Лазерный анализатор «ЛАСКА» – прибор для цитологических исследований | Бизнес-мудрость

Лазерный анализатор «ЛАСКА» – прибор для цитологических исследований

Лазерный анализатор частиц «ЛАСКА» предназначен для измерения дисперсных параметров (распределения частиц по размерам) суспензий, эмульсий и порошкообразных материалов методом малоуглового светорассеяния.

Гранулометрический анализ (расчет функции распределения частиц по размерам) осуществляется путем математической обработки результатов радиального распределения интенсивности света, рассеянного микрочастицами анализируемых образцов.

Технические характеристики и отличительные признаки:

диапазон измерения размеров частиц: 1 – 500 мкм;

диапазон показаний размеров частиц: 0,1 – 1000 мкм;

предел допускаемой относительной погрешности в диапазоне 1-500 мкм, %, не более: D(50) ±15%;

источник света – лазерный диод (650 нм, Р<25 мВт);

количество измерительных фотодиодов: 32 шт.;

кювета – кварц. стекло; рабочий объем 1 мл ;

термостатирование кюветы, задаваемый диапазон температуры: 5-50ºС;

задаваемый диапазон оборотов мешалки (магнитный привод): 600-4000 об/мин;

автоматизированная гидравлическая система обслуживания кюветы (по заказу);

встроенный дисплей с тачскрин управлением на нижнем уровне ПО;

использование программных модулей ПО верхнего уровня для реализация оригинальных методов оценки функционального статуса клеток;

вывод данных в формате Excel;

возможность в кинетическом режиме исследования трансформации дисперсной системы (непрерывная запись не менее 80 ч);

габаритные размеры не более 750х400х300, масса не более 18 кг.

Особенности реализации метода малоуглового светорассеяния на анализаторах «ЛАСКА»

Для получения адекватного распределение средней интенсивности излучения, рассеянного ансамблем микрочастиц, необходимо, чтобы в каждый момент времени сканирования дисперсная система была представительной и при обновлении сканируемого объема дисперсный состав не изменялся. В большинстве лазерных анализаторах частиц это достигается следующим образом: проба перемешивается в специальной камере пробоподготовки, иногда ультразвуком, и далее, сразу поступает в измерительную проточную ячейку. При этом стараются соблюдать условие изокинетичности, когда все частицы должны перемещаться в одном фронте, не оседая и не проскальзывая. Хотя, данное устройство отработано и используется в анализаторах десятки лет, не всегда удается соблюсти условие изокинетичности, особенно при больной гетерогенности фракционного состава. Кроме того, данная конструкция не позволяет работать в кинетическом режиме, который необходим для цитологических исследований.

Для реализации кинетического режима в лазерных анализаторах ласка, в измерительной кювете суспензия непрерывно перемешивается волчком с магнитным приводом со скоростью > 800 об/мин. (до 4000 об/мин). Специализированная система перемешивания создает гидродинамический режим с развитой турбулентностью, которая достаточно однородна и гомогенна практически во всем объеме кюветы. Т.о., выполняется основное условие проведения гранулометрического анализа: при обновлении сканируемого объема не изменяется дисперсный состав, и уровень флуктуации сигнала составляет 1…2%.

Возможность непрерывного фотометрирования дисперсионной системы позволяет проводить динамическую регистрацию сигналов фотодетекторов, что в свою очередь дает дополнительные возможности: визуально контролировать выполнение методик и адекватно оценивать предварительную пробоподготовку образца, проводить исследования по неустойчивости суспензий и эмульсий, осуществлять методические разработки подбора дисперсионных сред.

Принцип действия

Принцип действия анализаторов основан на регистрации рассеянного оптического излучения частицами, взвешенными в жидкости. Лазерный луч освещает термостатируемую кювету, в которой непрерывно перемешивается дисперсионная система (суспензия частиц/клеток, эмульсия). Рассеянное излучение регистрируется под разными углами с помощью многоэлементного детектора в online режиме. По полученной зависимости интенсивности рассеянного излучения от угла рассеяния осуществляется расчет размеров частиц и распределения частиц по размерам (по диаметру или объему).

Методология оценки статуса клеток основывается на регистрации трансформации клеток (изменение объема и формы, агрегация, агглютинация, образование микрочастиц, лизис) при функциональном воздействии. На основании динамики трансформации клеток производится кинетический анализ, позволяющий характеризовать функциональный статус клеток количественными параметрами.

Описание работы анализатора

Источник света анализатора – лазерный диод – работает в непрерывном режиме со стабилизацией интенсивности излучения. Излучение лазерного диода фокусируется на апертуру фотодиода пропускания соответствующей линейки фотодиодов. Между фокусирующей линзой и измерительной кюветой располагается диафрагма, задающая площадь освещенной зоны в кювете.

Индикатриса рассеяния лазерного пучка, прошедшего через измерительную кювету, регистрируется линейкой фотодиодов. Линейка состоит из 32 фотодиодов.

Первый фотодиод в линейке является фотодетектором пропускания, остальные 31 являются фотодетекторами индикатрисы. Фотодиоды пропускания в каждом анализаторе имеют угловую координату 0 градусов.

Угловые координаты фотодиодов рассеяния даны в паспорте к каждому анализатору и внесены в программное обеспечение к каждому анализатору.

После первичного аналогового преобразования блоком предусилителей электрические сигналы от фотодиодов поступают на плату АЦП и микроконтроллер, далее на выходной разъем и на блок индикации. Привод мешалки обеспечивает вращение волчка магнитной мешалки в кювете.

Управление работой анализатора. ПО

Программное обеспечение анализатора разделяется на два уровня: нижний и верхний. Программа нижнего (аппаратного) уровня реализуется на процессоре центрального контроллера, и предназначена для обслуживания прибора (настройка и калибровки анализатора, промывка кюветы, задание режимов термостатирования и перемешивания). Программа верхнего уровня реализуется на внешнем, компьютере, и предназначена для регистрации и обработки поступающих с прибора сигналов.

ПО нижнего уровня, предполагает многоуровневое обслуживание прибора: в режиме настройки и калибровки прибора; в режиме тестирования текущего состояния прибора; в режиме проведения анализа; обслуживания (промывки и заполнения) кюветы; перемешивания и термостатирования кюветы.

Области применения

Область применения анализатора – лабораторный анализ и технологический контроль дисперсных систем в химико-фармацевтической, пищевой, химической и нефтехимической промышленности, а также медико-биологические исследования.
Анализатор может быть встроен в систему автоматического слежения и управления технологическими процессами.

Лазерный анализатор «Ласка» используется для контроля технологических процессов в металлургии, конструкционных материалах, лакокрасочной отрасли, производстве цемента, мела и др. сыпучих материалов, нефтяной и газовой промышленности, пищевой промышленности, экологии: гранулометрический анализ абразивных материалов, латексных дисперсий, масложировых эмульсий, битумных эмульсий, цементов, порошков металлов, порошковых красок, глиноземов, нерудных материалов и т.п. Кроме того, прибор применяется для анализа природных материалов в геологии, гидрологии, океанологии: гранулометрический анализ горных пород, донных отложений, взвешенных наносов. Для исследования дисперсных систем – кинетические исследования устойчивости эмульсий и коллоидных систем.

Прибор используется в научных исследованиях, скрининге фарм-препаратов, клинической диагностике. В частности, для исследования регуляции объема клеток: кинетический метод позволяет количественно характеризовать изменение размера клеток в условиях объемной регуляции: реакции RVD (Regulatory Volume Decrease) и RVI (Regulatory Volume Increase). Анализ включает временную развертку функции распределения частиц по размерам. Кроме того, разработан метод оценки деформационно-функциональных свойств эритроцитов для дифференциальной диагностике анемий различной этиологии. Метод позволяет быстро количественно характеризовать устойчивость эритроцитов при осмотической, кислотной и аммонийной нагрузке. Для комплексного тестирования эритроцитов (более 30 опытов) достаточно 1 мкл крови. В свою очередь метод оценки функциональной активности тромбоцитов, позволяет характеризовать статус тромбоцитов, как на начальной стадии активации клеток (shape change), так и на стадии агрегации при действии различных агонистов, и направлен на диагностику нарушения тромбоцитарного звена гемостаза различной этиологии, позволяющий выявлять механизмы такого нарушения.