RU2569752C2 - Multifunctional analytic system for determining characteristics of circular dichroism optic signal from biologically active material - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to field of medicine and can be used in clinical medicine and biochemistry. Multifunctional analytic system for determining characteristics of circular dichroism optic signals from biologically active material is adapted for operation in six modes: mode of system testing in ultraviolet spectral region; mode of system testing in visible spectral region; mode of testing optic properties of biologically active material; in mode of determining rate of diffusion of biologically active substance in biologically active material and/or analysis of dynamics of transformation of molecular DNA constructions in case of interaction with biologically active substance, in mode of calibration of optic properties of biologically active material, made in form of biosensor; in mode of determining presence and concentration of biologically active substance in analysed sample. System is provided with device for fixation of radiation sources and selectors, providing formation of required quantity of radiating complexes in accordance with selected mode, radiating at specified wavelengths on one optic axis with polariser, spectral gap, modulator and photodetector during the time when system operates in respective mode.

EFFECT: invention makes it possible to determine presence and concentration of various biologically active substances in different liquids in fast, accurate way and with high sensitivity.

38 cl, 12 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к медицинской технике и биотехнологиям, а более конкретно - к устройствам для определения в анализируемых пробах веществ или соединений, проявляющих круговой дихроизм (далее КД), в том числе, реализующим биосенсорные технологии определения наличия и концентрации биологически активных веществ (далее БАВ) по изменению характеристик оптического сигнала КД биологически активных материалов (далее БАМ) при их взаимодействии с БАВ, и может быть использовано в медицинской и клинической биохимии, а также в молекулярной фармакологии, в пищевой, фармацевтической и биотехнологической промышленности и экологии, наиболее эффективно - в клинической биохимии.The present invention relates to medical equipment and biotechnology, and more particularly, to devices for determining substances or compounds exhibiting circular dichroism in the analyzed samples (hereinafter referred to as CD), including those implementing biosensor technologies for determining the presence and concentration of biologically active substances (hereinafter BAS) to change the characteristics of the optical signal of CD of biologically active materials (hereinafter BAM) during their interaction with BAS, and can be used in medical and clinical biochemistry, as well as in the molecule yarnoy pharmacology, food, pharmaceutical and biotechnology industries and the environment, the most effective - in clinical biochemistry.

Известны различные устройства, реализующие биосенсорные технологии, основанные на регистрации оптических сигналов биологически активных материалов, проявляющих аномальный круговой дихроизм в анализируемых жидкостях.Various devices are known that implement biosensor technologies based on the registration of optical signals of biologically active materials exhibiting abnormal circular dichroism in the analyzed liquids.

Известен спектрополяриметр фирмы Jasco Corporation, Япония (Jasco J-710/720 Spectropolarimeter, Instruction Manual), содержащий источник светового излучения, селектор, поляризатор, модулятор поляризации, ячейку с исследуемой пробой, фотодетектор, синхронный усилитель, усилитель постоянного тока, компьютер, в котором регистрируют величину кругового дихроизма (далее КД), пропорциональную концентрации БАВ в пробе. Однако отсутствие режима накопления сигнала, а значит, недостаточная чувствительность определения БАВ (10^-7 моля), большие вес, габариты и энергопотребление, высокая стоимость прибора, отсутствие мобильности приводят к ограничению области применения указанного спектрополяриметра.A known spectropolarimeter company Jasco Corporation, Japan (Jasco J-710/720 Spectropolarimeter, Instruction Manual) containing a light source, a selector, a polarizer, a polarization modulator, a cell with a sample under study, a photodetector, a synchronous amplifier, a direct current amplifier, a computer in which register the value of circular dichroism (hereinafter referred to as CD), proportional to the concentration of biologically active substances in the sample. However, the lack of a signal accumulation mode, which means insufficient sensitivity of the determination of biologically active substances (10 ^-7 moles), large weight, dimensions and power consumption, high cost of the device, and lack of mobility limit the scope of this spectropolarimeter.

Известны устройство для определения биологически активного вещества в анализируемой жидкости (RU, 2107280, C1) и две его технические реализации в виде полезной модели дихрометра (DE, 10035709, C2) и портативного дихрометра СКД-2 (Успехи физических наук, 2004, т.174, №6, с.686-690), содержащие установленные последовательно источник светового излучения, селектор, поляризатор, модулятор поляризации, ячейку для размещения исследуемой пробы, содержащей биодатчик на основе холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК (далее ХЖКД ДНК) в контакте с анализируемой жидкостью, фотодетектор, синхронный усилитель, средство обработки сигнала, блок управления.A device is known for determining a biologically active substance in an analyzed liquid (RU, 2107280, C1) and its two technical implementations in the form of a utility model of a dichrometer (DE, 10035709, C2) and a portable dichrometer SKD-2 (Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 2004, v.174) , No. 6, pp. 686-690), containing a sequentially installed light source, selector, polarizer, polarization modulator, a cell for placing a test sample containing a biosensor based on cholesteric liquid crystal DNA dispersion (hereinafter referred to as CLCD DNA) in contact with the analyzed th liquid, photodetector, lock-in amplifier, the signal processing means, the control unit.

В указанных выше дихрометрах при прохождении через исследуемую пробу, биодатчик в которой проявляет свойства аномального кругового дихроизма, световой поток становится модулированным по интенсивности, благодаря чему на выходе фотодетектора возникает электрический сигнал, переменная составляющая которого на частоте модуляции поляризации излучения пропорциональна величине сигнала КД. Затем сигнал поступает на вход цифровой системы регистрации и после усиления, фильтрации и преобразования в цифровой код поступает в компьютер. Интерфейсная плата на основе микроконтроллера осуществляет необходимое взаимодействие всех узлов прибора, сбор и предварительную обработку сигнала КД, передачу данных в компьютер, а также тестирование параметров всех систем дихрометра.In the above dichrometers, when passing through the test sample, the biosensor in which exhibits the properties of anomalous circular dichroism, the light flux becomes modulated in intensity, due to which an electrical signal arises at the photodetector output, the variable component of which at the radiation polarization modulation frequency is proportional to the value of the CD signal. Then the signal is fed to the input of a digital registration system and, after amplification, filtering and conversion to a digital code, is fed to a computer. The interface board based on the microcontroller provides the necessary interaction of all the nodes of the device, the collection and preliminary processing of the CD signal, data transfer to the computer, as well as testing the parameters of all dichrometer systems.

Управление работой указанных дихрометров осуществляется с помощью программного комплекса, осуществляющего различные режимы работы дихрометра и поддерживающего библиотеку методик для определения различных БАВ, благодаря чему пользователь имеет возможность выбрать из меню то вещество, определение концентрации которого требуется в данный момент, после чего программа в режиме диалога «ведет» исследователя через все действия, предписанные методикой, и выдает результат в виде значения концентрации определяемого соединения в исследуемом образце.The operation of these dichrometers is carried out using a software package that implements various modes of operation of the dichrometer and supports a library of techniques for determining various biologically active substances, so the user can select from the menu the substance whose concentration determination is required at the moment, after which the program in dialogue mode " leads the researcher through all the actions prescribed by the method, and gives the result in the form of the concentration value of the determined compound in the studied m sample.

Однако к недостаткам вышеупомянутых устройств можно отнести неоптимальную конструкцию лампового источника светового излучения, приводящую к образованию озона внутри спектрального блока в диапазоне УФ излучения вблизи длин волн 200 нм; недостаточно надежный и сложный в изготовлении и настройке электродинамический привод позиционного типа поворота дифракционной решетки селектора; недостаточную стабильность характеристик и низкую устойчивость фотоэластического модулятора поляризации к внешним воздействиям, а также влияние электронной схемы возбуждения модулятора на другие системы устройства, что понижает чувствительность регистрации КД, и, соответственно, измерения концентрации БАВ. Наличие паразитного сигнала КД из-за напряжений в окнах оптической кюветы с исследуемой пробой и несовершенства узла фиксации ячейки, а также избыточные шумы в канале регистрации КД приводят к недостаточной достоверности и стабильности результатов измерений сигнала КД. Усиление результирующего сигнала КД по постоянному току в тракте синхронного усилителя приводит к температурному дрейфу сигнала, при этом наличие в синхронном усилителе аналогового фильтра низких частот существенно снижает возможности дальнейшей обработки полезного сигнала из-за ограниченного набора постоянных времени фильтра. Наличие селектора длины волны в виде монохроматора и отдельного блока термостатирования ячейки с пробой приводит к излишней громоздкости дихрографа. Важным недостатком аналогов является требование приготовления биодатчика на основе ХЖКД ДНК непосредственно перед контактом его с анализируемой жидкостью, содержащей определяемое БАВ.However, the disadvantages of the above devices include the non-optimal design of the lamp light source, leading to the formation of ozone inside the spectral block in the UV range near wavelengths of 200 nm; insufficiently reliable and difficult to manufacture and configure the electrodynamic drive positional type of rotation of the diffraction grating of the selector; insufficient stability of characteristics and low resistance of the photoelastic polarization modulator to external influences, as well as the influence of the electronic modulator excitation circuit on other systems of the device, which reduces the sensitivity of registration of CDs, and, accordingly, measurements of the concentration of biologically active substances. The presence of a spurious CD signal due to the stresses in the windows of the optical cell with the sample under study and imperfections in the cell fixation unit, as well as excessive noise in the CD recording channel, lead to insufficient reliability and stability of the results of measurements of the CD signal. The amplification of the resulting DC signal by direct current in the path of the synchronous amplifier leads to a temperature drift of the signal, while the presence of an analog low-pass filter in the synchronous amplifier significantly reduces the possibility of further processing of the useful signal due to the limited set of filter time constants. The presence of a wavelength selector in the form of a monochromator and a separate temperature control unit for the cell with the breakdown leads to unnecessarily cumbersome dichrograph. An important disadvantage of analogues is the requirement to prepare a biosensor based on CLCD DNA immediately before its contact with the analyzed liquid containing a defined biologically active substance.

Перечисленные выше недостатки устройств для определения БАВ устранены в дихрометре для определения биологически активного вещества в жидкостях, гелях и пленках (RU, 92959, U1) и в дихрометре для определения биологически активного вещества в анализируемой жидкости (RU, 92960, U1). В указанных дихрометрах для достижения более высокой точности определения концентраций определяемых компонентов в любых анализируемых пробах предложены усовершенствованная конструкция лампового источника светового излучения, резко уменьшающая уровень образующегося озона в диапазоне УФ излучения вблизи и ниже 200 нм, технологичный шаговый двигатель поворота дифракционной решетки, усовершенствована конструкция устройства для размещения анализируемой пробы, обеспечивающая возможность скользящего перемещения кюветы с пробой относительно корпуса устройства без появления напряжений в материале стенок кюветы, конструктивное выполнение фотоэластического модулятора поляризации в сочетании со стабилизацией его рабочего тока, обеспечившее высокую стабильность характеристик модулятора и устойчивость его к внешним механическим воздействиям.The above-mentioned disadvantages of devices for determining biologically active substances were eliminated in a dichrometer for determining a biologically active substance in liquids, gels, and films (RU, 92959, U1) and in a dichrometer for determining a biologically active substance in a analyzed liquid (RU, 92960, U1). In these dichrometers, in order to achieve higher accuracy in determining the concentrations of the components to be determined in any analyzed samples, an improved design of a lamp light source that dramatically reduces the level of ozone generated in the UV range near and below 200 nm, an advanced stepper motor for turning the diffraction grating, and an improved device design for placement of the analyzed sample, providing the possibility of sliding movement of the cell with the sample relative In the case of the device without the appearance of stresses in the material of the cell walls, the constructive implementation of the photoelastic polarization modulator in combination with stabilization of its operating current, which ensured high stability of the modulator characteristics and its resistance to external mechanical influences.

Кроме этого, в указанных дихрометрах для определения БАВ реализован принцип модульности, при котором функциональные модули устройства для определения БАВ содержат микроконтроллеры, обеспечивающие управление их функционированием в согласованных режимах и взаимодействие между собой с помощью стандартного интерфейса типа I2C. Управление работой аналитического устройства осуществляется с помощью внешнего или встроенного компьютера, при этом микроконтроллер модуля цифровой системы регистрации обеспечивает выполнение необходимых операций микроконтроллерами других функциональных модулей, первичную обработку сигнала, передачу его по интерфейсу USB в указанный компьютер, прием и передачу команд компьютера другим функциональным модулям.In addition, the indicated dichrometer for determining biologically active substances implements the principle of modularity, in which the functional modules of the device for determining biologically active substances contain microcontrollers that control their functioning in coordinated modes and interact with each other using a standard I2C interface. The operation of the analytical device is controlled using an external or built-in computer, while the microcontroller of the digital registration system module provides the necessary operations by microcontrollers of other functional modules, the primary signal processing, its transmission via USB to the specified computer, the reception and transmission of computer commands to other functional modules.

Указанные технические решения позволили несколько уменьшить габариты дихрометров за счет включения блока термостатирования ячейки с пробой в состав оптического (спектрального) блока.The indicated technical solutions allowed to slightly reduce the dimensions of the dichrometers due to the inclusion of the thermostatic control unit of the cell with the breakdown in the composition of the optical (spectral) unit.

Использование указанных дихрометров позволяет точнее и с лучшей воспроизводимостью определять величину сигнала КД и концентрацию в пробах различных БАВ, при этом достигается более высокая чувствительность их определения (до 10^-9 М/л) и появляется возможность значительно расширить класс определяемых БАВ.The use of these dichrometers makes it possible to more accurately and with better reproducibility determine the value of the CD signal and the concentration in samples of various biologically active substances, while achieving a higher sensitivity of their determination (up to 10 ^-9 M / L) and it becomes possible to significantly expand the class of defined biologically active substances.

Кроме технических усовершенствований, в этих дихрометрах возможно определение оптических характеристик биодатчиков, приготовленных в виде гелей или пленок, содержащих иммобилизованные в них наноразмерные частицы жидкокристаллической дисперсии молекулярных конструкций ДНК (далее МК ДНК), в которых молекулы ДНК упорядочены между собой и сшиты между собой различными наномостиками, содержащими хромофорные соединения, проявляющие в составе частиц аномальную оптическую активность кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением и сохраняющих свою структуру и аномальную оптическую активность в течение длительного времени до смешивания с анализируемой жидкостью. (Евдокимов Ю.М., Салянов В.И., Семенов С.В., Скуридин С.Г. Жидкокристаллические дисперсии и наноконструкции ДНК, под редакцией Ю.М.Евдокимова - М.: Радиотехника, 294 с., 2008; Евдокимов Ю.М., Салянов В.И., Скуридин С.Г. Наноструктуры и наноконструкции на основе ДНК. Под ред. Ю.М. Евдокимова. М.: САЙНС-ПРЕСС, 2010, 254 с.).In addition to technical improvements, in these dichrometers it is possible to determine the optical characteristics of biosensors prepared in the form of gels or films containing nanoscale particles of a liquid crystal dispersion of molecular DNA constructs (hereinafter MK DNA) immobilized in them, in which DNA molecules are ordered and crosslinked by various nanobridges containing chromophore compounds exhibiting in the composition of particles the anomalous optical activity of circular dichroism upon irradiation of circularly polarized nnym radiation and retain its structure and anomalous optical activity for a long time before mixing with the analyzed liquid. (Evdokimov Yu.M., Salyanov V.I., Semenov S.V., Skuridin S.G. Liquid crystal dispersions and DNA nanoconstructions, edited by Yu.M. Evdokimov - M.: Radio engineering, 294 p., 2008; Evdokimov Yu.M., Salyanov V.I., Skuridin S.G. DNA-based nanostructures and nanoconstructions, edited by Yu.M. Evdokimov, Moscow: SINS-PRESS, 2010, 254 pp.).

Для указанных МК ДНК характерна не только аномальная оптическая активность, проявляемая в виде интенсивной полосы в спектре КД в области поглощения азотистых оснований ДНК, например, на длине волны ~260-270 нм, но и дополнительная аномальная оптическая активность в области поглощения элементов наномостиков, «сшивающих» МК ДНК, в частности, хромофоров антибиотиков в области длин волн 450-650 нм, например, дауномицина в области 505-525 нм. Величина аномальной оптической активности таких биодатчиков на основе МК ДНК в полосе поглощения антибиотика остается неизменной в течение длительного времени и может уменьшаться (вплоть до полного исчезновения) под действием БАВ, «мишенью» для которых служат структурные элементы наномостиков, являющиеся, по сути, наносенсорами. Наличие и концентрацию БАВ в анализируемой жидкости определяют по изменению величины регистрируемого оптического сигнала КД, обусловленному взаимодействием БАВ с МК ДНК, только в одной, указанной выше полосе в видимом диапазоне спектра, при помощи предварительно записанного калибровочного графика. Гелевые или пленочные биодатчики на основе МК ДНК, характеризующиеся длительным (месяцы) сроком устойчивости своей структуры и присущей им аномальной оптической активности, требуют, тем не менее, после долгого их хранения подтверждения паспортного значения характеристик оптического сигнала КД.The indicated MK DNA is characterized not only by anomalous optical activity, manifested as an intense band in the CD spectrum in the region of absorption of nitrogenous DNA bases, for example, at a wavelength of ~ 260-270 nm, but also by additional anomalous optical activity in the region of absorption of nanobridge elements, " cross-linking "MK DNA, in particular, antibiotic chromophores in the wavelength region of 450-650 nm, for example, daunomycin in the region of 505-525 nm. The magnitude of the anomalous optical activity of such MK DNA-based biosensors in the antibiotic absorption band remains unchanged for a long time and can decrease (up to complete disappearance) under the influence of biologically active substances, the “target” of which are the structural elements of nanobridges, which are, in fact, nanosensors. The presence and concentration of biologically active substances in the analyzed liquid is determined by the change in the magnitude of the recorded optical CD signal, due to the interaction of biologically active substances with MK DNA, in only one of the above bands in the visible range of the spectrum using a pre-recorded calibration graph. MK DNA gel or film biosensors, characterized by a long (months) period of stability of their structure and their inherent abnormal optical activity, require, however, after a long storage period, confirmation of the passport value of the characteristics of the optical signal of CD.

Можно сказать, что гелевые или пленочные биодатчики на основе МК ДНК представляют собой новый тип биологически активных материалов (далее БАМ) стабилизированных форм, оптическую активность КД которых можно искусственно создавать в заданном спектральном интервале и изменять по величине.We can say that gel or film biosensors based on MK DNA are a new type of biologically active materials (hereinafter BAM) of stabilized forms, the optical activity of which can be artificially created in a given spectral range and changed in magnitude.

Исследование оптических свойств таких БАМ, обладающих определенными заданными характеристиками оптической активности КД на определенных заданных длинах волн, представляет и самостоятельную задачу, поскольку БАМ могут использоваться не только в качестве биодатчиков при определении наличия и концентрации БАВ в анализируемых пробах, но и как стандартные образцы, с помощью которых можно калибровать, например, спектрометры кругового дихроизма (дихрометры), работающие в широком диапазоне длин волн.The study of the optical properties of such BAM, which have certain specified characteristics of the optical activity of CDs at certain given wavelengths, is also an independent task, since BAM can be used not only as biosensors in determining the presence and concentration of biologically active substances in the analyzed samples, but also as standard samples with with which you can calibrate, for example, circular dichroism spectrometers (dichrometers) operating in a wide range of wavelengths.

Задачу исследования оптических свойств и контроля качества БАМ на основе МК ДНК, в том числе с целью использования их в качестве биодатчиков в биосенсорных аналитических устройствах или для калибровки дихрометров и измерения оптической активности исследуемых с их помощью других объектов, целесообразнее решать с использованием работающих в широком диапазоне длин волн многофункциональных дихрометров. С другой стороны, применяемые на практике многофункциональные дихрометры (спектрополяриметры), сконструированные для решения традиционных исследовательских и аналитических задач, имеют стандартный набор достаточно громоздких конструктивных узлов (мощный ламповый источник излучения, многоэлементный селектор длины волны излучения в виде монохроматора, высокочувствительный детектор излучения на основе фотоэлектронного умножителя) и мало приспособлены для исследования БАМ на основе МК ДНК. Поэтому наряду с главной задачей - исследованием оптических свойств и контролем качества таких БАМ, одновременно должна быть решена задача создания адекватной ей более компактной многофункциональной аналитической системы.The task of studying the optical properties and quality control of BAM based on MK DNA, including for the purpose of using them as biosensors in biosensor analytical devices or for calibrating dichrometers and measuring the optical activity of other objects studied with their help, is more appropriate to solve using wide range wavelengths of multifunctional dichrometers. On the other hand, multifunctional dichrometers (spectropolarimeters) used in practice, designed to solve traditional research and analytical problems, have a standard set of rather bulky structural units (a powerful tube radiation source, a multi-element radiation wavelength selector in the form of a monochromator, and a highly sensitive photoelectronic radiation detector multiplier) and are little adapted for studying BAM based on MK DNA. Therefore, along with the main task - the study of optical properties and quality control of such BAM, the problem of creating an adequate more compact multifunctional analytical system should be solved at the same time.

В основу настоящего изобретения была положена задача создания компактной многофункциональной аналитической системы для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма (далее КД) биологически активных материалов (далее БАМ), содержащих молекулярные конструкции нуклеиновых кислот (МК НК) и обладающих аномальной оптической активностью при облучении циркулярно-поляризованным излучением в ультрафиолетовом диапазоне спектра и/или в видимом диапазоне спектра и способностью изменять характеристики оптической активности при взаимодействии с биологически активными веществами (далее БАВ) в зависимости от концентрации БАВ в исследуемой пробе, что позволит проводить исследования биологической активности БАВ в отношении БАМ по характеру и степени изменений характеристик КД.The present invention was based on the task of creating a compact multifunctional analytical system for determining the characteristics of an optical circular dichroism signal (hereinafter referred to as CD) of biologically active materials (hereinafter BAM) containing molecular structures of nucleic acids (MK NC) and having anomalous optical activity upon irradiation with circularly polarized radiation in the ultraviolet range of the spectrum and / or in the visible range of the spectrum and the ability to change the characteristics of optical activity and interacting with biologically active substances (BAS hereinafter) depending on the concentration of biologically active substances in the test sample that will allow the study of the biological activity of BAS against the BAM on the nature and degree of change characteristics of a CD.

При этом система должна была быть приспособлена для работы с БАМ, в качестве которых могут быть использованы как известные биодатчики на основе молекулярных конструкций НК, обладающие определенными известными исходными характеристиками оптического сигнала КД и имеющие в молекулярных конструкциях структурный элемент, являющийся «мишенью» или субстратом для БАВ, так и БАМ с предполагаемой оптической активностью при облучении циркулярно-поляризованным излучением.In this case, the system should have been adapted to work with BAM, which can be used as known biosensors based on molecular structures of nanocrystals, having certain known initial characteristics of the optical signal of CD and having a structural element in molecular structures that is a “target” or substrate for BAS and BAM with the alleged optical activity upon irradiation with circularly polarized radiation.

При этом была поставлена задача определения указанных характеристик КД без какой-либо потери чувствительности регистрации сигнала КД, с сохранением высокой точности определения концентрации определяемых БАВ, в том числе ультранизкой концентрации (до ~10^-9 моля), в анализируемых пробах, в том числе в биологических жидкостях, таких, как плазма крови, цельная кровь и других.The task was to determine the indicated characteristics of the CD without any loss in the sensitivity of recording the CD signal, while maintaining high accuracy in determining the concentration of the determined biologically active substances, including ultra-low concentration (up to ~ 10 ^-9 mol), in the analyzed samples, including biological fluids, such as blood plasma, whole blood and others.

Дополнительной задачей создания изобретения являлось обеспечение возможности спектрального контроля качества биодатчиков на основе молекулярных конструкций НК (МК НК), включая биодатчики, содержащие наноконструкции НК (НаК НК), путем тестирования их оптической активности перед использованием, а также возможности поверки измерительных характеристик системы при работе системы в ультрафиолетовой области излучений и в видимой области излучений по рабочему эталону (стандарту). При этом в качестве эталона оптической активности для поверки средств измерения КД может быть принята, например, оптическая активность водных растворов химического соединения, например, описанного выше КСК, но может быть использован в качестве эталона и известный биодатчик на основе МК НК (БАМ) с известными характеристиками оптических свойств КД.An additional objective of the invention was to provide the possibility of spectral quality control of biosensors based on molecular structures of nanocrystals (MK nanocrystals), including biosensors containing nanoconstructions of nanocrystals (NAC nanocrystals), by testing their optical activity before use, as well as the possibility of checking the measurement characteristics of the system during operation in the ultraviolet region of radiation and in the visible region of radiation according to the working standard (standard). In this case, for example, the optical activity of aqueous solutions of a chemical compound, for example, the above-described KSC, can be taken as a standard of optical activity for verification of CD measurement, but the well-known biosensor based on MK NK (BAM) with known characteristics of the optical properties of CD.

Поставленная задача была решена созданием многофункциональной аналитической системы для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма биологически активного материала, содержащей размещенные в одном корпусе:The problem was solved by creating a multifunctional analytical system for determining the characteristics of the optical signal of circular dichroism of biologically active material, containing:

- источник светового излучения, снабженный коллимирующей линзой;- a light source equipped with a collimating lens;

- селектор, выполненный в виде узкополосного интерференционного фильтра с возможностью его размещения в потоке света указанного источника излучения после указанной коллимирующей линзы;- a selector made in the form of a narrow-band interference filter with the possibility of its placement in the light stream of the specified radiation source after the specified collimating lens;

- размещенные последовательно на одной оптической оси:- placed sequentially on one optical axis:

- поляризатор, обеспечивающий формирование линейно поляризованного светового потока;- a polarizer, providing the formation of a linearly polarized light flux;

- спектральную щель, обеспечивающую выделение линейно-поляризованного светового потока с заданным направлением вектора поляризации;- spectral gap, providing the selection of linearly polarized light flux with a given direction of the polarization vector;

- модулятор поляризации, обеспечивающий преобразование указанного линейно поляризованного светового потока в циркулярно-поляризованный световой поток с периодически изменяющимся направлением вращения вектора поляризации;- a polarization modulator that converts said linearly polarized light flux into a circularly polarized light flux with a periodically changing direction of rotation of the polarization vector;

- приемное устройство, приспособленное для установки в нем съемной оптически проницаемой кюветы для размещения исследуемой пробы и снабженное устройством термостатирования кюветы;- a receiving device adapted to install in it a removable optically permeable cell for placement of the test sample and equipped with a thermostatic control unit;

- по меньшей мере, одну съемную оптически проницаемую кювету, приспособленную для размещения в ней исследуемой пробы и для размещения ее в указанном приемном устройстве;- at least one removable optically permeable cuvette, adapted to accommodate the test sample in it and to place it in the specified receiving device;

- фотодетектор, обеспечивающий регистрацию оптических сигналов кругового дихроизма исследуемой пробы и преобразование их в пропорциональный электрический сигнал; и- photodetector, providing registration of optical signals of circular dichroism of the test sample and converting them into a proportional electrical signal; and

- систему регистрации, приспособленную для выделения и усиления указанного электрического сигнала и преобразования его в цифровую форму;- a registration system adapted to isolate and amplify said electrical signal and convert it to digital form;

- средство управления, включающее средство обработки полученного электрического сигнала исследуемой пробы и контроллер команд,- control means, including means for processing the received electrical signal of the test sample and a command controller,

отличающейся тем, что:characterized in that:

- содержит несколько источников излучения, снабженных коллимирующими линзами, при этом содержит, по меньшей мере, один источник излучения, обеспечивающий излучение в ультрафиолетовой области спектра, и, по меньшей мере, один источник излучения, обеспечивающий излучение в видимой области спектра, и содержит достаточное количество селекторов, выполненных в виде узкополосных интерференционных фильтров, установленных с возможностью их размещения в потоке света соответствующего указанного источника излучения после указанной коллимирующей линзы и приспособленных для формирования совместно с указанными источниками излучения достаточного количества узкополосных излучающих комплексов, обеспечивающих функционирование системы в следующих режимах:- contains several radiation sources equipped with collimating lenses, while containing at least one radiation source providing radiation in the ultraviolet region of the spectrum, and at least one radiation source providing radiation in the visible region of the spectrum, and contains a sufficient amount selectors made in the form of narrow-band interference filters installed with the possibility of their placement in the light stream of the corresponding specified radiation source after the specified collimating th lens and adapted to form, together with the indicated radiation sources, a sufficient number of narrow-band emitting complexes, which ensure the functioning of the system in the following modes:

- в первом режиме тестирования системы в ультрафиолетовой области спектра при размещении в съемной кювете тестовой пробы, содержащей эталон оптической активности, проявляющий свойства кругового дихроизма при облучении пробы циркулярно-поляризованным излучением на характерных для кругового дихроизма эталона длинах волн в ультрафиолетовой области спектра;- in the first mode of testing the system in the ultraviolet region of the spectrum when placing a test sample in a removable cuvette containing an optical activity standard exhibiting circular dichroism properties when the sample is irradiated with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of the circular dichroism of the standard in the ultraviolet region of the spectrum;

- во втором режиме тестирования системы в видимой области спектра при размещении в съемной кювете тестовой пробы, содержащей эталон оптической активности, проявляющий свойства кругового дихроизма при облучении его циркулярно-поляризованным излучением на характерных для эталона длинах волн в видимой области спектра;- in the second mode of testing the system in the visible region of the spectrum when placing a test sample containing a standard of optical activity in a removable cuvette, which exhibits the properties of circular dichroism when irradiated with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of the standard in the visible region of the spectrum;

- в третьем режиме тестирования оптических свойств биологически активного материала, при размещении в съемной кювете исследуемой пробы, содержащей биологически активный материал, предположительно, обладающий оптической активностью кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением;- in the third mode of testing the optical properties of a biologically active material, when placing a test sample containing a biologically active material in a removable cuvette, presumably having optical activity of circular dichroism when irradiated with circularly polarized radiation;

- в четвертом режиме определения скорости диффузии биологически активного вещества в биологически активный материал и/или исследования динамики трансформации молекулярных конструкций ДНК при взаимодействии с биологически активным веществом, при размещении в указанной съемной кювете исследуемой пробы, содержащей биологически активное вещество в контакте с биологически активным материалом, предположительно, являющимся субстратом для указанного биологически активного вещества и проявляющим в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для указанного биологически активного материала, и изменяющим эти свойства по мере взаимодействия с биологически активным веществом в течение заданного времени экспозиции;- in the fourth mode of determining the rate of diffusion of a biologically active substance into a biologically active material and / or studying the dynamics of the transformation of molecular DNA structures when interacting with a biologically active substance, when the test sample containing the biologically active substance in contact with the biologically active material is placed in the removable cuvette, presumably being a substrate for the specified biologically active substance and exhibiting in the initial state the properties of circular d ichroism when irradiated with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of the specified biologically active material, and changing these properties as it interacts with the biologically active substance for a given exposure time;

- в пятом режиме калибровки оптических свойств биологически активного материала, выполненного в виде биодатчика на основе молекулярных конструкций ДНК, проявляющего в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для биодатчика, и изменяющего их в результате взаимодействия указанного биодатчика с биологически активным веществом, для которого биологически активный материал является субстратом, в течение времени такого взаимодействия, меньшего времени полной диффузии биологически активного вещества в биодатчик, при размещении в указанной съемной кювете одной из N калибровочных проб, содержащих указанный биодатчик в контакте с одним из N калибровочных растворов, содержащих указанное биологически активное вещество в различной известной концентрации;- in the fifth calibration mode of the optical properties of the biologically active material, made in the form of a biosensor based on DNA molecular structures, exhibiting in the initial state the properties of circular dichroism when irradiated with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of the biosensor, and changing them as a result of the interaction of the specified biosensor with a biologically active substance for which the biologically active material is a substrate, during the time of such interaction, less time olnoy diffusion of the active substance in a biosensor, when placed in said removable cuvette one of N calibration samples containing said biosensor in contact with one of the N calibration solutions containing said biologically active substance in a different known concentration;

- в шестом режиме определения наличия и концентрации биологически активного вещества в исследуемой пробе при размещении в съемной кювете исследуемой пробы, содержащей биологически активное вещество, подлежащее определению, в неизвестной концентрации и биологически активный материал, выполненный в виде биодатчика на основе молекулярных конструкций ДНК, являющегося субстратом для определяемого биологически активного вещества и проявляющего в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для биодатчика, и изменяющего их в результате взаимодействия биодатчика с биологически активным веществом, наличие и концентрация которого подлежат определению,- in the sixth mode of determining the presence and concentration of a biologically active substance in the test sample when placed in a removable cuvette of the test sample containing the biologically active substance to be determined in an unknown concentration and biologically active material, made in the form of a biosensor based on molecular structures of DNA, which is a substrate for a biologically active substance being determined and exhibiting in the initial state the properties of circular dichroism upon irradiation with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of the biosensor, and changing them as a result of the interaction of the biosensor with a biologically active substance, the presence and concentration of which must be determined,

и при этом:and wherein:

- система снабжена устройством крепления указанных источников излучения и указанных селекторов, обеспечивающим возможность формирования источниками излучения и соответствующими им селекторами указанных излучающих комплексов соответственно выбранному режиму, излучающих на заданных длинах волн, путем направления потока излучения одного из указанных источников излучения через соответствующий один из указанных селекторов по одной оптической оси с указанным поляризатором, спектральной щелью, модулятором, указанной кюветой и фотодетектором в течение времени работы системы в соответствующем режиме.- the system is equipped with a device for fixing said radiation sources and said selectors, which makes it possible for radiation sources and corresponding selectors to form said emitting complexes according to the selected mode, emitting at predetermined wavelengths, by directing the radiation flux of one of said radiation sources through the corresponding one of said selectors according to one optical axis with the specified polarizer, spectral gap, modulator, specified cell and photodetector during the operating time of the system in the corresponding mode.

При этом, согласно изобретению, система может быть приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств биологически активного материала в исходном состоянии путем определения характеристик его сигнала кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением в ультрафиолетовом диапазоне спектра и/или в видимом диапазоне спектра.Moreover, according to the invention, the system can be adapted in the third mode to test the optical properties of the biologically active material in the initial state by determining the characteristics of its circular dichroism signal when irradiated with circularly polarized radiation in the ultraviolet range of the spectrum and / or in the visible range of the spectrum.

Кроме того, согласно изобретению, система может быть приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств биологически активного материала путем определения уровня чувствительности биологически активного материала в отношении биологически активного вещества, для которого указанный биологически активный материал является субстратом, путем определения количества указанного биологически активного вещества, в результате взаимодействия с которым наблюдается достоверное изменение сигнала кругового дихроизма биологически активного материала от максимума сигнала кругового дихроизма в исходном состоянии при облучении в видимом диапазоне спектра и/или в ультрафиолетовом диапазоне спектра.In addition, according to the invention, the system can be adapted in a third mode for testing the optical properties of the biologically active material by determining the sensitivity level of the biologically active material with respect to the biologically active substance for which said biologically active material is a substrate, by determining the amount of said biologically active substance, as a result of interaction with which there is a significant change in the signal of circular dichroism biologically ki active material from circular dichroism signal maximum in the initial state by irradiation in the visible range and / or ultraviolet spectrum.

Кроме того, согласно изобретению, система может быть приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств биологически активного материала путем определения его рабочего диапазона в отношении биологически активного вещества, для которого указанный биологически активный материал является субстратом, путем определения количеств указанного биологически активного вещества, в результате взаимодействия с которым наблюдается достоверное изменение величины сигнала кругового дихроизма биологически активного материала от максимума сигнала кругового дихроизма в исходном состоянии до полного исчезновения сигнала кругового дихроизма при облучении в видимом диапазоне спектра и/или в ультрафиолетовом диапазоне спектра.In addition, according to the invention, the system can be adapted in a third mode for testing the optical properties of a biologically active material by determining its operating range with respect to a biologically active substance for which the biologically active material is a substrate, by determining the amounts of said biologically active substance, as a result interaction with which there is a significant change in the magnitude of the signal of circular dichroism of biologically active material from m the maximum of the circular dichroism signal in the initial state until the complete disappearance of the circular dichroism signal when irradiated in the visible range of the spectrum and / or in the ultraviolet range of the spectrum.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы средство управления было выполнено с возможностью:Moreover, according to the invention, it is advisable that the control means was configured to:

- выбора режима работы системы;- selection of the system operation mode;

- выбора типа биологически активного материала, предполагаемого к использованию;- selection of the type of biologically active material intended for use;

- предоставления пользователю данных о наличии в системе источников излучения и селекторов, необходимых для последующего формирования требующихся источников излучения в соответствии с выбранными типом биологически активного материала и режимом работы системы;- providing the user with data on the presence in the system of radiation sources and selectors necessary for the subsequent formation of the required radiation sources in accordance with the selected type of biologically active material and the mode of operation of the system;

- подачи в автоматическом режиме управляющих команд на указанное устройство крепления, обеспечивающих соответствующее выбранному режиму положение источников излучения и селекторов для формирования соответствующего излучающего комплекса;- filing in automatic mode control commands to the specified mounting device, providing the corresponding position of the selected mode of radiation sources and selectors to form the corresponding emitting complex;

- подачи управляющих команд на терморегулятор узла термостатирования кюветы;- filing control commands to the thermostat of the thermostatting unit of the cell;

- подачи команд включения и выключения источников излучения, поляризатора, модулятора, источника питания фотодетектора;- giving commands to turn on and off the radiation sources, polarizer, modulator, photodetector power source;

- подачи управляющих команд, обеспечивающих регистрацию оптических сигналов исследуемой пробы через заданные промежутки времени в течение заданного времени экспозиции пробы, достаточной для регистрации фотодетектором значимых изменений оптического сигнала биологически активного материала, и подачи управляющих команд на цифровую систему регистрации и средство обработки;- submitting control commands that ensure registration of the optical signals of the test sample at predetermined intervals during a given exposure time of the sample, sufficient for the photodetector to register significant changes in the optical signal of the biologically active material, and submitting control commands to the digital registration system and processing means;

- сохранения полученных результатов измерений.- saving the obtained measurement results.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы средство обработки было приспособлено для визуализации в заданном графическом или табличном или ином виде результатов регистрации оптических сигналов исследуемой пробы и результатов вычислений, произведенных:Moreover, according to the invention, it is advisable that the processing means is adapted to visualize in a given graphical or tabular or other form the results of recording the optical signals of the test sample and the results of the calculations performed:

- для определения в первом и втором режимах способности аналитической системы измерять круговой дихроизм оптических сигналов путем выявления соответствия между характеристиками регистрируемого системой оптического сигнала и известными характеристиками кругового дихроизма эталона;- to determine in the first and second modes the ability of the analytical system to measure the circular dichroism of optical signals by identifying the correspondence between the characteristics of the optical signal recorded by the system and the known characteristics of the circular dichroism of the standard;

- для определения в третьем режиме оптических свойств биологически активного материала на основе результатов регистрации оптического сигнала кругового дихроизма пробы и путем сравнения результатов измерения характеристик кругового дихроизма исследуемого биологически активного материала с данными известных характеристик, сохраненных ранее, соответствующих биологически активному материалу выбранного типа, путем определения уровня чувствительности известного количества биологически активного материала и диапазона количеств биологически активного вещества, при взаимодействии с которым биологически активный материал изменяет свойства кругового дихроизма;- to determine in the third mode the optical properties of the biologically active material based on the results of recording the optical signal of circular dichroism of the sample and by comparing the results of measuring the circular dichroism characteristics of the studied biologically active material with the data of known characteristics stored previously corresponding to the biologically active material of the selected type by determining the level the sensitivity of a known amount of biologically active material and a range of amounts of biol an active substance, when interacting with which a biologically active material changes the properties of circular dichroism;

- для определения в четвертом режиме коэффициента диффузии биологически активного вещества в биологически активный материал и динамики трансформации молекулярных конструкций ДНК при взаимодействии с биологически активным веществом на основе результатов измерения величины регистрируемого сигнала кругового дихроизма биологически активного материала в пробе путем вычисления величины и динамики изменения указанного регистрируемого сигнала в течение времени взаимодействия биологически активного материала с биологически активным веществом;- to determine in the fourth mode the coefficient of diffusion of the biologically active substance into the biologically active material and the dynamics of the transformation of molecular DNA structures when interacting with the biologically active substance based on the results of measuring the value of the recorded signal of circular dichroism of the biologically active material in the sample by calculating the magnitude and dynamics of change of the specified registered signal during the time of interaction of the biologically active material with the biologically active in tage;

- для определения в пятом режиме калибровочной зависимости величины изменения амплитуды регистрируемого оптического сигнала кругового дихроизма биодатчика от величины концентрации биологически активного вещества, для которого биодатчик является субстратом, в указанных N калибровочных растворах на основе результатов регистрации величины сигнала кругового дихроизма биодатчика в калибровочных пробах через заданные интервалы времени и путем вычисления величины изменений сигналов кругового дихроизма биодатчика, зарегистрированных через определенный заданный интервал времени и соответствующих разным концентрациям биологически активного вещества;- to determine in the fifth calibration mode the dependence of the magnitude of the change in the amplitude of the recorded optical signal of the circular dichroism of the biosensor on the concentration of the biologically active substance for which the biosensor is a substrate in the indicated N calibration solutions based on the results of recording the magnitude of the signal of the circular dichroism of the biosensor in calibration samples at specified intervals time and by calculating the magnitude of the changes in the signals of the circular dichroism of the biosensor recorded h through a certain predetermined time interval and corresponding to different concentrations of biologically active substances;

- для определения в шестом режиме наличия и концентрации определяемого биологически активного вещества на основе результатов регистрации величины сигнала кругового дихроизма биодатчика в исследуемой пробе через заданные интервалы времени путем вычисления величины изменения сигнала кругового дихроизма биодатчика, зарегистрированного через определенный заданный интервал времени, и сравнения этой величины с величинами изменений сигналов кругового дихроизма калибровочной зависимости биодатчика, определенной предварительно для биодатчика выбранного типа, зарегистрированных через такой же интервал времени для разных концентраций биологически активного вещества.- to determine in the sixth mode the presence and concentration of the determined biologically active substance based on the results of recording the magnitude of the circular dichroism signal of the biosensor in the test sample at predetermined time intervals by calculating the magnitude of the change in the circular dichroism signal of the biosensor recorded after a certain predetermined time interval and comparing this value with the magnitude of changes in the signals of circular dichroism of the calibration dependence of the biosensor previously determined for bio Occupancy of the selected type are registered through the same interval of time for different concentrations of the biologically active substance.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система в качестве указанного источника излучения в УФ области спектра содержала дейтериевую лампу.Moreover, according to the invention, it is advisable that the system as a specified radiation source in the UV region of the spectrum contains a deuterium lamp.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанные узкополосные излучающие комплексы, обеспечивающие излучение в видимой области спектра, были выполнены в виде узкополосных диодных излучателей, снабженных коллимирующей линзой и селектором.Moreover, according to the invention, it is advisable that these narrow-band emitting complexes providing radiation in the visible region of the spectrum are made in the form of narrow-band diode emitters equipped with a collimating lens and a selector.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанное устройство крепления излучающих комплексов было выполнено в виде турели с четырьмя степенями свободы, содержащей диск, установленный с возможностью поворота вокруг своей оси в плоскости, перпендикулярной указанной оптической оси, и приспособленный для размещения на нем источников излучения и/или селекторов, формирующих указанные узкополосные излучающие комплексы, с возможностью одновременной установки одного из источников излучения и соответствующего одного из селекторов на одной оптической оси с указанным поляризатором, спектральной щелью, модулятором, кюветой и фотодетектором в течение времени работы системы в соответствующем режиме.Moreover, according to the invention, it is advisable that said device for securing radiating complexes be made in the form of a turret with four degrees of freedom, comprising a disk mounted to rotate about its axis in a plane perpendicular to the specified optical axis and adapted to accommodate radiation sources on it and / or selectors forming these narrow-band emitting complexes, with the possibility of simultaneous installation of one of the radiation sources and the corresponding one of the selectors ov on the same optical axis with the specified polarizer, spectral gap, modulator, cuvette and photodetector during the operating time of the system in the corresponding mode.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанный диск турели был выполнен съемным.Moreover, according to the invention, it is advisable that said turret disk be removable.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы указанное устройство крепления излучающих комплексов содержало многопозиционные держатели, приспособленные для установки в них источников излучения и селекторов, необходимых для формирования узкополосных излучающих комплексов в ультрафиолетовой области спектра или в видимой области спектра, и устройств flip-flop с зеркалами, обеспечивающих возможность попеременной установки устройств flip-flop в положение flip, и выходное зеркало, приспособленное для направления излучения излучающих комплексов по одной оптической оси с указанным поляризатором, спектральной щелью, модулятором, кюветой и фотодетектором, и фиксации указанного положения flip в течение заданного времени экспозиции в соответствующем режиме.In addition, according to the invention, it is possible that said fastening device for emitting complexes contains multi-position holders adapted to install radiation sources and selectors therein necessary for forming narrow-band emitting complexes in the ultraviolet region of the spectrum or in the visible region of the spectrum, and flip-flop devices with mirrors that enable the flip-flop devices to be alternately mounted in the flip position, and an output mirror adapted to direct the radiation of the emitting complexes s on the same optical axis with said polarizer, spectral slit modulator cuvette and the photodetector and fixing said flip position for a predetermined exposure time in the corresponding mode.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанные многопозиционные держатели были выполнены съемными.Moreover, according to the invention, it is advisable that these multi-position holders are removable.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы указанные источники излучения, указанные селекторы и указанные устройства flip-flop были выполнены съемными.Moreover, according to the invention, it is advisable that said radiation sources, said selectors and said flip-flop devices are removable.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы компоновка системы была выполнена в корпусе таким образом, чтобы оптическая ось системы была расположена горизонтально, а указанная съемная кювета была выполнена в виде ячейки, приспособленной для размещения в приемном устройстве при вертикальном расположении в ней пробы перпендикулярно оптической оси системы.Moreover, according to the invention, it is possible for the system to be arranged in the housing so that the optical axis of the system is horizontal and the removable cuvette is made in the form of a cell adapted to be placed in the receiving device when the sample is placed vertically perpendicularly to the optical axis of the system.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы съемная кювета была приспособлена для размещения в ней пробы с биологически активным материалом в виде раствора или в виде гелевого или пленочного образца.Moreover, according to the invention, it is possible that the removable cuvette was adapted to place samples with biologically active material in it in the form of a solution or in the form of a gel or film sample.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы компоновка системы была выполнена в корпусе таким образом, чтобы оптическая ось системы была расположена вертикально, а указанная съемная кювета была выполнена в виде ячейки, приспособленной для ее размещения в приемном устройстве при горизонтальном расположения в ней пробы перпендикулярно оптической оси системы.In addition, according to the invention, it is possible that the system was arranged in the housing so that the optical axis of the system was vertically positioned, and said removable cuvette was made in the form of a cell adapted to be placed in the receiver when the sample was placed horizontally in it perpendicular optical axis system.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы съемная кювета была выполнена в виде микроплаты с лунками, имеющими, по меньшей мере, дно, оптически проницаемое для излучений в ультрафиолетовом и видимом диапазоне спектра, и приспособленной для ее размещения в приемном устройстве при горизонтальном расположении лунок с возможностью перемещения микроплаты в горизонтальной плоскости.In addition, according to the invention, it is possible that the removable cuvette was made in the form of a microplate with holes having at least a bottom that is optically permeable to radiation in the ultraviolet and visible spectral range and adapted to be placed in the receiving device with the horizontal arrangement of the holes with the ability to move the microboard in the horizontal plane.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы съемная кювета была выполнена в виде микроплаты, приспособленной для размещения в лунках пробы, содержащей биологически активный материал в виде гелевого или пленочного образца.Moreover, according to the invention, it is possible that the removable cuvette was made in the form of a microplate adapted for placement in the sample wells containing biologically active material in the form of a gel or film sample.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности раствор химического соединения, проявляющий свойства кругового дихроизма при облучении его на характерной для него длине волны в ультрафиолетовой области спектра.Moreover, according to the invention, it is advisable that the system be adapted to operate in the first mode with a test sample containing, as a standard of optical activity, a solution of a chemical compound exhibiting the properties of circular dichroism when irradiated at a characteristic wavelength in the ultraviolet region of the spectrum.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности водный раствор n-пропиламмониевой соли d-10 камфорсульфоновой кислоты, проявляющий свойства кругового дихроизма в ультрафиолетовой области спектра с максимумом сигнала на длине волны 290 нм.Moreover, according to the invention, it is possible that the system was adapted to work in the first mode with a test sample containing, as a standard of optical activity, an aqueous solution of n-propylammonium salt d-10 camphorsulfonic acid, exhibiting the properties of circular dichroism in the ultraviolet region of the spectrum with a maximum signal at a wavelength of 290 nm.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности биологически активный материал на основе молекулярных конструкций НК, проявляющий в исходном состоянии свойства кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК с максимумом сигнала при облучении в ультрафиолетовой области спектра.Moreover, according to the invention, it is advisable that the system be adapted to work in the first mode with a test sample containing biologically active material based on molecular structures of nanocrystals as a standard of optical activity, exhibiting in the initial state the properties of circular dichroism in the absorption region of nitrogenous DNA bases with the maximum signal when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности дисперсную фазу линейной B-формы двухцепочечных молекул ДНК в водно-солевом растворе, проявляющих в исходном состоянии свойства кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК в ультрафиолетовой области спектра с максимумом на длине волны 260 нм.Moreover, according to the invention, it is possible that the system was adapted to work in the first mode with a test sample containing, as a standard of optical activity, the dispersed phase of the linear B-form of double-stranded DNA molecules in aqueous salt solution, which in the initial state exhibit circular dichroism properties in absorption regions of nitrogenous DNA bases in the ultraviolet region of the spectrum with a maximum at a wavelength of 260 nm.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности жидкокристаллический биодатчик, представляющий собой распределенную в водно-полимерном матриксе дисперсную фазу линейных двухцепочечных молекул ДНК, сшитых между собой молекулами стеллина В, с максимумом сигнала при облучении в ультрафиолетовой области спектра на длине волны 270 нм.In addition, according to the invention, it is possible for the system to be adapted to operate in a first mode with a test sample containing, as a standard of optical activity, a liquid crystal biosensor representing a dispersed phase of linear double-stranded DNA molecules crosslinked by stellin molecules distributed in a water-polymer matrix B, with a maximum signal when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum at a wavelength of 270 nm.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы во втором режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности биологически активный материал на основе молекулярных конструкций НК, проявляющий свойства кругового дихроизма с максимумом оптического сигнала в видимой области спектра.In addition, according to the invention, it is possible that the system was adapted to work in the second mode with a test sample containing biologically active material based on molecular structures of nanocrystals as a standard of optical activity, exhibiting the properties of circular dichroism with a maximum optical signal in the visible region of the spectrum.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы во втором режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности биологически активный материал, выполненный в виде интегрального биодатчика, содержащего жидкокристаллическую дисперсию линейных двухцепочечных молекул ДНК, упорядоченных в пространстве и "сшитых" мостиками «антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-…-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля, с известными характеристиками кругового дихроизма в видимой области спектра с максимумом сигнала при облучении на длине волны в диапазоне 505-525 нм.Moreover, according to the invention, it is possible that the system was adapted to work in the second mode with a test sample containing biologically active material as a standard of optical activity, made in the form of an integrated biosensor containing a liquid crystal dispersion of linear double-stranded DNA molecules arranged in space and crosslinked "bridged" anthracycline antibiotic-Cu ²⁺ -antratsiklinovy antibiotic-Cu ²⁺ - ... -Cu ²⁺ -antratsiklinovy antibiotic-Cu ²⁺ -antratsiklinovy antibiotic "in the aqueous-saline solution olietilenglikolya, with known characteristics of circular dichroism in the visible region of the spectrum with a maximum signal upon irradiation at a wavelength in the range 505-525 nm.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для работы в третьем и/или четвертом, и/или пятом, и/или шестом режимах с исследуемыми пробами, содержащими биологически активный материал, проявляющий в исходном состоянии свойства аномального кругового дихроизма при облучении в ультрафиолетовой области спектра и/или кругового дихроизма при облучении в видимой области спектра и изменяющий амплитуду сигналов при облучении в видимой области спектра при его взаимодействии с биологически активным веществом в зависимости от его количества в пробе.Moreover, according to the invention, it is advisable that the system was adapted to work in the third and / or fourth, and / or fifth, and / or sixth modes with the studied samples containing biologically active material, exhibiting in the initial state the properties of anomalous circular dichroism during irradiation in the ultraviolet region of the spectrum and / or circular dichroism when irradiated in the visible region of the spectrum and changing the amplitude of the signals when irradiated in the visible region of the spectrum when it interacts with a biologically active substance in depending on its quantity in the sample.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для работы в третьем и/или четвертом, и/или пятом, и/или шестом режимах с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного материала жидкокристаллические биодатчики, представляющие собой дисперсную фазу из линейных двухцепочечных молекул НК, сшитых молекулами субстрата для биологически активного вещества, и проявляющие в исходном состоянии свойства кругового дихроизма с максимумом сигнала при облучении в ультрафиолетовой области спектра и с максимумом сигнала при облучении в видимой области спектра и изменяющие амплитуду сигналов при облучении в видимой области спектра при взаимодействии биодатчиков с биологически активным веществом в зависимости от его количества в пробе.Moreover, according to the invention, it is advisable that the system was adapted to work in the third and / or fourth, and / or fifth, and / or sixth modes with the samples under study containing liquid crystal biosensors as a biologically active material, which are a dispersed phase from linear of double-stranded NK molecules crosslinked by substrate molecules for a biologically active substance and exhibiting in the initial state the properties of circular dichroism with a maximum signal upon irradiation in the ultraviolet region of the spectrum a and a maximum signal when irradiated in the visible region of the spectrum and modifying the amplitude of signals by irradiation in the visible region by reacting with biosensors biologically active substance depending on its quantity in the sample.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для облучения проб в ультрафиолетовом диапазоне последовательно на нескольких длинах волн.Moreover, according to the invention, it is advisable that the system was adapted to irradiate samples in the ultraviolet range sequentially at several wavelengths.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для облучения проб в видимом диапазоне последовательно на нескольких длинах волн.Moreover, according to the invention, it is advisable that the system was adapted to irradiate samples in the visible range sequentially at several wavelengths.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для облучения проб излучением на заданных длинах волн в чередующейся последовательности.Moreover, according to the invention, it is advisable that the system be adapted to irradiate samples with radiation at predetermined wavelengths in an alternating sequence.

При этом, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для облучения проб в третьем и/или четвертом, и/или пятом, и/или шестом режимах излучением видимой области спектра в чередующейся последовательности трех длин волн, из которых одна длина волны соответствует максимуму сигнала в спектре кругового дихроизма биологически активного материала, другая длина волны больше, а третья короче длины волны, соответствующей максимуму указанного сигнала, причем на первой и третьей длинах волн регистрируемый сигнал кругового дихроизма биологически активного материала минимален или близок к фоновому, и при этом была выполнена с возможностью формирования соответствующих трех излучающих комплексов.Moreover, according to the invention, it is advisable that the system be adapted to irradiate samples in the third and / or fourth, and / or fifth, and / or sixth modes by radiation of the visible region of the spectrum in an alternating sequence of three wavelengths, of which one wavelength corresponds to the maximum the signal in the spectrum of circular dichroism of biologically active material, the other wavelength is longer and the third is shorter than the wavelength corresponding to the maximum of the specified signal, and at the first and third wavelengths the recorded circular signal dichroism biologically active material is minimal or close to the background, and thus was carried out to generate three respective emitting complexes.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в третьем и/или четвертом и/или пятом и/или шестом режимах с пробами, содержащими в качестве биологически активного материала биодатчики на основе лиотропной жидкокристаллической дисперсии комплекса ДНК-поликонидин, проявляющей в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении в ультрафиолетовой области спектра в диапазоне длин волн 220-350 нм с появлением отрицательной полосы с максимумом на длине волны ~280 нм при взаимодействии биодатчиков с гепарином.Moreover, according to the invention, it is possible for the system to be adapted to operate in the third and / or fourth and / or fifth and / or sixth modes with samples containing biosensors based on a lyotropic liquid crystal dispersion of the DNA-polyconidine complex, exhibiting in the initial state, the properties of circular dichroism upon irradiation in the ultraviolet region of the spectrum in the wavelength range of 220-350 nm with the appearance of a negative band with a maximum at a wavelength of ~ 280 nm when the biosensor interacts ov with heparin.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в третьем и/или четвертом и/или пятом и/или шестом режимах с пробами, содержащими в качестве биологически активного вещества гепарин.Moreover, according to the invention, it is possible that the system was adapted to work in the third and / or fourth and / or fifth and / or sixth modes with samples containing heparin as a biologically active substance.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в третьем и/или четвертом, и/или пятом и/или шестом режимах с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного материала биодатчики, имеющие сшитые наномостиками «антибиотик-ион металла-антибиотик-ион металла-…-ион металл-антибиотик-ион металла-антибиотик» частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, содержащие в составе наномостиков антибиотики антрациклиновой группы, способные к образованию хелатных комплексов и содержащие атомы кислорода в положениях 5, 6, 11 и 12, ив качестве чувствительного элемента ионы металла, способного к образованию плоских полимерных хелатных комплексов, и характеризующиеся аномальной оптической активностью при облучении в ультрафиолетовой области спектра, проявляемой в виде интенсивной полосы в спектре кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны ~270 нм, и дополнительной аномальной оптической активностью в области поглощения антибиотика в диапазоне 505-525 нм, и чтобы при этом система была приспособлена для облучения пробы в видимой области спектра, по меньшей мере, на трех длинах волн в диапазоне 440-750 нм.Moreover, according to the invention, it is possible for the system to be adapted to operate in the third and / or fourth, and / or fifth and / or sixth modes with test samples containing biosensors having antibiotic-metal ion cross-linked as nanologically active materials -antibiotic-metal ion -...-metal-antibiotic-metal-ion-antibiotic "particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion containing antibiotics of the anthracycline group in the composition of nanobridges, capable of chelating complexes and containing oxygen atoms at positions 5, 6, 11 and 12, and as a sensitive element, metal ions capable of forming flat polymer chelate complexes, and characterized by anomalous optical activity when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum, manifested as an intense band in the spectrum of a circular dichroism in the absorption region of nitrogenous DNA bases at a wavelength of ~ 270 nm, and additional anomalous optical activity in the absorption region of the antibiotic in the range of 505-525 nm, and so that the system was adapted to irradiate the sample in the visible region of the spectrum at least at three wavelengths in the range of 440-750 nm.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в третьем и/или четвертом, и/или пятом и/или шестом режимах с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного вещества гомоцистеин, гипорамин, митоксантрон или белок.Moreover, according to the invention, it is possible that the system was adapted to work in the third and / or fourth, and / or fifth and / or sixth modes with test samples containing homocysteine, hyporamine, mitoxantrone or protein as a biologically active substance.

Кроме того, согласно изобретению, целесообразно, чтобы система была приспособлена для работы в третьем и/или четвертом, и/или пятом и/или шестом режимах с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного материала биодатчики на основе частиц лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, в которых молекулы ДНК сшиты наномостиками «антибиотик-ион металла-антибиотик-ион металла-…-ион металл-антибиотик-ион металла-антибиотик», содержащие в составе наномостиков в качестве чувствительного элемента антибиотик антрациклинового ряда, имеющий не менее одной реакционно-способной аминогруппы, связанной с сахарным остатком и обладающей хромофорными свойствами при облучении в видимой области спектра, и ионы металлов, способные к образованию плоских полимерных хелатных комплексов, и характеризующиеся аномальной оптической активностью при облучении в ультрафиолетовой области спектра, проявляемой в виде интенсивной полосы в спектре кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны ~270 нм, и дополнительной аномальной оптической активностью при облучении в видимой области спектра в области поглощения антибиотика в диапазоне 505-525 нм, и чтобы при этом система была приспособлена для облучения пробы в видимой области спектра, по меньшей мере, на трех длинах волн в диапазоне 420-700 нм.In addition, according to the invention, it is advisable that the system was adapted to work in the third and / or fourth, and / or fifth and / or sixth modes with test samples containing biosensors based on particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion as biologically active material, in which the DNA molecules are crosslinked with nanobridges "antibiotic-metal ion-antibiotic-metal ion- ... -ion metal-antibiotic-metal ion-antibiotic" containing in the nanobridges as a sensitive element anti an anthracycline biotic with at least one reactive amino group bound to a sugar residue and having chromophore properties when irradiated in the visible region of the spectrum, and metal ions capable of forming flat polymer chelate complexes and characterized by anomalous optical activity when irradiated in the ultraviolet region spectrum, manifested as an intense band in the spectrum of circular dichroism in the absorption region of nitrogenous DNA bases at a wavelength of ~ 270 nm, and an additional anoma full optical activity during irradiation in the visible region of the spectrum in the absorption range of the antibiotic in the range of 505-525 nm, and so that the system is adapted to irradiate the sample in the visible region of the spectrum at least at three wavelengths in the range of 420-700 nm.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы система была приспособлена для работы в третьем и/или четвертом, и/или пятом и/или шестом режимах с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного вещества гепарин.Moreover, according to the invention, it is possible that the system was adapted to work in the third and / or fourth, and / or fifth and / or sixth modes with test samples containing heparin as a biologically active substance.

В дальнейшем многофункциональная аналитическая система для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма биологически активного материала согласно изобретению поясняется примерами ее конструктивного выполнения и применения и прилагаемыми чертежами, на которых:Further, a multifunctional analytical system for determining the characteristics of an optical signal of circular dichroism of a biologically active material according to the invention is illustrated by examples of its structural implementation and application and the accompanying drawings, in which:

Фиг.1 - оптическая схема многофункциональной аналитической системы согласно изобретению, вариант А выполнения с горизонтально расположенной оптической осью;Figure 1 is an optical diagram of a multifunctional analytical system according to the invention, embodiment A with a horizontal optical axis;

Фиг.1а - узкополосный источник излучения, содержащий узкополосный диодный излучатель в сборе с коллимирующей линзой и интерференционным фильтром, вариант выполнения;Figa - narrow-band radiation source containing a narrow-band diode emitter Assembly with a collimating lens and interference filter, an embodiment;

Фиг.2 - оптическая схема многофункциональной аналитической системы согласно изобретению, вариант С выполнения с горизонтально расположенной оптической осью;Figure 2 is an optical diagram of a multifunctional analytical system according to the invention, embodiment C with a horizontal optical axis;

Фиг.2а - схема выполнения устройства flip-flop с отражающим зеркалом;Fig. 2a is a block diagram of a flip-flop device with a reflective mirror;

Фиг.3 - характеристика КД БАМ, выполненного в виде жидкокристаллического биодатчика, представляющего собой дисперсную фазу из линейных двухцепочечных молекул ДНК - линейной В-формы ДНК в водно-солевом растворе (кривая 1); характеристика БАМ, выполненного в виде распределенной в водно-полимерном матриксе дисперсной фазы водно-солевого раствора комплекса ДНК-стеллин В из линейных двухцепочных молекул ДНК, сшитых молекулами субстрата для БАВ (кривая 2),Figure 3 - characteristic of the BAM CD, made in the form of a liquid crystal biosensor, which is a dispersed phase of linear double-stranded DNA molecules - a linear B-form of DNA in water-salt solution (curve 1); BAM characteristics, made in the form of a dispersed phase distributed in a water-polymer matrix of a water-salt solution of a DNA-stellin B complex from linear double-stranded DNA molecules crosslinked by substrate molecules for a biologically active substance (curve 2),

Фиг.4 - характеристика КД БАМ, выполненного в виде интегрального биодатчика, содержащего жидкокристаллическую дисперсию линейных двухцепочечных молекул ДНК, упорядоченных в пространстве и "сшитых" мостиками «антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-…-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля при облучении в видимом диапазоне спектра(кривая 3);Figure 4 - characteristic of the BAM CD, made in the form of an integrated biosensor containing a liquid crystal dispersion of linear double-stranded DNA molecules, ordered in space and "crosslinked" by bridges "anthracycline antibiotic-Cu ²⁺ -anthracycline antibiotic-Cu ²⁺ - ... -Cu ²⁺ -anthracycline antibiotic-Cu ²⁺ -anthracycline antibiotic "in a water-salt solution of polyethylene glycol when irradiated in the visible range of the spectrum (curve 3);

Фиг.5 - пример определения характеристик КД БАМ, выполненного в виде интегрального биодатчика, содержащего жидкокристаллическую дисперсию линейных двухцепочечных молекул ДНК, упорядоченных в пространстве и "сшитых" мостиками «антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-…-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля при облучении в ультрафиолетовом диапазоне: (кривая 4) и в видимом диапазоне (кривая 5) с изменением величины максимума сигналов КД в видимой области спектра в сторону ее уменьшения при взаимодействии с БАВ (кривая 6);Figure 5 is an example of determining the characteristics of BAM CD, made in the form of an integral biosensor containing a liquid crystal dispersion of linear double-stranded DNA molecules, ordered in space and "crosslinked" by bridges "anthracycline antibiotic-Cu ²⁺ -anthracycline antibiotic-Cu ²⁺ - ... -Cu ²⁺ -anthracycline antibiotic-Cu ²⁺ -anthracycline antibiotic "in a water-salt solution of polyethylene glycol when irradiated in the ultraviolet range: (curve 4) and in the visible range (curve 5) with a change in the maximum of the CD signals in the visible the region of the spectrum in the direction of its decrease during interaction with the biologically active substance (curve 6);

Фиг.6 - результаты тестирования БАМ, содержащих частицы холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, не сшитой наномостиками:6 - the results of testing BAM containing particles of a cholesteric liquid crystal dispersion of DNA not crosslinked by nanobridges:

- кривая 7 - изменение амплитуды сигнала КД при облучении на разных длинах волн видимого диапазона в исходном состоянии БАМ (до контакта указанного БАМ с БАВ);- curve 7 - change in the amplitude of the CD signal when irradiated at different wavelengths of the visible range in the initial state of the BAM (before the contact of the specified BAM with the BAS);

- кривая 8 - изменение амплитуды сигнала КД БАМ после контакта с БАВ (гепарин в концентрации 2,5×10^-3 мг/мл);- curve 8 - change in the amplitude of the BAM CD signal after contact with biologically active substances (heparin at a concentration of 2.5 × 10 ^-3 mg / ml);

- кривая 9 - изменение амплитуды сигнала КД при облучении в ультрафиолетовом диапазоне спектра в исходном состоянии БАМ (до контакта указанного БАМ с БАВ);- curve 9 - change in the amplitude of the CD signal when irradiated in the ultraviolet range of the spectrum in the initial state of the BAM (before the contact of the specified BAM with the BAS);

- кривая 10 - неизменность величины амплитуды сигнала КД БАМ при контакте БАМ с БАВ (гепарин в концентрации 2,5×10^-3 мг/мл);- curve 10 - the magnitude of the amplitude of the BAM CD signal upon contact of the BAM with BAS (heparin at a concentration of 2.5 × 10 ^-3 mg / ml);

Фиг.7 - результаты измерения величины сигнала КД интегральных биодатчиков, содержащих частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, упорядоченной в пространстве и "сшитой" мостиками, содержащими комплекс «ДАУ-Cu²⁺-ДАУ-Cu²⁺-…-Cu²⁺-ДАУ-Cu²⁺-ДАУ» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля, при облучении в ультрафиолетовом и видимом спектре:Fig. 7 shows the results of measuring the CD signal of integrated biosensors containing particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion ordered in space and "crosslinked" by bridges containing the complex "DAU-Cu ²⁺ -DAU-Cu ²⁺ - ... -Cu ²⁺ - DAU-Cu ²⁺ -DAU "in a water-salt solution of polyethylene glycol, when irradiated in the ultraviolet and visible spectrum:

- кривая 11 - в исходном состоянии БАМ до контакта с БАВ;- curve 11 - in the initial state of BAM before contact with BAS;

- кривая 12 - после взаимодействия БАМ в течение 10 мин с БАВ в виде БСА (водным раствором белка сывороточного альбумина в известной выбранной концентрации 6,0 мкг/мл);- curve 12 - after the interaction of BAM for 10 min with BAS in the form of BSA (aqueous solution of serum albumin protein in a known selected concentration of 6.0 μg / ml);

- кривая 13 - после взаимодействия БАМ в течение последующих 50 мин с БАВ в виде БСА;- curve 13 - after the interaction of BAM for the next 50 minutes with BAS in the form of BSA;

- кривая 14 - через 80 мин после взаимодействия с БСА (неизменность величины сигнала КД в области поглощения азотистых оснований ДНК); - curve 14 - 80 min after interaction with BSA (the constant value of the CD signal in the absorption region of nitrogenous DNA bases);

Фиг.8 - динамика изменения амплитуды сигнала КД БАМ с БАВ (БСА) в различных концентрациях: 1,1 мкг/мл (кривая 15), 3,4 мкг/мл (кривая 16) и 5,7 мкг/мл (кривая 17);Fig. 8 shows the dynamics of changes in the amplitude of the BAM CD signal with biologically active substances (BSA) at various concentrations: 1.1 μg / ml (curve 15), 3.4 μg / ml (curve 16) and 5.7 μg / ml (curve 17 );

Фиг.9 - результаты калибровки БАМ, выполненных в виде интегральных биодатчиков, содержащих частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, упорядоченной в пространстве и "сшитой" мостиками, содержащими комплекс «ДАУ-Cu²⁺-ДАУ-Cu²⁺-…-Cu²⁺-ДАУ-Cu²⁺-ДАУ» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля, при взаимодействии с БАВ (гепарин) в различной концентрации гепарина: 1,0 мкг/мл (кривая 18), 2,0 мкг/мл (кривая 19); 4,0 мкг/мл (кривая 20);Figure 9 - calibration results of BAM, made in the form of integrated biosensors containing particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion, ordered in space and "stitched" by bridges containing the complex "DAU-Cu ²⁺ -ADU-Cu ²⁺ - ... -Cu ^{2 +} -DAU-Cu ²⁺ -DAU "in a water-salt solution of polyethylene glycol, when interacting with biologically active substances (heparin) in various heparin concentrations: 1.0 μg / ml (curve 18), 2.0 μg / ml (curve 19) ; 4.0 μg / ml (curve 20);

Фиг.10 - калибровочные зависимости относительного изменения максимума амплитуды сигнала КД БАМ, выполненного в виде биодатчика, содержащего молекулы ДНК в упорядоченном состоянии, сшитые «мостиками» комплексов «ДАУ-Cu», после обработки водным раствором белка (БСА) в известной концентрации в течение 10 мин (кривая 21) и после обработки водным раствором белка в известной концентрации в течение 60 мин (кривая 22);Figure 10 - calibration dependences of the relative change in the maximum amplitude of the BAM CD signal, made in the form of a biosensor containing DNA molecules in an ordered state, crosslinked by DAU-Cu complexes after treatment with an aqueous solution of protein (BSA) in a known concentration for 10 min (curve 21) and after treatment with an aqueous protein solution in a known concentration for 60 minutes (curve 22);

Фиг.11 - калибровочная зависимость величины сигнала КД БАМ, выполненного в виде биодатчика, содержащего молекулы ДНК в упорядоченном состоянии, сшитые «мостиками» комплексов «ДАУ-Cu», полученная для биодатчика в исходном состоянии (точка 0) и после 10-минутной обработки биодатчика водным раствором гипорамина в известной концентрации C_Г=0,5 мкг/мл, 1,0 мкг/мл, 2,0 мкг/мл, 3,0 мкг/мл, и 4,0 мкг/мл (кривая 23);11 is a calibration dependence of the magnitude of the BAM CD signal, made in the form of a biosensor containing DNA molecules in an ordered state, crosslinked by "bridges" of complexes "DAU-Cu", obtained for the biosensor in the initial state (point 0) and after 10 minutes of processing the biosensor with an aqueous solution of hyporamine in a known concentration C _G = 0.5 μg / ml, 1.0 μg / ml, 2.0 μg / ml, 3.0 μg / ml, and 4.0 μg / ml (curve 23);

Фиг.12 - калибровочные зависимости относительного изменения максимума амплитуды сигнала КД БАМ, выполненного в виде биодатчика, содержащего молекулы ДНК в упорядоченном состоянии, сшитые «мостиками» комплексов «ДАУ-Cu», полученные для определения БАВ митоксантрона (MX) в области концентраций до 10^-9 моль/мл: при помощи систем А и С согласно изобретению (кривая 24) и с помощью описанного выше в разделе уровня техники дихрографа-прототипа (кривая 25).Figure 12 shows the calibration dependences of the relative change in the maximum amplitude of the BAM CD signal, made in the form of a biosensor containing DNA molecules in an ordered state, crosslinked by the bridges of the DAU-Cu complexes, obtained to determine the biologically active substance of mitoxantrone (MX) in the concentration range up to 10 ^-9 mol / ml: using systems A and C according to the invention (curve 24) and using the prototype dichrograph described above in the prior art section (curve 25).

Однако представленные примеры выполнения многофункциональной аналитической системы согласно изобретению не ограничивают другие возможности ее выполнения и применения, не выходящие за рамки формулы изобретения.However, the presented examples of the multifunctional analytical system according to the invention do not limit other possibilities of its implementation and application, not beyond the scope of the claims.

Многофункциональная аналитическая система для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма биологически активного материала согласно изобретению показана ниже в двух вариантах ее выполнения.A multifunctional analytical system for characterizing the optical signal of a circular dichroism of a biologically active material according to the invention is shown below in two versions of its implementation.

Многофункциональная аналитическая система для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма биологически активного материала согласно изобретению, показанная схематично на Фиг.1 в виде системы А первого варианта выполнения или показанная схематично на Фиг.2 в виде системы С второго варианта выполнения, обеспечивает автоматическое формирование излучающих комплексов, обеспечивающих работу систем А и С в шести указанных режимах согласно изобретению, и автоматическую подачу излучения в ультрафиолетовой или видимой области спектра.A multifunctional analytical system for characterizing an optical signal of circular dichroism of a biologically active material according to the invention, shown schematically in FIG. 1 as a system A of a first embodiment or shown schematically in FIG. 2 as a system C of a second embodiment, provides automatic generation of emitting complexes, ensuring the operation of systems A and C in the six indicated modes according to the invention, and the automatic supply of radiation in ultraviolet or visible spectral region.

При этом системы А и С обеспечивают подачу излучений на тестовую пробу, содержащую эталон оптической активности кругового дихроизма в ультрафиолетовом спектре облучений (первый режим), эталон оптической активности кругового дихроизма в видимом спектре облучения (второй режим), или на исследуемую пробу, содержащую тестируемый биологически активный материал в контакте с биологически активным веществом, вызывающим при взаимодействии с указанным материалом изменение его оптических характеристик (третий режим), или на исследуемую пробу, содержащую биологически активный материал в виде биодатчика, имеющего известные оптические характеристики кругового дихроизма, в контакте с биологически активным веществом, подлежащим определению (четвертый и пятый режимы) или на исследуемую пробу, содержащую биологически активный материал в виде биодатчика, имеющего известные оптические характеристики кругового дихроизма, в контакте с биологически активным веществом, активность которого по скорости разрушения указанного биодатчика подлежит определению (шестой режим).In this case, systems A and C provide radiation to a test sample containing a standard of optical activity of circular dichroism in the ultraviolet spectrum of irradiation (first mode), a standard of optical activity of circular dichroism in the visible spectrum of radiation (second mode), or to a test sample containing a biologically tested active material in contact with a biologically active substance, causing, when interacting with said material, a change in its optical characteristics (third mode), or on the test sample, with holding a biologically active material in the form of a biosensor having known optical characteristics of circular dichroism, in contact with a biologically active substance to be determined (fourth and fifth modes) or on a test sample containing a biologically active material in the form of a biosensor having known optical characteristics of circular dichroism, in contact with a biologically active substance, the activity of which is determined by the rate of destruction of the specified biosensor (sixth mode).

При этом системы А и С снабжены устройством крепления, обеспечивающим закрепление необходимого для функционирования систем в шести режимах количества источников излучения и селекторов, формирование источниками излучения и соответствующими им селекторами излучающих комплексов, излучающих на требуемой длине волны соответственно выбранному режиму путем направления потока излучения одного из указанных источников излучения через соответствующий один из указанных селекторов оптической оси системы в течение времени работы системы А или С в выбранном режиме.In this case, systems A and C are equipped with a fastening device that secures the number of radiation sources and selectors necessary for the functioning of the systems in six modes, generates emitting complexes and corresponding selectors of emitting complexes emitting at the desired wavelength according to the selected mode by directing the radiation flux to one of radiation sources through the corresponding one of these selectors of the optical axis of the system during the operating time of system A or Since the selected mode.

Кроме того, системы А и С обеспечивают регистрацию оптических сигналов кругового дихроизма, полученных от пробы, их обработку с переводом в цифровую форму и автоматизированную оценку полученных данных для установления оптических свойств исследуемых биологически активных материалов и изменения этих оптических свойств при взаимодействии этих биологически активных материалов с биологически активными веществами, наличие и концентрацию которых в исследуемых пробах подлежит установить, или оценки скорости диффузии исследуемого биологически активного вещества в биологически активный материал, а также визуализацию результатов тестирования, результатов измерений и результатов оценки.In addition, systems A and C provide registration of optical signals of circular dichroism obtained from a sample, their processing with digitization, and an automated assessment of the obtained data to establish the optical properties of the studied biologically active materials and to change these optical properties during the interaction of these biologically active materials with biologically active substances, the presence and concentration of which in the samples to be determined, or assess the diffusion rate of the studied biology Eski active substance in a biologically active material, as well as visualization of test results, the measurement results and evaluation results.

При этом многофункциональные системы согласно изобретению содержат комплект устройств, обеспечивающих формирование излучающих комплексов, обладающих необходимыми параметрами для формирования и подачи излучений в требуемом диапазоне длин волн для обеспечения работы системы в каждом из описанных режимов ее функционирования, и расположение излучающих комплексов на одной оптической оси с устройствами, обеспечивающими необходимую поляризацию излучения, размещение исследуемых проб и регистрацию этого излучения, а также устройств обработки результатов измерений и управления всей системой в целом.Moreover, the multifunctional systems according to the invention contain a set of devices providing the formation of emitting complexes having the necessary parameters for generating and supplying radiation in the desired wavelength range to ensure the system operates in each of the described modes of its operation, and the location of the emitting complexes on the same optical axis with the devices providing the necessary polarization of radiation, the placement of the studied samples and registration of this radiation, as well as devices quipment measurement results and control the entire system as a whole.

Многофункциональная аналитическая система согласно изобретению, выполненная в первом варианте в виде многофункциональной системы А (Фиг.1), для формирования излучающих комплексов, обладающих необходимыми параметрами излучений в требуемом диапазоне длин волн для обеспечения работы системы в каждом из режимов ее функционирования, и расположения излучающих комплексов на одной оптической оси, содержит:A multifunctional analytical system according to the invention, made in the first embodiment in the form of a multifunctional system A (Figure 1), for the formation of emitting complexes having the necessary radiation parameters in the desired wavelength range to ensure the operation of the system in each of its modes of operation, and the location of the emitting complexes on one optical axis, contains:

- источник 1 УФ излучения, обеспечивающий излучение в ультрафиолетовой области спектра, в качестве которого может быть использована, например, дейтериевая лампа;- source 1 of UV radiation, providing radiation in the ultraviolet region of the spectrum, which can be used, for example, a deuterium lamp;

- зеркало 2, обеспечивающее направление излучения источника 1 по оптической оси 1а системы 1;- mirror 2, providing the direction of radiation of the source 1 along the optical axis 1a of system 1;

- коллимирующую линзу 3, обеспечивающую компенсацию расходимости излучения источника 1 УФ излучения;- collimating lens 3, providing compensation for the divergence of the radiation source 1 of UV radiation;

- турель 4, выполненную с четырьмя степенями свободы и снабженную диском 5, установленным с возможностью поворота вокруг своей оси в плоскости, перпендикулярной оптической оси 1а системы А;- turret 4, made with four degrees of freedom and equipped with a disk 5, mounted with the possibility of rotation around its axis in a plane perpendicular to the optical axis 1A of system A;

- селекторы 6-i, где i=1, 2, 3, …, выполненные съемными, установленные на периферии диска 5 в количестве, достаточном для формирования совместно с источником 1 УФ излучения, зеркалом 2 и коллимирующей линзой 3 излучающих комплексов U-i, где i=1, 2, 3, …, обеспечивающих формирование светового потока с требуемой длиной волны в УФ области оптической активности эталонов оптической активности или оптической активности исследуемого биологически активного материала, проявляемой им в спектре его кругового дихроизма в УФ диапазоне;- selectors 6-i, where i = 1, 2, 3, ..., made removable, mounted on the periphery of the disk 5 in an amount sufficient to form, together with a source 1 of UV radiation, a mirror 2 and a collimating lens 3 emitting complexes Ui, where i = 1, 2, 3, ..., providing the formation of a luminous flux with the required wavelength in the UV region of the optical activity of the standards of optical activity or optical activity of the studied biologically active material, manifested by him in the spectrum of his circular dichroism in the UV range;

- источники 7-n видимого излучения, где n=1, 2, 3, …, выполненные съемными, снабженные коллимирующими линзами и селекторами, установленные на периферии диска 5 турели 4 в количестве, достаточном для формирования необходимого количества излучающих комплексов S-n, где n=1, 2, 3, …, обеспечивающих формирование светового потока для облучения проб в указанных шести режимах работы системы на длинах волн в видимом диапазоне спектра, соответствующих областям оптической активности, проявляемой в спектре кругового дихроизма используемых эталонов или исследуемых проб, содержащих БАМ.- sources 7-n of visible radiation, where n = 1, 2, 3, ..., made removable, equipped with collimating lenses and selectors, mounted on the periphery of the disk 5 of the turret 4 in an amount sufficient to form the required number of emitting complexes Sn, where n = 1, 2, 3, ..., providing the formation of a light flux for irradiating samples in the six indicated modes of operation of the system at wavelengths in the visible range of the spectrum corresponding to the regions of optical activity manifested in the spectrum of circular dichroism of the used standards or studies uemyh samples containing the BAM.

В качестве источников 7-n излучения целесообразно использовать миниатюрные светоизлучающие диоды с высокой яркостью излучения, например, диоды S12LB2C-B, S12LG2C-B, NCSU033A и NCSU034A.As sources of 7-n radiation, it is advisable to use miniature light emitting diodes with a high brightness of radiation, for example, diodes S12LB2C-B, S12LG2C-B, NCSU033A and NCSU034A.

Однако источники 7-n излучений могут быть выполнены в виде узкополосного диодного излучателя, показанного на Фиг.1а, содержащего в защитном кожухе 8, снабженном винтами 9 юстировки положения излучателя, источник света в виде светодиода 10, коллимирующую линзу 11 и селектор 12.However, the sources of radiation 7-n can be made in the form of a narrow-band diode emitter, shown in Fig. 1a, containing in a protective casing 8 provided with screws 9 for adjusting the position of the emitter, a light source in the form of an LED 10, a collimating lens 11 and a selector 12.

При использовании в качестве источников 7-n узкополосного диодного излучателя, показанного на Фиг.1а, наиболее эффективно в качестве селектора 12 для еще большего сужения полосы излучения, если она недостаточно узка, использовать узкополосный интерференционный фильтр с многослойным диэлектрическим покрытием, но возможно использование и других типов спектральных фильтров.When using the narrow-band diode emitter shown in Fig. 1a as the 7-n sources, it is most effective as a selector 12 to narrow the emission band even more if it is not narrow enough, to use a narrow-band interference filter with a multilayer dielectric coating, but other types of spectral filters.

При этом в системе А коллимирующие линзы 3 (Фиг.1) и, если используются в составе узкополосных диодных излучателей, коллимирующие линзы 11 (Фиг.1а) применяются для компенсации расходимости излучения, соответственно, источника 1 УФ излучения и светодиодов 10, и могут быть выполнены любым известным специалисту образом.Moreover, in system A, collimating lenses 3 (Fig. 1) and, if used as part of narrow-band diode emitters, collimating lenses 11 (Fig. 1a) are used to compensate for the divergence of radiation, respectively, of UV radiation source 1 and LEDs 10, and can be made in any way known to the specialist.

Согласно изобретению, в системе А (Фиг.1) указанные селекторы 6-i и указанные источники 7-n видимого излучения установлены на периферии диска 5 турели 4 таким образом, чтобы при управляемом повороте диска 5 вокруг его оси поток УФ излучения от селектора 6-i был направлен по оптической оси 1а системы А, формируя тем самым излучающий комплекс U-i с УФ излучением по оси 1а, или чтобы поток от источника 1-п видимого излучения был направлен по оптической оси 1а системы А, формируя тем самым излучающий комплекс S-n с излучением по оптической оси 1а системы А.According to the invention, in system A (FIG. 1), said selectors 6-i and said sources of visible radiation 7-n are mounted on the periphery of the disk 5 of the turret 4 so that, when the disk 5 is controlled to rotate around its axis, the UV radiation flux from the selector 6- i was directed along the optical axis 1a of system A, thereby forming a radiating complex Ui with UV radiation along axis 1a, or so that the flow from a source of 1-p visible radiation was directed along the optical axis 1a of system A, thereby forming a radiating complex Sn with radiation along the optical axis 1a of system A.

Таким образом, в системе А обеспечена возможность формирования УФ излучающих комплексов U-i, содержащих источник 1 УФ излучения, зеркало 2, коллимирующую линзу 3 и селектор 6-i, и формирования в системе А излучающих комплексов S-n, содержащих источник 7-n видимого излучения.Thus, in system A, it is possible to form UV emitting complexes U-i containing a UV radiation source 1, mirror 2, a collimating lens 3 and selector 6-i, and to form emitting complexes S-n in system A containing a visible radiation source 7-n.

Многофункциональная система согласно изобретению, выполненная во втором варианте в виде многофункциональной системы С (Фиг.2), для формирования излучающих комплексов, обладающих необходимыми параметрами излучений в требуемом диапазоне длин волн для обеспечения работы системы в каждом из режимов ее функционирования, и расположения излучающих комплексов на одной оптической оси, содержит:The multifunctional system according to the invention, made in the second embodiment in the form of a multifunctional system C (Figure 2), for the formation of emitting complexes having the necessary radiation parameters in the desired wavelength range to ensure the operation of the system in each of its modes of operation, and the location of the emitting complexes on one optical axis, contains:

- источник 13 УФ излучения, обеспечивающий излучение в ультрафиолетовой области спектра, в качестве которого может быть использован ламповый источник излучения в кожухе, например, дейтериевая лампа;- source 13 of UV radiation, providing radiation in the ultraviolet region of the spectrum, which can be used as a tube radiation source in the casing, for example, a deuterium lamp;

- зеркало 14, обеспечивающее направление излучения источника 13 по оптической оси 1c системы С;- mirror 14, providing the direction of radiation of the source 13 along the optical axis 1c of system C;

- коллимирующую линзу 15; обеспечивающую компенсацию расходимости излучения источника 13 УФ излучения;- collimating lens 15; providing compensation for the divergence of the radiation source 13 of the UV radiation;

- достаточное количество устройств 16-p flip-flop, где p=1, 2, 3, …, с интерференционным фильтром 16a-p, обеспечивающим пропускание длин волн УФ диапазона, соответствующих длинам волн кругового дихроизма используемого эталона оптической активности или оптической активности исследуемого биологически активного материала, проявляемой им в спектре его кругового дихроизма в УФ области спектра, выполненных съемными и последовательно размещенных на оптической оси 1c системы С на первом многопозиционном держателе 16c таким образом, чтобы в рабочем положении устройства 16-p интерференционный фильтр 16a-p был размещен на оптической оси 1c системы С, и обеспечивающих формирование светового потока с длиной волны в УФ области оптической активности используемого эталона оптической активности или оптической активности исследуемого биологически активного материала, проявляемой им в спектре его кругового дихроизма в УФ области спектра, и подачу указанного светового потока по оптической оси 1c системы С;- a sufficient number of 16-p flip-flop devices, where p = 1, 2, 3, ..., with an interference filter 16a-p, ensuring the transmission of wavelengths of the UV range corresponding to the wavelengths of circular dichroism of the used standard of optical activity or optical activity of a biologically studied active material, manifested by him in the spectrum of his circular dichroism in the UV region of the spectrum, made removable and sequentially placed on the optical axis 1c of system C on the first multi-position holder 16c so that in the working position and the device 16-p, the interference filter 16a-p was placed on the optical axis 1c of system C, and providing the formation of a luminous flux with a wavelength in the UV region of the optical activity of the used standard of optical activity or optical activity of the studied biologically active material, manifested by it in the spectrum of its circular dichroism in the UV region of the spectrum, and the supply of the specified luminous flux along the optical axis 1c of system C;

- достаточное количество источников 17-m видимого излучения, где m=1, 2, 3, …, размещенных на втором многопозиционном держателе 17c и выполненных съемными в виде узкополосных диодных излучателей, снабженных интерференционными фильтрами и обеспечивающих формирование светового потока в шести режимах с длиной волны, соответствующей области оптической активности используемого биологически активного материала, проявляемой им при облучении в видимом диапазоне спектра;- a sufficient number of sources of visible radiation 17-m, where m = 1, 2, 3, ..., located on the second multi-position holder 17c and made removable in the form of narrow-band diode emitters, equipped with interference filters and providing the formation of light flux in six modes with a wavelength corresponding to the optical activity region of the biologically active material used, which is manifested by it when irradiated in the visible range of the spectrum;

- достаточное количество устройств 18-y flip-flop с отражающим зеркалом 18a-y, где y=1, 2, 3, …, размещенных в третьем многопозиционном держателе 18c напротив соответствующих выходов указанных источников 17-m видимого излучения таким образом, чтобы в рабочем положении устройства 18-y flip-flop их отражающее зеркало 18a-y обеспечивало подачу излучения в направлении оптической оси 1 с системы С;- a sufficient number of 18-y flip-flop devices with a reflecting mirror 18a-y, where y = 1, 2, 3, ..., placed in the third multi-position holder 18c opposite the corresponding outputs of the indicated sources of visible radiation 17-m so that in the working the position of the 18-y flip-flop device, their reflecting mirror 18a-y provided radiation in the direction of the optical axis 1 from system C;

- устройство 19 flip-flop с отражающим зеркалом 19а, обеспечивающее направление потока излучения от отражающего зеркала 18a-y устройства 18-y flip-flop по оптической оси 1c системы С, выполненное непроницаемым для УФ излучения от устройств 16-p flip-flop;- a flip-flop device 19 with a reflecting mirror 19a, providing a direction of the radiation flux from the reflecting mirror 18a-y of the flip-flop device 18-y along the optical axis 1c of system C, made impervious to UV radiation from flip-flop devices 16-p;

- поглотитель 20, обеспечивающий поглощение УФ излучения от устройств 16-p flip-flop и имеющий любую форму, минимизирующую поток назад рассеянного излучения.- an absorber 20 that absorbs UV radiation from the 16-p flip-flop devices and has any shape that minimizes the backscattered radiation flux.

В качестве источников 17-m видимого излучения целесообразно использовать миниатюрные светоизлучающие диоды с высокой яркостью излучения, например, диоды S12LB2C-B, S12LG2C-B, NCSU033A и NCSU034A.As sources of 17-m visible radiation, it is advisable to use miniature light emitting diodes with a high brightness of radiation, for example, diodes S12LB2C-B, S12LG2C-B, NCSU033A and NCSU034A.

Однако источники 17-m видимого излучения могут быть выполнены в виде узкополосного диодного излучателя, показанного на Фиг.1а, содержащего в защитном кожухе 8, снабженном винтами 9 юстировки положения излучателя, источник света в виде светодиода 10, коллимирующую линзу 11 и селектор 12.However, the sources of visible radiation 17-m can be made in the form of a narrow-band diode emitter, shown in Fig. 1a, containing in a protective casing 8 provided with screws 9 for adjusting the position of the emitter, a light source in the form of an LED 10, a collimating lens 11 and a selector 12.

При использовании в качестве источника 17-m узкополосного диодного излучателя, показанного на Фиг.1а, наиболее эффективно в качестве селектора 12 для еще большего сужения полосы излучения, если она недостаточно узка, использовать узкополосный интерференционный фильтр с многослойным диэлектрическим покрытием, но возможно использование и других типов спектральных фильтров.When using the 17-m narrow-band diode emitter shown in Fig. 1a as the source, it is most effective as a selector 12 to narrow the emission band even more if it is not narrow enough, to use a narrow-band interference filter with a multilayer dielectric coating, but other types of spectral filters.

В системе С коллимирующая линза 15 (Фиг.2) и, если используются в составе узкополосных диодных излучателей, коллимирующие линзы 11 (Фиг.2а) применяются для компенсации расходимости излучения, соответственно, источника 13 УФ излучения и светодиодов 10, и могут быть выполнены любым известным специалисту образом.In system C, a collimating lens 15 (Fig. 2) and, if used as part of narrow-band diode emitters, collimating lenses 11 (Fig. 2a) are used to compensate for the divergence of radiation, respectively, of UV radiation source 13 and LEDs 10, and can be performed by any well-known specialist manner.

Устройства 18-y flip-flop и устройство 19 flip-flop могут быть выполнены в виде устройства R flip-flop, показанного на Фиг.2а упрощенно с двумя положениями R_A и R_C отражающего зеркала.The flip-flop devices 18-y and the flip-flop device 19 can be made in the form of the flip-flop device R shown in FIG. 2 a simplified with the two positions R _A and R _{C of the} reflecting mirror.

Таким образом, в системе С обеспечена возможность формирования УФ излучающих комплексов U-i, содержащих источник 13 УФ излучения, зеркало 14, коллимирующую линзу 15 и устройство 16-p flip-flop, и формирования в системе С излучающих комплексов S-m, содержащих один источник 17-m видимого излучения, одно устройство 18-y flip-flop и устройство 19 flip-flop.Thus, in system C, it is possible to form UV emitting complexes Ui containing a UV radiation source 13, a mirror 14, a collimating lens 15 and a flip-flop device 16-p, and to form Sm emitting systems in system C containing one 17-m source visible radiation, one 18-y flip-flop device and a 19 flip-flop device.

Многофункциональные аналитические системы А и С, согласно изобретению, приспособлены для облучения исследуемых проб в видимом диапазоне поочередно на нескольких длинах волн: например, последовательно на нескольких длинах волн в ультрафиолетовом диапазоне спектра, и последовательно на нескольких длинах волн в видимом диапазоне спектра, и при этом последовательность облучения может чередоваться.The multifunctional analytical systems A and C, according to the invention, are adapted to irradiate the studied samples in the visible range alternately at several wavelengths: for example, sequentially at several wavelengths in the ultraviolet range of the spectrum, and sequentially at several wavelengths in the visible range of the spectrum, and the sequence of exposure may alternate.

При этом, согласно изобретению, система может быть приспособлена для облучения проб, содержащих известные биодатчики с известными характеристиками КД при их облучении циркулярно-поляризованным излучением видимой области спектра в чередующейся последовательности, по меньшей мере, трех длин волн, из которых одна длина волны соответствует максимуму сигнала в спектре кругового дихроизма биологически активного материала, другая длина волны больше, а третья короче длины волны, соответствующей максимуму указанного сигнала, причем на первой и третьей длинах волн регистрируемый сигнал кругового дихроизма биологически активного материала минимален (близок к фоновому), и при этом была выполнена с возможностью формирования соответствующих трех излучающих комплексов. Введение дополнительных источников излучения незначительно усложняет конструкцию систем А и С, но позволяет учесть вклад фоновых сигналов в измеряемый сигнал КД и существенно повысить точность измерения изменений оптических свойств БАМ.Moreover, according to the invention, the system can be adapted to irradiate samples containing known biosensors with known CD characteristics when they are irradiated with circularly polarized radiation of the visible spectrum in an alternating sequence of at least three wavelengths, of which one wavelength corresponds to a maximum signal in the spectrum of circular dichroism of biologically active material, the other wavelength is longer and the third is shorter than the wavelength corresponding to the maximum of the specified signal, and on the first and at the third wavelengths, the recorded circular dichroism signal of the biologically active material is minimal (close to the background), and at the same time it was made with the possibility of forming the corresponding three emitting complexes. The introduction of additional radiation sources slightly complicates the design of systems A and C, but allows one to take into account the contribution of background signals to the measured CD signal and significantly increase the accuracy of measuring changes in the optical properties of BAM.

Например, согласно изобретению, системы А и С могут быть приспособлены для облучения проб поляризованным излучением видимой области спектра поочередно на трех длинах волн, характерных для БАМ: рабочей первой длине волны, соответствующей максимуму сигнала кругового дихроизма, и двух дополнительных второй и третьей длинах волн, из которых вторая длина волны меньше, а третья длина волны больше указанной рабочей первой длины волны, причем на второй и третьей длинах волн регистрируемый сигнал кругового дихроизма биологически активного материала минимален.For example, according to the invention, systems A and C can be adapted for irradiating samples with polarized radiation of the visible region of the spectrum alternately at three wavelengths characteristic of BAM: the working first wavelength corresponding to the maximum signal of circular dichroism, and two additional second and third wavelengths, of which the second wavelength is less, and the third wavelength is greater than the specified working first wavelength, and at the second and third wavelengths, the recorded circular dichroism signal of the biologically active material iala minimal.

Таким образом, системы А и С обеспечивают формирование различных излучающих комплексов УФ излучения: излучающих комплексов U-i в системе А и излучающих комплексов U-k в системе С, соответственно требуемым длинами волн УФ диапазона, и различных излучающих комплексов видимого излучения: излучающих комплексов S-n в системе А и излучающих комплексов S-m в системе С, соответственно требуемым указанным рабочим первым длинам волн и дополнительным, например вторым и третьим, длинам волн видимого диапазона.Thus, systems A and C provide the formation of various emitting complexes of UV radiation: emitting complexes Ui in system A and emitting complexes Uk in system C, respectively, the required wavelengths of the UV range, and various emitting complexes of visible radiation: emitting complexes Sn in system A and emitting complexes Sm in system C, respectively, the required specified first working wavelengths and additional, for example second and third, visible wavelengths.

При этом, согласно изобретению, в системе А диск 5 турели 4 выполнен съемным, а в системе С многопозиционные держатели выполнены съемными, что обеспечивает возможность смены комплекта размещенных на нем источников излучения и селекторов для расширения ее возможностей, например, в зависимости от специализации системы А и С, и ремонтопригодность систем.Moreover, according to the invention, in system A, the turret disk 5 is removable, and in system C, the multi-position holders are removable, which makes it possible to change the set of radiation sources and selectors placed on it to expand its capabilities, for example, depending on the specialization of system A and C, and maintainability of systems.

Кроме того, согласно изобретению, указанные источники излучения и указанные селекторы в системах А и С выполнены съемными, что позволяет варьировать комплект источников излучения и селекторов в системах и обеспечивает ремонтопригодность систем.In addition, according to the invention, said radiation sources and said selectors in systems A and C are removable, which makes it possible to vary the set of radiation sources and selectors in systems and ensures maintainability of the systems.

При этом многофункциональные аналитические системы А (Фиг.1) и С (Фиг.2) содержат размещенные последовательно на указанной одной оптической оси 1а или, соответственно, на указанной одной оптической оси 1c:Moreover, the multifunctional analytical systems A (FIG. 1) and C (FIG. 2) contain sequentially placed on the indicated one optical axis 1a or, respectively, on the indicated one optical axis 1c:

- линейный поляризатор 21, обеспечивающий формирование линейно поляризованного светового потока с линейным вектором E₁ поляризации;- linear polarizer 21, providing the formation of a linearly polarized light flux with a linear polarization vector E ₁ ;

- спектральную щель 22, обеспечивающую выделение из указанного линейно поляризованного светового потока поток с заданным направлением линейного вектора Е₁ поляризации;- a spectral slit 22, providing a stream from the specified linearly polarized light flux with a given direction of the linear polarization vector E ₁ ;

- модулятор 23 круговой поляризации, обеспечивающий преобразование указанного линейно поляризованного светового потока от линейного поляризатора 21 в циркулярно поляризованный световой поток с периодически изменяющимся направлением вращения вектора Е₂ поляризации;- a circular polarization modulator 23 that converts said linearly polarized light flux from the linear polarizer 21 into a circularly polarized light flux with a periodically changing direction of rotation of the polarization vector E ₂ ;

- оптически проницаемую кювету 24-p при p=1, 2, 3, …, для размещения исследуемой пробы 24a-p, приспособленную для установки в приемном устройстве 25, снабженном устройством 26 термостатирования кюветы;- an optically permeable 24-p cuvette with p = 1, 2, 3, ..., for placing the test sample 24a-p, adapted for installation in a receiving device 25 provided with a cuvette temperature control device 26;

- фотодетектор 27, обеспечивающий регистрацию оптических сигналов кругового дихроизма тестовой или исследуемой пробы, размещенной в кювете 24-p, и преобразование их в пропорциональный электрический сигнал, с источником 27а питания фотодетектора 27;- photodetector 27, providing registration of optical signals of circular dichroism of the test or test sample, placed in the cuvette 24-p, and converting them into a proportional electrical signal, with the power source 27a of the photodetector 27;

- систему 28 регистрации, приспособленную для выделения и усиления указанного электрического сигнала фотодетектора 27 и преобразования его в цифровую форму;a recording system 28 adapted to isolate and amplify said electrical signal of the photodetector 27 and convert it to digital form;

- средство 29 управления, включающее средство обработки сигнала цифровой формы и контроллер управления.- control means 29, including digital signal processing means and a control controller.

При этом линейный поляризатор 21 (Фиг.1, Фиг.2) приспособлен для формирования линейно поляризованного светового потока с вектором E₁ поляризации и может быть призменным (например, из анизотропного кристалла дигидрофосфата калия или ТВО), пленочным (например, типа NPF-S), жидкокристаллическим (например, на основе сегнетоэлектрических жидких кристаллов) или может быть изготовлен любым другим известным специалисту в этой области образом.In this case, the linear polarizer 21 (FIG. 1, FIG. 2) is adapted to form a linearly polarized light flux with a polarization vector E ₁ and can be prismatic (for example, from an anisotropic potassium dihydrogen phosphate crystal or TBO), film (for example, type NPF-S ), liquid crystal (for example, based on ferroelectric liquid crystals) or can be made by any other method known to the person skilled in the art.

При использовании призменного или пленочного поляризатора 21 преобразование линейно поляризованного светового потока с вектором E₁ поляризации в поляризованный по кругу с периодически меняющимся направлением вращения вектора E₂ поляризации целесообразно осуществлять в электрооптическом модуляторе 23 круговой поляризации фотоэластического типа.When using a prism or film polarizer 21, it is advisable to convert a linearly polarized light flux with a polarization vector E ₁ to a circularly polarized circle with a periodically changing direction of rotation of the polarization vector E ₂ in a photoelastic circular electro-optical modulator 23.

Вместо модулятора 23 фотоэластического типа могут быть использованы и другие типы электрооптических модуляторов, например, комбинация модулятора на основе жидких кристаллов, обеспечивающего попеременное (периодическое) получение на выходе двух взаимно ортогональных линейных поляризаций, и четвертьволновой пластинки (λ/4) из кристаллического кварца, преобразующей линейно поляризованный световой поток в поляризованный по кругу с периодически меняющимся направлением вращения вектора поляризации.Instead of a photoelastic type modulator 23, other types of electro-optical modulators can be used, for example, a combination of a liquid crystal-based modulator that provides alternating (periodic) output of two mutually orthogonal linear polarizations, and a quarter-wave plate (λ / 4) from crystalline quartz that converts linearly polarized light flux into a circularly polarized with a periodically changing direction of rotation of the polarization vector.

Для лучшего разделения ортогональных поляризаций в случае использования призменного поляризатора 21, изготовленного из анизотропного кристаллического материала, может быть использована спектральная щель 22, которую располагают непосредственно после призменного поляризатора 21 (Фиг.1, Фиг.2) или после электрооптического модулятора 23 круговой поляризации.For better separation of orthogonal polarizations in the case of using a prism polarizer 21 made of anisotropic crystalline material, a spectral slit 22 can be used, which is located immediately after the prism polarizer 21 (Figure 1, Figure 2) or after the electro-optical circular polarization modulator 23.

В качестве кюветы 24-p целесообразно использовать оптически проницаемую кювету, выполненную, например, в виде отдельной ячейки или в виде микроплаты с лунками, приспособленной для размещения ее в приемном устройстве 25 и термостатирования в устройстве 26 термостатирования, например, выполненном в виде терморегулятора на основе элементов Пельтье с датчиками температуры (на чертеже не показаны), При этом приемное устройство 25 представляет собой светонепроницаемый для посторонних излучений бокс, удобный для размещения и оперативной замены кювет или микроплат 24-p с исследуемыми пробами и обеспечивающий теплоизоляцию для облегчения работы устройства 26 термостатирования, включаемого по командам контроллера управления и поддерживающего температуру проб автоматически.As a cuvette 24-p, it is advisable to use an optically permeable cuvette, made, for example, in the form of a separate cell or in the form of a microplate with holes, adapted for placement in the receiving device 25 and thermostating in the thermostatic device 26, for example, made in the form of a temperature regulator based on Peltier elements with temperature sensors (not shown in the drawing), while the receiving device 25 is a lightproof box for extraneous radiation, convenient for placement and quick replacement to vet or microplates 24-p with the test samples and providing thermal insulation for ease of temperature control device 26, commands the controller comprises control samples and supporting temperature automatically.

В качестве кюветы 24-p возможно использовать стандартную микроплату с минимальным остаточным дихроизмом ее прозрачного материала, и при этом лунки (ячейки) микроплаты должны быть приспособлены для размещения в них тестовой или исследуемой пробы с БАМ, например, в виде гелевого или пленочного образца, или исследуемой пробы с БАМ и биологически активным веществом, оптическая активность которого подлежит определению, и для облучения пробы циркулярно-поляризованным светом. Стандартная микроплата с системой ее позиционирования позволяет проводить последовательный анализ всех проб, помещенных в лунках микроплаты.As a 24-p cuvette, it is possible to use a standard microplate with a minimum residual dichroism of its transparent material, and the wells (cells) of the microplate must be adapted to accommodate a test or test sample with BAM, for example, in the form of a gel or film sample, or the test sample with BAM and a biologically active substance, the optical activity of which is to be determined, and to irradiate the sample with circularly polarized light. A standard microplate with its positioning system allows sequential analysis of all samples placed in the wells of a microplate.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы компоновка систем была выполнена в корпусе таким образом, чтобы оптическая ось 1а системы А или оптическая ось 1c системы С была расположена горизонтально (Фиг.1 и Фиг.2), а указанная съемная кювета 24-p была выполнена в виде ячейки, приспособленной для размещения в приемном устройстве 25 при вертикальном расположении в ней пробы перпендикулярно оптической оси системы.Moreover, according to the invention, it is possible that the arrangement of the systems was made in the housing so that the optical axis 1a of system A or the optical axis 1c of system C was horizontal (Figure 1 and Figure 2), and said removable cuvette 24-p was made in the form of a cell adapted for placement in a receiving device 25 with a vertical arrangement of samples in it perpendicular to the optical axis of the system.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы съемная кювета 24-p была приспособлена для размещения в ней пробы с биологически активным материалом в виде раствора или гелевого/пленочного образца.Moreover, according to the invention, it is possible for the 24-p removable cell to be adapted to contain samples with biologically active material in the form of a solution or a gel / film sample.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы компоновка систем была выполнена в корпусе таким образом, чтобы оптическая ось 1а системы А или оптическая ось 1c системы С была расположена вертикально (на чертежах не показано), а указанная съемная кювета 24-p была выполнена в виде ячейки, приспособленной для ее размещения в приемном устройстве 25 при горизонтальном расположения в ней пробы перпендикулярно оптической оси системы.In addition, according to the invention, it is possible for the systems to be arranged in the housing so that the optical axis 1a of system A or the optical axis 1c of system C is vertical (not shown in the drawings), and said removable cuvette 24-p is made in in the form of a cell adapted for its placement in the receiving device 25 with a horizontal arrangement of samples in it perpendicular to the optical axis of the system.

Кроме того, согласно изобретению, возможно, чтобы съемная кювета 24-р была выполнена в виде микроплаты с лунками, имеющими, по меньшей мере, дно, оптически проницаемое для излучений в ультрафиолетовом и видимом диапазоне спектра, и приспособленной для ее размещения в приемном устройстве 25 при горизонтальном расположении лунок с возможностью перемещения микроплаты в горизонтальной плоскости.In addition, according to the invention, it is possible that the removable cuvette 24-p was made in the form of a microplate with holes having at least a bottom, optically permeable to radiation in the ultraviolet and visible spectral range, and adapted to be placed in the receiving device 25 with a horizontal arrangement of holes with the ability to move the microplate in a horizontal plane.

При этом, согласно изобретению, возможно, чтобы съемная кювета была выполнена в виде микроплаты, приспособленной для размещения в лунках пробы, содержащей биологически активный материал в виде раствора, гелевого или пленочного образца.Moreover, according to the invention, it is possible that the removable cuvette was made in the form of a microplate adapted for placement in the sample wells containing the biologically active material in the form of a solution, gel or film sample.

В случае использования микроплат для размещения проб, приемное устройство 25 содержит устройство перемещения микроплаты в горизонтальном положении таким образом, чтобы последовательно пробы в каждой лунке были подвергнуты облучению циркулярно-поляризованным излучением.In the case of using microplates to accommodate samples, the receiving device 25 comprises a device for moving the microboards in a horizontal position so that successively the samples in each well are irradiated with circularly polarized radiation.

Благодаря высокой яркости излучения светодиодов, используемых в качестве источников 7-n видимого излучения в системе А и источников 17-m видимого излучения в системе С, в качестве фотодетектора 27 вместо дорогих фотоэлектронных умножителей (например, HAMAMATSU R1464 или R7400U-04) могут быть использованы известные миниатюрные стандартные фотодиоды, например, производства РФ, например, ФД-24.Due to the high brightness of the light emitting diodes used as sources of 7-n visible radiation in system A and sources of 17-m visible radiation in system C, instead of expensive photoelectric multipliers (for example, HAMAMATSU R1464 or R7400U-04) as photodetector 27, well-known miniature standard photodiodes, for example, manufactured in Russia, for example, FD-24.

Целесообразно, чтобы в цепи фотодетектора 27, преобразующего изменения сигнала КД БАМ под действием БАВ в электрический сигнал, имелась электрическая обратная связь с целью регулирования его чувствительности, устроенная таким образом, что при любом изменении интенсивности поляризованного по кругу светового излучения, облучающего исследуемую пробу, постоянная составляющая электрического напряжения на выходе фотодетектора оставалась неизменной, при этом переменная составляющая электрического напряжения будет пропорциональна величине кругового дихроизма исследуемой пробы. Благодаря такому подходу удается понизить уровень помех, связанных с изменениями интенсивности излучения, и повысить чувствительность системы регистрации и системы в целом.It is advisable that in the photodetector circuit 27, which converts changes in the BAM CD signal under the influence of biologically active substances into an electrical signal, there is an electrical feedback in order to regulate its sensitivity, arranged so that for any change in the intensity of circularly polarized light radiation irradiating the test sample, a constant the component of the electric voltage at the output of the photodetector remained unchanged, while the variable component of the electric voltage will be proportional to ie circular dichroism study sample. Thanks to this approach, it is possible to lower the level of interference associated with changes in the radiation intensity and increase the sensitivity of the registration system and the system as a whole.

Желательно для получения устойчивого режима работы фотодетектора 27 использовать стабильный регулируемый источник 27а питания, и конструктивное выполнение фотодетектора 27, обеспечивающее надежное экранирование фотодетектора 27 от внешних электромагнитных полей и паразитной световой засветки.It is desirable to obtain a stable operation mode of the photodetector 27 to use a stable adjustable power source 27a, and a constructive design of the photodetector 27, which provides reliable shielding of the photodetector 27 from external electromagnetic fields and stray light illumination.

Система 28 регистрации приспособлена для выделения и усиления указанного электрического сигнала фотодетектора 27 и преобразования его в цифровую форму, и может быть выполнена любым путем, известным специалисту.The registration system 28 is adapted to isolate and amplify the indicated electrical signal of the photodetector 27 and convert it to digital form, and can be performed in any way known to the specialist.

Средство 29 управления выполнено с возможностью обеспечения:Management tool 29 is configured to provide:

- выбора режима работы системы;- selection of the system operation mode;

- выбора типа биологически активного материала, предполагаемого к использованию;- selection of the type of biologically active material intended for use;

- предоставления пользователю данных о наличии в системе источников излучения и селекторов, необходимых для последующего формирования требующихся источников излучения в соответствии с выбранным типом биологически активного материала и режимом работы системы;- providing the user with data on the presence in the system of radiation sources and selectors necessary for the subsequent formation of the required radiation sources in accordance with the selected type of biologically active material and the mode of operation of the system;

- предоставления пользователю данных о наличии в памяти системы обработки известных характеристик оптического сигнала БАМ выбранного типа и диапазонов длин волн циркулярно-поляризованного излучения, вызывающих характерные сигналы КД выбранного БАМ;- providing the user with information about the presence in the memory of the processing system of known characteristics of the BAM optical signal of the selected type and wavelength ranges of circularly polarized radiation, causing characteristic CD signals of the selected BAM;

- подачи управляющих команд на терморегулятор узла термостатирования кюветы 24-р (Фиг.1, Фиг.2);- filing control commands to the temperature controller of the thermostatting unit of the 24-p cell (Figure 1, Figure 2);

- индикации наличия в приемном устройстве съемной оптически проницаемой кюветы;- indication of the presence in the receiving device of a removable optically permeable cell;

- последовательного формирования и подачи в автоматическом режиме управляющих команд на указанное устройство крепления, обеспечивающих соответствующее выбранному режиму положение источников излучения и селекторов для формирования соответствующего излучающего комплекса: на изменение положения диска 5 турели 4 (система А, Фиг.1), обеспечивающих соответствующее выбранному режиму положение источников 7-n излучения и селекторов 6-i, и на выборочное включение источника 1 УФ излучения для формирования одного из УФ излучающих комплексов U-i и отключение его, или последовательное включение одного из узкополосных источников 7-n видимого излучения для формирования одного из излучающих комплексов S-n видимого излучения и отключение его (система А, Фиг.1), (или на выборочное, соответствующее выбранному режиму и количеству длин волн излучения, включение источника 13 УФ излучения (система С, Фиг.2) и одного из устройств 16-р flip-flop, необходимых для формирования одного из УФ излучающих комплексов U-k и отключение его, или последовательное включение одного из источников 17-m видимого излучения (система С, Фиг.2) и соответствующего ему одного из устройств 18-y flip-flop для формирования одного из излучающих комплексов S-m видимого излучения и отключение его (система С, Фиг.2));- sequential generation and automatic submission of control commands to the specified mounting device, providing the position of the radiation sources and selectors corresponding to the selected mode for forming the corresponding emitting complex: to change the position of the turret disk 5 (system A, Fig. 1), providing the corresponding mode the position of the sources of 7-n radiation and selectors 6-i, and the selective inclusion of the source 1 of UV radiation to form one of the UV emitting complexes Ui and open switching it on, or sequentially turning on one of the narrow-band sources of visible radiation 7-n to form one of the emitting complexes Sn of visible radiation and turning it off (system A, Fig. 1), (or selectively, corresponding to the selected mode and number of radiation wavelengths, switching on the UV radiation source 13 (system C, FIG. 2) and one of the 16-flip-flop devices necessary for forming one of the UV emitting complexes Uk and turning it off, or sequentially turning on one of the 17-m visible radiation sources (system MA C, FIG. 2) and its corresponding one of the 18-y flip-flop devices for forming one of the emitting complexes S-m of visible radiation and turning it off (system C, FIG. 2));

- подачи управляющих команд включения и выключения линейного поляризатора 21, модулятора 22, источника 27а питания фотодетектора 27, обеспечивающих в течение заданного времени экспозиции пробы, достаточного для регистрации фотодетектором значимых изменений оптического сигнала биологически активного материала, регистрацию оптических сигналов исследуемой пробы через заданные промежутки времени;- giving control commands to turn the linear polarizer 21, modulator 22, photodetector 27 power supply 27a on and off, providing for a given sample exposure time sufficient for the photodetector to register significant changes in the optical signal of the biologically active material, recording optical signals of the test sample at predetermined time intervals;

- подачи управляющих команд на систему 28 регистрации (Фиг.1, Фиг.2) и средство обработки;- filing control commands to the registration system 28 (FIG. 1, FIG. 2) and processing means;

- сохранения полученных результатов измерений и вычислений в базе данных с возможностью извлечения сохраненных данных с визуализацией их для пользователя.- saving the obtained measurement and calculation results in the database with the ability to retrieve the stored data with visualization for the user.

Прием и передача команд от средства 29 управления микроконтроллерам функциональных устройств производится через микроконтроллер системы 28 регистрации. Связь между модулями осуществляется посредством стандартного цифрового интерфейса типа I2C. Схемотехническое решение предоставляет возможность использования для управления системой как внешнего, так и встроенного компьютера по интерфейсу USB.The reception and transmission of commands from the control means 29 to the microcontrollers of the functional devices is carried out through the microcontroller of the registration system 28. Communication between the modules is carried out via a standard digital interface type I2C. The circuitry solution provides the possibility of using both an external and an embedded computer via the USB interface to control the system.

При этом средство 29 управления может быть выполнено в виде компактного персонального компьютера (ноутбука), встроенного микрокомпьютера или иного аналогичного средства с соответствующим программным обеспечением.In this case, the control means 29 can be made in the form of a compact personal computer (laptop), an integrated microcomputer, or other similar means with appropriate software.

При этом программное обеспечение позволяет осуществлять управление режимами работы систем А или С согласно изобретению, визуальное отображение результатов измерения на экране компьютера, сохранение и документирование результатов измерений, выполнение различных действий по обработке экспериментальных результатов (сглаживание, накопление, сравнение с другими результатами), калибровку аппаратной части системы, проведение необходимых вычислений и сравнительных оценок с помощью имеющихся в базах данных или построенных графиков и зависимостей.Moreover, the software allows you to control the operating modes of systems A or C according to the invention, visually display the measurement results on a computer screen, save and document the measurement results, perform various actions to process the experimental results (smoothing, accumulation, comparison with other results), calibrate the hardware parts of the system, carrying out the necessary calculations and comparative assessments using available in the databases or constructed graphs and dependencies imostey.

При этом средство обработки приспособлено для визуализации в заданном графическом или табличном или ином виде результатов регистрации оптических сигналов исследуемой пробы и результатов вычислений, произведенных:In this case, the processing tool is adapted to visualize in a given graphical or tabular or other form the results of the registration of optical signals of the test sample and the results of the calculations performed:

- для определения в первом и втором режимах способности аналитической системы измерять круговой дихроизм веществ путем выявления соответствия между характеристиками регистрируемого системой оптического сигнала и известными характеристиками кругового дихроизма эталона, имеющимися в базе данных средства обработки;- to determine in the first and second modes the ability of the analytical system to measure the circular dichroism of substances by identifying the correspondence between the characteristics of the optical signal recorded by the system and the known characteristics of the circular dichroism of the standard, available in the database of the processing means;

- для определения в третьем режиме оптических свойств и качества биологически активного материала, содержащего молекулярные конструкции ДНК, на основе результатов регистрации оптического сигнала кругового дихроизма пробы путем сравнения результатов измерения характеристик кругового дихроизма исследуемого биологически активного материала с заданными характеристиками, соответствующими требуемым параметрам оптического сигнала биологически активного материала выбранного типа;- to determine in the third mode the optical properties and quality of a biologically active material containing molecular DNA constructs, based on the results of recording the optical signal of circular dichroism of the sample by comparing the results of measuring the circular dichroism characteristics of the studied biologically active material with predetermined characteristics corresponding to the required parameters of the optical signal of the biologically active material of the selected type;

- для определения в четвертом режиме коэффициента диффузии биологически активного вещества в биологически активный материал и динамики трансформации молекулярных конструкций ДНК при взаимодействии с биологически активным веществом на основе результатов измерения величины регистрируемого сигнала кругового дихроизма биологически активного материала в пробе путем вычисления величины и динамики изменения указанного регистрируемого сигнала в течение времени взаимодействия биологически активного материала с биологически активным веществом;- to determine in the fourth mode the coefficient of diffusion of the biologically active substance into the biologically active material and the dynamics of the transformation of molecular DNA structures when interacting with the biologically active substance based on the results of measuring the value of the recorded signal of circular dichroism of the biologically active material in the sample by calculating the magnitude and dynamics of change of the specified registered signal during the time of interaction of the biologically active material with the biologically active in tage;

- для определения в пятом режиме калибровочной зависимости величины изменения регистрируемого оптического сигнала кругового дихроизма биодатчика от величины концентрации биологически активного вещества, подлежащего определению, в указанных N калибровочных растворах на основе результатов регистрации величины сигнала кругового дихроизма биодатчика в N калибровочных пробах через заданные интервалы времени путем вычисления величины изменений сигналов кругового дихроизма биодатчика, зарегистрированных через определенный заданный интервал времени и соответствующих разным концентрациям биологически активного вещества;- to determine in the fifth calibration mode the dependence of the magnitude of the recorded optical signal of the circular dichroism of the biosensor on the concentration of the biologically active substance to be determined in these N calibration solutions based on the results of recording the magnitude of the signal of the circular dichroism of the biosensor in N calibration samples at specified time intervals by calculating the magnitude of the changes in the signals of the circular dichroism of the biosensor recorded through a certain specified time interval and corresponding to different concentrations of biologically active substances;

- для определения в шестом режиме наличия и концентрации определяемого биологически активного вещества на основе результатов регистрации величины сигнала кругового дихроизма биодатчика в исследуемой пробе через заданные интервалы времени путем вычисления величины изменения сигнала кругового дихроизма биодатчика, зарегистрированного через определенный заданный интервал времени, и сравнения этой величины с величинами изменений сигналов кругового дихроизма калибровочной зависимости биодатчика, определенной предварительно для биодатчика выбранного типа в пятом режиме функционирования системы, зарегистрированных через такой же интервал времени для разных концентраций биологически активного вещества.- to determine in the sixth mode the presence and concentration of the determined biologically active substance based on the results of recording the magnitude of the circular dichroism signal of the biosensor in the test sample at predetermined time intervals by calculating the magnitude of the change in the circular dichroism signal of the biosensor recorded after a certain predetermined time interval and comparing this value with the magnitude of changes in the signals of circular dichroism of the calibration dependence of the biosensor previously determined for bio Occupancy of the selected type in a fifth mode of operation of the system are registered through the same interval of time for different concentrations of the biologically active substance.

Контроллер управления системы 29 управления выполнен известным образом и обеспечивает передачу команд включения/выключения узлов системы А или С согласно изобретению.The control controller of the control system 29 is made in a known manner and provides the transmission of on / off commands of the nodes of the system A or C according to the invention.

Многофункциональная аналитическая система А (Фиг.1) и многофункциональная аналитическая система С (Фиг.2) работают следующим образом.Multifunctional analytical system A (Figure 1) and multifunctional analytical system C (Figure 2) operate as follows.

После включения средства 29 управления и выбора режима работы системы и вида используемого БАМ (биодатчика) и БАВ по сигналу средства 29 управления в системах А или С автоматически формируются необходимые излучающие комплексы путем включения источников питания и изменения положения элементов систем А или С.After turning on the control means 29 and selecting the mode of operation of the system and the type of BAM (biosensor) and BAS used, the necessary radiating complexes are automatically generated by the signal of control means 29 in systems A or C by switching on the power sources and changing the position of the elements of systems A or C.

Например, в системе А: для формирования УФ излучающих комплексов U-i селектор 6-i, размещенный на диске 5 турели 4, соответствующий характерной (или прогнозируемой) для выбранного БАМ длине волны КД, приводят в рабочее положение на оптической оси 1а и включают источник 1 УФ излучения; для формирования излучающих комплексов S-n путем поворота диска 5 турели 4 источник 7-n видимого излучения, соответствующий выбранному режиму и характерной (или прогнозируемой) для выбранного БАМ длине волны КД, приводят в рабочее положение на оптической оси 1а и включают источник 1-п видимого излучения.For example, in system A: to form UV emitting complexes Ui, the 6-i selector located on the turret disk 5, which corresponds to the characteristic (or predicted) CD wavelength, selected for the BAM, is brought to the operating position on the optical axis 1a and includes UV source 1 radiation; for the formation of emitting Sn complexes by turning the turret disk 5 4, the source of visible radiation 7-n corresponding to the selected mode and characteristic (or predicted) for the CD wavelength selected for the BAM is brought to its working position on the optical axis 1a and the source of 1-p visible radiation is turned on .

Например, в системе С: для формирования УФ излучающих комплексов U-i, приводится в рабочее положение устройство 16-p flip-flop, размещенный на оптической оси 1 с, соответствующий характерной (или прогнозируемой) для выбранного БАМ длине волны КД, и включается источник 13 УФ излучения; для формирования излучающих комплексов S-m включается источник 17-m видимого излучения, соответствующий выбранному режиму и характерной (или прогнозируемой) для выбранного БАМ длине волны КД, и приводится в рабочее положение соответствующее ему устройство 18-y flip-flop, обеспечивающее передачу излучения через устройство 19 flip-flop по оптической оси 1c.For example, in system C: for the formation of UV emitting complexes Ui, a 16-p flip-flop device placed on the optical axis for 1 s is brought into operation, corresponding to the characteristic (or predicted) CD wavelength for the selected BAM, and the UV source 13 is turned on radiation; for the formation of emitting complexes Sm, a source of 17-m visible radiation is turned on, corresponding to the selected mode and characteristic (or predicted) for the CD wavelength selected by the BAM, and the corresponding 18-y flip-flop device that transfers radiation through the device 19 is brought into operation flip-flop along the optical axis 1c.

Излучение УФ диапазона или видимого диапазона, сформированное описанным выше образом, поступает в линейный поляризатор 21, обеспечивающий формирование линейно поляризованного светового потока с линейным вектором E₁ поляризации, после прохождения которого световой поток становится линейно поляризованным. Затем спектральная щель 22 выделяет из потока линейно поляризованного излучения только составляющую, соответствующую вышедшему из линейного поляризатора 21 «обыкновенному» лучу. Прошедшее спектральную щель 22 излучение попадает в модулятор 23 круговой поляризации, обеспечивающий преобразование указанного линейно поляризованного светового потока в циркулярно-поляризованный световой поток с периодически изменяющимся направлением вращения вектора E₂ поляризации. Спектральная щель 22 может располагаться и после модулятора 23 круговой поляризации, обеспечивая пропускание только циркулярно-поляризованного светового потока, полученного путем преобразования в модуляторе 23 линейно поляризованного «обыкновенного» луча.The radiation of the UV range or the visible range, formed as described above, enters the linear polarizer 21, which provides the formation of a linearly polarized light flux with a linear polarization vector E ₁ , after which the light flux becomes linearly polarized. Then, the spectral gap 22 extracts from the linearly polarized radiation flux only the component corresponding to the “ordinary” ray emerging from the linear polarizer 21. The transmitted spectral slit 22 of the radiation enters the circular polarization modulator 23, which provides the conversion of the specified linearly polarized light flux into a circularly polarized light flux with a periodically changing direction of rotation of the polarization vector E ₂ . The spectral gap 22 can also be located after the circular polarization modulator 23, providing only the circularly polarized light flux obtained by converting the linearly polarized "ordinary" beam to the modulator 23.

Пройдя через оптически проницаемую кювету 24-p с размещенной в нем пробой, при наличии в пробе химического эталона оптической активности КД или БАМ, проявляющего свойства КД, световой поток становится модулированным по интенсивности.After passing through a 24-p optically permeable cuvette with a sample placed in it, if there is a chemical standard of optical activity of a CD or BAM in a sample that exhibits the properties of a CD, the light flux becomes modulated in intensity.

Под действием света на выходах фотодетектора 27 возникает электрический сигнал, причем на одном его выходе регистрируется переменная составляющая, пропорциональная величине изменения ΔA амплитуды сигнала, обусловленного аномальной оптической активностью химического или биологического эталона оптической активности или БАМ: ΔA=A_R-A_L, где A_R и A_L, соответственно, поглощение излучения с правой и левой циркулярной поляризацией, а на втором его выходе - постоянная составляющая, пропорциональная величине сигнала, характеризующего поглощение биоматериала пробы: A≈A_R≈A_L, при этом частота переменной составляющей равна частоте модуляции круговой поляризации излучения.Under the action of light, an electrical signal appears at the outputs of the photodetector 27, and a variable component is recorded at one of its outputs, proportional to the change in the signal amplitude ΔA due to the anomalous optical activity of the chemical or biological standard of optical activity or BAM: ΔA = A _R -A _L , where A _R and a _L, respectively, the absorption of radiation at the right and left circular polarization, and at its second output - the dc component proportional to the magnitude of the signal indicative of the absorption iomateriala sample: A≈A _R ≈A _L, wherein the variable frequency component equal to the modulation frequency of the circular polarization of the radiation.

При этом в указанных системах А и С указанная постоянная составляющая поддерживается на постоянном уровне путем регулирования напряжения питания фотодетектора 27, для чего сигнал постоянной составляющей с выхода фотодетектора 27 вводится на вход источника 27а питания фотодетектора, то есть осуществляется режим стабилизации постоянной составляющей с помощью отрицательной обратной связи по постоянной составляющей с одновременным измерением переменной составляющей, что эквивалентно измерению их отношения ΔA/A, а значит, измерению сигнала кругового дихроизма пробы поочередно на выбранных длинах волн.Moreover, in the indicated systems A and C, the specified constant component is maintained at a constant level by regulating the supply voltage of the photodetector 27, for which a constant component signal from the output of the photodetector 27 is input to the input of the photodetector power supply 27a, that is, the constant component is stabilized using the negative feedback coupling of the DC component with the simultaneous measurement of the variable component, which is equivalent to measuring their ΔA / A ratio, and therefore, measuring the signal circular dichroism samples alternately at selected wavelengths.

С первого выхода фотодетектора 27 соответствующий величине КД электрический сигнал поступает на первый вход системы 28 регистрации, на второй вход которой подается опорный сигнал с частотой модуляции круговой поляризации. Система 28 регистрации усиливает сигналы, преобразует их в постоянный ток и подает в средство обработки для обработки по определенному алгоритму. Результирующие сигналы КД проб на используемых длинах волн, рассчитанные с учетом фоновых сигналов КД, сохраняется в памяти средства обработки.From the first output of the photodetector 27, an electrical signal corresponding to the CD value is supplied to the first input of the registration system 28, to the second input of which a reference signal with a modulation frequency of circular polarization is applied. The registration system 28 amplifies the signals, converts them into direct current, and supplies them to the processing means for processing according to a certain algorithm. The resulting CD signals of the samples at the used wavelengths, calculated taking into account the background CD signals, are stored in the memory of the processing means.

Применение многофункциональной аналитической системы согласно изобретению проиллюстрировано далее на примерах осуществления режимов ее работы с использованием различных БАМ с известными характеристиками их сигналов КД. При этом система А или система С приспособлены для формирования излучающих комплексов, обеспечивающих излучение на длинах волн, соответствующих длинам волн в области кругового дихроизма используемых в системе А или С эталонов оптической активности кругового дихроизма или БАМ, например, биодатчиков, проявляющих свойства КД при облучении излучением в ультрафиолетовой области спектра и/или в видимой области спектра на характерных для них длинах волн.The use of the multifunctional analytical system according to the invention is further illustrated by examples of the implementation of its operation modes using various BAMs with known characteristics of their CD signals. In this case, system A or system C is adapted to form emitting complexes that provide radiation at wavelengths corresponding to wavelengths in the region of circular dichroism used in system A or C of optical activity standards for circular dichroism or BAM, for example, biosensors exhibiting CD properties when irradiated with radiation in the ultraviolet region of the spectrum and / or in the visible region of the spectrum at their characteristic wavelengths.

Первый режим тестирования системы А или системы С может быть осуществлен при размещении в приемном устройстве 25 оптически проницаемой съемной кюветы 24-1 с размещенной в ней тестовой пробой 24а-1, содержащей эталон оптической активности, например, выполненный в виде раствора химического соединения, проявляющего при облучении на характерной для него длине волны свойства кругового дихроизма: например, водного раствора n-пропиламмониевой соли d-10 камфорсульфоновой кислоты (далее КСК), проявляющего свойства кругового дихроизма в УФ области спектра с максимумом сигнала на длине волны 290 нм.The first test mode of system A or system C can be carried out by placing an optically permeable removable cell 24-1 in the receiving device 25 with a test sample 24a-1 placed in it containing an optical activity standard, for example, made in the form of a solution of a chemical compound exhibiting irradiation at a characteristic wavelength of the property of circular dichroism: for example, an aqueous solution of n-propylammonium salt d-10 camphorsulfonic acid (hereinafter referred to as KSK), exhibiting the properties of circular dichroism in the UV region ktra with a maximum signal at a wavelength of 290 nm.

При этом в системе А автоматически формируется излучающий комплекс U-1, излучающий на длине волны 290 нм, с помощью включения источника 1 УФ излучения в виде дейтериевой лампы и установления имеющегося на диска 5 турели 4 селектора 6-1, выполненного в виде узкополосного интерференционного фильтра, формирующего излучение на длине волны 290 нм, на одной оптической оси 1а системы А с зеркалом 2 и коллимирующей линзой 3.In this case, in system A, the emitting complex U-1 is automatically formed, emitting at a wavelength of 290 nm, by turning on the UV radiation source 1 in the form of a deuterium lamp and installing the selector 6-1 on the turret disk 5 4, made in the form of a narrow-band interference filter forming radiation at a wavelength of 290 nm, on the same optical axis 1a of system A with a mirror 2 and a collimating lens 3.

В системе С также автоматически формируется излучающий комплекс U-1, излучающий на длине волны 290 нм, с помощью включения источника 13 УФ излучения в виде дейтериевой лампы и установления интерференционного фильтра 16а-1 устройства 16-1 flip-flop в рабочее положение, обеспечивающее пропускание из спектра излучения, поступающего от источника 13 УФ излучения через зеркало 14 и коллимирующую линзу 15, только излучения с длиной волны 290 нм и направление этого излучения далее по оптической оси 1c системы С.In system C, the emitting complex U-1 is also automatically formed, emitting at a wavelength of 290 nm, by turning on the UV radiation source 13 in the form of a deuterium lamp and setting the interference filter 16a-1 of the 16-1 flip-flop device to the operating position, which ensures transmission from the spectrum of radiation coming from the UV radiation source 13 through the mirror 14 and the collimating lens 15, only radiation with a wavelength of 290 nm and the direction of this radiation is further along the optical axis 1c of system C.

Первый режим тестирования системы может быть также осуществлен при размещении в приемном устройстве 25 оптически проницаемой съемной кюветы 24-2 с размещенной в ней тестовой пробой 24а-2, содержащей эталон оптической активности, выполненный в виде БАМ, проявляющего свойства кругового дихроизма при облучении на характерных для эталона длинах волн в ультрафиолетовой области спектра.The first system testing mode can also be carried out by placing an optically permeable removable cuvette 24-2 in the receiving device 25 with a test sample 24a-2 placed in it containing an optical activity standard made in the form of BAM, which exhibits the properties of circular dichroism when irradiated at reference wavelengths in the ultraviolet region of the spectrum.

При этом в качестве такого эталона может быть использован биологически активный материал в виде жидкокристаллического биодатчика, представляющего собой дисперсную фазу из линейных двухцепочечных молекул ДНК - линейной В-формы ДНК в водно-солевом растворе, проявляющих в исходном состоянии свойства КД в области поглощения азотистых оснований ДНК в ультрафиолетовой области спектра с максимумом ΔA₁ на длине волны λ₁=260 нм (RU, 2032895, С), характеристики КД которого показаны в виде кривой 1 на Фиг.3. Или в качестве эталона могут быть использованы жидкокристаллические биодатчики для определения биологически активных веществ, например, содержащие жидкие кристаллы ДНК холестерического типа, фиксированные в структуре жидкокристаллической дисперсии, полученной путем фазового исключения ДНК из водно-солевых растворов полиэтиленгликоля, и представляющие собой распределенную в водно-полимерном матриксе дисперсную фазу из линейных двухцепочных молекул ДНК, сшитых молекулами субстрата для БАВ, например, водно-солевой раствор комплекса ДНК-стеллин B с максимумом ΔA₂ сигнала при облучении в ультрафиолетовой области спектра на длине волны λ₂=270 нм (RU, 2032895, С), характеристики КД которого показаны в виде кривой 2 на Фиг.3. При этом для указанных БАМ, имеющих упорядоченное расположение соседних молекул ДНК в структуре жидкокристаллической дисперсии, наличие интенсивной отрицательной полосы КД в ультрафиолетовом спектре с указанными максимумами (кривые 1 и 2, Фиг.3) является характерным, а амплитуды ΔA₁ и ΔA₂ кривых 1 и 2 различны из-за различия конструкции указанных выше жидкокристаллических биодатчиков.Moreover, as such a standard, a biologically active material in the form of a liquid crystal biosensor representing a dispersed phase of linear double-stranded DNA molecules — a linear B-form of DNA in an aqueous salt solution, which in the initial state exhibits CD properties in the region of absorption of nitrogenous DNA bases, can be used in the ultraviolet region of the spectrum with a maximum ΔA ₁ at a wavelength of λ ₁ = 260 nm (RU, 2032895, C), the CD characteristics of which are shown in the form of curve 1 in FIG. 3. Or, liquid crystal biosensors for determining biologically active substances, for example, containing liquid crystals of cholesteric type DNA, fixed in the structure of a liquid crystal dispersion obtained by phase exclusion of DNA from water-salt solutions of polyethylene glycol, and which are distributed in water-polymer, can be used as a reference matrix dispersed phase of linear double-stranded DNA molecules crosslinked by substrate molecules for biologically active substances, for example, water-salt solution of the complex DNA-stellin B with a maximum ΔA ₂ signal when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum at a wavelength of λ ₂ = 270 nm (RU, 2032895, C), the CD characteristics of which are shown as curve 2 in FIG. 3. Moreover, for these BAMs with an ordered arrangement of neighboring DNA molecules in the structure of the liquid crystal dispersion, the presence of an intense negative CD band in the ultraviolet spectrum with the indicated maxima (curves 1 and 2, Fig. 3) is characteristic, and the amplitudes ΔA ₁ and ΔA _{2 of} curves 1 and 2 are different due to differences in the design of the above liquid crystal biosensors.

В системе А после размещения эталона в съемной кювете 24-2 и выбора оператором первого режима работы системы А для облучения указанной тестовой пробы 24а-2 автоматически формируется излучающий комплекс U-2, излучающий на длине волны λ₁=260 нм (или, в соответствии с выбранным эталоном, - излучающий комплекс U-3, излучающий на длине волны λ₂=270 нм) с помощью включения источника 1 УФ излучения в виде дейтериевой лампы и установления имеющегося на диска 5 турели 4 селектора 6-2, выполненного в виде узкополосного интерференционного фильтра, формирующего излучение на длине волны λ₁=260 нм (или имеющегося на диске 5 селектора 6-3, выполненного в виде узкополосного интерференционного фильтра, формирующего излучение на длине волны λ₂=270 нм), на одной оптической оси 1а системы А (Фиг.1) с зеркалом 2 и коллимирующей линзой 3.In system A, after the standard is placed in a removable cuvette 24-2 and the operator selects the first operating mode of system A to irradiate the specified test sample 24a-2, the emitting complex U-2 is automatically formed, emitting at a wavelength of λ ₁ = 260 nm (or, in accordance with with the selected standard, the emitting complex U-3, emitting at a wavelength of λ ₂ = 270 nm) by turning on the UV radiation source 1 in the form of a deuterium lamp and installing the selector 6-2 on disk 5 of the turret 4, made in the form of a narrow-band interference filter forming and radiation at a wavelength of λ ₁ = 260 nm (or selector 6-3 on disk 5, made in the form of a narrow-band interference filter that generates radiation at a wavelength of λ ₂ = 270 nm) on one optical axis 1a of system A (Figure 1 ) with a mirror 2 and a collimating lens 3.

В системе С после размещения эталона в съемной кювете 24-2 и выбора оператором первого режима работы системы С для облучения указанной тестовой пробы 24а-2 также автоматически формируется излучающий комплекс U-2, излучающий на длине волны λ₁=260 нм (или, в соответствии с выбранным эталоном, формируется излучающий комплекс U-3, излучающий на длине волны λ₂=270 нм), с помощью установления интерференционного фильтра 16а-2 устройства 16-2 flip-flop в рабочее положение (или установления соответственно эталону интерференционного фильтра 16а-3 устройства 16-5 flip-flop в рабочее положение), обеспечивающее пропускание из спектра излучения, поступающего от источника 13 УФ излучения через зеркало 14 и коллимирующую линзу 15, только длины волны 260 нм (или только длины волны λ₂=270 нм, соответственно эталону), включения источника 13 УФ излучения в виде дейтериевой лампы и направление этого излучения далее по оптической оси 1c системы С.In system C, after placing the standard in a removable cuvette 24-2 and the operator selecting the first operating mode of system C to irradiate the specified test sample 24a-2, the emitting complex U-2 is also automatically formed, emitting at a wavelength of λ ₁ = 260 nm (or, in in accordance with the selected standard, an emitting complex U-3 is formed, emitting at a wavelength of λ ₂ = 270 nm), by setting the interference filter 16a-2 of the flip-flop device 16-2 to the working position (or setting the interference filter 16-, respectively 3 devices 16-5 flip-flo p to the operating position), which ensures that only the wavelength of 260 nm (or only the wavelength λ ₂ = 270 nm, respectively, of the standard) is turned on from the spectrum of the radiation coming from the UV radiation source 13 through the mirror 14 and the collimating lens 15), and the UV source 13 is turned on radiation in the form of a deuterium lamp and the direction of this radiation is further along the optical axis 1c of system C.

При этом при работе систем А или С в первом режиме в системе A и в системе C при облучении тестовых проб 24а-1 или тестовых проб 24а-2 циркулярно поляризованным УФ излучением регистрируют с помощью фотодетектора 27 оптический сигнал кругового дихроизма, выделяют и усиливают указанный электрический сигнал фотодетектора 27 и преобразуют его в цифровую форму с помощью цифровой системы 28 регистрации. Затем сигнал в цифровой форме поступает в средство 29 управления, в котором с помощью средства 30 обработки выявляют с помощью вычислений соответствие между характеристиками зарегистрированного оптического сигнала и известными характеристиками кругового дихроизма эталона для определения способности аналитической системы А или С измерять круговой дихроизм веществ в ультрафиолетовой области, визуализируют в заданном графическом или табличном виде результат регистрации и результат вычислений, например, в виде графика, как показано на Фиг.3 (м.б., спектрограммы), и делают вывод о работоспособности системы выявлять и регистрировать сигналы кругового дихроизма исследуемых проб, вычислять их характеристики и визуализировать их с достаточной степенью достоверности, или об отсутствии такой способности, например, с помощью индикации различного цвета, что приводит к необходимости настройки или ремонта системы А или С.In this case, when systems A or C are operating in the first mode in system A and system C during the irradiation of test samples 24a-1 or test samples 24a-2 with circularly polarized UV radiation, an optical circular dichroism signal is recorded using photodetector 27, and the indicated electrical signal is extracted and amplified the photodetector signal 27 and digitize it using the digital registration system 28. Then, the signal is digitally supplied to the control means 29, in which, using the processing means 30, the correspondence between the characteristics of the registered optical signal and the known characteristics of the circular dichroism of the standard is determined by calculation to determine the ability of the analytical system A or C to measure the circular dichroism of substances in the ultraviolet region, visualize in a given graphical or tabular form the registration result and the calculation result, for example, in the form of a graph, as shown in f Ig.3 (mb, spectrograms), and they conclude that the system is operable to detect and record circular dichroism signals of the studied samples, calculate their characteristics and visualize them with a sufficient degree of reliability, or the absence of such ability, for example, by indicating various color, which makes it necessary to adjust or repair system A or C.

Второй режим тестирования системы может быть осуществлен при размещении в приемном устройстве 25 оптически проницаемой съемной кюветы 24-3 с размещенной в ней тестовой пробой 24а-3, содержащей эталон оптической активности в видимом диапазоне спектра, выполненный в виде биологически активного материала, проявляющего при облучении на характерных для эталона длинах волн свойства кругового дихроизма.The second mode of testing the system can be carried out by placing in the receiving device 25 an optically permeable removable cell 24-3 with a test sample 24a-3 placed therein, containing a standard of optical activity in the visible range of the spectrum, made in the form of a biologically active material exhibiting properties of circular dichroism characteristic of the standard wavelengths.

Например, режим может быть осуществлен при размещении в кювете тестовой пробы 24а-3, содержащей в качестве эталона оптической активности биологически активный материал, выполненный в виде интегрального биодатчика, содержащего жидкокристаллическую дисперсию линейных двухцепочечных молекул ДНК, упорядоченных в пространстве и "сшитых" мостиками «антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-…-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля (RU, 2139933, С), с известными характеристиками кругового дихроизма в видимой области спектра, имеющими вид, показанный в виде кривой 3 на Фиг.4. При этом в известном варианте выполнения при использовании в качестве антрациклинового антибиотика дауномицина (ДАУ) эталон характеризуется проявлением свойств кругового дихроизма с максимумом ΔA₃ излучения при облучении на длине волны λ₃=505 нм (кривая 3 на Фиг.4), а в других известных вариантах выполнения указанного интегрального биодатчика при использовании в качестве антрациклинового антибиотика адриамицина или 4′-дезоксидоксорубицина, или 4′-дезокси-4′-иододоксорубицина (RU, 2139933, C) характеризуется проявлением свойств КД с максимумом излучения при облучении на длине волны λ_max=515 нм, 520 нм и 525 нм, соответственно (на Фиг.4 не показаны). Присущие указанным интегральным биодатчикам характеристики сигнала КД при облучении в ультрафиолетовой области спектра в этом режиме считаются известными (измеренными).For example, the mode can be carried out by placing a test sample 24a-3 in a cuvette containing biologically active material as a standard of optical activity, made in the form of an integrated biosensor containing a liquid crystal dispersion of linear double-stranded DNA molecules arranged in space and “crosslinked” by anthracycline bridges antibiotic-Cu ²⁺ -antratsiklinovy antibiotic-Cu ²⁺ - ... -Cu ²⁺ -antratsiklinovy antibiotic-Cu ²⁺ -antratsiklinovy antibiotic "in an aqueous saline polyethylene glycol solution (RU, 2139933, C) with limestone E characteristics of circular dichroism in the visible region of the spectrum having the shape shown as curve 3 in Figure 4. Moreover, in the known embodiment, when using daunomycin (DAU) as the anthracycline antibiotic, the standard is characterized by the manifestation of the properties of circular dichroism with a maximum radiation ΔA ₃ when irradiated at a wavelength of λ ₃ = 505 nm (curve 3 in FIG. 4), and in other known embodiments of the specified integral biosensor when using adriamycin or 4′-deoxydoxorubicin or 4′-deoxy-4′-iododoxorubicin (RU, 2139933, C) as an anthracycline antibiotic is characterized by the manifestation of CD properties with a maximum m radiation when irradiated at a wavelength of λ _max = 515 nm, 520 nm and 525 nm, respectively (not shown in Figure 4). Characteristics of the CD signal inherent to the indicated integrated biosensors during irradiation in the ultraviolet region of the spectrum in this regime are considered known (measured).

Соответственно, при использовании в качестве эталонов оптической активности вышеуказанных интегральных датчиков, в системе А (или в системе С) автоматически формируется излучающий комплекс S-1 с длиной волны λ₃=505 нм (или S-2 с длиной волны 515 нм, или S-3 с длиной волны 520 нм, или S-4 с длиной волны 525 нм) видимого излучения путем подачи команд поворота диска 5 турели 4, в результате выполнения которых имеющийся на диске 5 узкополосный источник 7-1 излучения с длиной волны λ₃=505 нм, выполненный в виде узкополосного диодного излучателя, снабженного коллимирующей линзой и селектором (или источник 7-2 с длиной волны 515 нм, или источник 7-3 с длиной волны 520 нм, или источник 7-4 с длиной волны 525 нм, соответственно), устанавливается в рабочее положение на оптической оси 1а, после чего указанный источник 7-1 излучения (или источник 7-2 или источник 7-3 или источник 7-4) автоматически включается.Accordingly, when using the above integrated sensors as optical activity standards, in system A (or in system C) the emitting complex S-1 with a wavelength of λ ₃ = 505 nm (or S-2 with a wavelength of 515 nm, or S -3 with a wavelength of 520 nm, or S-4 with a wavelength of 525 nm) of visible radiation by issuing commands to rotate the disk 5 of the turret 4, as a result of which the narrow-band radiation source 7-1 on the disk 5 with a wavelength of λ ₃ = 505 nm, made in the form of a narrow-band diode emitter equipped with a call a lens and a selector (either a source 7-2 with a wavelength of 515 nm, or a source 7-3 with a wavelength of 520 nm, or a source 7-4 with a wavelength of 525 nm, respectively) is set to the operating position on the optical axis 1a, after which the specified radiation source 7-1 (or source 7-2 or source 7-3 or source 7-4) is automatically turned on.

Аналогично в системе С для формирования излучающего комплекса S-1 с длиной волны λ₃=505 нм (или S-2 с длиной волны 515 нм, или S-3 с длиной волны 520 нм, или S-4 с длиной волны 525 нм) включается источник 17-1 видимого излучения с длиной волны 505 нм, выполненный в виде узкополосного диодного излучателя, снабженного коллимирующей линзой и селектором (или источник 17-2 с длиной волны 515 нм, или источник 17-3 с длиной волны 520 нм, или источник 17-4 с длиной волны 525 нм, соответственно), и приводится в рабочее положение соответствующее ему устройство 18-1 flip-flop (или 18-2, или 18-3, или 18-4, соответственно), обеспечивающее передачу излучения через устройство 19 flip-flop по оптической оси 1c.Similarly, in system C for the formation of the emitting complex S-1 with a wavelength of λ ₃ = 505 nm (or S-2 with a wavelength of 515 nm, or S-3 with a wavelength of 520 nm, or S-4 with a wavelength of 525 nm) a source of visible radiation 17-1 with a wavelength of 505 nm is turned on, made in the form of a narrow-band diode emitter equipped with a collimating lens and a selector (either a source 17-2 with a wavelength of 515 nm, or a source 17-3 with a wavelength of 520 nm, or a source 17-4 with a wavelength of 525 nm, respectively), and the corresponding 18-1 flip-flop device (or 18-2, or 18- 3, or 18-4, respectively) providing radiation transmission through the flip-flop device 19 along the optical axis 1c.

При облучении тестовой пробы 24а-3 циркулярно-поляризованным видимым излучением на требуемой длине волны (505 нм или 515 нм или 520 нм или 525 нм) регистрируют с помощью фотодетектора 27 оптический сигнал кругового дихроизма БАМ, выделяют и усиливают электрический сигнал фото детектора 27 и преобразуют его в цифровую форму с помощью цифровой системы 28 регистрации. Затем сигнал в цифровой форме поступает в средство 29 управления, в котором с помощью средства 30 обработки выявляют с помощью вычислений соответствие между характеристиками зарегистрированного системой оптического сигнала и его амплитудой ΔA₃ и известными характеристиками кругового дихроизма эталона для определения способности аналитической системы A или системы C измерять круговой дихроизм веществ в видимом диапазоне спектра, визуализируют в заданном графическом или табличном виде результат регистрации и результат вычислений, и делают вывод о наличии способности системы выявлять, регистрировать и визуализировать сигналы кругового дихроизма в исследуемых пробах с достаточной степенью достоверности, или об отсутствии такой способности, что приводит к необходимости настройки или ремонта системы.When the test sample 24a-3 is irradiated with circularly polarized visible radiation at the desired wavelength (505 nm or 515 nm or 520 nm or 525 nm), the optical signal of the BAM circular dichroism is recorded using photodetector 27, the photodetector 27 is isolated and amplified, and converted digitally it using the digital registration system 28. Then, the signal is digitally supplied to the control means 29, in which, using the processing means 30, the correspondence between the characteristics of the registered optical signal system and its amplitude ΔA ₃ and the known characteristics of the circular dichroism of the standard for determining the ability of the analytical system A or system C to measure circular dichroism of substances in the visible range of the spectrum, visualize in a given graphic or tabular form the registration result and the result of calculations and deeds They conclude that the system has the ability to detect, register and visualize circular dichroism signals in the studied samples with a sufficient degree of reliability, or the lack of such ability, which leads to the need to configure or repair the system.

Третий режим тестирования оптических свойств биологически активного материала, согласно изобретению, может быть осуществлен при размещении в в приемном устройстве 25 оптически проницаемой съемной кюветы 24-4 с размещенной в ней исследуемой пробой 24а-4, содержащей тестируемый БАМ в исходном состоянии или в контакте с БАВ, для которого БАМ является субстратом.The third mode of testing the optical properties of the biologically active material, according to the invention, can be carried out by placing in the receiving device 25 an optically permeable removable cuvette 24-4 with a test sample 24a-4 placed therein containing the tested BAM in the initial state or in contact with the biologically active substance for which BAM is a substrate.

При этом, согласно изобретению, система может быть приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств БАМ в исходном состоянии путем определения характеристик его сигнала КД при облучении циркулярно-поляризованным излучением в ультрафиолетовом диапазоне спектра и/или в видимом диапазоне спектра.Moreover, according to the invention, the system can be adapted in the third mode for testing the optical properties of BAM in the initial state by determining the characteristics of its CD signal when irradiated with circularly polarized radiation in the ultraviolet range of the spectrum and / or in the visible range of the spectrum.

Кроме того, согласно изобретению, система может быть приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств БАМ при облучении в видимом диапазоне спектра или в ультрафиолетовом диапазоне спектра с целью определения уровня чувствительности БАМ в отношении БАВ, для которого указанный БАМ является субстратом, путем определения количества указанного БАВ, в результате взаимодействия с которым наблюдается достоверное изменение величины амплитуды сигнала КД БАМ относительно максимума амплитуды, определенного в исходном состоянии БАМ.In addition, according to the invention, the system can be adapted in a third mode for testing the optical properties of BAM under irradiation in the visible range of the spectrum or in the ultraviolet range of the spectrum in order to determine the sensitivity level of BAM in relation to BAS for which the specified BAM is a substrate by determining the amount of said BAS, as a result of interaction with which there is a significant change in the amplitude of the BAM CD signal relative to the maximum amplitude determined in the initial state NII BAM.

Кроме того, согласно изобретению, система может быть приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств БАМ в видимом диапазоне спектра и в ультрафиолетовом диапазоне спектра путем определения его рабочего диапазона в отношении БАВ, для которого указанный БАМ является субстратом, путем определения диапазона количеств указанного БАВ, в результате взаимодействия с которым наблюдается достоверное изменение амплитуды сигнала кругового дихроизма биологически активного материала от максимума амплитуды в исходном состоянии до полного исчезновения сигнала кругового дихроизма при облучении.In addition, according to the invention, the system can be adapted in a third mode for testing the optical properties of BAM in the visible range of the spectrum and in the ultraviolet range of the spectrum by determining its operating range in relation to BAS, for which the BAM is a substrate, by determining the range of quantities of the specified BAS, as a result of interaction with which there is a significant change in the amplitude of the circular dichroism signal of the biologically active material from the maximum amplitude in the initial state and until the complete disappearance of the circular dichroism signal upon irradiation.

При этом могут быть проверены тестированием, например:In this case, they can be verified by testing, for example:

1) БАМ, содержащие молекулярные конструкции ДНК в виде молекул ДНК в упорядоченном их расположении, вследствие этого в исходном состоянии проявляющие свойства КД при облучении их циркулярно-поляризованным излучением в ультрафиолетовой области спектра - в области поглощения азотистых оснований ДНК, как описано выше для первого режима с использованием возможных эталонов оптической активности;1) BAM containing DNA molecular constructs in the form of DNA molecules in their ordered arrangement, as a result of which in the initial state they exhibit CD properties when they are irradiated with circularly polarized radiation in the ultraviolet region of the spectrum — in the region of absorption of nitrogenous DNA bases, as described above for the first regime using possible standards of optical activity;

2) БАМ, содержащие молекулярные конструкции ДНК в виде молекул ДНК в упорядоченном их расположении, дополнительно сшитых «мостиками», проявляющие в исходном состоянии аномальные свойства КД при облучении их циркулярно-поляризованным излучением в ультрафиолетовой области спектра - в области поглощения азотистых оснований ДНК и аномальные свойства КД при облучении их в видимой области спектра - в области поглощения конструктивных элементов «мостиков»;2) BAMs containing molecular DNA constructs in the form of DNA molecules in their ordered arrangement, additionally crosslinked by bridges, exhibiting in the initial state the anomalous properties of CDs when they are irradiated with circularly polarized radiation in the ultraviolet region of the spectrum — in the region of absorption of nitrogenous DNA bases and abnormal properties of CDs when they are irradiated in the visible region of the spectrum — in the region of absorption of structural elements of “bridges”;

3) БАМ, содержащие молекулярные конструкции ДНК с предполагаемыми оптическими свойствами аномального КД в исходном состоянии;3) BAM containing molecular DNA constructs with the alleged optical properties of anomalous CD in the initial state;

4) БАМ, указанные выше в пп.1, 2, 3, при их контакте с БАВ, предположительно вступающие во взаимодействие с БАМ с изменением характеристик оптического сигнала БАМ.4) BAM, indicated in paragraphs 1, 2, 3 above, when they come into contact with BAS, presumably interacting with BAM with a change in the characteristics of the BAM optical signal.

При этом в системах А или С по команде системы 29 управления автоматически последовательно формируются излучающие комплексы U-k, излучающие каждый на дискретной длине волны в ультрафиолетовом диапазоне спектра в течение заданного времени экспозиции, в количестве, достаточном для определения длины волны и значения максимума сигнала кругового дихроизма БАМ в ультрафиолетовом диапазоне: например, как показано Фиг.5 (кривая 4), облучение пробы осуществляют в диапазоне 230-350 нм последовательно на длинах волн λ₄, λ₅, λ₇, λ₆.Moreover, in systems A or C, on the command of control system 29, emitting complexes Uk are automatically sequentially formed, each emitting at a discrete wavelength in the ultraviolet range of the spectrum for a given exposure time, in an amount sufficient to determine the wavelength and maximum signal of the BAM circular dichroism in the ultraviolet range: for example, as shown in FIG. 5 (curve 4), irradiation of the sample is carried out in the range of 230-350 nm sequentially at wavelengths λ ₄ , λ ₅ , λ ₇ , λ ₆ .

Например, в системе А это осуществляется путем подачи системой 29 управления команды включения источника 1 УФ излучения в виде дейтериевой лампы и последовательных команд поворота диска 5 турели 4, достаточного для последовательного формирования излучающих комплексов U-k, излучающих каждый на дискретной длине волны в ультрафиолетовом диапазоне спектра, путем последовательной установки размещенного на диске 5 селектора 6-4, выполненного в виде узкополосного интерференционного фильтра, формирующего излучение на длине волны λ₄, или размещенного на диске 5 селектора 6-5, формирующего излучение на длине волны λ₅, или размещенного на диске 5 селектора 6-6, формирующего излучение на длине волны λ₆, или размещенного на диске 5 селектора 6-7, формирующего излучение на длине волны λ₇, на одной оптической оси 1а системы А (Фиг.1) с зеркалом 2 и коллимирующей линзой 3.For example, in system A, this is done by giving the control system 29 the command to turn on the UV radiation source 1 in the form of a deuterium lamp and successive rotation commands of the turret disk 5, sufficient for the sequential formation of the emitting complexes Uk, each emitting at a discrete wavelength in the ultraviolet range of the spectrum, by sequential installation disposed on the disk 5 the selector 6-4, embodied as a narrow-band interference filter forming radiation at wavelength λ _4, or placed th on the disk selector 6-5 5 forming the radiation at wavelength λ _5, or placed on the disk selector 6-6 5 forming the radiation at wavelength λ _6, or placed on the disk selector 6-7 5 forming the radiation at wavelength λ ₇ , on one optical axis 1a of system A (FIG. 1) with a mirror 2 and a collimating lens 3.

Или в системах А или С автоматически последовательно формируются излучающие комплексы S-k, излучающие каждый на дискретной длине волны в видимом диапазоне спектра в течение заданного времени, в количестве, достаточном для определения длины волны и значения максимума сигнала кругового дихроизма БАМ, облучение пробы осуществляют на длинах волн λ₈, λ₉, λ₁₀, λ₁₁, λ₁₂.Or, in systems A or C, the emitting complexes Sk are automatically sequentially formed, each emitting at a discrete wavelength in the visible range of the spectrum for a given time, in an amount sufficient to determine the wavelength and maximum signal of the BAM circular dichroism, irradiation of the sample is carried out at wavelengths λ ₈ , λ ₉ , λ ₁₀ , λ ₁₁ , λ ₁₂ .

Например, в системе А это осуществляется путем подачи системой 29 управления команд включения и выключения размещенных на диске 5 турели 4 узкополосных источников видимого излучения и соответствующих команд поворота диска 5 турели 4, в результате которых имеющийся на диске 5 узкополосный источник 7-8 излучения с длиной волны λ₈, выполненный в виде узкополосного диодного излучателя, снабженного коллимирующей линзой и селектором, или источник 7-9 с длиной волны λ₉, или источник 7-10 с длиной волны λ₁₀, или источник 7-11 с длиной волны λ₁₁ или источник 7-12 с длиной волны λ₂ устанавливается в рабочее положение на одной оптической оси 1а системы А (Фиг.1) с зеркалом 2 и коллимирующей линзой 3,.For example, in system A, this is done by giving the control system 29 the on and off commands for the 4 narrow-band sources of visible radiation placed on the turret 5 of the turret 5 and the corresponding rotation commands of the 5 turret 4 of the turret 4, as a result of which a narrow-band radiation source 7-8 with a length of 5 λ ₈ waves, made in the form of a narrow-band diode emitter equipped with a collimating lens and a selector, or a source 7-9 with a wavelength of λ ₉ , or a source 7-10 with a wavelength of λ ₁₀ , or a source 7-11 with a wavelength of λ ₁₁ or the sources to 7-12 with a wavelength of λ _{2 is} set to a working position on one optical axis 1a of system A (FIG. 1) with a mirror 2 and a collimating lens 3 ,.

Например, система может быть приспособлена для работы с пробами, содержащими в качестве тестируемого биологически активного материала, указанного выше в п.2, интегральные биодатчики, содержащие сшитые наномостиками «антибиотик-ион металла-антибиотик-ион металла-…-ион металл-антибиотик-ион металла-антибиотик» частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, содержащие в составе наномостиков антибиотики антрациклиновой группы, способные к образованию хелатных комплексов и содержащие атомы кислорода в положениях 5, 6, 11 и 12, и в качестве чувствительного элемента - ионы металла, способного к образованию плоских полимерных хелатных комплексов, и характеризующиеся аномальной оптической активностью при облучении в ультрафиолетовой области спектра, проявляемой в виде интенсивной полосы в спектре КД в области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны в диапазоне 260-270 нм, и дополнительной аномальной оптической активностью в виде интенсивной полосы в спектре КД в области поглощения антибиотика на длине волны в диапазоне 505-525 нм (RU, 2139933, C).For example, the system can be adapted to work with samples containing, as the test biologically active material specified in paragraph 2 above, integrated biosensors containing crosslinked nanobridges "antibiotic-metal ion-antibiotic-metal ion- ... -ion metal-antibiotic- metal ion-antibiotic "particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion containing antibiotics of the anthracycline group in the composition of nanobridges, capable of forming chelate complexes and containing oxygen atoms in position x 5, 6, 11, and 12, and as a sensitive element, metal ions capable of forming flat polymer chelate complexes and characterized by anomalous optical activity when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum, manifested as an intense band in the CD spectrum in the nitrogen absorption region DNA bases at a wavelength in the range 260-270 nm, and additional anomalous optical activity in the form of an intense band in the CD spectrum in the region of antibiotic absorption at a wavelength in the range 505-525 nm (RU, 2139933, C).

Например, система может быть приспособлена для работы с пробами, содержащими в качестве тестируемого БАМ интегральные биодатчики, содержащие частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии молекул ДНК, упорядоченных в пространстве и "сшитых" мостиками, содержащими антибиотик дауномицин (ДАУ) и, в качестве субстрата для БАВ, - атомы меди в комплексе «ДАУ-Cu²⁺-ДАУ-Cu²⁺-…-Cu²⁺-ДАУ-Cu²⁺-ДАУ» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля, характеризующиеся аномальной оптической активностью при облучении в ультрафиолетовой области спектра, проявляемой в виде интенсивной полосы в спектре КД в области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны 260 нм, и дополнительной аномальной оптической активностью в виде интенсивной полосы в спектре КД в области поглощения антибиотика ДАУ на длине волны 505 нм (RU, 2139933, С).For example, the system can be adapted to work with samples containing integrated biosensors containing the lyotropic cholesteric liquid crystal dispersion of DNA molecules arranged in space and crosslinked with bridges containing the antibiotic daunomycin (DAU) and as a substrate for biologically active substances as a test BAM - copper atoms in the complex "DAM-Cu ²⁺ -DAU-Cu ²⁺ - ²⁺ -DAU ... -Cu-Cu ²⁺ -DAU" in an aqueous saline polyethylene glycol solution, characterized by the abnormal optical activity with ultraviolet irradiation Oblas and the spectrum shown as an intense band in the CD spectrum in the absorption region of nitrogenous DNA bases at a wavelength of 260 nm, and additional anomalous optical activity in the form of an intense band in the CD spectrum in the absorption region of a DAE antibiotic at a wavelength of 505 nm (RU, 2139933, FROM).

На Фиг.5 показаны результаты обработки измеренных величин аномального оптического сигнала КД этих интегральных биодатчиков в исходном состоянии при облучении в видимой области спектра (кривая 5) с максимумом ΔA_{V max} на длине волны λ₁₁=505 нм, и при облучении в ультрафиолетовой области спектра (кривая 4) с максимумом ΔA_{UV max} на длине волны λ₆=260 нм, что соответствует их паспортным данным в исходном состоянии. При этом величина оптического сигнала КД биодатчика в ультрафиолетовой области спектра в исходном состоянии значительно (более чем в 10 раз) превышает амплитуду сигнала в видимом диапазоне спектра, что свидетельствует о более высокой чувствительности биодатчика в УФ области.Figure 5 shows the results of processing the measured values of the anomalous optical signal of the CD of these integrated biosensors in the initial state when irradiated in the visible region of the spectrum (curve 5) with a maximum ΔA _{V max} at a wavelength of λ ₁₁ = 505 nm, and when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum (curve 4) with a maximum ΔA _{UV max} at a wavelength of λ ₆ = 260 nm, which corresponds to their nameplate data in the initial state. In this case, the value of the optical signal of the CD of the biosensor in the ultraviolet region of the spectrum in the initial state significantly (more than 10 times) exceeds the amplitude of the signal in the visible range of the spectrum, which indicates a higher sensitivity of the biosensor in the UV region.

При этом, согласно изобретению, целесообразно пробу, содержащую БАМ, облучать в видимом диапазоне спектра излучением, по меньшей мере, на трех длинах волн: например, на трех длинах волн (кривая 5 на Фиг.5), из которых первая длина волны (λ₁₁=505 нм) соответствует максимуму сигнала в спектре КД БАМ, вторая длина волны (λ_p=410 нм) короче, а третья длина волны (λ_pp=700 нм) больше длины волны, соответствующей максимуму указанного сигнала, причем на второй (λ_p) и третьей (λ_pp) длинах волн регистрируемый сигнал КД БАМ минимален, и при этом система согласно изобретению выполнена с возможностью формирования последовательно соответствующих трех излучающих комплексов S-k, излучающих на длинах волн λ_p, λ₁₁, λ_pp.Moreover, according to the invention, it is advisable to irradiate a sample containing BAM in the visible spectrum with radiation at least at three wavelengths: for example, at three wavelengths (curve 5 in FIG. 5), of which the first wavelength (λ ₁₁ = 505 nm) corresponds to the maximum signal in the BAM CD spectrum, the second wavelength (λ _p = 410 nm) is shorter, and the third wavelength (λ _pp = 700 nm) is longer than the wavelength corresponding to the maximum of the specified signal, and the second (λ _p) and third (λ _pp) wavelengths detectable signal KD ASB is minimal, and the system according iso Retenu configured to generate successively emitting the respective three complexes Sk, emitting at the wavelengths λ _p, λ _11, λ _pp.

Последующее добавление в исследуемую пробу, содержащую указанные выше в п.1, 2, 3 БАМ, известного БАВ, в зависимости от количества БАВ, контактирующего с БАМ в пробе, может привести к частичному или полному разрушению БАМ или показать инертность БАМ к БАВ.Subsequent addition of a known BAS to the test sample containing the BAM indicated in Claims 1, 2, 3 above, depending on the amount of BAS in contact with BAM in the sample, can lead to partial or complete destruction of BAM or show inertness of BAM to BAS.

При этом, например, для указанных интегральных биодатчиков, содержащих частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, упорядоченной в пространстве и "сшитой" мостиками «ДАУ-Cu²⁺-ДАУ-Cu²⁺-…-Cu²⁺-ДАУ-Cu²⁺-ДАУ» (RU, 2139933, C), характеризующихся аномальной оптической активностью при облучении в ультрафиолетовой области спектра, проявляемой в виде интенсивной полосы в спектре кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны λ~260 нм, и дополнительной аномальной оптической активностью в области поглощения антибиотика ДАУ:At the same time, for example, for the indicated integrated biosensors containing particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion ordered in space and "crosslinked" by bridges "DAU-Cu ²⁺ -DAU-Cu ²⁺ - ... -Cu ²⁺ -DAU-Cu ²⁺ -ADA ”(RU, 2139933, C), characterized by anomalous optical activity when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum, manifested as an intense band in the circular dichroism spectrum in the absorption region of nitrogenous DNA bases at a wavelength of λ ~ 260 nm, and additional anomalous optical activity in the region of ogloscheniya antibiotic DAU:

- взаимодействие мостиков БАМ с БАВ в известной минимальной концентрации, например, с белком сывороточного альбумина, гипорамином, гомоцистеином или митоксантроном, приводит к соответствующему достоверному изменению величины максимума сигналов КД в видимой области спектра в сторону ее уменьшения ΔA_V<ΔA_{V max} (Фиг.5, кривая 6), что позволяет определить уровень чувствительности БАМ к этому БАВ;- the interaction of BAM bridges with BAS in a known minimum concentration, for example, with a protein of serum albumin, hyporamine, homocysteine or mitoxantrone, leads to a corresponding reliable change in the value of the maximum of CD signals in the visible region of the spectrum in the direction of its decrease ΔA _V <ΔA _{V max} (Fig. 5, curve 6), which makes it possible to determine the level of sensitivity of BAM to this BAS;

- взаимодействие мостиков БАМ с БАВ в известной концентрации, превышающей уровень чувствительности БАМ, например, с белком сывороточного альбумина, гипорамином, гомоцистеином или митоксантроном, может приводить к исчезновению сигнала КД в видимой области спектра ΔA_V=0 (Фиг.5), что позволяет определить диапазон рабочих концентраций БАВ для использованного количества БАМ;- the interaction of BAM bridges with BAS in a known concentration exceeding the sensitivity level of BAM, for example, with a protein of serum albumin, hyporamine, homocysteine or mitoxantrone, can lead to the disappearance of the CD signal in the visible spectrum ΔA _V = 0 (Figure 5), which allows determine the range of working concentrations of biologically active substances for the used amount of BAM;

- нарушение упорядоченного расположения молекул ДНК в БАМ при его взаимодействии с БАВ, сопровождаемое исчезновением сигнала КД БАМ в ультрафиолетовой области спектра ΔA_UV→0 (Фиг.5, кривая 4), позволяет определить количество БАВ, приводящее к полному разрушению структуры БАМ в использованном количестве БАМ.- violation of the ordered arrangement of DNA molecules in BAM during its interaction with BAS, accompanied by the disappearance of the BAM CD signal in the ultraviolet region of the spectrum ΔA _UV → 0 (Figure 5, curve 4), allows you to determine the number of BAS, leading to complete destruction of the structure of BAM in the amount used BAM.

- отсутствие подобного описанному выше взаимодействия БАМ с БАВ, выражающееся в отсутствии изменений величины сигнала КД БАМ в исходном состоянии позволяет сделать заключение об инертности БАМ к указанному БАВ.- the absence of the interaction of BAM with BAS similar to that described above, expressed in the absence of changes in the value of the BAM CD signal in the initial state, allows us to conclude that BAM is inert to the specified BAS.

Полученные оптические характеристики могут служить для определения и оценки уровня чувствительности БАМ, например, указанных выше интегральных биодатчиков, с определением диапазона количеств БАВ, определяемых биодатчиком при использовании биодатчика по назначению.The obtained optical characteristics can be used to determine and evaluate the sensitivity level of BAM, for example, the above integrated biosensors, with the determination of the range of quantities of biologically active substances determined by the biosensor when using the biosensor for its intended purpose.

Результат тестирования, полученный с помощью системы согласно изобретению в третьем режиме ее работы путем регистрации, измерения и обработки характеристик оптического сигнала кругового дихроизма БАМ, может служить «паспортом» биодатчика и в дальнейшем использоваться в качестве исходных характеристик биодатчика этого типа.The test result obtained using the system according to the invention in the third mode of its operation by recording, measuring and processing the characteristics of the optical signal of the BAM circular dichroism can serve as a “passport” of the biosensor and can be further used as the initial characteristics of this type of biosensor.

Кроме того, полученный результат тестирования может быть использован для аттестации исследуемого биодатчика как биодатчика, соответствующего характеристикам и качеству биодатчиков определенного типа.In addition, the obtained test result can be used to certify the studied biosensor as a biosensor that corresponds to the characteristics and quality of a certain type of biosensor.

Например, тестирование БАМ, представляющего собой биодатчик, содержащий лиотропную жидкокристаллическую дисперсию комплекса «ДНК-поликонидин» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля (RU, 2123008, C1), результаты которого представлены на Фиг.6, показало изменение амплитуды сигнала КД в зависимости от длины волны облучения λ в диапазоне 230-350 нм: кривая 7 - изменение амплитуды сигнала КД в исходном состоянии БАМ с максимумом амплитуды на длине волны 275 нм (до контакта указанного БАМ с БАВ), кривая 8 - изменение амплитуды сигнала КД БАМ после контакта с БАВ с максимумом амплитуды на длине волны 275 нм (гепарин в концентрации 2,5×10^-3 мг/мл).For example, testing BAM, which is a biosensor containing lyotropic liquid crystal dispersion of the DNA-polyconidin complex in a water-salt solution of polyethylene glycol (RU, 2123008, C1), the results of which are presented in Fig. 6, showed a change in the amplitude of the CD signal depending on the length irradiation waves λ in the range 230-350 nm: curve 7 - change in the amplitude of the CD signal in the initial BAM with a maximum amplitude at a wavelength of 275 nm (before the contact of the specified BAM with the BAS), curve 8 - change in the amplitude of the signal of the CD BAM after contact one with a biologically active substance with a maximum amplitude at a wavelength of 275 nm (heparin at a concentration of 2.5 × 10 ^-3 mg / ml).

Тестирование БАМ, содержащих частицы холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК (RU, 2123008, C1), не сшитой наномостиками, результаты которого приведены на Фиг.6, показало изменение амплитуды сигнала КД при длинах волн облучения λ в диапазоне 230-350 нм: кривая 9 - изменение амплитуды сигнала КД в исходном состоянии БАМ с максимумом амплитуды на длине волны 270 нм (до контакта указанного БАМ с БАВ). Однако тестирование этого БАМ при контакте БАМ с БАВ (гепарин в концентрации 2,5×10^-3 мг/мл) не показало изменения величины амплитуды сигнала КД БАМ, положение максимума амплитуды на длине волны 270 нм осталось неизменным (кривая 10 Фиг.6), что позволяет сделать заключение об инертности указанного БАМ - холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК - к указанному БАВ - гепарину.Testing BAM containing particles of cholesteric liquid crystal DNA dispersion (RU, 2123008, C1), not crosslinked by nanobridges, the results of which are shown in Fig.6, showed a change in the amplitude of the CD signal at irradiation wavelengths λ in the range 230-350 nm: curve 9 - change the amplitude of the CD signal in the initial state of the BAM with a maximum amplitude at a wavelength of 270 nm (before the contact of the specified BAM with the BAS). However, testing of this BAM with the contact of BAM with BAS (heparin at a concentration of 2.5 × 10 ^-3 mg / ml) did not show a change in the amplitude of the BAM CD signal, the position of the maximum amplitude at a wavelength of 270 nm remained unchanged (curve 10 of Fig. 6) , which allows us to draw a conclusion about the inertness of the indicated BAM - cholesteric liquid crystal dispersion of DNA - to the specified BAS - heparin.

Четвертый режим определения скорости диффузии БАВ в БАМ и/или исследования динамики трансформации молекулярных конструкций НК при взаимодействии с БАВ, может быть осуществлен при размещении в приемном устройстве 25 оптически проницаемой съемной кюветы 24-5 с исследуемой пробой 24а-5, содержащей указанное БАВ в контакте с указанным БАМ, выполненном в виде биодатчика на основе молекулярных конструкций НК, содержащего субстрат для БАВ и проявляющего в исходном состоянии свойства КД при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для указанного биодатчика, и изменяющего эти свойства при взаимодействии с указанным БАВ. При этом биодатчик предварительно подвергают тестированию в системах А или С в третьем режиме в контакте с известной концентрацией БАВ для определения длин волн, на которых оптическая активность КД биодатчика в исходном состоянии максимальна.The fourth mode for determining the diffusion rate of biologically active substances in BAM and / or studying the dynamics of transformation of molecular structures of NKs when interacting with biologically active substances can be carried out by placing an optically permeable removable cell 24-5 in the receiving device 25 with a sample 24a-5 containing the specified BAS in contact with the specified BAM, made in the form of a biosensor based on molecular structures of nanocrystals, containing a substrate for biologically active substances and exhibiting in the initial state the properties of CD upon irradiation with circularly polarized radiation for a length x waves characteristic of the specified biosensor, and changing these properties when interacting with the specified biologically active substances. In this case, the biosensor is preliminarily tested in systems A or C in the third mode in contact with a known concentration of biologically active substances to determine the wavelengths at which the optical activity of the biosensor CD in the initial state is maximum.

Для работы в четвертом режиме системы А и С приспособлены для облучения пробы на характерных длинах волн КД биодатчика и измерения параметров КД биодатчика в контакте с раствором БАВ в известной концентрации, которую выбирают ниже концентрации БАВ, приводящей к полному разрушению биодатчика и исчезновению сигнала КД биодатчика.For operation in the fourth mode, systems A and C are adapted to irradiate samples at the characteristic wavelengths of the biosensor CD and measure the parameters of the biosensor CD in contact with the biologically active substance solution at a known concentration, which is chosen below the biologically active substance concentration, which leads to complete destruction of the biosensor and the disappearance of the biosensor CD signal.

При этом обеспечивают формирование и работу излучающих комплексов, излучающих на характерных длинах волн КД биодатчика в течение заданного времени экспозиции, определение характеристик КД биодатчика путем измерения величины максимальной амплитуды ΔA сигнала КД биодатчика до контакта с БАВ и после полного проникновения БАВ в молекулярные структуры биодатчика, при этом фиксируют время прекращения взаимодействия биодатчика с БАВ по моменту прекращения изменения амплитуды сигнала КД пробы.At the same time, they ensure the formation and operation of emitting complexes emitting at the characteristic wavelengths of the biosensor CD for a given exposure time, determining the characteristics of the biosensor CD by measuring the maximum amplitude ΔA of the biosensor CD signal before contact with the biologically active substance and after the biologically active substance completely penetrates the molecular structures of the biosensor, this fixes the time of termination of the interaction of the biosensor with biologically active substances at the time of termination of the change in the amplitude of the CD signal of the sample.

Кроме того, системы А или С согласно изобретению также приспособлены для измерения изменений амплитуды сигнала КД пробы через определенные промежутки времени ΔT (время экспозиции) после начала контакта раствора БАВ с биодатчиком в пробе, по мере разрушения молекулярных конструкций биодатчика, что позволяет проводить исследования динамики трансформации молекулярных конструкций ДНК БАМ при взаимодействии с БАВ.In addition, the systems A or C according to the invention are also adapted to measure changes in the amplitude of the CD signal at certain time intervals ΔT (exposure time) after the beginning of contact of the biologically active substance solution with the biosensor in the sample, as the molecular structures of the biosensor are destroyed, which allows the study of transformation dynamics molecular structures of BAM DNA in interaction with biologically active substances.

Вычисление скорости диффузии БАВ в биодатчик и скорость разрушения биодатчика в зависимости от заданного количества БАВ в пробе производится компьютером средства обработки на основании результатов, полученных при измерении величины изменений сигнала КД, регистрируемого до и после обработки биодатчика водным раствором БАВ, то есть, измеряя ΔA исходной пробы после полного проникновения (полной диффузии) БАВ в биодатчик или через определенные промежутки времени ΔT (время экспозиции) после начала обработки биоматериала раствором БАВ. Результаты предоставляются пользователю в текстовом или графическом виде. Такие возможности системы согласно изобретению позволяют использовать ее также для определения динамики транспорта БАВ в молекулярные конструкции НК.The diffusion rate of biologically active substances in the biosensor and the rate of destruction of the biosensor depending on the given amount of biologically active substances in the sample are calculated by the computer of the processing tool based on the results obtained by measuring the changes in the CD signal recorded before and after processing the biosensor with an aqueous solution of biologically active substances, that is, measuring ΔA samples after complete penetration (complete diffusion) of the biologically active substance into the biosensor or at certain time intervals ΔT (exposure time) after the start of processing the biomaterial with the biologically active substance solution. The results are presented to the user in text or graphic form. Such capabilities of the system according to the invention make it possible to use it also to determine the dynamics of biologically active substances in molecular structures of nanocrystals.

На Фиг.7 показаны результаты измерения величины сигнала КД интегральных биодатчиков, содержащих частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, упорядоченной в пространстве и "сшитой" мостиками, содержащими антибиотик дауномицин (ДАУ) и, в качестве субстрата для БАВ, - атомы меди в комплексе «ДАУ-Cu²⁺-ДАУ-Cu²⁺-…-Cu²⁺-ДАУ-Cu²⁺-ДАУ» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля (RU, 2139933, С), характеризующихся в исходном состоянии аномальной оптической активностью при облучении в ультрафиолетовой области спектра, проявляемой в виде интенсивной полосы в спектре КД в области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны λ_UV=260 нм (кривая 14), и дополнительной аномальной оптической активностью в виде интенсивной полосы в спектре кругового дихроизма в области поглощения антибиотика на длине волны λ_max=505 нм (кривая 11), и изменяющих величину сигнала КД при взаимодействии с водным раствором белка сывороточного альбумина (далее БСА) в известной выбранной концентрации 6,0 мкг/мл.Figure 7 shows the results of measuring the CD signal of integrated biosensors containing particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion ordered in space and "crosslinked" by bridges containing the antibiotic daunomycin (DAU) and, as a substrate for biologically active substances, copper atoms in the complex " DAU-Cu ²⁺ -DAU-Cu ²⁺ - ... -Cu ²⁺ -DAU-Cu ²⁺ -DAU "in a water-salt solution of polyethylene glycol (RU, 2139933, C), characterized in the initial state by anomalous optical activity when irradiated in ultraviolet in the form of an intense band in the CD spectrum in the region of absorption of nitrogenous DNA bases at a wavelength of λ _UV = 260 nm (curve 14), and additional anomalous optical activity in the form of an intense band in the spectrum of circular dichroism in the region of absorption of an antibiotic at a wavelength of λ _max = 505 nm (curve 11), and changing the value of the CD signal when interacting with an aqueous solution of serum albumin protein (hereinafter BSA) in a known selected concentration of 6.0 μg / ml.

При этом в системах А или С по команде системы 29 управления в третьем режиме обеспечивается автоматическое поочередное формирование трех излучающих комплексов S-k в видимом диапазоне спектра, излучающих в течение заданного короткого промежутка времени на дискретной длине волны λ_max=505 нм, соответствующей известной длине волны максимума интенсивной полосы сигнала КД в исходном состоянии биодатчика в области поглощения ДАУ, на длине волны λ_p=460 нм и на длине λ_pp=680 нм, и чередующееся с ними автоматическое формирование одного излучающего комплекса U-k, излучающего на дискретной длине волны λ=260 нм в ультрафиолетовом диапазоне спектра, а также поочередная регистрация сигнала КД пробы и измерение величины сигнала КД пробы в исходном состоянии и затем - спустя определенный интервал времени после контакта биодатчика с БСА, например, через 10 мин и через 60 мин.Moreover, in systems A or C, on the command of the control system 29 in the third mode, three emitting complexes Sk are automatically alternately generated in the visible spectrum, emitting for a given short period of time at a discrete wavelength λ _max = 505 nm, corresponding to the known maximum wavelength KD intense band signal in the initial state of the biosensor in DAM absorption at a wavelength of λ _p = 460 nm and a length λ _pp = 680 nm, and alternating them with the automatic formation of radiating com Lex Uk emitting at a discrete wavelength λ = 260 nm in the ultraviolet range of the spectrum, as well as alternating recording of the CD sample signal and measuring the value of the CD sample signal in the initial state and then after a certain time interval after the biosensor contacts the BSA, for example, after 10 minutes and after 60 minutes

Амплитуда А отрицательной полосы в спектре КД, отражающей наличие "сшивок" между соседними молекулами ДНК в составе биодатчика в исходном его состоянии (кривая 11 на Фиг.7), при добавлении водного раствора БСА в концентрации, например, 6,0 мкг/мл, резко уменьшается за первые 10 мин. (ΔA₁₀, кривая 12 на Фиг.7), медленнее - за последующие 50 мин взаимодействия биодатчика с БСА (ΔA₆₀, кривая 13 на Фиг.7), а через 80 мин взаимодействия биодатчика с БСА сигнал КД в видимой области спектра отсутствует. Это означает, что обработка описанного выше биодатчика (RU, 2139933, С) БСА приводит к разрушению "сшивок", что обусловлено образованием в пробе более прочных комплексов ионов Cu²⁺ с молекулами БСА и, следовательно, "уходом" ионов Си из состава "сшивки". При этом неизменность величины сигнала КД в области поглощения азотистых оснований ДНК (кривая 14 на Фиг.7) свидетельствует о том, что БСА в используемой концентрации не вызвал разрушения собственно молекул ДНК. Изменение величины амплитуды сигнала КД в ультрафиолетовой области спектра или исчезновение этого сигнала будет обусловлено разрушением молекул ДНК биодатчика.The amplitude A of the negative band in the CD spectrum, reflecting the presence of cross-links between adjacent DNA molecules in the biosensor in its initial state (curve 11 in Fig. 7), when an aqueous BSA solution is added at a concentration of, for example, 6.0 μg / ml, decreases sharply in the first 10 minutes. (ΔA ₁₀ , curve 12 in Fig. 7), slower over the next 50 min of interaction of the biosensor with BSA (ΔA ₆₀ , curve 13 in Fig. 7), and after 80 min of interaction of the biosensor with BSA, there is no CD signal in the visible region of the spectrum. This means that the processing of the BSA biosensor described above (RU, 2139933, С) leads to the destruction of cross-links, which is caused by the formation of more durable complexes of Cu ^{2+ ions} with BSA molecules in the sample and, therefore, the “withdrawal of Cu ions from the composition” stitching. " At the same time, the constant value of the CD signal in the absorption region of the nitrogenous bases of DNA (curve 14 in Fig. 7) indicates that BSA in the used concentration did not cause destruction of the DNA molecules themselves. A change in the amplitude of the CD signal in the ultraviolet region of the spectrum or the disappearance of this signal will be due to the destruction of the biosensor DNA molecules.

Система обработки приспособлена для обеспечения в четвертом режиме определения коэффициента диффузии БАВ в БАМ и динамики трансформации молекулярных конструкций ДНК при взаимодействии с БАВ на основе результатов измерения величины регистрируемого сигнала КД БАМ пробы и путем вычисления величины и динамики изменения величины регистрируемого сигнала в течение времени взаимодействия БАМ с БАВ.The processing system is adapted to provide the fourth mode for determining the diffusion coefficient of biologically active substances in BAM and the dynamics of transformation of DNA molecular structures when interacting with biologically active substances based on the results of measuring the magnitude of the recorded signal of CD BAM samples and by calculating the magnitude and dynamics of changes in the magnitude of the recorded signal during the interaction time of BAM BAS.

При этом время определения скорости диффузии БАВ в биодатчик можно существенно сократить, если измерения величины КД БАМ, обработанных раствором БАВ, производить, не дожидаясь осуществления полной диффузии БАВ в биоматериал, а производить их через небольшие одинаковые интервалы времени ΔT, достаточные для проявления характерной зависимости изменения аномального сигнала КД биодатчика во времени при взаимодействии БАВ с чувствительными элементами такого биодатчика.In this case, the time for determining the BAS diffusion rate into the biosensor can be significantly reduced if measurements of the BAM CD value treated with the BAS solution are carried out without waiting for the complete BAS diffusion into the biomaterial, and they are made at small identical time intervals ΔT sufficient for a characteristic dependence of the change an abnormal CD signal of a biosensor in time during the interaction of biologically active substances with sensitive elements of such a biosensor.

На Фиг.8 в виде кривых 15, 16 и 17 представлена полученная с помощью системы А или С согласно изобретению динамика изменения амплитуды сигнала КД через равные интервалы времени в течение 80 мин взаимодействия описанного выше интегрального биодатчика с водным раствором БСА в различных концентрациях: 1,1 мкг/мл (кривая 15), 3,4 мкг/мл (кривая 16) и 5,7 мкг/мл (кривая 17).On Fig in the form of curves 15, 16 and 17 the dynamics of the amplitude of the CD signal obtained by using the system A or C according to the invention is shown at equal time intervals during 80 minutes of the interaction of the above integrated biosensor with an aqueous solution of BSA in various concentrations: 1, 1 μg / ml (curve 15), 3.4 μg / ml (curve 16) and 5.7 μg / ml (curve 17).

На Фиг.9 динамика разрушения интегральных биодатчиков, содержащих в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, упорядоченной в пространстве и "сшитой" мостиками, содержащими в качестве субстрата для гепарина антибиотик дауномицин (ДАУ) в комплексе «ДАУ-Cu», и характеризующихся изменением сигнала КД при взаимодействии биодатчика с БАВ - гепарином, приводящем к образованию в пробе комплексов «ДАУ-гепарин», показана в координатах «относительное изменение ΔΔA максимума оптического сигнала КД проб» от времени взаимодействия заданного количества биодатчиков с водным раствором гепарина в разных концентрациях по сравнению с максимумом амплитуды сигнала КД биодатчика до взаимодействия с гепарином.Figure 9 shows the dynamics of the destruction of integrated biosensors containing particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion in a water-salt solution of polyethylene glycol arranged in space and crosslinked with bridges containing the antibiotic daunomycin (DAU) as a substrate for heparin in the DAU-Cu complex , and characterized by a change in the CD signal during the interaction of the biosensor with biologically active substances - heparin, leading to the formation of DAU-heparin complexes in the sample, the relative change ΔΔA of the maximum about optical signal of CD samples ”from the time of interaction of a given number of biosensors with an aqueous solution of heparin in different concentrations compared to the maximum amplitude of the signal of CD biosensor before interacting with heparin.

При этом на Фиг.9 кривая 18 соответствует концентрации гепарина 1,0 мкг/мл, кривая 19 - концентрации 2,0 мкг/мл, кривая 20 - концентрации 4,0 мкг/мл.Moreover, in Fig. 9, curve 18 corresponds to a concentration of 1.0 μg / ml of heparin, curve 19 to a concentration of 2.0 μg / ml, curve 20 to a concentration of 4.0 μg / ml.

Данные, приведенные на Фиг.7, 8, 9, показывают, что уменьшение величины сигнала в спектре КД описанных выше БАМ при взаимодействии с БАВ, для которого эти БАМ являются субстратом, зависит от концентрации БАВ, и при этом относительные величины изменения сигнала КД характеризуют процессы диффузии и взаимодействия БАМ с БАВ независимо от количества БАМ в пробе.The data shown in Figs. 7, 8, 9 show that a decrease in the signal in the CD spectrum of the BAM described above when interacting with the BAS for which these BAM is a substrate depends on the concentration of the BAS, and the relative values of the change in the CD signal characterize diffusion and interaction of BAM with BAS, regardless of the number of BAM in the sample.

Пятый режим калибровки оптических свойств биологически активного материала обеспечивает определение в N калибровочных растворах калибровочной зависимости величины изменения регистрируемого оптического сигнала КД биодатчика от величины концентрации БАВ, подлежащего определению в исследуемых растворах, на основе результатов регистрации величины сигналов КД биодатчика в N пробах через заданные интервалы времени и путем вычисления величины изменения этих сигналов КД биодатчика, соответствующих разным концентрациям биологически активного вещества.The fifth calibration mode of the optical properties of the biologically active material ensures the determination in N calibration solutions of the calibration dependence of the recorded optical signal of the CD biosensor on the concentration of biologically active substances to be determined in the studied solutions, based on the results of recording the value of the signals of the CD biosensor in N samples at specified time intervals and by calculating the magnitude of the change in these CD biosensor signals corresponding to different concentrations biologically act vnogo substances.

Пятый режим калибровки оптических свойств биологически активного материала может быть осуществлен при последовательном размещении в приемном устройстве 25 оптически проницаемых съемных кювет 24-N, содержащих N калибровочных проб, содержащих БАМ, выполненный в виде биодатчика на основе молекулярных конструкций ДНК, содержащего субстрат для БАВ, в отношении которого производится указанная калибровка, и проявляющего в исходном состоянии свойства КД при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для биодатчика, и изменяющего их в результате взаимодействия указанного биодатчика с находящимся с ним в контакте указанным БАВ, присутствующим в одном из N калибровочных растворов, содержащих указанное БАВ в различных заданных концентрациях.The fifth calibration mode of the optical properties of the biologically active material can be carried out by sequentially placing in the receiving device 25 optically permeable removable cuvettes 24-N containing N calibration samples containing BAM, made in the form of a biosensor based on molecular structures of DNA containing a substrate for biologically active substances, with respect to which the specified calibration is performed, and exhibiting in the initial state the properties of CD during irradiation with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of biodata ika and modifying them in the interaction of the biosensor with visiting them in contact with said active substances, present in one of the N calibration solutions containing said biologically active substances in various predetermined concentrations.

При использовании биодатчика с известными паспортными характеристиками, содержащими указание на длины волн диапазона сигнала КД биодатчика в исходном состоянии и длину волны максимума амплитуды сигнала КД, или при использовании биодатчиков с характеристиками, зависящими от времени их изготовления, биодатчики, подлежащие калибровке, могут быть предварительно подвергнуты тестированию в системах А или С по третьему режиму для определения диапазона длин волн его сигнала КД и концентрации БАВ, приводящей к полному разрушению биодатчика.When using a biosensor with known passport characteristics that contain an indication of the wavelengths of the CD signal range of the biosensor in the initial state and the wavelength of the maximum amplitude of the CD signal, or when using biosensors with characteristics that depend on the time of their manufacture, the biosensors to be calibrated can be preliminarily subjected testing in systems A or C according to the third mode to determine the wavelength range of its CD signal and the concentration of biologically active substances, leading to complete destruction of the biosensor.

Для работы в пятом режиме системы А и С приспособлены для облучения калибровочных проб циркулярно-поляризованным излучением в течение заданного времени экспозиции на характерных длинах волн в диапазоне длин волн сигнала КД биодатчика и для измерения параметров КД биодатчика в контакте с раствором БАВ в известной концентрации, которую выбирают ниже концентрации БАВ, приводящей к полному разрушению биодатчика и исчезновению сигнала КД биодатчика.For operation in the fifth mode, systems A and C are adapted for irradiating calibration samples with circularly polarized radiation for a given exposure time at characteristic wavelengths in the wavelength range of the CD biosensor signal and for measuring the parameters of the CD biosensor in contact with a biologically active substance solution in a known concentration, which choose below the concentration of biologically active substances, leading to the complete destruction of the biosensor and the disappearance of the CD signal of the biosensor.

При этом в системах А или С обеспечивается автоматически, аналогично описанному выше способу в третьем или четвертом режиме, последовательное формирование излучающих комплексов U-k, излучающих в ультрафиолетовом диапазоне спектра в характерной для биодатчика области поглощения азотистых оснований ДНК, или излучающих комплексов S-k, излучающих в видимом диапазоне спектра в характерной для биодатчика области его аномальной активности. Согласно изобретению, облучение проб целесообразно производить, как минимум, на трех длинах волн, например, соответственно: на длинах волн λ_maxUV или λ_maxV, соответствующих максимуму сигнала КД биодатчика в исходном состоянии, и на длинах волн λ_pUV и λ_ppUV или на длинах волн λ_pV и λ_ppV, соответствующих минимальной величине сигнала КД биодатчика в исходном состоянии (для учета фонового уровня сигнала КД).Moreover, in systems A or C, it is ensured automatically, similarly to the method described above in the third or fourth mode, the sequential formation of emitting complexes Uk, emitting in the ultraviolet range of the spectrum in the absorption region of the nitrogenous bases of DNA characteristic of the biosensor, or emitting complexes Sk, emitting in the visible range spectrum in the region of its abnormal activity characteristic of the biosensor. According to the invention, it is advisable to irradiate samples at least at three wavelengths, for example, respectively: at wavelengths λ _maxUV or λ _maxV corresponding to the maximum of the CD signal of the biosensor in the initial state, and at wavelengths λ _pUV and λ _ppUV or at lengths waves λ _pV and λ _ppV corresponding to the minimum value of the CD signal of the biosensor in the initial state (to take into account the background level of the CD signal).

Работа каждого из указанных излучающих комплексов U-k и S-k производится в течение короткого (меньше минуты) времени экспозиции каждой калибровочной пробы, достаточного для уверенной регистрации величины сигнала КД биодатчика в исходном состоянии, зарегистрированного до контакта с БАВ. Последующие включения и работа указанных излучающих комплексов U-k и S-k для каждой N-й калибровочной пробы производится также в течение короткого времени экспозиции, но спустя определенные заданные интервалы времени после контакта биодатчика с БАВ, меньшие времени полной диффузии БАВ в биодатчик, но достаточные для уверенной регистрации величины изменения ΔA исходного сигнала КД биодатчика, зарегистрированного до контакта с БАВ, в каждой содержащей БАВ калибровочной пробе. При этом в системе А или С для каждой из заданных концентраций БАВ в пробе регистрируются изменения ΔA величины сигнала КД биодатчика, соответствующие определенному одному или нескольким (K) фиксированным интервалам времени после начала взаимодействия биодатчика с БАВ в каждой пробе, содержащей БАВ в известных разных концентрациях, и на основании N·K таких измерений формируются калибровочные графики.The operation of each of the indicated emitting complexes U-k and S-k is carried out for a short (less than a minute) exposure time for each calibration sample, sufficient to confidently record the value of the CD signal of the biosensor in the initial state, recorded before contact with the biologically active substances. Subsequent switching on and operation of the indicated emitting complexes Uk and Sk for each Nth calibration sample is also carried out for a short exposure time, but after certain predetermined time intervals after the biosensor contacts the biologically active substance, less than the time of complete diffusion of the biologically active substance in the biosensor, but sufficient for reliable recording the magnitude of the change ΔA of the initial signal of the CD of the biosensor recorded before contact with the biologically active substance in each calibration sample containing the biologically active substance. At the same time, in system A or C, for each of the given concentrations of biologically active substances in the sample, changes in ΔA of the CD signal of the biosensor are recorded, corresponding to a specific one or more (K) fixed time intervals after the biosensor interacts with biologically active substances in each sample containing biologically active substances in known different concentrations , and based on N · K of such measurements, calibration plots are generated.

Например, при калибровке биодатчика, содержащего лиотропную жидкокристаллическую дисперсию комплекса «ДНК-поликонидин» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля (RU, 2123008, С1), в отношении БАВ, в качестве которого использовали гепарин в водных растворах известной концентрации, в системах А и С для облучения калибровочных проб были автоматически последовательно сформированы три излучающих комплекса U-k, излучающих в ультрафиолетовом диапазоне спектра в характерной для биодатчика области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны λ_UVmax=275 нм, соответствующей максимуму λ_UV сигнала КД биодатчика в исходном состоянии, и на длинах волн λ_pUV=240 нм и λ_ppUV=350 нм, соответствующих фоновым сигналам КД с минимальной величиной сигнала биодатчика в исходном состоянии. Также в автоматическом режиме после размещения в приемном устройстве каждой кюветы, содержащей указанный биодатчик в контакте с раствором гепарина в известной концентрации, была обеспечена поочередная работа указанных излучающих комплексов U-k, регистрация сигнала КД пробы фотоприемником, и вычисление изменения ΔA величины амплитуды сигнала КД пробы после контакта биодатчика с гепарином.For example, when calibrating a biosensor containing a lyotropic liquid crystal dispersion of the DNA-polyconidin complex in a water-salt solution of polyethylene glycol (RU, 2123008, C1), with respect to biologically active substances, which used heparin in aqueous solutions of known concentration, in systems A and C for irradiation of calibration samples, three emitting complexes Uk were automatically sequentially formed, emitting in the ultraviolet range of the spectrum in the region of absorption of nitrogenous DNA bases at a wavelength characteristic of a biosensor λ _UVmax = 275 nm, corresponding to the maximum λ _{UV of} the CD signal of the biosensor in the initial state, and at wavelengths λ _pUV = 240 nm and λ _ppUV = 350 nm, corresponding to the background CD signals with the minimum value of the biosensor signal in the initial state. Also, in automatic mode, after each cuvette containing the specified biosensor is in contact with a known concentration of heparin solution, the alternating operation of these emitting complexes Uk, registration of the CD signal of the sample with a photodetector, and calculation of the change ΔA of the amplitude of the CD signal after contact biosensor with heparin.

При этом была обеспечена работа указанных излучающих комплексов U-k и S-k в течение короткого (меньше минуты) времени экспозиции каждой калибровочной пробы и зарегистрированы сигналы КД биодатчика в исходном состоянии, до его контакта с БАВ. Последующие включения и работа указанных излучающих комплексов для каждой калибровочной пробы производились также в течение короткого времени экспозиции, но спустя определенные фиксированные интервалы времени после контакта биодатчика с БАВ (5, 10, 15 и 20 мин.), меньшие времени полной диффузии БАВ в биодатчик, но достаточные для уверенной регистрации величины изменения ΔA исходного сигнала КД биодатчика, зарегистрированного до контакта с БАВ, в каждой содержащей БАВ калибровочной пробе, и на основании 4N таких измерений были сформированы калибровочные графики.In this case, the operation of the indicated emitting complexes U-k and S-k was ensured for a short (less than a minute) exposure time of each calibration sample, and the CD signals of the biosensor were recorded in the initial state, before its contact with the biologically active substance. Subsequent switching on and operation of the indicated emitting complexes for each calibration sample was also carried out for a short exposure time, but after certain fixed time intervals after the biosensor contacts the biologically active substances (5, 10, 15, and 20 minutes), which are shorter than the complete diffusion of the biologically active substances into the biosensor, but sufficient for reliable recording of the ΔA change in the initial CD signal of the biosensor recorded before contact with the biologically active substance in each calibration sample containing the biologically active substance, and based on 4N such measurements, calibration charts.

Результаты, полученные в пятом режиме с помощью системы А при калибровке интегральных биодатчиков, содержащих частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, упорядоченных в пространстве и "сшитых" мостиками комплекса «ДАУ-Cu» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля (RU, 2139933, C), показали, что характерная для биодатчика в исходном состоянии величина максимума сигнала в спектре КД в области поглощения ДАУ на длине волны λ_maxV=505 нм изменяется в связи с разрушением соответствующего количества мостиков «сшивки» при взаимодействии биодатчиков в калибровочных пробах с водным раствором белка сывороточного альбумина известной выбранной концентрации: 6,0 мкг/мл и 9,0 мкг/мл.The results obtained in the fifth mode using system A when calibrating integrated biosensors containing particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion, ordered in space and "crosslinked" by bridges of the DAU-Cu complex in a water-salt solution of polyethylene glycol (RU, 2139933, C) It showed that the characteristic of the biosensor signal in the initial state of the maximum value in the CD spectrum in the region of absorption at a wavelength of DAM λ _maxV = 505 nm varies due to destruction of the corresponding amount bridges "crosslinking" in interacting ones biosensors in calibration samples with an aqueous solution of serum albumin protein known selected concentration: 6.0 ug / ml and 9.0 ug / ml.

При этом в системе А облучение проб производили последовательно на трех длинах волн, одна из которых (λ_maxV=505 нм) соответствовала максимуму амплитуды сигнала КД биодатчика в исходном состоянии, а две другие соответствовали минимальным величинам амплитуды сигнала КД и были выбраны в диапазоне длин волн, по величине, соответственно, меньших длины волны максимума (λ_pV=460 нм) и больших длины волн максимума (λ_ppV=680 нм) для учета фоновых сигналов КД. Однако может быть использовано дополнительно облучение на других длинах волн диапазона КД, например, на длинах волн λ_x1, λ_x2, λ_x3.In system A, the samples were irradiated sequentially at three wavelengths, one of which (λ _maxV = 505 nm) corresponded to the maximum amplitude of the CD signal of the biosensor in the initial state, and the other two corresponded to the minimum values of the amplitude of the CD signal and were selected in the wavelength range in magnitude, respectively, shorter wavelengths of the maximum (λ _pV = 460 nm) and large wavelengths of the maximum (λ _ppV = 680 nm) to take into account the background CD signals. However, additional irradiation at other wavelengths of the CD range can be used, for example, at wavelengths λ _x1 , λ _x2 , λ _x3 .

Величины изменения максимума амплитуды сигналов ΔA_maxV на указанных длинах волн λ_maxV для заданных одинаковых промежутков времени и для каждой из исследуемых проб с разной концентрацией БАВ, рассчитанные с учетом фоновых сигналов на длинах волн λ_pV и λ_ppV, сохраняются в памяти компьютера средства обработки, где затем соотносятся с величинами результирующих сигналов КД всех исходных проб биодатчика, в результате чего формируются зависимости величины ΔΔA=ΔА/ΔA_maxV относительного изменения амплитуды сигнала КД, соответствующие времени обработки биодатчика БАВ.The magnitude of the change in the maximum amplitude of the signals ΔA _maxV at the indicated wavelengths λ _maxV for given identical time intervals and for each of the studied samples with different concentration of biologically active substances, calculated taking into account background signals at wavelengths λ _pV and λ _ppV , is stored in the computer memory of the processing means, where then they are correlated with the values of the resulting CD signals of all the initial samples of the biosensor, as a result of which the dependences of ΔΔA = ΔA / ΔA _{maxV of the} relative change in the amplitude of the CD signal corresponding to the processing time are formed biosensor biosensor ki.

Например, как показано на Фиг.10, были получены зависимости относительного изменения максимума амплитуды сигнала КД описанного выше биодатчика, содержащего молекулы ДНК в упорядоченном состоянии, сшитые «мостиками» комплексов «ДАУ-Cu» (RU, 2139933, C): после обработки водным раствором белка (БСА) в известной концентрации в течение 10 мин. (кривая 21) и после обработки водным раствором белка в известной концентрации в течение 60 мин. (кривая 22). Полученная пропорциональная зависимость между относительным изменением относительной амплитуды ΔΔA полосы в спектре КД биодатчика и концентрацией C_БСА в растворе (Фиг.10) в интервале его концентраций от 0 до 12 мкг/мл позволяет использовать эту зависимость в качестве калибровочной прямой при определении концентрации БСА в растворах с помощью указанного биодатчика.For example, as shown in FIG. 10, dependences of the relative change in the maximum amplitude of the CD signal of the biosensor described above containing DNA molecules in an ordered state, crosslinked by the “bridges” of the DAU-Cu complexes (RU, 2139933, C): were obtained: after treatment with water protein solution (BSA) in a known concentration for 10 minutes (curve 21) and after treatment with an aqueous protein solution in a known concentration for 60 minutes (curve 22). The obtained proportional dependence between the relative change in the relative amplitude ΔΔA of the strip in the CD spectrum of the biosensor and the concentration of _BSA in solution (Figure 10) in the range of its concentrations from 0 to 12 μg / ml allows using this dependence as a calibration line in determining the concentration of BSA in solutions using the specified biosensor.

Калибровочные данные сохраняются в памяти системы обработки для последующего использования.Calibration data is stored in the memory of the processing system for later use.

В пятом режиме при облучении в течение 10 мин в видимой области спектра последовательно на длинах волн λ_maxV=505 нм, λ_pV~460 нм и λ_ppV~680 нм пяти калибровочных проб, содержащих указанные выше биодатчики (на основе молекул ДНК в упорядоченном состоянии, сшитых «мостиками» комплексов «ДАУ-Cu», RU, 2139933, С) в контакте с водным раствором противовирусного препарата гипорамина в известной концентрации C_Г=0,5 мкг/мл, 1,0 мкг/мл, 2,0 мкг/мл, 3,0 мкг/мл, и 4,0 мкг/мл, была определена, как показано на Фиг.11, калибровочная зависимость относительных изменений ΔА/ΔA_max величины сигнала КД каждой пробы относительно величины ΔA_max (прямая 23), измеренной для биодатчика в исходном состоянии (точка 0) и после 10-минутной обработки биодатчика гипорамином в указанных пробах, от указанной концентрации C_Г гипорамина, что позволило получить калибровочную прямую 23 для определения в шестом режиме наличия и содержания гипорамина в исследуемой пробе, предположительно содержащей гипорамин в неизвестной концентрации.In the fifth mode, when irradiated for 10 min in the visible region of the spectrum, sequentially at wavelengths λ _maxV = 505 nm, λ _pV ~ 460 nm and λ _ppV ~ 680 nm of five calibration samples containing the above biosensors (based on DNA molecules in an ordered state crosslinked by DAU-Cu complexes, RU, 2139933, C) in contact with an aqueous solution of the antiviral drug hyporamine at a known concentration C _G = 0.5 μg / ml, 1.0 μg / ml, 2.0 μg / ml, 3.0 ug / ml and 4.0 ug / ml was determined as shown in Figure 11, the gauge of the relative change ΔA / ΔA _max greatness from said concentration C _D hiporamin to afford calibration line 23 s signal KD of each sample relative value ΔA _max (line 23) and measured for the biosensor in the initial state (point 0) and after 10-minute treatment biosensor hiporamin in said samples for determining in the sixth mode the presence and content of hyporamine in the test sample, presumably containing hyporamine in an unknown concentration.

В результате проведенной с помощью системы А и системы С калибровки биодатчиков, содержащих молекулы ДНК в упорядоченном состоянии, сшитые «мостиками» комплексов «ДАУ-Cu» (RU, 2139933, С), в отношении противоопухолевого препарата митоксантрона (далее MX) была определена калибровочная зависимость относительных изменений ΔA/ΔA_max величины максимальной амплитуды сигнала КД относительно величины ΔA_max, на основе измерений характеристик оптического сигнала КД биодатчиков до и после их контакта с водным раствором митоксантрона в известной концентрации C_MX, при облучении проб циркулярно-поляризованным излучением, генерируемым излучающим комплексом S-k на длине волны 680 нм, в исходном состоянии и после 10-минутной обработки пробы водным раствором MX с образованием в пробе комплексов ДНК-МХ, что позволило получить калибровочную прямую 24, показанную на Фиг.12, для определения в шестом режиме наличия и содержания MX в исследуемой пробе, предположительно, содержащей MX в неизвестной концентрации. Аналогичным образом могут быть получены калибровочные кривые и для интервалов времени после обработки БАВ более 10 мин.As a result of the calibration of biosensors containing DNA molecules in an ordered state, carried out with the help of system A and system C, crosslinked by DAU-Cu complexes (RU, 2139933, C), a calibration was determined for the antitumor drug mitoxantrone (hereinafter MX) relative change ΔA / ΔA _max value maximum signal amplitude relative KD values ΔA _max, based on measurements of the signal characteristics of optical biosensors CD before and after contact with an aqueous solution of a known concentration of mitoxantrone uu C _MX, during irradiation of samples circularly polarized radiation generated by the radiating Sk complex at a wavelength of 680 nm, in the initial state and after 10-minute treatment of the sample with an aqueous MX solution to form a sample of DNA-MX, which allowed to obtain a calibration line 24 12, for determining in the sixth mode the presence and content of MX in the test sample, presumably containing MX in an unknown concentration. Similarly, calibration curves can be obtained for time intervals after treatment of biologically active substances for more than 10 min.

Представленная на Фиг.12 аналитическая калибровочная кривая 24, полученная при помощи систем А и С согласно изобретению, позволяет определять MX в широкой области концентраций, в том числе в области концентраций до 10^-9 моль/мл с более высокой (в 2-3 раза) точностью и воспроизводимостью по сравнению с аналитической калибровочной кривой (кривая 25), полученной с помощью описанного выше в разделе уровня техники дихрографа-прототипа (RU, 92960, U1).The analytical calibration curve 24 shown in Fig. 12, obtained using systems A and C according to the invention, allows the determination of MX in a wide range of concentrations, including in the concentration range up to 10 ^-9 mol / ml with a higher (2-3 times ) accuracy and reproducibility compared with the analytical calibration curve (curve 25) obtained using the prototype dichrograph described above in the prior art section (RU, 92960, U1).

При этом благодаря возможностям многофункциональной системы согласно изобретению время исследований оптического сигнала БАМ в третьем, четвертом и пятом режимах можно существенно сократить за счет облучения одной пробы циркулярно-поляризованным излучением на длине волны, соответствующей максимуму оптического сигнала, и на длинах волн, на которых это сигнал минимален (для учета фоновых излучений), сначала одной пробы, содержащей БАМ в исходном состоянии (до контакта с БАВ), затем последовательного добавления в первоначальную пробу БАВ порциями в известной малой концентрации и измерения после каждого добавления БАВ характеристик оптического сигнала пробы после времени ΔT облучения, до исчезновения сигнала КД.Moreover, due to the capabilities of the multifunctional system according to the invention, the research time of the BAM optical signal in the third, fourth and fifth modes can be significantly reduced by irradiating one sample with circularly polarized radiation at a wavelength corresponding to the maximum of the optical signal and at the wavelengths at which this signal minimal (to account for background radiation), first one sample containing BAM in the initial state (before contact with BAS), then sequentially adding BAS to the initial sample portions in a known low concentration and measurements after each addition of biologically active substances the characteristics of the optical signal of the sample after the exposure time ΔT, until the disappearance of the CD signal.

При этом система согласно изобретению позволяет производить одновременную обработку результатов измерений амплитуды оптического сигнала согласно третьему режиму, четвертому режиму и пятому режиму, не дожидаясь осуществления полной диффузии БАВ из содержащих его проб в биоматериал, а измерения производить через небольшие одинаковые промежутки времени ΔT, достаточные для проявления характерной зависимости изменения аномального сигнала КД биодатчика во времени при взаимодействии содержащей БАВ жидкости с чувствительными элементами такого биодатчика.Moreover, the system according to the invention allows simultaneous processing of the measurement results of the amplitude of the optical signal according to the third mode, fourth mode and fifth mode, without waiting for the complete diffusion of biologically active substances from the samples containing it into the biomaterial, and measurements should be made at small identical intervals ΔT sufficient for manifestation the characteristic dependence of the change in the anomalous CD signal of the biosensor over time during the interaction of a biologically active substance containing liquid with sensitive elements such a biosensor.

В шестом режиме определения наличия и концентрации биологически активного вещества в анализируемой жидкости работа системы согласно изобретению осуществляется путем облучения исследуемой пробы, содержащей в контакте с анализируемой жидкостью биодатчик на основе молекулярных конструкций ДНК, содержащий субстрат для определяемого БАВ и проявляющий в исходном состоянии и после взаимодействия указанного биодатчика с БАВ, наличие и концентрация которого подлежат определению, свойства КД при облучении циркулярно-поляризованным излучением на характерных для биодатчика длинах волн, регистрации и обработки сигнала КД биодатчика.In the sixth mode for determining the presence and concentration of a biologically active substance in the analyzed liquid, the system according to the invention operates by irradiating the test sample containing, in contact with the analyzed liquid, a biosensor based on molecular DNA constructs containing a substrate for the determined biologically active substance and developing in the initial state and after the interaction of the specified biosensor with biologically active substances, the presence and concentration of which are to be determined, the properties of CD during irradiation with circularly polarized radiation iem at the characteristic wavelengths for the biosensor, recording and processing the CD biosensor signal.

При этом в системе согласно изобретению обеспечивается:Moreover, in the system according to the invention is provided:

- формирование излучающих комплексов, излучающих на длинах волн, выбранных в известном для выбранного биодатчика диапазоне длин волн, соответствующих сигналу КД биодатчика в исходном состоянии: например, определенных в третьем режиме, в четвертом режиме, в пятом режиме;- the formation of emitting complexes emitting at wavelengths selected in the wavelength range known for the selected biosensor corresponding to the CD signal of the biosensor in the initial state: for example, defined in the third mode, in the fourth mode, in the fifth mode;

- облучение исследуемой пробы в течение времени взаимодействия, меньшего, чем известное для выбранного биодатчика время полной диффузии, определенное в четвертом режиме при диффузии БАВ, подлежащего определению, в известной концентрации в биодатчик;- irradiation of the test sample during the interaction time, shorter than the time of complete diffusion known for the selected biosensor, determined in the fourth mode during diffusion of biologically active substances to be determined, in a known concentration in the biosensor;

- регистрация амплитуды сигнала КД через определенный заданный промежуток времени, в случае наличия изменений сигнала КД биодатчика, свидетельствующих о взаимодействии биодатчика с БАВ в пробе;- registration of the amplitude of the CD signal after a certain predetermined period of time, in the case of changes in the signal of the CD biosensor, indicating the interaction of the biosensor with the biologically active substance in the sample;

- вычисление изменения ΔΔA величины амплитуды сигнала КД после взаимодействия БАВ с биодатчиком;- calculation of the change ΔΔA of the amplitude of the CD signal after the interaction of biologically active substances with the biosensor;

- вычисление относительного изменения ΔΔA величины амплитуды сигнала КД;- calculation of the relative change ΔΔA of the amplitude of the CD signal;

- последующее вычисление концентрации БАВ в анализируемой жидкости с помощью сравнения полученной величины ΔΔA с известными из калибровочных характеристик биодатчика величинами ΔΔA, соответствующими сигналам КД биодатчика после его взаимодействия с БАВ в известной концентрации;- subsequent calculation of the concentration of biologically active substances in the analyzed fluid by comparing the obtained ΔΔA with the known ΔΔA values known from the calibration characteristics of the biosensor, corresponding to the CD signals of the biosensor after its interaction with the biologically active substances in a known concentration;

- визуализация для пользователя полученных результатов вычислений в графическом или табличном виде и сохранение их в памяти системы.- visualization for the user of the obtained calculation results in graphical or tabular form and their storage in the system memory.

При этом для учета фоновых сигналов КД облучение исследуемой пробы производят последовательно на нескольких длинах волн, одна из которых λ_max соответствует максимуму сигнала КД биодатчика в исходном состоянии, а другие длины волн, например длины волн λ_p, λ_pp, λ_x1, λ_x2, λ_x3, соответствуют другим величинам КД, меньшим, чем максимум. Например, облучение проводят последовательно на длинах волн λ_p и λ_pp, соответствующих минимальным величинам сигнала КД: на длинах волн, соответственно, меньших (λ_p), чем длина волны λ_max максимума и больших (λ_pp), чем длина волны λ_max максимума оптического сигнала КД.In order to take into account the background CD signals, the studied sample is irradiated sequentially at several wavelengths, one of which λ _max corresponds to the maximum of the CD signal of the biosensor in the initial state, and the other wavelengths, for example, wavelengths λ _p , λ _pp , λ _x1 , λ _x2 , λ _x3 , correspond to other values of CD less than the maximum. For example, irradiation is carried out sequentially at wavelengths λ _p and λ _pp corresponding to the minimum values of the CD signal: at wavelengths, respectively, shorter (λ _p ) than the wavelength λ _max maximum and larger (λ _pp ) than the wavelength λ _max maximum optical signal CD.

Работа многофункциональной аналитической системы в шестом режиме далее проиллюстрирована описанием определения концентрации БАВ - противовирусного препарата гипорамина в водном растворе с помощью определения характеристик оптического сигнала биодатчиков, являющихся для гипорамина субстратом -биодатчиков, имеющих сшитые наномостиками «антибиотик-ион металла-антибиотик-ион металла-…-ион металл-антибиотик-ион металла-антибиотик» частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, содержащие в составе наномостиков антибиотики антрациклиновой группы, способные к образованию хелатных комплексов и содержащие атомы кислорода в положениях 5, 6, 11 и 12, и в качестве чувствительного элемента ионы металла, способного к образованию плоских полимерных хелатных комплексов, и характеризующиеся аномальной оптической активностью при облучении в ультрафиолетовой области спектра, проявляемой в виде интенсивной полосы в спектре кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны 260-270 нм, и дополнительной аномальной оптической активностью в области поглощения антибиотика в диапазоне 505-525 нм (RU, 2139933, C), например, содержащего в качестве антибиотика дауномицин (ДАУ), а в качестве иона металла - ион меди (Си).The work of the multifunctional analytical system in the sixth mode is further illustrated by the description of the determination of the concentration of biologically active substances - the antiviral drug hyporamine in an aqueous solution by determining the characteristics of the optical signal of biosensors, which are hyporamine as substrate-biosensors with crosslinked nanobridges "antibiotic-metal ion-antibiotic-metal ion ... -ion metal-antibiotic-metal ion-antibiotic "particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion containing nanobridge antibiotics of the anthracycline group, capable of forming chelate complexes and containing oxygen atoms at positions 5, 6, 11 and 12, and as a sensitive element, metal ions capable of forming flat polymer chelate complexes, and characterized by abnormal optical activity when irradiated in the ultraviolet region spectrum, manifested as an intense band in the spectrum of circular dichroism in the absorption region of nitrogenous DNA bases at a wavelength of 260-270 nm, and an additional anomalous optical act vnostyu in the absorption of the antibiotic in the range of 505-525 nm (RU, 2139933, C), e.g., containing as an antibiotic daunomycin (DAU), and as the metal ion - ion is copper (Cu).

При этом ранее в третьем режиме работы системы А при облучении пробы, содержащей указанные биодатчики, в видимой области спектра была определена длина волны λ_maxV=505 нм, соответствующая максимуму интенсивной отрицательной полосы в спектре КД поглощения чувствительного элемента биодатчика - дауномицина (как показано на Фиг.7), и выявлены длины волн λ_pV~460 нм и λ_ppV~680 нм для учета фоновых сигналов КД. Кроме того, в третьем режиме при облучении пробы, содержащей указанные биодатчики, в ультрафиолетовой области спектра была определена длина волны λ_maxUV=260 нм максимального поглощения азотистых оснований ДНК биодатчика.In this case, earlier in the third mode of operation of system A, when the sample containing these biosensors was irradiated, the wavelength λ _maxV = 505 nm was determined in the visible region of the spectrum, which corresponds to the maximum of the intense negative band in the absorption spectrum of the sensitive element of the biosensor, daunomycin (as shown in Fig. .7), and the wavelengths λ _pV ~ 460 nm and λ _ppV ~ 680 nm were _detected to take into account the background CD signals. In addition, in the third mode, when irradiating a sample containing these biosensors, the wavelength λ _maxUV = 260 nm of the maximum absorption of nitrogenous bases of the biosensor DNA was determined in the ultraviolet region of the spectrum.

При этом ранее в пятом режиме при облучении в течение 10 мин. в видимой области спектра последовательно на длинах волн λ_maxV=505 нм, λ_pV~460 нм и λ_ppV~680 нм калибровочных проб, содержащих указанные выше биодатчики в контакте с водным раствором гипорамина в известной концентрации, была определена, калибровочная зависимость от концентрации гипорамина относительных изменений ΔA/ΔA_max величины сигнала КД каждой пробы относительно величины ΔA_max, измеренной для биодатчика в исходном состоянии, соответствующая 10-минутной обработке гипорамином биодатчика (как показано на Фиг.13), что позволило получить калибровочную прямую для определения наличия и содержания гипорамина в исследуемой пробе, предположительно содержащей гипорамин в неизвестной концентрации.Moreover, earlier in the fifth mode when irradiated for 10 minutes in the visible region of the spectrum, successively at wavelengths λ _maxV = 505 nm, λ _pV ~ 460 nm and λ _ppV ~ 680 nm, calibration samples containing the above biosensors in contact with an aqueous solution of hyporamine in a known concentration were determined, the calibration dependence on the concentration of hyporamine relative change ΔA / ΔA _max signal value of each sample relative KD values ΔA _max, measured for the biosensor in the initial state, corresponding to a 10-minute treatment hiporamin biosensor (as shown in Figure 13) to afford calibers chnuyu line to determine the presence and content hiporamin in the test sample, suspected of containing an unknown concentration in hiporamin.

Для определения в шестом режиме наличия и концентрации гипорамина с помощью, например, системы С согласно изобретению в приемном устройстве 25 размещают кювету 24, содержащую исследуемую пробу, предположительно содержащую гипорамин в неизвестной концентрации, включают источник питания системы, в системе 29 управления устанавливают выбранный режим «шесть» для варианта сочетания гипорамина с биодатчиком описанного выше выбранного типа, задают время экспозиции для режима облучения и запускают режим. Система осуществляет в автоматическом режиме нагрев пробы до заданной в режиме температуры, например, 22°C, а затем по команде системы 29 управления в автоматическом режиме производит включение в заданный промежуток времени источника 13 УФ излучения (система С, Фиг.2) и/или последовательное включение в заданный промежуток времени и поочередную работу трех источников 17-m видимого излучения (система С, Фиг.2) и соответствующих им устройств 18-y flip-flop для формирования излучающих комплексов S-m видимого излучения в интервале длин волн 400-720 нм: длины волны λ_pV~460 нм, длины волны λ_maxV=505 нм и длины волны λ_ppV~680 нм.To determine in the sixth mode the presence and concentration of hyporamine using, for example, system C according to the invention, a cuvette 24 is placed in the receiving device 25, containing the test sample, presumably containing hyporamine in an unknown concentration, the system power supply is turned on, the selected mode is set in the control system 29 six ”for the option of combining hyporamine with a biosensor of the selected type described above, set the exposure time for the irradiation mode and start the mode. The system automatically heats the sample to a temperature set in the mode, for example, 22 ° C, and then, upon the command of the control system 29, automatically turns on the UV radiation source 13 (system C, Figure 2) and / or sequential inclusion of three sources of 17-m visible radiation (system C, Fig. 2) and their corresponding 18-y flip-flop devices for the formation of visible radiation emitting Sm complexes in the wavelength range 400-720 nm for a predetermined period of time and the sequential operation: lengths us λ _pV ~ 460 nm, the wavelength λ _maxV = 505 nm and wavelength λ _ppV ~ 680 nm.

При этом поочередное включение источников излучения в шестом режиме в заданный промежуток времени может производиться на короткое время экспозиции пробы (менее минуты) дважды или один раз, в зависимости от того, известна или не известна величина оптического сигнала КД биодатчика в исходном состоянии. Если она неизвестна, включение источников излучения производится дважды: вначале - для регистрации величины сигнала КД биодатчика в исходном состоянии, затем - через заданный интервал времени (например, 10 мин) после обработки биодатчика БАВ, соответствующий интервалу времени, через который производились измерения сигнала КД биодатчика в контакте с калибровочными растворами, содержащими БАВ в известных концентрациях, в пятом режиме работы системы.In this case, alternating switching on of radiation sources in the sixth mode for a given period of time can be performed for a short exposure time of the sample (less than a minute) twice or once, depending on whether the optical signal value of the CD biosensor in the initial state is known or not known. If it is not known, the radiation sources are turned on twice: first, to record the value of the CD signal of the biosensor in the initial state, then after a predetermined time interval (for example, 10 min) after processing the biologically active substance biosensor, corresponding to the time interval through which the CD signal of the biosensor was measured in contact with calibration solutions containing biologically active substances in known concentrations, in the fifth mode of operation of the system.

Одновременно система 29 управления подает в автоматическом режиме команды включения и выключения линейного поляризатора 21, модулятора 22, источника 27а питания фотодетектора 27, и управляющих команд, обеспечивающих регистрацию оптических сигналов исследуемой пробы фотодетектором и подачу управляющих команд на систему 28 регистрации (Фиг.1, Фиг.2) и средство обработки.At the same time, the control system 29 automatically submits on and off commands for the linear polarizer 21, modulator 22, photodetector 27 power supply 27a, and control commands for recording optical signals of the test sample by the photodetector and supplying control commands to the registration system 28 (FIG. 1, FIG. .2) and the means of processing.

При этом средство обработки визуализирует в заданном графическом или табличном или ином виде результаты регистрации оптических сигналов исследуемой пробы и результаты вычислений, произведенных для определения наличия и концентрации определяемого БАВ на основе результатов регистрации величины сигнала КД биодатчика в исследуемой пробе через заданный интервал времени и вычисления величины изменения сигнала КД биодатчика, зарегистрированного через определенный заданный интервал времени, и сравнения этой величины с величинами изменений сигналов кругового дихроизма калибровочной зависимости биодатчика, определенной предварительно для биодатчика выбранного типа в пятом режиме функционирования системы, зарегистрированных через такой же интервал времени для разных концентраций биологически активного вещества.In this case, the processing means visualizes in a predetermined graphical or tabular or other form the results of registration of the optical signals of the test sample and the results of the calculations performed to determine the presence and concentration of the determined biologically active substances based on the results of recording the magnitude of the CD signal of the biosensor in the test sample after a given time interval and calculate the magnitude of the change the signal of the CD of the biosensor recorded after a certain predetermined time interval, and comparing this value with the values of s signals circular dichroism calibration curve biosensor, the biosensor defined previously for the selected type of system in the fifth operation mode are registered through the same interval of time for different concentrations of the biologically active substance.

В описанном выше варианте выполнения шестого режима в исследуемой пробе, содержащей БАМ в виде биодатчика (ДНК из тимуса крупного рогатого скота («Sigma», США), мол. масса ДНК ~(0,3-0,7)·10⁶ Да, C_ДНК=19,92 мкг/мл; мол. масса ПЭГ=6000 Да, C_ПЭГ=170 мг/мл; C_ДАУ=25,764×10^-6 М (ДАУ «Sigma», США); CuCl₂x·2H₂O («Aldrich», США), C_Cu=9,901×10^-6 М; 0,3 М NaCl+10^-2 М Na⁺- фосфатный буфер, pH ~7,0; температура - 22°C) в контакте с указанным раствором гипорамина, были зарегистрированы сигналы КД через 10-минутный интервал при облучении на трех указанных длинах волн λ_pV=460 нм, λ_maxV=505 нм и λ_ppV=680 нм, были вычислены величины изменений амплитуды сигнала КД пробы относительно величин амплитуды сигнала КД биодатчика в исходном состоянии (Фиг.7), вычислены относительные изменения амплитуды сигнала КД относительно изменения ΔA_max с учетом изменения амплитуды фоновых сигналов: ΔΔA=ΔA/ΔA_max=0,8, что позволило на основании сравнения полученного результата ΔΔA=0,8 с известной калибровочной прямой 24 (Фиг.10) установить концентрацию гипорамина 0,9 мкг/мл.In the above-described embodiment of the sixth regime in the test sample containing BAM in the form of a biosensor (DNA from the thymus of cattle (Sigma, USA), molar mass of DNA ~ (0.3-0.7) · 10 ⁶ Yes, C _DNA = 19.92 μg / ml; molar mass of PEG = 6000 Yes, C _PEG = 170 mg / ml; C _DAU = 25.764 × 10 ^-6 M (DAE “Sigma”, USA); CuCl ₂ x · 2H ₂ O (Aldrich, USA), C _Cu = 9.901 × 10 ^-6 M; 0.3 M NaCl + 10 ^-2 M Na ⁺ - phosphate buffer, pH ~ 7.0; temperature - 22 ° C) in contact with said solution hiporamin, CD signals were recorded in 10-minute interval after irradiation on the three wavelengths λ _pV = 460 nm, λ _maxV = 505 nm and λ _ppV = 680 nm were calculated s value changes relative changes of signal amplitude with respect to sample KD values KD biosensor signal amplitude in the initial state (Figure 7) of the signal amplitude, calculated relative to the CD change ΔA _max for the changes in the amplitude of the background _{signals: ΔΔA = ΔA / ΔA max =} 0,8, which made it possible, based on a comparison of the obtained result ΔΔA = 0.8 with the known calibration line 24 (Figure 10), to establish the concentration of hyporamine 0.9 μg / ml.

Аналогично можно определять концентрации и других БАВ путем проведения описанной процедуры облучения пробы, измерения и вычисления параметров сигнала КД соответствующих биодатчиков, как показано выше для третьего, четвертого и пятого режимов работы системы согласно изобретению.Similarly, one can determine the concentrations of other biologically active substances by carrying out the described procedure for irradiating the sample, measuring and calculating the parameters of the CD signal of the corresponding biosensors, as shown above for the third, fourth and fifth modes of operation of the system according to the invention.

Так, было проведено определение биологически активного вещества гепарина в исследуемой пробе, содержащей в качестве биологически активного материала биодатчики на основе частиц лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, в которых молекулы ДНК сшиты наномостиками «антибиотик-ион металла-антибиотик-ион металла-…-ион металл-антибиотик-ион металла-антибиотик», содержащие в составе наномостиков в качестве чувствительного элемента антибиотик антрациклинового ряда, имеющий не менее одной реакционно-способной аминогруппы, связанной с сахарным остатком и обладающей хромофорными свойствами при облучении в видимой области спектра, и ионы металлов, способные к образованию плоских полимерных хелатных комплексов (Евдокимов Ю.М., Салянов В.И., Скуридин С.Г. Наноструктуры и наноконструкции на основе ДНК. Под ред. Ю.М. Евдокимова. М.: САЙНС-ПРЕСС, 2010, 254 с.), характеризующиеся аномальной оптической активностью при облучении в ультрафиолетовой области спектра, проявляемой в виде интенсивной полосы в спектре кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны ~270 нм, и дополнительной аномальной оптической активностью при облучении в видимой области спектра в области поглощения антибиотика в диапазоне 505-525 нм, и при этом биодатчики, содержащие наномостики «ДАУ-Cu» облучали в видимой области спектра на трех длинах волн в диапазоне 420-700 нм: 330, 505 и 710 нм. Регистрировали сигналы КД биодатчиков после контакта с исследуемой жидкостью, получали с помощью аналогичных описанным ранее в пятом режиме последовательности действий и вычислений калибровочные прямые (не показаны), которые позволили определить, что биодатчик взаимодействует с гепарином, и определяемая минимальная концентрация гепарина в исследуемой пробе составляет 0,5 мкг/мл.So, the biologically active substance heparin was determined in a test sample containing biosensors based on particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion as biologically active material, in which DNA molecules are crosslinked with nanobridges "antibiotic-metal ion-antibiotic-metal ion- ... metal ion -antibiotic-metal ion-antibiotic ”, containing in the composition of nanobridges as an sensitive element an anthracycline antibiotic having at least one reactive amino groups associated with the sugar residue and having chromophore properties when irradiated in the visible spectrum, and metal ions capable of forming flat polymer chelate complexes (Evdokimov Yu.M., Salyanov V.I., Skuridin S.G. Nanostructures and nanoconstructions on DNA-based, edited by Yu.M. Evdokimov, Moscow: SINS-PRESS, 2010, 254 pp.), characterized by anomalous optical activity when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum, which manifests itself as an intense band in the spectrum of circular dichroism in the absorption region of nitrogen the basics DNA at a wavelength of ~ 270 nm, and additional anomalous optical activity when irradiated in the visible region of the spectrum in the absorption range of the antibiotic in the range of 505-525 nm, while biosensors containing nanowires "DAU-Cu" were irradiated in the visible region of the spectrum at three wavelengths in the range of 420-700 nm: 330, 505 and 710 nm. The CD signals of the biosensors were recorded after contact with the test liquid, and calibration lines (not shown) were obtained using the same sequence of operations and calculations as described previously in the fifth mode, which made it possible to determine that the biosensor interacts with heparin and the minimum concentration of heparin in the test sample was determined to be 0 5 μg / ml.

В соответствии с составом и физическим состоянием анализируемых проб многофункциональная аналитическая система согласно изобретению позволяет выбирать схему подачи и характеристики светового циркулярно-поляризованного потока, направляемого через световое окно кюветы на пробу, длительность времени экспозиции, схему регистрации параметров оптического сигнала КД пробы, схему обработки полученных результатов, а также производить сравнение полученных результатов с заданными параметрами или статистическими данными. Варианты последовательности действий устройств системы для обеспечения таких потоков могут быть выбраны компьютером системы 29 управления, например, из размещенной в нем библиотеки, с возможностью их корректировки пользователем.In accordance with the composition and physical condition of the analyzed samples, the multifunctional analytical system according to the invention allows you to choose the supply scheme and characteristics of the circularly polarized light flux directed through the light window of the sample cuvette, the exposure time, the registration scheme of the optical signal of the CD sample, the processing circuit of the obtained results , and also to compare the obtained results with the given parameters or statistical data. Variants of the sequence of actions of system devices to ensure such flows can be selected by the computer of the control system 29, for example, from a library located in it, with the possibility of their correction by the user.

Согласно изобретению, система приспособлена для размещения в портативном корпусе, что обеспечивается размещением плотно наполненных модулей, в том числе оптических устройств, обеспечивающих защиту их от динамических и тепловых воздействий как внешних, так и внутренних между собой.According to the invention, the system is adapted for placement in a portable case, which is ensured by the placement of densely filled modules, including optical devices, which protect them from dynamic and thermal influences, both external and internal.

Многофункциональная аналитическая система согласно изобретению, обеспечивающая высокую точность измерений и регистрации оптических сигналов КД, позволяет в четвертом режиме использовать ее в качестве оптического диффузометра, обеспечивая измерения и регистрацию изменения сигналов кругового дихроизма по мере диффузии одного компонента пробы, например, биологически активного вещества, в другой компонент пробы, например, в чувствительный элемент биодатчика, в динамическом режиме с установленными программой управляющего компьютера временными интервалами.The multifunctional analytical system according to the invention, which provides high accuracy in measuring and recording optical CD signals, allows it to be used as an optical diffuser in the fourth mode, providing measurements and recording changes in circular dichroism signals as one component of the sample diffuses, for example, a biologically active substance into another component of the sample, for example, into the sensitive element of the biosensor, in dynamic mode with the control computer program installed in at intervals.

При этом, как должно быть понятно специалистам в области оптической техники, многофункциональная система согласно изобретению обеспечивает взаимозаменяемость используемых в ней устройств, а также возможность смены источников излучений и смены селекторов для обеспечения требуемого диапазона излучений излучающих комплексов U-k и S-p.Moreover, as should be understood by specialists in the field of optical technology, the multifunctional system according to the invention provides the interchangeability of the devices used in it, as well as the possibility of changing the radiation sources and changing the selectors to provide the required radiation range of the emitting complexes U-k and S-p.

Таким образом, аналитическая система согласно изобретению, благодаря использованию биологически активных материалов (БАМ) на основе молекулярных конструкций (МК) ДНК и новых технических решений, позволяет быстро, точно и с высокой чувствительностью определять в различных жидкостях, в том числе, в биологических жидкостях, например, в крови пациентов, наличие и концентрацию различных биологически активных веществ (противоопухолевые препараты, антибиотики, белки и т.д.), и поможет спасти здоровье и жизнь пациентов в тех случаях, когда другие способы неприменимы или не дают надлежащего эффекта.Thus, the analytical system according to the invention, through the use of biologically active materials (BAM) based on molecular structures (MK) DNA and new technical solutions, allows you to quickly, accurately and with high sensitivity to determine in various fluids, including biological fluids, for example, in the blood of patients, the presence and concentration of various biologically active substances (anticancer drugs, antibiotics, proteins, etc.), and will help save the health and life of patients in cases where others methods are not applicable or do not give the proper effect.

Кроме того, настоящее изобретение, предназначенное для исследования оптических свойств и контроля качества БАМ на основе МК ДНК, в том числе с целью использования их в качестве биодатчиков в биосенсорных аналитических устройствах или для калибровки дихрометров и измерения оптической активности исследуемых с их помощью других объектов, позволяет сделать аналитическую систему для определения БАВ в жидкости более многофункциональной, более компактной, более мобильной и более простой в обслуживании без ущерба для ее чувствительности.In addition, the present invention, designed to study the optical properties and quality control of BAM based on MK DNA, including with the aim of using them as biosensors in biosensor analytical devices or to calibrate dichrometers and measure the optical activity of other objects studied with them, allows to make the analytical system for the determination of biologically active substances in liquids more multifunctional, more compact, more mobile and easier to maintain without compromising its sensitivity.

Выполнение аналитической системы согласно изобретению позволяет выполнять ее в компактном исполнении в едином корпусе, обеспечить простоту обслуживания и мобильность в различных условиях эксплуатации.The implementation of the analytical system according to the invention allows it to be carried out in a compact design in a single package, to provide ease of maintenance and mobility in various operating conditions.

Аналитическую систему согласно изобретению возможно использовать для исследования оптических свойств и контроля качества БАМ на основе МК ДНК, в том числе с целью использования их в качестве биодатчиков в биосенсорных аналитических устройствах или для калибровки дихрометров и измерения оптической активности исследуемых с их помощью других объектов, определения наличия и концентрации практически важных классов БАВ в жидкости и в качестве оптического диффузометра при анализе механизмов транспорта БАВ, разрушающих биодатчик, и определении их коэффициентов диффузии в БАМ.The analytical system according to the invention can be used to study the optical properties and quality control of BAM based on MK DNA, including for the purpose of using them as biosensors in biosensor analytical devices or for calibrating dichrometers and measuring the optical activity of other objects studied with them, determining the presence of and the concentration of practically important classes of biologically active substances in a liquid and as an optical diffusometer in the analysis of biological transport mechanisms that destroy biosensors and determine enii its diffusion coefficient in the ASB.

Многофункциональная аналитическая система для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма биологически активного материала согласно изобретению позволяет во многих случаях заменить сложное и дорогостоящее оборудование, исключив при этом использование высококвалифицированного персонала, и может быть применено в медицинской и клинической биохимии, в практике онкологии, хирургии, гинекологии, при медико-биологическом скрининге, а также в молекулярной фармакологии при исследовании фармакокинетики значимых биологически активных соединений, в фармацевтической промышленности и экологии. Наиболее эффективно его использование в клинической медицине и биохимии.The multifunctional analytical system for characterizing the optical signal of circular dichroism of biologically active material according to the invention allows in many cases to replace complex and expensive equipment, eliminating the use of highly qualified personnel, and can be used in medical and clinical biochemistry, in the practice of oncology, surgery, gynecology, in biomedical screening, as well as in molecular pharmacology in the study of pharmacokinetics of significant bio logically active compounds in the pharmaceutical industry and ecology. Its most effective use in clinical medicine and biochemistry.

Claims (38)

1. Многофункциональная аналитическая система для определения характеристик оптического сигнала кругового дихроизма биологически активного материала, содержащая размещенные в одном корпусе:
- источник светового излучения, снабженный коллимирующей линзой;
- селектор, выполненный в виде узкополосного интерференционного фильтра с возможностью его размещения в потоке света указанного источника излучения после указанной коллимирующей линзы;
- размещенные последовательно на одной оптической оси:
- поляризатор, обеспечивающий формирование линейно поляризованного светового потока;
- спектральную щель, обеспечивающую выделение линейно-поляризованного светового потока с заданным направлением вектора поляризации;
- модулятор поляризации, обеспечивающий преобразование указанного линейно поляризованного светового потока в циркулярно-поляризованный световой поток с периодически изменяющимся направлением вращения вектора поляризации;
- приемное устройство, приспособленное для установки в нем съемной оптически проницаемой кюветы для размещения исследуемой пробы и снабженное устройством термостатирования кюветы;
- по меньшей мере, одну съемную оптически проницаемую кювету, приспособленную для размещения в ней исследуемой пробы;
- фотодетектор, обеспечивающий регистрацию оптических сигналов кругового дихроизма исследуемой пробы и преобразование их в пропорциональный электрический сигнал; и
- систему регистрации, приспособленную для выделения и усиления указанного электрического сигнала и преобразования его в цифровую форму;
- средство управления, включающее средство обработки полученного электрического сигнала исследуемой пробы и контроллер команд,
отличающаяся тем, что:
- содержит несколько источников излучения, снабженных коллимирующими линзами, при этом содержит, по меньшей мере, один источник излучения, обеспечивающий излучение в ультрафиолетовой области спектра, и, по меньшей мере, один источник излучения, обеспечивающий излучение в видимой области спектра, и содержит достаточное количество селекторов, выполненных в виде узкополосных интерференционных фильтров, установленных с возможностью их размещения в потоке света соответствующего указанного источника излучения после указанной коллимирующей линзы и приспособленных для формирования совместно с указанными источниками излучения достаточного количества узкополосных излучающих комплексов, обеспечивающих функционирование системы в следующих режимах:
- в первом режиме тестирования системы в ультрафиолетовой области спектра при размещении в съемной кювете тестовой пробы, содержащей эталон оптической активности, проявляющий свойства кругового дихроизма при облучении пробы циркулярно-поляризованным излучением на характерных для кругового дихроизма эталона длинах волн в ультрафиолетовой области спектра;
- во втором режиме тестирования системы в видимой области спектра при размещении в съемной кювете тестовой пробы, содержащей эталон оптической активности, проявляющий свойства кругового дихроизма при облучении его циркулярно-поляризованным излучением на характерных для эталона длинах волн в видимой области спектра;
- в третьем режиме тестирования оптических свойств биологически активного материала, при размещении в съемной кювете исследуемой пробы, содержащей биологически активный материал, предположительно, обладающий оптической активностью кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением;
- в четвертом режиме определения скорости диффузии биологически активного вещества в биологически активный материал и/или исследования динамики трансформации молекулярных конструкций ДНК при взаимодействии с биологически активным веществом, при размещении в указанной съемной кювете исследуемой пробы, содержащей биологически активное вещество в контакте с биологически активным материалом, предположительно, являющимся субстратом для указанного биологически активного вещества и проявляющим в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для указанного биологически активного материала, и изменяющим эти свойства по мере взаимодействия с биологически активным веществом в течение заданного времени экспозиции;
- в пятом режиме калибровки оптических свойств биологически активного материала, выполненного в виде биодатчика на основе молекулярных конструкций ДНК, проявляющего в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для биодатчика, и изменяющего их в результате взаимодействия указанного биодатчика с биологически активным веществом, для которого биологически активный материал является субстратом, в течение времени такого взаимодействия, меньшего времени полной диффузии биологически активного вещества в биодатчик, при размещении в указанной съемной кювете одной из N калибровочных проб, содержащих указанный биодатчик в контакте с одним из N калибровочных растворов, содержащих указанное биологически активное вещество в различной известной концентрации;
- в шестом режиме определения наличия и концентрации биологически активного вещества в исследуемой пробе при размещении в съемной кювете исследуемой пробы, содержащей биологически активное вещество, подлежащее определению, в неизвестной концентрации и биологически активный материал, выполненный в виде биодатчика на основе молекулярных конструкций ДНК, являющегося субстратом для определяемого биологически активного вещества и проявляющего в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением на длинах волн, характерных для биодатчика, и изменяющего их в результате взаимодействия биодатчика с биологически активным веществом, наличие и концентрация которого подлежат определению,
и при этом:
- система снабжена устройством крепления указанных источников излучения и указанных селекторов, обеспечивающим возможность формирования источниками излучения и соответствующими им селекторами указанных излучающих комплексов соответственно выбранному режиму, излучающих на заданных длинах волн, путем направления потока излучения одного из указанных источников излучения через соответствующий один из указанных селекторов по одной оптической оси с указанным поляризатором, спектральной щелью, модулятором, указанной кюветой и фотодетектором в течение времени работы системы в соответствующем режиме.1. A multifunctional analytical system for determining the characteristics of an optical signal of circular dichroism of biologically active material, containing:
- a light source equipped with a collimating lens;
- a selector made in the form of a narrow-band interference filter with the possibility of its placement in the light stream of the specified radiation source after the specified collimating lens;
- placed sequentially on one optical axis:
- a polarizer, providing the formation of a linearly polarized light flux;
- spectral gap, providing the selection of linearly polarized light flux with a given direction of the polarization vector;
- a polarization modulator that converts said linearly polarized light flux into a circularly polarized light flux with a periodically changing direction of rotation of the polarization vector;
- a receiving device adapted to install in it a removable optically permeable cell for placement of the test sample and equipped with a thermostatic control unit;
- at least one removable optically permeable cell, adapted to accommodate the test sample;
- photodetector, providing registration of optical signals of circular dichroism of the test sample and converting them into a proportional electrical signal; and
- a registration system adapted to isolate and amplify said electrical signal and convert it to digital form;
- control means, including means for processing the received electrical signal of the test sample and a command controller,
characterized in that:
- contains several radiation sources equipped with collimating lenses, while containing at least one radiation source providing radiation in the ultraviolet region of the spectrum, and at least one radiation source providing radiation in the visible region of the spectrum, and contains a sufficient amount selectors made in the form of narrow-band interference filters installed with the possibility of their placement in the light stream of the corresponding specified radiation source after the specified collimating th lens and adapted to form, together with the indicated radiation sources, a sufficient number of narrow-band emitting complexes, which ensure the functioning of the system in the following modes:
- in the first mode of testing the system in the ultraviolet region of the spectrum when placing a test sample in a removable cuvette containing an optical activity standard exhibiting circular dichroism properties when the sample is irradiated with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of the circular dichroism of the standard in the ultraviolet region of the spectrum;
- in the second mode of testing the system in the visible region of the spectrum when placing a test sample containing a standard of optical activity in a removable cuvette, which exhibits the properties of circular dichroism when irradiated with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of the standard in the visible region of the spectrum;
- in the third mode of testing the optical properties of a biologically active material, when placing a test sample containing a biologically active material in a removable cuvette, presumably having optical activity of circular dichroism when irradiated with circularly polarized radiation;
- in the fourth mode of determining the rate of diffusion of a biologically active substance into a biologically active material and / or studying the dynamics of the transformation of molecular DNA structures when interacting with a biologically active substance, when the test sample containing the biologically active substance in contact with the biologically active material is placed in the removable cuvette, presumably being a substrate for the specified biologically active substance and exhibiting in the initial state the properties of circular d ichroism when irradiated with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of the specified biologically active material, and changing these properties as it interacts with the biologically active substance for a given exposure time;
- in the fifth calibration mode of the optical properties of the biologically active material, made in the form of a biosensor based on DNA molecular structures, exhibiting in the initial state the properties of circular dichroism when irradiated with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of the biosensor, and changing them as a result of the interaction of the specified biosensor with a biologically active substance for which the biologically active material is a substrate, during the time of such interaction, less time olnoy diffusion of the active substance in a biosensor, when placed in said removable cuvette one of N calibration samples containing said biosensor in contact with one of the N calibration solutions containing said biologically active substance in a different known concentration;
- in the sixth mode of determining the presence and concentration of a biologically active substance in the test sample when placed in a removable cuvette of the test sample containing the biologically active substance to be determined in an unknown concentration and biologically active material, made in the form of a biosensor based on molecular structures of DNA, which is a substrate for a biologically active substance being determined and exhibiting in the initial state the properties of circular dichroism upon irradiation with circularly polarized radiation at wavelengths characteristic of the biosensor, and changing them as a result of the interaction of the biosensor with a biologically active substance, the presence and concentration of which must be determined,
and wherein:
- the system is equipped with a device for fixing said radiation sources and said selectors, which makes it possible for radiation sources and corresponding selectors to form said emitting complexes according to the selected mode, emitting at predetermined wavelengths, by directing the radiation flux of one of said radiation sources through the corresponding one of said selectors according to one optical axis with the specified polarizer, spectral gap, modulator, specified cell and photodetector during the operating time of the system in the corresponding mode. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств биологически активного материала в исходном состоянии путем определения характеристик его сигнала кругового дихроизма при облучении циркулярно-поляризованным излучением в ультрафиолетовом диапазоне спектра и/или в видимом диапазоне спектра.2. The system according to claim 1, characterized in that it is adapted in the third mode to test the optical properties of the biologically active material in the initial state by determining the characteristics of its circular dichroism signal when irradiated with circularly polarized radiation in the ultraviolet range of the spectrum and / or in the visible range of the spectrum . 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств биологически активного материала путем определения уровня чувствительности биологически активного материала в отношении биологически активного вещества, для которого указанный биологически активный материал является субстратом, путем определения количества указанного биологически активного вещества, в результате взаимодействия с которым наблюдается достоверное изменение величины сигнала кругового дихроизма биологически активного материала от максимума сигнала в исходном состоянии при облучении в видимом диапазоне спектра и/или в ультрафиолетовом диапазоне спектра.3. The system according to claim 1, characterized in that it is adapted in the third mode for testing the optical properties of the biologically active material by determining the sensitivity level of the biologically active material with respect to the biologically active substance for which said biologically active material is a substrate, by determining the amount of said biologically active active substance, as a result of interaction with which there is a significant change in the magnitude of the signal of circular dichroism biologically ivnogo material of maximum signal in the initial state by irradiation in the visible range and / or ultraviolet spectrum. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что приспособлена в третьем режиме для тестирования оптических свойств биологически активного материала путем определения его рабочего диапазона в отношении биологически активного вещества, для которого указанный биологически активный материал является субстратом, путем определения количеств указанного биологически активного вещества, в результате взаимодействия с которым наблюдается достоверное изменение величины сигнала кругового дихроизма биологически активного материала от максимума сигнала в исходном состоянии до полного исчезновения сигнала кругового дихроизма при облучении в видимом диапазоне спектра и/или в ультрафиолетовом диапазоне спектра.4. The system according to claim 1, characterized in that it is adapted in the third mode for testing the optical properties of the biologically active material by determining its operating range with respect to the biologically active substance for which the biologically active material is a substrate, by determining the quantities of the biologically active substance , as a result of interaction with which there is a significant change in the magnitude of the signal of circular dichroism of biologically active material from the maximum signal and in the initial state to complete disappearance of the circular dichroism signal upon irradiation in the visible range and / or ultraviolet spectrum. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство управления выполнено с возможностью:
- выбора режима работы системы;
- выбора типа биологически активного материала, предполагаемого к использованию;
- предоставления пользователю данных о наличии в системе источников излучения и селекторов, необходимых для последующего формирования требующихся источников излучения в соответствии с выбранными типом биологически активного материала и режимом работы системы;
- подачи в автоматическом режиме управляющих команд на указанное устройство крепления, обеспечивающих соответствующее выбранному режиму положение источников излучения и селекторов для формирования соответствующего излучающего комплекса;
- подачи управляющих команд на терморегулятор узла термостатирования кюветы;
- подачи команд включения и выключения источников излучения, поляризатора, модулятора, источника питания фотодетектора;
- подачи управляющих команд, обеспечивающих регистрацию оптических сигналов исследуемой пробы через заданные промежутки времени в течение заданного времени экспозиции пробы, достаточной для регистрации фотодетектором значимых изменений оптического сигнала биологически активного материала, и подачи управляющих команд на цифровую систему регистрации и средство обработки;
- сохранения полученных результатов измерений.5. The system according to claim 1, characterized in that the control means is configured to:
- selection of the system operation mode;
- selection of the type of biologically active material intended for use;
- providing the user with data on the presence in the system of radiation sources and selectors necessary for the subsequent formation of the required radiation sources in accordance with the selected type of biologically active material and the mode of operation of the system;
- filing in automatic mode control commands to the specified mounting device, providing the corresponding position of the selected mode of radiation sources and selectors to form the corresponding emitting complex;
- filing control commands to the thermostat of the thermostatting unit of the cell;
- giving commands to turn on and off the radiation sources, polarizer, modulator, photodetector power source;
- submitting control commands that ensure registration of the optical signals of the test sample at predetermined intervals during a given exposure time of the sample, sufficient for the photodetector to register significant changes in the optical signal of the biologically active material, and submitting control commands to the digital registration system and processing means;
- saving the obtained measurement results. 6. Система по п.1, отличающаяся тем, что средство обработки приспособлено для визуализации в заданном графическом или табличном или ином виде результатов регистрации оптических сигналов исследуемой пробы и результатов вычислений, произведенных:
- для определения в первом и втором режимах способности аналитической системы измерять круговой дихроизм оптических сигналов путем выявления соответствия между характеристиками регистрируемого системой оптического сигнала и известными характеристиками кругового дихроизма эталона;
- для определения в третьем режиме оптических свойств биологически активного материала на основе результатов регистрации оптического сигнала кругового дихроизма пробы и путем сравнения результатов измерения характеристик кругового дихроизма исследуемого биологически активного материала с данными известных характеристик, сохраненных ранее, соответствующих биологически активному материалу выбранного типа, путем определения уровня чувствительности известного количества биологически активного материала и диапазона количеств биологически активного вещества, при взаимодействии с которым биологически активный материал изменяет свойства кругового дихроизма;
- для определения в четвертом режиме коэффициента диффузии биологически активного вещества в биологически активный материал и динамики трансформации молекулярных конструкций ДНК при взаимодействии с биологически активным веществом на основе результатов измерения величины регистрируемого сигнала кругового дихроизма биологически активного материала в пробе путем вычисления величины и динамики изменения указанного регистрируемого сигнала в течение времени взаимодействия биологически активного материала с биологически активным веществом;
- для определения в пятом режиме калибровочной зависимости величины изменения амплитуды регистрируемого оптического сигнала кругового дихроизма биодатчика от величины концентрации биологически активного вещества, для которого биодатчик является субстратом, в указанных N калибровочных растворах на основе результатов регистрации величины сигнала кругового дихроизма биодатчика в калибровочных пробах через заданные интервалы времени и путем вычисления величины изменений сигналов кругового дихроизма биодатчика, зарегистрированных через определенный заданный интервал времени и соответствующих разным концентрациям биологически активного вещества;
- для определения в шестом режиме наличия и концентрации определяемого биологически активного вещества на основе результатов регистрации величины сигнала кругового дихроизма биодатчика в исследуемой пробе через заданные интервалы времени путем вычисления величины изменения сигнала кругового дихроизма биодатчика, зарегистрированного через определенный заданный интервал времени, и сравнения этой величины с величинами изменений сигналов кругового дихроизма калибровочной зависимости биодатчика, определенной предварительно для биодатчика выбранного типа, зарегистрированных через такой же интервал времени для разных концентраций биологически активного вещества.6. The system according to claim 1, characterized in that the processing means is adapted to visualize in a given graphical or tabular or other form the results of recording the optical signals of the test sample and the results of the calculations performed:
- to determine in the first and second modes the ability of the analytical system to measure the circular dichroism of optical signals by identifying the correspondence between the characteristics of the optical signal recorded by the system and the known characteristics of the circular dichroism of the standard;
- to determine in the third mode the optical properties of the biologically active material based on the results of recording the optical signal of circular dichroism of the sample and by comparing the results of measuring the circular dichroism characteristics of the studied biologically active material with the data of known characteristics stored previously corresponding to the biologically active material of the selected type by determining the level the sensitivity of a known amount of biologically active material and a range of amounts of biol an active substance, when interacting with which a biologically active material changes the properties of circular dichroism;
- to determine in the fourth mode the coefficient of diffusion of the biologically active substance into the biologically active material and the dynamics of the transformation of molecular DNA structures when interacting with the biologically active substance based on the results of measuring the value of the recorded signal of circular dichroism of the biologically active material in the sample by calculating the magnitude and dynamics of change of the specified registered signal during the time of interaction of the biologically active material with the biologically active in tage;
- to determine in the fifth calibration mode the dependence of the magnitude of the change in the amplitude of the recorded optical signal of the circular dichroism of the biosensor on the concentration of the biologically active substance for which the biosensor is a substrate in the indicated N calibration solutions based on the results of recording the magnitude of the signal of the circular dichroism of the biosensor in calibration samples at specified intervals time and by calculating the magnitude of the changes in the signals of the circular dichroism of the biosensor recorded h through a certain predetermined time interval and corresponding to different concentrations of biologically active substances;
- to determine in the sixth mode the presence and concentration of the determined biologically active substance based on the results of recording the magnitude of the circular dichroism signal of the biosensor in the test sample at predetermined time intervals by calculating the magnitude of the change in the circular dichroism signal of the biosensor recorded after a certain predetermined time interval and comparing this value with the magnitude of changes in the signals of circular dichroism of the calibration dependence of the biosensor previously determined for bio Occupancy of the selected type are registered through the same interval of time for different concentrations of the biologically active substance. 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что система в качестве указанного источника излучения в УФ области спектра содержит дейтериевую лампу.7. The system according to claim 1, characterized in that the system as a specified radiation source in the UV region of the spectrum contains a deuterium lamp. 8. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанные узкополосные излучающие комплексы, обеспечивающие излучение в видимой области спектра, выполнены в виде узкополосных диодных излучателей, снабженных коллимирующей линзой и селектором.8. The system according to claim 1, characterized in that said narrow-band emitting complexes providing radiation in the visible region of the spectrum are made in the form of narrow-band diode emitters equipped with a collimating lens and a selector. 9. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанное устройство крепления излучающих комплексов выполнено в виде турели с четырьмя степенями свободы, содержащей диск, установленный с возможностью поворота вокруг своей оси в плоскости, перпендикулярной указанной оптической оси, и приспособленный для размещения на нем источников излучения и/или селекторов, формирующих указанные узкополосные излучающие комплексы, с возможностью одновременной установки одного из источников излучения и соответствующего одного из селекторов на одной оптической оси с указанным поляризатором, спектральной щелью, модулятором, кюветой и фотодетектором в течение времени работы системы в соответствующем режиме.9. The system according to claim 1, characterized in that the said mounting device of the radiating complexes is made in the form of a turret with four degrees of freedom, containing a disk mounted to rotate around its axis in a plane perpendicular to the specified optical axis, and adapted to be placed on it radiation sources and / or selectors forming these narrow-band emitting complexes, with the possibility of simultaneous installation of one of the radiation sources and the corresponding one of the selectors on one optical axis with the specified polarizer, spectral gap, modulator, cuvette and photodetector during the operating time of the system in the corresponding mode. 10. Система по п.9, отличающаяся тем, что указанный диск турели выполнен съемным.10. The system according to claim 9, characterized in that said turret disk is removable. 11. Система по п.9, отличающаяся тем, что указанные источники излучения и указанные селекторы выполнены съемными.11. The system according to claim 9, characterized in that said radiation sources and said selectors are removable. 12. Система по п.1, отличающаяся тем, что указанное устройство крепления излучающих комплексов содержит многопозиционные держатели, приспособленные для установки в них источников излучения и селекторов, необходимых для формирования узкополосных излучающих комплексов в ультрафиолетовой области спектра или в видимой области спектра, и устройств flip-flop с зеркалами, и обеспечивающие возможность попеременной установки устройств flip-flop в положение flip, и выходное зеркало, приспособленное для направления излучения излучающих комплексов по одной оптической оси с указанным поляризатором, спектральной щелью, модулятором, кюветой и фотодетектором, и фиксации указанного положения flip в течение заданного времени экспозиции в соответствующем режиме.12. The system according to claim 1, characterized in that the said mounting device of the emitting complexes contains multi-position holders adapted to install radiation sources and selectors therein necessary for forming narrow-band emitting complexes in the ultraviolet region of the spectrum or in the visible region of the spectrum, and flip devices -flop with mirrors, and providing the possibility of alternately installing flip-flop devices in the flip position, and an output mirror, adapted to direct the radiation of emitting complexes one at a time with the optical axis of said polarizer spectral slit modulator cuvette and the photodetector and fixing said flip position for a predetermined exposure time in the corresponding mode. 13. Система по п.12, отличающаяся тем, что указанные многопозиционные держатели выполнены съемными.13. The system of claim 12, wherein said multi-position holders are removable. 14. Система по п.12, отличающаяся тем, что указанные источники излучения, указанные селекторы и указанные устройства flip-flop выполнены съемными.14. The system of claim 12, wherein said radiation sources, said selectors, and said flip-flop devices are removable. 15. Система по п.1, отличающаяся тем, что компоновка системы выполнена в корпусе таким образом, что оптическая ось системы расположена горизонтально, а указанная съемная кювета выполнена в виде ячейки, приспособленной для размещения в приемном устройстве при вертикальном расположении в ней пробы перпендикулярно оптической оси системы.15. The system according to claim 1, characterized in that the layout of the system is made in the housing in such a way that the optical axis of the system is horizontal and the removable cuvette is made in the form of a cell adapted to be placed in the receiving device when the sample is placed vertically perpendicularly to the optical axis of the system. 16. Система по п.15, отличающаяся тем, что съемная кювета приспособлена для размещения в ней пробы с биологически активным материалом в виде раствора или в виде гелевого или пленочного образца.16. The system of clause 15, wherein the removable cuvette is adapted to place samples with biologically active material in it in the form of a solution or in the form of a gel or film sample. 17. Система по п.1, отличающаяся тем, что компоновка системы выполнена в корпусе таким образом, что оптическая ось системы расположена вертикально, а указанная съемная кювета выполнена в виде ячейки, приспособленной для ее размещения в приемном устройстве при горизонтальном расположения в ней пробы перпендикулярно оптической оси системы.17. The system according to claim 1, characterized in that the arrangement of the system is made in the housing so that the optical axis of the system is located vertically, and said removable cuvette is made in the form of a cell adapted to be placed in the receiver when the sample is placed horizontally in it perpendicular optical axis system. 18. Система по п.17, отличающаяся тем, что съемная кювета выполнена в виде микроплаты с лунками, имеющими, по меньшей мере, дно, оптически проницаемое для излучений в ультрафиолетовом и видимом диапазоне спектра, и приспособленной для ее размещения в приемном устройстве при горизонтальном расположении лунок с возможностью перемещения микроплаты в горизонтальной плоскости.18. The system according to 17, characterized in that the removable cuvette is made in the form of a microplate with holes having at least a bottom that is optically permeable to radiation in the ultraviolet and visible spectral range and adapted to be placed in the receiving device with horizontal the location of the holes with the ability to move the microplate in a horizontal plane. 19. Система по п.18, отличающаяся тем, что съемная кювета выполнена в виде микроплаты, приспособленной для размещения в лунках пробы, содержащей биологически активный материал в виде гелевого или пленочного образца.19. The system according to p. 18, characterized in that the removable cuvette is made in the form of a microplate adapted for placement in the wells of a sample containing biologically active material in the form of a gel or film sample. 20. Система по п.1, отличающаяся тем, что приспособлена для облучения проб в ультрафиолетовом диапазоне последовательно на нескольких длинах волн.20. The system according to claim 1, characterized in that it is adapted for irradiating samples in the ultraviolet range sequentially at several wavelengths. 21. Система по п.1, отличающаяся тем, что приспособлена для облучения проб в видимом диапазоне последовательно на нескольких длинах волн.21. The system according to claim 1, characterized in that it is adapted to irradiate samples in the visible range sequentially at several wavelengths. 22. Система по п.1, отличающаяся тем, что приспособлена для облучения проб излучением на заданных длинах волн в чередующейся последовательности.22. The system according to claim 1, characterized in that it is adapted to irradiate samples with radiation at predetermined wavelengths in an alternating sequence. 23. Система по п.22, отличающаяся тем, что приспособлена для облучения проб в третьем, и/или четвертом, и/или пятом, и/или шестом режимах излучением видимой области спектра в чередующейся последовательности трех длин волн, из которых одна длина волны соответствует максимуму сигнала в спектре кругового дихроизма биологически активного материала, другая длина волны больше, а третья короче длины волны, соответствующей максимуму указанного сигнала, причем на второй и третьей длинах волн регистрируемый сигнал кругового дихроизма биологически активного материала минимален, и при этом была выполнена с возможностью формирования соответствующих трех излучающих комплексов.23. The system according to p. 22, characterized in that it is adapted for irradiation of samples in the third, and / or fourth, and / or fifth, and / or sixth modes by radiation of the visible region of the spectrum in an alternating sequence of three wavelengths, of which one wavelength corresponds to the maximum signal in the spectrum of circular dichroism of biologically active material, the other wavelength is longer, and the third is shorter than the wavelength corresponding to the maximum of the specified signal, and at the second and third wavelengths, the recorded circular dichroism signal is biologically tive material is minimal, and thus was carried out to generate three respective emitting complexes. 24. Система по п.1, отличающаяся тем, что приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности раствор химического соединения, проявляющий свойства кругового дихроизма при облучении его на характерной для него длине волны в ультрафиолетовой области спектра.24. The system according to claim 1, characterized in that it is adapted to work in the first mode with a test sample containing, as a standard of optical activity, a solution of a chemical compound exhibiting circular dichroism properties when irradiated at a characteristic wavelength in the ultraviolet region of the spectrum. 25. Система по п.24, отличающаяся тем, что приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности водный раствор n-пропиламмониевой соли d-10 камфорсульфоновой кислоты, проявляющий свойства кругового дихроизма в ультрафиолетовой области спектра с максимумом сигнала кругового дихроизма на длине волны 290 нм.25. The system according to paragraph 24, characterized in that it is adapted to work in the first mode with a test sample containing, as a standard of optical activity, an aqueous solution of n-propylammonium salt d-10 camphorsulfonic acid, exhibiting the properties of circular dichroism in the ultraviolet region of the spectrum with a maximum circular dichroism signal at a wavelength of 290 nm. 26. Система по п.1, отличающаяся тем, что приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности биологически активный материал на основе молекулярных конструкций ДНК, проявляющий в исходном состоянии свойства кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК с максимумом сигнала при облучении в ультрафиолетовой области спектра.26. The system according to claim 1, characterized in that it is adapted to operate in the first mode with a test sample containing biologically active material based on molecular DNA constructs as a standard of optical activity, exhibiting in the initial state the properties of circular dichroism in the region of absorption of nitrogenous DNA bases with a maximum signal when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum. 27. Система по п.26, отличающаяся тем, что приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности дисперсную фазу линейной В-формы двухцепочечных молекул ДНК в водно-солевом растворе, проявляющих в исходном состоянии свойства кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК в ультрафиолетовой области спектра с максимумом на длине волны 260 нм.27. The system according to p. 26, characterized in that it is adapted to work in the first mode with a test sample containing, as a standard of optical activity, the dispersed phase of the linear B-form of double-stranded DNA molecules in water-salt solution, exhibiting in the initial state the properties of circular dichroism in the absorption region of nitrogenous DNA bases in the ultraviolet region of the spectrum with a maximum at a wavelength of 260 nm. 28. Система по п.26, отличающаяся тем, что приспособлена для работы в первом режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности жидкокристаллический биодатчик, представляющий собой распределенную в водно-полимерном матриксе дисперсную фазу линейных двухцепочечных молекул ДНК, сшитых между собой молекулами стеллина В, с максимумом сигнала при облучении в ультрафиолетовой области спектра на длине волны 270 нм.28. The system according to p. 26, characterized in that it is adapted to work in the first mode with a test sample containing, as a standard of optical activity, a liquid crystal biosensor, which is a dispersed phase of linear double-stranded DNA molecules crosslinked by molecules distributed in a water-polymer matrix stellin B, with a maximum signal when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum at a wavelength of 270 nm. 29. Система по п.1, отличающаяся тем, что приспособлена для работы во втором режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности биологически активный материал на основе молекулярных конструкций ДНК, проявляющий свойства кругового дихроизма с максимумом сигнала в видимой области спектра.29. The system according to claim 1, characterized in that it is adapted to work in the second mode with a test sample containing biologically active material based on molecular DNA constructs exhibiting circular dichroism properties with a maximum signal in the visible region of the spectrum as an optical activity standard. 30. Система по п.29, отличающаяся тем, что приспособлена для работы во втором режиме с тестовой пробой, содержащей в качестве эталона оптической активности биологически активный материал, выполненный в виде интегрального биодатчика, содержащего жидкокристаллическую дисперсию линейных двухцепочечных молекул ДНК, упорядоченных в пространстве и "сшитых" мостиками «антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-…-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик-Cu²⁺-антрациклиновый антибиотик» в водно-солевом растворе полиэтиленгликоля, с известными характеристиками кругового дихроизма в видимой области спектра с максимумом сигнала при облучении на длине волны в диапазоне 505-525 нм.30. The system according to clause 29, characterized in that it is adapted to work in the second mode with a test sample containing biologically active material as a standard of optical activity, made in the form of an integral biosensor containing a liquid crystal dispersion of linear double-stranded DNA molecules arranged in space and "crosslinked" bridges "anthracycline antibiotic-Cu ²⁺ -anthracycline antibiotic-Cu ²⁺ - ... -Cu ²⁺ -anthracycline antibiotic-Cu ²⁺ -anthracycline antibiotic" in a water-salt solution of polyethylene glycol, s and the known characteristics of circular dichroism in the visible region of the spectrum with a maximum signal when irradiated at a wavelength in the range of 505-525 nm. 31. Система по п.1, отличающаяся тем, что приспособлена для работы в третьем и/или четвертом, и/или пятом, и/или шестом режимах с исследуемыми пробами, содержащими биологически активный материал, проявляющий в исходном состоянии свойства аномального кругового дихроизма при облучении в ультрафиолетовой области спектра и/или при облучении в видимой области спектра и изменяющий амплитуду сигнала кругового дихроизма при облучении в видимой области спектра при его взаимодействии с биологически активным веществом в зависимости от его количества в пробе.31. The system according to claim 1, characterized in that it is adapted to work in the third and / or fourth, and / or fifth, and / or sixth modes with test samples containing biologically active material, exhibiting in the initial state the properties of anomalous circular dichroism when irradiation in the ultraviolet region of the spectrum and / or when irradiation in the visible region of the spectrum and changing the amplitude of the circular dichroism signal when irradiated in the visible region of the spectrum when it interacts with a biologically active substance depending on its quantity and in the sample. 32. Система по п.31, отличающаяся тем, что приспособлена для работы с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного материала жидкокристаллические биодатчики, представляющие собой дисперсную фазу из линейных двухцепочечных молекул ДНК, сшитых молекулами субстрата для биологически активного вещества, и проявляющие в исходном состоянии свойства аномального кругового дихроизма с максимумом сигнала при облучении в ультрафиолетовой области спектра и/или с максимумом сигнала при облучении в видимой области спектра и изменяющие амплитуду сигналов при облучении в видимой области спектра при взаимодействии биодатчиков с биологически активным веществом в зависимости от его количества в пробе.32. The system according to p. 31, characterized in that it is adapted to work with test samples containing liquid crystal biosensors as biologically active material, which are a dispersed phase of linear double-stranded DNA molecules crosslinked by substrate molecules for the biologically active substance, and manifest in the original the state of the properties of anomalous circular dichroism with a maximum signal when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum and / or with a maximum signal when irradiated in the visible region of the spectrum and and changing the signal amplitude during irradiation in the visible region by reacting with biosensors biologically active substance depending on its quantity in the sample. 33. Система по п.31, отличающаяся тем, что приспособлена для работы с пробами, содержащими в качестве биологически активного материала биодатчики на основе лиотропной жидкокристаллической дисперсии комплекса ДНК-поликонидин, проявляющей в исходном состоянии свойства кругового дихроизма при облучении в ультрафиолетовой области спектра в диапазоне длин волн 220-350 нм с появлением отрицательной полосы с максимумом на длине волны ~ 280 нм при взаимодействии биодатчиков с гепарином.33. The system according to p. 31, characterized in that it is adapted to work with samples containing biosensors as a biologically active material based on a lyotropic liquid crystal dispersion of the DNA-polyconidin complex, which in the initial state exhibits circular dichroism properties when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum in the range wavelengths of 220-350 nm with the appearance of a negative band with a maximum at a wavelength of ~ 280 nm during the interaction of biosensors with heparin. 34. Система по п.33, отличающаяся тем, что приспособлена для работы в третьем, и/или четвертом, и/или пятом, и/или шестом режимах с пробами, содержащими в качестве биологически активного вещества гепарин.34. The system according to p. 33, characterized in that it is adapted to work in the third, and / or fourth, and / or fifth, and / or sixth modes with samples containing heparin as a biologically active substance. 35. Система по п.31, отличающаяся тем, что приспособлена для работы с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного материала биодатчики, имеющие сшитые наномостиками «антибиотик-ион металла-антибиотик-ион металла-…-ион металл-антибиотик-ион металла-антибиотик» частицы лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, содержащие в составе наномостиков антибиотики антрациклиновой группы, способные к образованию хелатных комплексов и содержащие атомы кислорода в положениях 5, 6, 11 и 12, и в качестве чувствительного элемента ионы металла, способного к образованию плоских полимерных хелатных комплексов, и характеризующиеся аномальной оптической активностью при облучении в ультрафиолетовой области спектра, проявляемой в виде интенсивной полосы в спектре кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны ~270 нм, и дополнительной аномальной оптической активностью в области поглощения антибиотика в диапазоне 505-525 нм, и при этом приспособлена для облучения пробы в видимой области спектра, по меньшей мере, на трех длинах волн в диапазоне 440-720 нм.35. The system according to p. 31, characterized in that it is adapted to work with test samples containing biosensors as biologically active material having nanobridges sewn with antibiotic metal ion-antibiotic metal ion- ... metal ion-antibiotic metal ion -antibiotic "particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion containing antibiotics of the anthracycline group in the composition of nanobridges, capable of forming chelate complexes and containing oxygen atoms at positions 5, 6, 11 and 12, and as The metal ion capable of forming flat polymer chelate complexes and characterized by anomalous optical activity when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum, manifested as an intense band in the spectrum of circular dichroism in the absorption region of nitrogenous DNA bases at a wavelength of ~ 270 nm, and an additional anomalous optical activity in the field of absorption of the antibiotic in the range of 505-525 nm, and at the same time is adapted to irradiate the sample in the visible region of the spectrum by at least three wavelengths in the range of 440-720 nm. 36. Система по п.35, отличающаяся тем, что приспособлена для работы с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного вещества гомоцистеин, или гипорамин, или митоксантрон, или белок.36. The system according to claim 35, characterized in that it is adapted to work with test samples containing homocysteine, or hyporamine, or mitoxantrone, or protein as a biologically active substance. 37. Система по п.31, отличающаяся тем, что приспособлена для работы с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного материала биодатчики на основе частиц лиотропной холестерической жидкокристаллической дисперсии ДНК, в которых молекулы ДНК сшиты наномостиками «антибиотик-ион металла-антибиотик-ион металла-…-ион металл-антибиотик-ион металла-антибиотик», содержащие в составе наномостиков в качестве чувствительного элемента антибиотик антрациклинового ряда, имеющий не менее одной реакционно-способной аминогруппы, связанной с сахарным остатком и обладающей хромофорными свойствами при облучении в видимой области спектра, и ионы металлов, способные к образованию плоских полимерных хелатных комплексов, характеризующиеся аномальной оптической активностью при облучении в ультрафиолетовой области спектра, проявляемой в виде интенсивной полосы в спектре кругового дихроизма в области поглощения азотистых оснований ДНК на длине волны ~270 нм, и дополнительной аномальной оптической активностью при облучении в видимой области спектра в области поглощения антибиотика в диапазоне 505-525 нм, и при этом система приспособлена для облучения пробы в видимой области спектра, по меньшей мере, на трех длинах волн в диапазоне 420-700 нм.37. The system according to p. 31, characterized in that it is adapted to work with test samples containing biosensors based on particles of lyotropic cholesteric liquid crystal DNA dispersion as biologically active material, in which the DNA molecules are crosslinked with antibiotic-metal ion-antibiotic-ion nanobridges metal -...-metal-antibiotic-metal-ion-antibiotic ion "containing in the composition of nanobridges as an sensitive element an anthracycline antibiotic having at least one reactive amino group, associated with the sugar residue and having chromophore properties when irradiated in the visible region of the spectrum, and metal ions capable of forming flat polymer chelate complexes, characterized by anomalous optical activity when irradiated in the ultraviolet region of the spectrum, manifested as an intense band in the spectrum of circular dichroism in the absorption region nitrogen bases of DNA at a wavelength of ~ 270 nm, and additional anomalous optical activity upon irradiation in the visible region of the spectrum in the absorbed region I antibiotic in the range 505-525 nm, and wherein the system is adapted to sample radiation in the visible region of the spectrum, at least three wavelengths in the range 420-700 nm. 38. Система по п.37, отличающаяся тем, что приспособлена для работы с исследуемыми пробами, содержащими в качестве биологически активного вещества гепарин. 38. The system according to clause 37, characterized in that it is adapted to work with test samples containing heparin as a biologically active substance.

Images