[go: up one dir, main page]

RU2055884C1 - Способ определения диэлектрофоретических скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц в жидкой суспензии и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ определения диэлектрофоретических скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц в жидкой суспензии и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
RU2055884C1
RU2055884C1 SU905001396A SU5001396A RU2055884C1 RU 2055884 C1 RU2055884 C1 RU 2055884C1 SU 905001396 A SU905001396 A SU 905001396A SU 5001396 A SU5001396 A SU 5001396A RU 2055884 C1 RU2055884 C1 RU 2055884C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
particles
chamber
liquid suspension
suspension
electrodes
Prior art date
Application number
SU905001396A
Other languages
English (en)
Inventor
Бернард Беттс Вальтер
Джон Хоукс Джереми
Original Assignee
Нэшнл Рисерч Дивелопмент Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нэшнл Рисерч Дивелопмент Корпорейшн filed Critical Нэшнл Рисерч Дивелопмент Корпорейшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2055884C1 publication Critical patent/RU2055884C1/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C5/00—Separating dispersed particles from liquids by electrostatic effect
    • B03C5/02—Separators
    • B03C5/022—Non-uniform field separators
    • B03C5/026—Non-uniform field separators using open-gradient differential dielectric separation, i.e. using electrodes of special shapes for non-uniform field creation, e.g. Fluid Integrated Circuit [FIC]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/04—Cell isolation or sorting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
    • G01N27/416—Systems
    • G01N27/447—Systems using electrophoresis
    • G01N27/44704—Details; Accessories
    • G01N27/44717—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones
    • G01N27/44721—Arrangements for investigating the separated zones, e.g. localising zones by optical means

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)

Abstract

Назначение: изобретение относится к биотехнологии и может найти применение при определении диэлектрофорезных темпов сбора микроорганизмов или других живых, или неживых диэлектрически поляризуемых частиц во взвешенном состоянии в жидкости, которые устанавливают посредством пропускания потока суспензии через электроды, возбуждаемые для выработки неоднородного переменного электрического поля в суспензии. После возбуждения электродов на заранее определенный промежуток времени на последних происходит сбор частиц из суспензии, для освобождения которых прекращают возбуждение электродов для освобождения собранных на электродах частиц. Измерение импульса освобожденных частиц осуществляют книзу от электродов, как величина темпа сбора частиц в период возбуждения электродов. Повторные замеры при различных частотах поля позволяют установить спектр темпа сбора и характеризовать или идентифицировать анализируемые частицы посредством сопоставления с известными спектрами известных частиц. 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение касается способа определения диэлектрофоретических скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц в жидкой суспензии, а также устройства для его осуществления.
Известно, что диэлектрически поляризуемые частицы, взвешенные в какой-либо среде в неоднородном электрическом поле подвержены, даже если они не несут чистого заряда, воздействию диэлектрофоретической соли, стремящейся сдвинуть их (в зависимости от того, больше их поляризуемость поляризуемости среды, или меньше) в направлении увеличения или уменьшения силы электрического поля. Сила F, действию которой подвергается частица объемом V и эффективной поляризуемостью р, определяется уравнением
F p v (E ▽)E, где Е сила электрического поля в месте нахождения частицы, ▽- вектор-оператор. В переменном поле, в котором сила поля в любой точке колеблется, но в котором конфигурация поля остается постоянной, диэлектрофоретическая сила, воздействующая на частицу, имеет одно направление, хотя ее величина циклически варьируется, и результирующее движение частицы также имеет одно направление, так, что она движется, если ее поляризуемость больше, чем поляризуемость окружающей среды, в направлении увеличения силы поля и, обычно, в направлении той или другой системы электродов, между которыми образуется поле. Использование изменяющегося поля дает то преимущество, что оно не подвергает частицу влиянию чистой силы из-за наличия какого-либо чистого электрического заряда на частице, поскольку любая такая сила является в свою очередь изменяющейся, и ее средняя величина за цикл равна 0.
В свое время предлагалось использовать диэлектрофоретический эффект для сбора биологических клеток из какой-либо водной или другой жидкой суспензии, содержащей такие клетки, посредством помещения этой суспензии в контейнер, снабженный системой электродов так, чтобы электроды были погружены в эту суспензию, и последующей подачей напряжения (как правило переменного) на электроды так, чтобы клетки в суспензии (всегда движущиеся в направлении силы поля в месте их непосредственного положения) были вынуждены двигаться в направлении того или другого электрода и собираться на электродах или в непосредственной близости от них.
Известный способ определения диэлектрофоретических скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц в жидкой суспензии предусматривает индуцирование диэлектрофорезного сбора вблизи электродной структуры взвешенных в жидкости диэлектрически поляризуемых частиц за счет создания в жидкой суспензии пространственно неоднородного переменного электрического поля при возбуждении электродной структуры на заранее определенный промежуток времени переменным напряжением заранее выбранной частоты с последующим прекращением возбуждения электродной структуры и измерением импульса увеличенной концентрации освобожденных в результате этого прекращения возбуждения частиц.
Скорость сбора клеток по вышеописанному известному способу была зафиксирована фотометрически путем пропускания света сквозь межэлектродные пространства и измерения интенсивности луча света после передачи; снижение интенсивности переданного света, вызванное увеличившейся абсорбцией или рассеянием света в процессе сбора клеток, дает величину как общего количества собранных клеток, так и темпа сбора клеток как функции времени. Как правило, скорость сбора первоначально высокая, а затем падает, что вызвано как снижением концентрации остающихся в суспензии клеток, так и эффектом экранирования или поглощения ввиду наличия на электродах уже собранных клеток.
Выяснилось, что скорость сбора клеток является также функцией частоты примененного электрического поля, т.е. поданного на электроды напряжения. Для любого типа клетки (или другой частоты) спектр скоростей сбора, т.е. кривая отношения скорости сбора клеток к частоте примененного электрического поля, может быть установлен в частотном диапазоне поля от, например, 100 Гц до 10 МГц, и выяснилось, что клетки различных типов имеют значительно отличающиеся спектры скоростей сбора.
Тот факт, что клетки различных типов имеют различные спектры скоростей сбора, может позволить идентифицировать неизвестные взвешенные включения в жидкой суспензии с микроорганизмами посредством установления составного или общего спектра скоростей сбора для суспензии в целом с последующим анализом этого спектра с точки зрения известных спектров возможных индивидуальных включений и пропорций, в которых такие индивидуальные спектры могут быть добавочно соединены, чтобы получить составной спектр соответствующий спектру, установленному экспериментально.
Однако с известным устройством, посредством которого может быть установлен такой составной спектр, время и усилия, необходимые для осуществления этой операции, будут неприемлемо велики, так как после каждого определения скорости сбора при одной частоте контейнер с образцом исследуемой суспензии должен быть вымыт и заполнен новым образцом, или же имеющийся образец должен быть восстановлен до своего и первоначального предпроверочного состояния, например, активным размешиванием, что нелегко осуществить, поскольку суспензия преимущественно находится в неподвижном состоянии. Контроль скоростей сбора с помощью светового луча, который проходит только через межэлектродные пространства, едва ли приемлем, поскольку он не дает информации о собранных частицах, которые скрыты "за" электродами.
Задачей изобретения является усовершенствование известных способа и устройства для установления диэлектрофорезных скоростей сбора и спектров скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц в суспензии и оценки или идентификации таких частиц в суспензии путем сопоставления с известными спектрами скоростей сбора известных типов частиц. Частицы, к которым изобретение может быть применено, включают различные типы живых частиц, таких, как микроорганизмы и клетки, например, кровяные клетки, подклеточные частицы, например, вирусы и плазмиды, и частицы из неживого материала, например, латексные шарики, которые могут быть, а могут не быть покрыты живым материалом; далее для краткости упоминаются просто частицы, однако это понятие необходимо толковать в самом широком смысле.
Предложен способ определения диэлектрофоретических скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц, отличающийся от вышеописанного известного способа тем, что обеспечивают протекание жидкой суспензии через электродную структуру, при этом измерение импульса увеличенной концентрации частиц, освобожденных в результате прекращения возбуждения электродной структуры и собранных вблизи последней осуществляют в месте к низу от электродной структуры.
Предпочтительно, если процесс индуцирования осуществляют многократно, при этом используют различные частоты подаваемого переменного напряжения во время последовательных периодов возбуждения электродной структуры для обеспечения возможности получения информации, необходимой для установления общих или критических диапазонов спектра диэлектрофоретических скоростей сбора суспензии.
В предпочтительном варианте выполнения способа по изобретению обеспечивают сравнение полученной информации, необходимой для установления общих или критических диапазонов спектра диэлектрофоретических скоростей сбора суспензии с соответствующей известной информацией, относящейся к спектрам скорости сбора конкретных идентифицированных частиц, для установления относительной и/или абсолютной концентрации таких идентифицированных частиц, требуемых в исследуемой суспензии для соответствия полученным данным.
Согласно другому аспекту изобретения, оно предлагает устройство для определения диэлектрофоретических скоростей сбора частиц в жидкой суспензии, содержащее камеру для жидкой суспензии, электродную систему, расположенную с возможностью воздействия на эту жидкую суспензию внутри камеры, средство подачи переменного напряжения на электроды электродной системы для создания в жидкой суспензии пространственного неоднородного электрического поля и для диэлектрофорезного сбора вблизи этих электродов взвешенных в жидкой суспензии электрически поляризуемых частиц внутри камеры, отличающееся тем, что, оно дополнительно оснащено средством, предназначенным для обеспечения протекания жидкости через камеру, при этом вход и выход камеры расположены таким образом, чтобы жидкость, протекающая через камеру от входа к выходу, проходила электродную структуру.
В предпочтительном варианте выполнения средство, предназначенное для обеспечения протекания жидкости через камеру, представляет собой средство циркуляции жидкости, предназначенное для рециркуляции жидкости от выхода к входу камеры.
Еще один предпочтительный вариант выполнения устройства по изобретению предусматривает, что средство для измерения концентрации частиц содержит источник света, предназначенный для проецирования луча света через камеру, размещенный вниз от электродной структуры, и световое детекторное средство, чувствительное к изменению интенсивности светового луча, прошедшего через камеру, обусловленному увеличенной или уменьшенной адсорбцией или рассеиванию светового луча за счет увеличения или уменьшения концентрации частиц, взвешенных в жидкой суспензии в момент прохождения через последнюю светового луча.
На фиг. 1 показано схематическое перспективное изображение камеры, снабженной системой электродов для использования в соответствии с изобретением; на фиг. 2 схематическое изображение устройства согласно изобретению, включающего камеру, изображенную на фиг. 1; на фиг. 3 изображение изменения во времени абсорбции светового луча в устройстве на фиг. 2 во время и после периода сбора микроорганизмов или других частиц при использовании этого устройства; на фиг. 4 изображение спектров скоростей сбора четырех различных микроорганизмов, установленных в ходе предыдущих работ.
Блок камеры, изображенный на фиг. 1 и обозначенный "БК", включает заднюю пластину 1 и переднюю пластину 2, выполненные из стекла и прозрачные, с проложенным между ними листом-разделителем 3. Центральная часть разделителя 3 удалена так, чтобы образовывать между пластинами 1 и 2 тонкую камеру 4. Толщина разделителя 3 может составлять порядка 0,05 мм, однако может варьировать в широком диапазоне, что зависит от размеров взвешенных частиц, с которыми может происходить взаимодействие. Пластина 2 снабжена входом 5 и выходом 6, открытыми к камере 4. Камера 4 может иметь порядка 10 мм в высоту и 40 мм в длину. Задняя пластина 1 имеет сверху электродную структуру в форме металлического слоя, например, из алюминия, нанесенного на нее толщиной, например, 1 мкм, а затем вытравленного, чтобы обеспечить пару взаимопереплетенных электродов 7 и 8, объединенных с связующими терминальными лепестками 9 и 10 соответственно. Каждый электрод может быть образован восемью параллельными пальцами шириной 0,06 мм каждый и отделенными от каждого соседнего пальца другого электрода на 0,06 мм, а центральная часть длины каждого пальца находится внутри камеры 4, чтобы быть в непосредственной близости к находящейся в ней жидкости, хотя может присутствовать защитная пленка из изолирующего материала для недопущения фактического контакта между жидкостями и электродами. Форма электродов такова, чтобы обеспечивать пространственно абсолютно неоднородное электрическое поле в непосредственной близости от них когда на них подается напряжение. Электроды 7 и 8 расположены ближе к входу 5, чем к выходу 6, оставляя между электродами и выходом 6 область 11 в камере 4, через которую луч света (например, длиной волны 450 или 660 нм, или другой длиной волны, более подходящей для конкретного материала), обозначенный стрелкой 12, может подаваться без помехи в виде электродов 7 и 8.
Блок камеры БК, изображенный на фиг. 1, включен в устройство согласно изобретению, изображенное на фиг. 2. Он включает резервуар 13 с жидкой суспензией 14, содержащей частицы, например, микроорганизмы, которые необходимо идентифицировать. Трубка 15, соединенная с входом 5 блока камеры, погружается в жидкую суспензию 14 в резервуаре 13, и выход 6 блока камеры соединен трубкой 16 с насосом 17, который может быть перистальтическим насосом, который прогоняет жидкую суспензию через камеру 4 и возвращает ее в резервуар 13 через возвратную трубку 18, например, в объеме 0,1-1,0 мл в 1 мин. Воздух из воздуховода 19 в виде пузырьков проходит через суспензию 14 в резервуаре и служит как для перемешивания суспензии, так и для ее аэрации. Также внутри резервуара 13 находится рН-измеритель 20 для контроля уровня рН суспензии 14, чтобы позволять поддерживать его в требуемых постоянных рамках, поскольку выяснилось, что скорость сбора микроорганизмов с помощью диэлектрофореза на электродах 7 и 8 зависит от уровня рН суспензии. Предпочтительнее, чтобы все устройство содержалось в условиях требуемой постоянной температуры, поскольку изменения температуры также могут оказывать влияние на темпы сбора.
Устройство также включает сигнальный генератор 21, вырабатывающий переменное напряжение избранной частоты и амплитуды, которая может быть подана с помощью переключателя 22 на осциллоскоп 23, который служит для его контроля и на электроды 7 и 8 блока камеры БК. Для удобства напряжение, подаваемое на электроды, имеет амплитуду, установленную в диапазоне 5-30 В, и частоты в диапазоне от 10 Гц до 10 МГц или более. Также имеются источник света, предпочтительнее источник света ЛЕД 24, запитываемый энергией посредством источника энергии 25 как показано на фиг. 1, предназначенный для проецирования луча света 12 через камеру 4, и фотометр, обозначенный цифрой 26 на фиг. 1, который измеряет интенсивность луча 12 после его прохождения через камеру 4 и обеспечивает входные данные для графопостроителя 27.
При использовании устройства, когда насос 17 постоянно прогоняет поток суспензии 14 сквозь камеру 4 и рециркулирует его в резервуар 13, переключатель 22 замкнут на период, например, 5 с для подачи напряжения с сигнального генератора 21, которое имеет заранее определенную амплитуду и избранную частоту, на электроды 7 и 8 и выработки пространственно неоднородного переменного электрического поля в суспензии вблизи электродов, в результате чего микроорганизмы суспензии движутся под воздействием диэлектрофореза и собираются на электродах или вблизи их. Когда переключатель 22 разомкнут, собранные микроорганизмы освобождаются и уносятся вниз непрерывным потоком жидкой суспензии, чтобы пройти через световой луч 12 в виде локализованного импульса повышенной концентрации микроорганизмов в суспензии.
Результирующая форма выходного сигнала фотометра, записанная графопостроителем 27 и представляющая измеренную интенсивность 1 светового луча 12 как функцию времени t, указана на фиг. 3. В отсутствие подаваемого на электроды 7 и 8 напряжения, впрямую замеренная интенсивность луча I1 меньше величины I0, которая будет представлять интенсивность луча перед его прохождением через блок камеры БК. Разница I0-I1 представляет потерю интенсивности во время прохождения через блок камеры БК, преимущественно из-за абсорбции и/или рассеяния света микроорганизмами взвешенными в протекающей через камеру 4 жидкости. Когда переменное напряжение подается на электроды 7 и 8 на время t1, измеряемая интенсивность света резко возрастает до величины I2, поскольку микроорганизмы начинают собираться на электродах или вблизи них и их концентрация в находящейся внизу жидкости, когда она проходит через световой луч 12, резко снижается. За промежуток до времени t2, когда поданное напряжение отключается, темп сбора на электродах начинает уменьшаться и измеряемая интенсивность светового луча начинает снижаться, поскольку концентрация микроорганизмов под электродами начинает соответственно возрастать. Снятие подаваемого напряжения в момент t2 приводит к внезапному освобождению с электродов собранных микроорганизмов, которые переносятся вниз в виде высоко локализованного импульса увеличенной концентрации микроорганизмов в текущей суспензии, вызывая резкое снижение интенсивности луча до незначительной величины I3при прохождении импульса через луч. Мгновенье спустя, в момент t3, импульс проходит, и измеряемая интенсивность луча возвращается к своей обычной величине I1. Увеличение абсорбции, выражаемое разницей интенсивности I1-I3 (возможно, на величину 100), представляет собой гораздо более точную меру количества микроорганизмов, собранных за интервал от t1 до t2, и, следовательно, первоначальной скорости сбора, чем относительно небольшое увеличение интенсивности от I1 до I2, которое является прямым последствием скорости сбора.
После того, как импульс суспензии с увеличенной концентрацией прошел через световой луч 12, он быстро рассеивается во время его перекачивания в резервуар 13, где он далее размешивается с помощью воздуха из воздуховода 14. Последующие подачи переменного напряжения на электроды 7 и 8 с различными частотами, предпочтительнее в автоматическом режиме, под контролем компьютера 28, как это схематически указано на фиг. 2, могут следовать одна за другой в быстрой последовательности для установления информации, которая, будучи заложенной в компьютер, будет определять спектр темпа сбора экзаменуемой жидкости. Таким образом, время необходимое для получения спектра сбора в диапазоне частот от 10 Гц до 1 МГц может быть сокращено с более чем дня, как требуют уже известные способы, до 5 мин или менее. Сравнение определяющей информации полученного таким образом спектра с соответствующей информацией от известных спектров избранных индивидуально микроорганизмов или других относящихся к делу частиц для получения анализа содержания частиц в экзаменуемом образце может быть также осуществлено весьма быстро при использовании соответствующей компьютерной программы так, чтобы анализы образцов могли быть быстро осуществлены с использованием устройства и способа согласно изобретению.
Спектры темпа сбора для четырех микроорганизмов, известные из предыдущей работы (фиг. 4), где кривые соответственно представляют спектры скоростей сбора Staphylococcus aureus, Pseudomonas fluorescens, E.coli и B.cereus.
Вместо того, чтобы использовать эти известные результаты в качестве эталонных спектров, было бы лучше, воспользовавшись данным устройством согласно изобретению, создать библиотеку таких эталонных спектров, полученных с использованием этого устройства с условиями функционирования, установленными в процессе последовательного применения устройства. В целом, однако, устройства требуют лишь незначительной повседневной калибровки, обеспечивая в то же время необычно высокую чувствительность, повышенную селективность для микробов и других типов частиц, а также повышенную скорость и простоту действия в сравнении с известным устройством.
Как было упомянуто выше, электроды 7 и 8 могут выполняться из алюминия и изготавливаться посредством наложения слоя металла на стеклянную пластину с последующим вытравливанием для обеспечения требуемой формы электрода. Вместо алюминия могут применяться платиновые или позолоченные хромовые электроды, изготавливаемые либо с помощью вытравливания, либо с помощью технологии "подъема", при которой на субстрате перед наложением металлического слоя с помощью подходящего материала, например, фотостойкого материала, формируется форма-маска, удалением которой затем удаляются ненужные области отложившегося металла так, чтобы металл оставался только в тех местах, где он отложился непосредственно на субстрат.

Claims (6)

  1. Способ определения диэлектрофоретических скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц в жидкой суспензии, предусматривающий индуцирование диэлектрофорезного сбора вблизи электродной структуры взвешенных в жидкости диэлектрически поляризуемых частиц за счет создания в жидкой суспензии пространственно неоднородного переменного электрического поля при возбуждении электродной структуры на заранее определенный промежуток времени переменным напряжением заранее выбранной частоты с последующими прекращением возбуждения электродной структуры и измерением импульса увеличенной концентрации освобожденных в результате этого прекращения возбуждения частиц, отличающийся тем, что обеспечивают протекание жидкой суспензии через электродную структуру, при этом измерение импульса увеличенной концентрации частиц, освобожденных в результате прекращения возбуждения электродной структуры и собранных вблизи последней, осуществляют в месте книзу от электродной структуры.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс индуцирования осуществляют многократно, при этом используют различные частоты подаваемого переменного напряжения во время последовательных периодов возбуждения электродной структуры для получения информации, необходимой для установления общих или критических диапазонов спектра диэлектрофоретических скоростей сбора суспензии.
  3. 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что обеспечивают сравнение полученной информации, необходимой для установления общих или критических диапазонов спектра диэлектрофоретических скоростей сбора суспензии с соответствующей известной информацией, относящейся к спектрам скорости сбора конкретных идентифицированных частиц, для установления относительной и/или абсолютной концентрации таких идентифицированных частиц, требуемых в исследуемой суспензии для соответствия полученным данным.
  4. 4. Устройство для определения диэлектрофоретических скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц в жидкой суспензии, содержащее камеру для жидкой суспензии, электродную систему, расположенную с возможностью воздействия на эту жидкую суспензию внутри камеры, средство подачи переменного напряжения на электроды электродной системы для создания в жидкой суспензии пространственно неоднородного электрического поля и для диэлектрофорезного сбора вблизи этих электродов взвешенных в жидкой суспензии электрически поляризуемых частиц внутри камеры, отличающееся тем, что оно дополнительно оснащено средством, предназначенным для обеспечения протекания жидкости через камеру, при этом вход и выход камеры расположены так, чтобы жидкость, протекающая через камеру от входа к выходу, проходила электродную структуру.
  5. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что средство, предназначенное для обеспечения протекания жидкости через камеру, представляет собой средство циркуляции жидкости, предназначенное для рециркуляции жидкости от выхода к входу камеры.
  6. 6. Устройство по пп.4 и 5, отличающееся тем, что средство для измерения концентрации частиц содержит источник света, предназначенный для проецирования луча света через камеру, размещенный вниз от электродной структуры, и световое детекторное средство, чувствительное к изменению интенсивности светового луча, прошедшего через камеру, обусловленному увеличенной или уменьшенной абсорбцией, или рассеиванию светового луча за счет увеличения или уменьшения концентрации частиц, взвешенных в жидкой суспензии в момент прохождения через последнюю светового луча.
SU905001396A 1989-11-27 1990-11-27 Способ определения диэлектрофоретических скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц в жидкой суспензии и устройство для его осуществления RU2055884C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB898926781A GB8926781D0 (en) 1989-11-27 1989-11-27 Identification of micro-organisms
GB8926781.9 1989-11-27
PCT/GB1990/001836 WO1991008284A1 (en) 1989-11-27 1990-11-27 Dielectrophoretic characterisation of microorganisms and other particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2055884C1 true RU2055884C1 (ru) 1996-03-10

Family

ID=10666981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU905001396A RU2055884C1 (ru) 1989-11-27 1990-11-27 Способ определения диэлектрофоретических скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц в жидкой суспензии и устройство для его осуществления

Country Status (13)

Country Link
EP (1) EP0455777B1 (ru)
JP (1) JP2987201B2 (ru)
AT (1) ATE118812T1 (ru)
AU (1) AU643731B2 (ru)
CA (1) CA2045479C (ru)
DE (1) DE69017195T2 (ru)
DK (1) DK0455777T3 (ru)
ES (1) ES2071123T3 (ru)
FI (1) FI94646C (ru)
GB (2) GB8926781D0 (ru)
NO (1) NO912923L (ru)
RU (1) RU2055884C1 (ru)
WO (1) WO1991008284A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2122025C1 (ru) * 1997-10-31 1998-11-20 Александр Степанович Иванов Устройство для оценки качества продуктов живой и неживой природы
RU2346031C1 (ru) * 2007-05-30 2009-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии" ФГУП ВНИРО Устройство для определения качества продуктов живой и неживой природы
RU2415399C1 (ru) * 2010-02-27 2011-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) Устройство для анализа воды
RU174320U1 (ru) * 2017-01-09 2017-10-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт метрологии" (ФГУП "СНИИМ") Измерительная ячейка для диэлектрофоретических исследований

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9208357D0 (en) * 1992-04-16 1992-06-03 British Tech Group Apparatus for separating a mixture
US5427663A (en) * 1993-06-08 1995-06-27 British Technology Group Usa Inc. Microlithographic array for macromolecule and cell fractionation
GB9503436D0 (en) * 1995-02-21 1995-04-12 Mini Agriculture & Fisheries Dielectrophoresis
US5626734A (en) * 1995-08-18 1997-05-06 University Technologies International, Inc. Filter for perfusion cultures of animal cells and the like
EP0785428B1 (de) * 1996-01-22 2004-04-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Lagestabile Positionierung aktiv beweglicher Einzeller
EP0929658A4 (en) 1996-08-26 2005-11-02 Univ Princeton REVERSIBLE SEALABLE DEVICE FOR SORTING MICROSTRUCTURES
TW391881B (en) 1996-09-25 2000-06-01 Baxter Int Method and apparatus for filtering suspensions of medical and biological fluids or the like
ES2143362B1 (es) * 1997-02-28 2000-12-16 Univ Valencia Politecnica Aparato y metodo para caracterizar particulas polarizables por dielectroforesis.
WO2000058503A2 (en) * 1999-03-30 2000-10-05 Zetatronics Limited Improved method for detecting micro-organisms
IT1309430B1 (it) * 1999-05-18 2002-01-23 Guerrieri Roberto Metodo ed apparato per la manipolazione di particelle per mezzo delladielettroforesi
GB2358473B (en) * 2000-01-22 2003-10-08 Cell Analysis Ltd Methods and apparatus for detecting microscopic bodies
JP4671084B2 (ja) * 2000-12-08 2011-04-13 和光純薬工業株式会社 誘電泳動装置用電極、その製法及び誘電泳動装置並びに該電極を使用する物質の分離方法及び検出方法
JPWO2002023180A1 (ja) * 2000-09-18 2004-01-22 株式会社日立製作所 抽出装置及び化学分析装置
DE10203636B4 (de) * 2002-01-30 2004-02-12 Testo Gmbh & Co Vorrichtung zum Nachweis von Partikeln in einem Fluid
ES2375724T3 (es) 2002-09-27 2012-03-05 The General Hospital Corporation Dispositivo microflu�?dico para seperación de células y sus usos.
WO2004055505A1 (en) 2002-12-12 2004-07-01 Aura Biosystems Inc. Dielectrophoretic particle profiling system and method
ITBO20040420A1 (it) 2004-07-07 2004-10-07 Type S R L Macchina per taglio e formatura di piattine metalliche
RU2296327C2 (ru) * 2004-08-30 2007-03-27 Федеральное государственное учреждение науки "Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии "Вектор" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (ФГУН ГНЦ ВБ "Вектор" Роспотребнадзора) Способ дифференциальной диагностики заболеваний печени
US20070196820A1 (en) 2005-04-05 2007-08-23 Ravi Kapur Devices and methods for enrichment and alteration of cells and other particles
ITBO20050481A1 (it) 2005-07-19 2007-01-20 Silicon Biosystems S R L Metodo ed apparato per la manipolazione e/o l'individuazione di particelle
US8921102B2 (en) 2005-07-29 2014-12-30 Gpb Scientific, Llc Devices and methods for enrichment and alteration of circulating tumor cells and other particles
ITBO20050646A1 (it) 2005-10-26 2007-04-27 Silicon Biosystem S R L Metodo ed apparato per la caratterizzazione ed il conteggio di particelle
ITTO20060226A1 (it) 2006-03-27 2007-09-28 Silicon Biosystem S P A Metodo ed apparato per il processamento e o l'analisi e o la selezione di particelle, in particolare particelle biologiche
GB0700538D0 (en) * 2007-01-11 2007-02-21 Intellitect Water Ltd Apparatus for measuring the turbidity of water
ITTO20070771A1 (it) 2007-10-29 2009-04-30 Silicon Biosystems Spa Metodo e apparato per la identificazione e manipolazione di particelle
JP5160878B2 (ja) * 2007-12-21 2013-03-13 浜松ホトニクス株式会社 試料同定装置および試料同定方法
IT1391619B1 (it) 2008-11-04 2012-01-11 Silicon Biosystems Spa Metodo per l'individuazione, selezione e analisi di cellule tumorali
US10895575B2 (en) 2008-11-04 2021-01-19 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Method for identification, selection and analysis of tumour cells
CA2782123C (en) 2009-03-17 2017-05-02 Silicon Biosystems S.P.A. Microfluidic device for isolation of cells
IT1403518B1 (it) 2010-12-22 2013-10-31 Silicon Biosystems Spa Dispositivo microfluidico per la manipolazione di particelle
ITTO20110990A1 (it) 2011-10-28 2013-04-29 Silicon Biosystems Spa Metodo ed apparato per l'analisi ottica di particelle a basse temperature
ITBO20110766A1 (it) 2011-12-28 2013-06-29 Silicon Biosystems Spa Dispositivi, apparato, kit e metodo per il trattamento di un campione biologico
EP3361231B1 (en) * 2015-10-07 2021-02-17 AFI Corporation Inspection device, inspection system, and inspection method
GB2561194A (en) * 2017-04-04 2018-10-10 Galloway Roma Quick count device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4326934A (en) * 1979-12-31 1982-04-27 Pohl Herbert A Continuous dielectrophoretic cell classification method
WO2014203960A1 (ja) 2013-06-21 2014-12-24 株式会社ニコン 振動データ生成プログラム、および振動データ生成装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Дж.А.Р.Прайс, Дж.П.Х.Берт и Р.Петиг. Биохимика, Биофизика Акта, 964 (1988), с. 221 - 230. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2122025C1 (ru) * 1997-10-31 1998-11-20 Александр Степанович Иванов Устройство для оценки качества продуктов живой и неживой природы
RU2346031C1 (ru) * 2007-05-30 2009-02-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии" ФГУП ВНИРО Устройство для определения качества продуктов живой и неживой природы
RU2415399C1 (ru) * 2010-02-27 2011-03-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) Устройство для анализа воды
RU174320U1 (ru) * 2017-01-09 2017-10-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт метрологии" (ФГУП "СНИИМ") Измерительная ячейка для диэлектрофоретических исследований

Also Published As

Publication number Publication date
GB9025785D0 (en) 1991-01-09
GB2238619A (en) 1991-06-05
AU6748790A (en) 1991-06-26
WO1991008284A1 (en) 1991-06-13
EP0455777B1 (en) 1995-02-22
FI94646B (fi) 1995-06-30
EP0455777A1 (en) 1991-11-13
AU643731B2 (en) 1993-11-25
NO912923L (no) 1991-09-23
JPH05504620A (ja) 1993-07-15
DK0455777T3 (da) 1995-05-08
ES2071123T3 (es) 1995-06-16
DE69017195T2 (de) 1995-06-29
FI94646C (fi) 1995-10-10
GB2238619B (en) 1994-07-13
CA2045479A1 (en) 1991-05-28
ATE118812T1 (de) 1995-03-15
JP2987201B2 (ja) 1999-12-06
GB8926781D0 (en) 1990-01-17
DE69017195D1 (de) 1995-03-30
NO912923D0 (no) 1991-07-26
FI913579A0 (fi) 1991-07-26
CA2045479C (en) 2002-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2055884C1 (ru) Способ определения диэлектрофоретических скоростей сбора диэлектрически поляризуемых частиц в жидкой суспензии и устройство для его осуществления
US5344535A (en) Dielectrophoretic characterization of micro-organisms and other particles
JP4105767B2 (ja) 誘電泳動を用いて粒子をテストする装置および方法
US9310334B2 (en) Method and apparatus for characterizing and counting particles, in particular biological particles
US8702947B2 (en) Device and method for measuring microspheres
US7063777B2 (en) Dielectrophoretic particle profiling system and method
JPS61137062A (ja) 微粒子を分類する方法及びその装置
WO2008010267A1 (fr) procédé et appareil d'évaluation de LA résistance de diélectrophorèse de fines particules
JP2003066004A (ja) 微粒子分離方法、微粒子分離装置、およびセンサ
US5581349A (en) Method for biological cell and particulate analysis
JP2012071256A (ja) 微小物体捕集装置、微小物体量測定装置、微小物体捕集方法および微小物体量測定方法。
JP3743619B2 (ja) 微生物数・微生物濃度測定装置および微生物数・微生物濃度測定方法
Lim et al. Measurement of diffusion coefficient and electrophoretic mobility with a quasielastic light‐scattering–band‐electrophoresis apparatus
JP3734131B2 (ja) 微生物数測定装置および微生物数測定方法
JPS6244647A (ja) 粒子特性測定用フロ−セル
JP4128084B2 (ja) 試料の特性化方法およびその装置
Josefowicz Electrophoretic light scattering and its application to the study of cells
JPS60248164A (ja) 生体細胞分析装置
Liao Fast and Sensitive Detection of Bacteria by Means of AC Electrokinetics and Micro-Raman Spectroscopy
JPH0312698B2 (ru)