Оседание клеток крови в лунке планшета происходит, как и в стеклянном капилляре, под действием силы тяжести. Однако соотношение высоты и диаметра столба в лунке иммунологического планшета иное в сравнении со стеклянным капилляром. Оно не приводит к возникновению случайных локальных сгущений. В связи с этим обеспечивается возможность монотонной динамики оседания клеток крови в течение заданного времени.The subsidence of blood cells in the well of the tablet occurs, as in a glass capillary, under the action of gravity. However, the ratio of the height and diameter of the column in the well of the immunological tablet is different in comparison with a glass capillary. It does not lead to the occurrence of random local condensations. In this regard, it is possible monotonous dynamics of the sedimentation of blood cells over a given time.

Кроме того, вместо визуального определения расстояния, пройденного верхней границей слоя оседающих в капилляре клеток крови за заданное время, автоматически регистрируют изменение интенсивности люминесценции плазмы крови, сопровождающее оседание ее клеток. За счет этого возрастает точность определения динамики оседания клеток крови.In addition, instead of visually determining the distance traveled by the upper boundary of the layer of blood cells deposited in the capillary for a given time, a change in the luminescence intensity of blood plasma accompanying the sedimentation of its cells is automatically recorded. Due to this, the accuracy of determining the dynamics of sedimentation of blood cells increases.

Регистрация изменений во времени величины интенсивности люминесценции плазмы крови осуществляется автоматически с помощью серийного, промышленно изготовленного оборудования, благодаря чему появляется возможность автоматизировать процесс в целом, а не только в нескольких фиксированных временных точках. При этом обеспечивается возможность одновременного исследования большого числа образцов.Registration of changes in time of the magnitude of the intensity of blood plasma luminescence is carried out automatically using serial, industrially manufactured equipment, so that it becomes possible to automate the process as a whole, and not just at several fixed time points. At the same time, it is possible to simultaneously study a large number of samples.

В предлагаемом способе пробоподготовка становится высокотехнологичной, благодаря использованию одноразовых расходных материалов на всех стадиях пробоподготовки снимаются гигиенические проблемы.In the proposed method, sample preparation becomes high-tech, due to the use of disposable consumables at all stages of sample preparation, hygiene problems are removed.

Изобретение поясняется чертежами, представленными на фиг.1 и 2.The invention is illustrated by the drawings shown in figures 1 and 2.

На фиг.1 представлены графики функции, характеризующие динамику интенсивности люминесценции надосадочного слоя плазмы при оседании клеток крови пациента 1 и пациента 2. На фиг.2 - графики второй производной динамики интенсивности люминесценции надосадочного слоя плазмы при оседании клеток крови пациента 1 и пациента 2.Figure 1 presents graphs of functions that characterize the dynamics of the luminescence intensity of the supernatant plasma layer when sedimenting the blood cells of the patient 1 and patient 2. Figure 2 - graphs of the second derivative dynamics of the luminescence intensity of the supernatant plasma layer when the sedimenting blood cells of the patient 1 and patient 2.

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

В лунку стандартного одноразового иммунологического планшета помещают необходимое количество крови с антикоагулянтом. Затем планшет устанавливают в регистрирующий прибор и измеряют изменения величины интенсивности люминесценции слоя плазмы крови над верхней границей слоя оседающих клеток крови в течение времени, достаточного для регистрации процесса оседания эритроцитов. Возбуждение люминесценции проводят при длине волны, возбуждающей люминесценцию плазмы крови, а саму люминесценцию регистрируют на удобной длине волны. Источник возбуждающего люминесценцию света и детектор люминесценции размещают по одну сторону планшета - над ним. При недостаточной чувствительности люминометра в лунку планшета заранее добавляют раствор флуоресцеина в концентрации, не влияющей на скорость оседания клеток.The required amount of blood with an anticoagulant is placed in the well of a standard disposable immunological tablet. Then the tablet is installed in the recording device and the changes in the luminescence intensity of the blood plasma layer are measured over the upper boundary of the sedimenting blood cell layer for a time sufficient to record the erythrocyte sedimentation process. Luminescence is excited at a wavelength that excites the luminescence of blood plasma, and the luminescence itself is recorded at a convenient wavelength. A source of exciting luminescence light and a luminescence detector are placed on one side of the tablet above it. If the luminometer is not sensitive enough, a fluorescein solution is added to the well of the tablet in a concentration that does not affect the cell sedimentation rate.

Увеличение интенсивности люминесценции при регистрации описанным способом линейно соответствует увеличению высоты столба прозрачного слоя плазмы крови над верхней границей оседающего в лунке планшета слоя клеток крови.An increase in the luminescence intensity during registration by the described method linearly corresponds to an increase in the column height of the transparent layer of blood plasma above the upper boundary of the layer of blood cells deposited in the plate well.

Следовательно, совокупность измеренных во времени значений интенсивности люминесценции надосадочного слоя плазмы крови соответствует динамике оседания верхней границы слоя клеток крови и позволяет для любого момента времени рассчитать мгновенное значение скорости оседания клеток крови по формуле:Therefore, the set of luminescence intensities of the blood plasma supernatant measured in time corresponds to the dynamics of subsidence of the upper boundary of the blood cell layer and allows for any moment to calculate the instantaneous value of the sedimentation rate of blood cells by the formula:

,

,

где K₁ - коэффициент пересчета значений скорости изменения люминесценции в линейные значения скорости движения верхней границы слоя эритроцитов (мм/час). Численное значение коэффициента K₁ зависит от типа люминометра, планшета и выбранных условий регистрации, поэтому величина K₁ определяется экспериментально в каждом конкретном случае;where K ₁ is the conversion factor of the values of the rate of change of luminescence into linear values of the speed of movement of the upper boundary of the erythrocyte layer (mm / h). The numerical value of the coefficient K ₁ depends on the type of luminometer, tablet and the selected recording conditions, therefore, the value of K ₁ is determined experimentally in each case;

J_i - мгновенное значение интенсивности люминесценции в отн. ед.;J _i is the instantaneous value of the luminescence intensity in rel. units;

t_i - значение времени, прошедшего от начала регистрации до момента измерения текущего значения люминесценции, в минутах.t _i - the value of time elapsed from the beginning of registration to the moment of measurement of the current value of luminescence, in minutes.

На основании рассчитанных значений скоростей оседания эритроцитов для лунки планшета можно определить значения СОЭ в мм/час, соответствующие полученным при измерениях в капиллярах аппарата Панченкова по формуле:Based on the calculated values of the erythrocyte sedimentation rates for the plate well, it is possible to determine the ESR values in mm / h, corresponding to those obtained when measuring in the capillaries of the Panchenkov apparatus according to the formula:

СОЭ=K₂×(J₃₀-J₁),ESR = K ₂ × (J ₃₀ -J ₁ ),

где J₃₀ - интенсивность люминесценции на 30 минуте,where J ₃₀ is the luminescence intensity at 30 minutes,

J₁ - интенсивность люминесценции на 1 минуте,J ₁ - luminescence intensity at 1 minute,

К₂ - пересчетный коэффициент для названных выше условий.K ₂ - conversion factor for the above conditions.

По результатам измерений во времени величины интенсивности люминесценции строят график, который дает полную картину динамики оседания клеток крови. При сравнительных исследованиях наиболее информативными являются графики второй производной функциональной зависимости, характеризующей динамику люминесценции плазмы крови в процессе оседания ее клеток. Они позволяют выявить характеристические точки, а именно значения времени, при которых вторая производная интенсивности изменений во времени люминесценции плазмы крови проходит через нуль, что в свою очередь является наиболее информативным параметром при сравнительных исследованиях.According to the results of measurements over time, the luminescence intensity values are plotted, which gives a complete picture of the dynamics of sedimentation of blood cells. In comparative studies, the most informative are the graphs of the second derivative of the functional dependence characterizing the dynamics of the luminescence of blood plasma in the process of sedimentation of its cells. They make it possible to identify characteristic points, namely, the values of time at which the second derivative of the intensity of changes in the time of blood plasma luminescence passes through zero, which in turn is the most informative parameter in comparative studies.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить надежность результатов определения динамики оседания клеток крови, уменьшить объем крови, необходимый для ее исследования, а также снизить трудозатраты проводимых исследований.Thus, the proposed method improves the reliability of the results of determining the dynamics of sedimentation of blood cells, reduce the amount of blood required for its study, and also reduce the labor costs of the research.

Claims (1)

Способ определения динамики оседания клеток крови, заключающийся в том, что используют стандартный одноразовый иммунологический планшет, в лунку которого с помощью автоматического дозатора помещают исследуемое количество крови с антикоагулянтом, и регистрируют динамику оседания клеток крови путем измерения в течение заданного времени изменений величины интенсивности люминесценции слоя плазмы крови над верхней границей слоя оседающих клеток крови.A method for determining the dynamics of sedimentation of blood cells, which consists in the use of a standard disposable immunological tablet, in the well of which, with the help of an automatic dispenser, a test amount of blood with an anticoagulant is placed, and the dynamics of sedimentation of blood cells is recorded by measuring changes in the plasma luminescence intensity over a specified time blood above the upper boundary of the layer of sedimenting blood cells.

Images