RU87165U1

RU87165U1 - DEVICE FOR INCUBATION OF A BIOCHIP WITH CELL SUSPENSION AND ITS WASHING

Info

Publication number: RU87165U1
Application number: RU2009119879/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Валентинович Шишкин; Наталья Геннадьевна Овчинина; Евгений Николаевич Никитин; Николай Александрович Кирьянов; Валентин Александрович Шишкин; Надежда Николаевна Шишкина
Original assignee: Александр Валентинович Шишкин
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2009-09-27

Abstract

1. Устройство для инкубации биочипа с клеточной суспензией и его отмывки, содержащее корпус для размещения биочипа, отводящую трубку, отводящее отверстие и запирающее его приспособление, отличающееся тем, что оно снабжено поршнем, установленным в корпусе, а отводящая трубка выполнена съемной. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в поршне выполнено отводящее отверстие, при этом устройство снабжено приспособлением, запирающим ток жидкости через данное отверстие. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что запирающее приспособление выполнено в виде подвижной секции. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поршень выполнен из прозрачного материала. ! 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что оно снабжено источником света. ! 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено приспособлением для крепления в центрифуге. ! 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено съемной крышкой, устанавливаемой на корпусе. ! 8. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что имеет шток, который выполнен в виде трубки, сообщающейся с отводящим отверстием в поршне. ! 9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено ограничителем хода поршня.1. A device for incubating a biochip with a cell suspension and washing it, comprising a housing for accommodating the biochip, a discharge tube, a discharge hole and its locking device, characterized in that it is equipped with a piston mounted in the housing, and the discharge tube is removable. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the outlet hole is made in the piston, while the device is equipped with a device that blocks the flow of fluid through the hole. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the locking device is made in the form of a movable section. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the piston is made of a transparent material. ! 5. The device according to claim 4, characterized in that it is equipped with a light source. ! 6. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for mounting in a centrifuge. ! 7. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a removable cover mounted on the housing. ! 8. The device according to claims 1 and 2, characterized in that it has a rod, which is made in the form of a tube communicating with a discharge hole in the piston. ! 9. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a piston stroke limiter.

Description

Полезная модель относится к области медицины, а также может быть использована в ветеринарии и биологии.The utility model relates to medicine, and can also be used in veterinary medicine and biology.

Известно устройство для инкубации и отмывки биочипа, используемое при выполнении исследований клеточных суспензий, представляющее собой чашку Петри или иную емкость, на дне которой закреплен биочип. (См. А.В.Шишкин, И.И.Шмырев, С.А.Кузнецова, Н.Г.Овчинина, А.А.Бутылин, Ф.И.Агауллаханов, А.И.Воробьев «Иммунологические биочипы для параллельного определения поверхностных антигенов и морфологического исследования клеток», Биологические мембраны, 2008, том 25, №4, с.277-284)A device for incubation and washing of a biochip is known, which is used when performing studies of cell suspensions, which is a Petri dish or other container, on the bottom of which a biochip is fixed. (See A.V. Shishkin, I.I. Shmyrev, S.A. Kuznetsova, N.G. Ovchinina, A.A. Butylin, F.I. Agaullakhanov, A.I. Vorobyov “Immunological biochips for parallel determination surface antigens and morphological studies of cells ”, Biological membranes, 2008, volume 25, No. 4, p.277-284)

Известно устройство для инкубации и отмывки биочипа, используемое при выполнении исследований клеточных суспензий (см. А.В.Шишкин, И.И.Шмырев, С.А.Кузнецова, Н.Г.Овчинина, А.А.Бутылин, Ф.И.Атауллаханов, А.И.Воробьев «Иммунологические биочипы для исследования эритроцитов человека», «Биологические мембраны». - 2008. - №4 - С.267-276), взятое в качестве прототипа, и представляющее собой проточною камеру, содержащею корпус, имеющий капилляр (емкость), одну из стенок которого образует биочип, приводящее и отводящее отверстия, приводящую и отводящую трубки и запирающее приспособление.A device for incubation and washing of the biochip is used when performing studies of cell suspensions (see A.V. Shishkin, I.I. Shmyrev, S.A. Kuznetsova, N.G. Ovchinina, A.A. Butylin, F.I. .Ataullakhanov, A.I. Vorobyov “Immunological biochips for the study of human erythrocytes”, “Biological membranes.” - 2008. - No. 4 - P.267-276), taken as a prototype, and representing a flow chamber containing a housing, having a capillary (capacity), one of the walls of which is formed by a biochip, leading and discharging holes, leading and discharging tubes and locking device.

Недостатками известных устройств являются продолжительное время проведения анализа, обусловленное невозможностью ускоренного осаждения клеток на поверхность биочипа путем центрифугирования и достаточно длительным процессом отмывки.The disadvantages of the known devices are the long analysis time, due to the impossibility of accelerated deposition of cells on the surface of the biochip by centrifugation and a rather lengthy washing process.

Задачей заявленной полезной модели является уменьшение длительности выполнения анализа.The objective of the claimed utility model is to reduce the duration of the analysis.

Поставленная задача решаете за счет того, что согласно полезной модели, устройство для инкубации биочипа с клеточной суспензией и его отмывки, содержащее корпус для размещения биочипа, отводящую трубку, отводящее отверстие и запирающее его приспособление, снабжено поршнем, установленным в корпусе, а отводящая трубка выполнена съемной.The problem is solved due to the fact that, according to a utility model, a device for incubating a biochip with a cell suspension and washing it, containing a housing for accommodating a biochip, a discharge tube, a discharge hole and its locking device, is equipped with a piston installed in the housing, and the discharge tube is made removable.

В поршне выполнено отводящее отверстие, при этом устройство снабжено приспособлением, запирающим ток жидкости через данное отверстие.A discharge hole is made in the piston, while the device is equipped with a device that blocks the flow of fluid through this hole.

Запирающее приспособление выполнено в виде подвижной секции.The locking device is made in the form of a movable section.

Поршень выполнен из прозрачного материала.The piston is made of transparent material.

Устройство снабжено источником света для освещения биочипа.The device is equipped with a light source for lighting the biochip.

Устройство снабжено приспособлением для крепления в центрифуге.The device is equipped with a device for mounting in a centrifuge.

Устройство снабжено съемной крышкой, устанавливаемой на корпусе.The device is equipped with a removable cover mounted on the housing.

Устройство имеет шток, который выполнен в виде трубки, которая сообщается с отводящим отверстием в поршне.The device has a rod, which is made in the form of a tube that communicates with a discharge hole in the piston.

Устройство снабжено ограничителем хода поршня.The device is equipped with a piston stroke limiter.

Использование заявленной полезной модели снижает длительность и трудоемкость выполнения анализа, что достигается за счет ускоренного осаждения клеток на поверхность биочипа путем центрифугирования, а также за счет более быстрой отмывки биочипа, при которой поток жидкости создается за счет движения поршня. Наличие отводящего отверстия в поршне позволяет устранять воздух, находящийся между поршнем и уровнем жидкости. Наличие ограничителя хода поршня позволяет исключить его контакт с поверхностью биочипа и исключает повреждение связанных с биочипом клеток. Возможность крепления устройства в центрифуге (с помощью соответствующего приспособления) позволяет осуществлять ускоренное осаждение клеток на поверхность биочипа при его инкубации с клеточной суспензией. Выполнение запирающего приспособления в виде подвижной секции, а также выполнение отводящей трубки съемной делает устройство более компактным, что способствует его более удобному креплению в центрифуге. Наличие съемной крышки позволяет исключить выливание или расплескивание жидкости. Наличие источника света позволяет осуществлять подсветку биочипа и контролировать процесс отмывки биочипа с использованием микроскопии (для этого используют инвертированный микроскоп).Using the claimed utility model reduces the duration and complexity of the analysis, which is achieved due to the accelerated deposition of cells on the surface of the biochip by centrifugation, as well as due to faster washing of the biochip, in which the fluid flow is created due to the movement of the piston. The presence of a discharge hole in the piston eliminates the air located between the piston and the liquid level. The presence of a piston stroke limiter makes it possible to exclude its contact with the surface of the biochip and eliminates damage to cells associated with the biochip. The ability to mount the device in a centrifuge (using the appropriate device) allows for the accelerated deposition of cells on the surface of the biochip during its incubation with a cell suspension. The implementation of the locking device in the form of a movable section, as well as the execution of the discharge tube removable makes the device more compact, which contributes to its more convenient mounting in a centrifuge. The presence of a removable cover eliminates spillage or splashing of the liquid. The presence of a light source makes it possible to illuminate the biochip and to control the washing process of the biochip using microscopy (an inverted microscope is used for this).

Полезная модель поясняется чертежом, гдеThe utility model is illustrated in the drawing, where

на фиг.1 представлен общий вид устройства (в разрезе);figure 1 presents a General view of the device (in section);

на фиг.2 представлен общий вид биочипа (вид сверху).figure 2 presents a General view of the biochip (top view).

Устройство состоит из корпуса 1 (фиг.1), который имеет основную секцию 2 и прижимающую секцию 3. Секция 3 снабжена дополнительной прозрачной стенкой 4. В корпусе 1 между основной секцией 2 и прижимающей секцией 3 скрепляется биочип 5. Биочип 5 (фиг.2) представляет собой пластинку (подложку), на поверхности которой имеется рабочая область 6, где в строго определенных участках (пятнах) 7 иммобилизованы антитела, способные связываться с поверхностными антигенами клеток. Участки (пятна) 7 отделены друг от друга фоновыми участками 8, не имеющими иммобилизованных антител. За пределами рабочей области 6 имеются выступающие участки 9, с помощью которых обеспечивается крепление биочипа 5 в корпусе устройства. Крепление биочипа 5 в корпусе 1 (фиг.1) устройства герметизируется прокладкой 10. Выше места крепления биочипа внутреннее сечение корпуса 1 по форме и размерам соответствует рабочей области 6 биочипа 5 (фиг.2). Корпус 1 (фиг.1) снабжен съемным адаптером 11, обеспечивающим крепление устройства в центрифуге. В корпусе 1 выполнено одно или несколько отводящих отверстий 12, предназначенных для оттока жидкости, которые закрываются и открываются с помощью запирающего приспособления 13, подвижно закрепленного на корпусе 1 или выполненного съемным. Запирающее приспособление 13 имеет отверстия 14. В корпусе 1 размещен съемной поршень 15, который выполнен из прозрачного материала. Поршень 15 снабжен ограничителем 16, препятствующим его контакту с поверхностью биочипа. Ограничитель 16 представляет собой выступ, расположенный по краю поршня 15. В поршне 15 выполнено отверстие 17, предназначенное для выхода воздуха, присутствующего между поршнем и жидкостью, находящейся в корпусе 1 устройства во время проведения анализа. В отверстии 17 закреплен шток 18, представляющий собой трубку. На штоке 18 установлена съемная эластичная трубка 19 (на которую можно накладывать зажим), или иное запирающее приспособление. При вынутом поршне 15 со штоком 18 на корпусе 1 при необходимости устанавливается съемная крышка 20. Устройство снабжено приспособлением светодиодом 21, предназначенным для освещения биочипа при выполнении контроля качества отмывки с помощью микроскопии. Светодиод 21 с помощью проводов 22 соединяется с источником электропитания (на чертеже не указан). Устройство снабжено съемными отводящими трубками 23, концы которых закрепляются в отверстиях 14 запирающего приспособления 13.The device consists of a housing 1 (Fig. 1), which has a main section 2 and a pressing section 3. Section 3 is provided with an additional transparent wall 4. In the housing 1, a biochip 5 is fastened between the main section 2 and the pressing section 3. Biochip 5 (Fig. 2 ) is a plate (substrate), on the surface of which there is a working area 6, where in strictly defined areas (spots) 7 antibodies are immobilized that can bind to surface antigens of cells. Sites (spots) 7 are separated from each other by background sections 8 that do not have immobilized antibodies. Outside the working area 6, there are protruding sections 9, with the help of which the biochip 5 is secured in the device case. The fastening of the biochip 5 in the housing 1 (Fig. 1) of the device is sealed with a gasket 10. Above the fastening point of the biochip, the internal section of the housing 1 in shape and size corresponds to the working area 6 of the biochip 5 (Fig. 2). The housing 1 (figure 1) is equipped with a removable adapter 11, which secures the device in a centrifuge. In the housing 1, one or more outlet holes 12 are provided for outflow of liquid, which are closed and opened using a locking device 13, movably mounted on the housing 1 or made removable. The locking device 13 has holes 14. In the housing 1 there is a removable piston 15, which is made of a transparent material. The piston 15 is equipped with a limiter 16, which prevents its contact with the surface of the biochip. The limiter 16 is a protrusion located at the edge of the piston 15. A hole 17 is made in the piston 15 to allow air to escape between the piston and the liquid in the housing 1 of the device during analysis. In the hole 17 is fixed to the rod 18, which is a tube. A removable elastic tube 19 (on which a clip can be applied) or another locking device is mounted on the stem 18. When the piston 15 with the rod 18 is removed, a removable cover 20 is installed on the housing 1 if necessary. The device is equipped with a LED 21 device designed to illuminate the biochip when performing washing quality control using microscopy. LED 21 using wires 22 is connected to a power source (not shown in the drawing). The device is equipped with removable outlet pipes 23, the ends of which are fixed in the holes 14 of the locking device 13.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Биочип 5 закрепляют в корпусе 1 устройства. На корпусе 1 закрепляют адаптер 11. В корпус 1 устройства, с закрепленным в нем биочипом 5, наливают клеточную суспензию. Устройство при необходимости закрывают крышкой 20, предотвращающей разбрызгивание жидкости, и закрепляют в центрифуге. Осаждают клетки на поверхность биочипа 5 путем центрифугирования. Затем снимают крышку 20 и адаптер 11. Из корпуса 1 сливают надосадочную жидкость и однократно ополаскивают биочип 5, наливая в корпус 1 устройства отмывочный раствор и сразу же сливая его. Далее отмывают биочип от не связавшихся с антителами клеток. Для этого в корпус 1 вновь наливают отмывочный раствор и вставляют поршень 15, закрепленный на штоке 18, имеющем съемную трубку 19. В отверстиях 14 закрепляют съемные отводящие трубки 23. Устанавливают устройство на предметом столике инвертированного микроскопа. Приводят в движение поршень 15, при этом воздух, находящийся между ним и жидкостью, выходит через отверстие 17 по полости штока 18 и трубке 19. При появлении в трубке 19 жидкости ее пережимают. Далее устанавливают опирающее приспособление 13 в такое положение, при котором отверстия 12 совмещаются с отверстиями 14. С помощью поршня 15 создают поток жидкости, который смывает с поверхности биочипа 5 клетки, не связавшиеся с антителами. Отмывку биочипа 5 продолжают до полного устранения клеток из фоновых участков 8. Контроль за процессом отмывки осуществляется с помощью инвертированного микроскопа, на предметном столике которого устанавливают устройство. Подсветка биочипа осуществляется с помощью светодиода 21. После завершения отмывки в полость корпуса 1 по трубке 19 и штоку 18 через отверстие 17 может быть введен раствор вещества, повышающего прочность связывания с поверхностью биочипа 5 клеток, оставшихся связанными в участках 7. Затем биочип 5 извлекают из устройства и подвергают дальнейшим исследованиям.The biochip 5 is fixed in the housing 1 of the device. An adapter 11 is attached to the housing 1. Cell suspension is poured into the housing 1 of the device, with the biochip 5 fixed in it. If necessary, the device is closed with a lid 20, which prevents liquid splashing, and fixed in a centrifuge. Cells are pelleted onto the surface of biochip 5 by centrifugation. Then remove the cover 20 and the adapter 11. From the housing 1, the supernatant is drained and the biochip 5 is rinsed once, pouring a washing solution into the housing 1 of the device and immediately draining it. Next, the biochip is washed from cells that do not bind to antibodies. For this, a washing solution is again poured into the housing 1 and a piston 15 is inserted, mounted on a rod 18 having a removable tube 19. In the holes 14, removable outlet tubes 23 are fixed. The device is mounted on the subject of an inverted microscope stage. The piston 15 is set in motion, while the air between it and the liquid exits through the hole 17 through the cavity of the rod 18 and the tube 19. When it appears in the tube 19, the fluid is pinched. Next, the supporting device 13 is installed in a position in which the holes 12 are aligned with the holes 14. Using a piston 15, a fluid flow is created that flushes cells that are not bound to antibodies from the surface of the biochip 5. The washing of the biochip 5 is continued until the cells are completely eliminated from the background areas 8. The washing process is monitored using an inverted microscope, on which the device is mounted. The biochip is illuminated using the LED 21. After washing, the solution of a substance that increases the binding strength to the biochip surface of 5 cells remaining bound in sections 7 can be introduced into the cavity of the housing 1 through the tube 19 and the stem 18 through the hole 17. Then, the biochip 5 is removed from devices and subjected to further research.

Claims

1. A device for incubating a biochip with a cell suspension and washing it, comprising a housing for accommodating the biochip, a discharge tube, a discharge hole and its locking device, characterized in that it is equipped with a piston mounted in the housing, and the discharge tube is removable.

2. The device according to claim 1, characterized in that the outlet hole is made in the piston, while the device is equipped with a device that blocks the flow of fluid through the hole.

3. The device according to claim 1, characterized in that the locking device is made in the form of a movable section.

4. The device according to claim 1, characterized in that the piston is made of a transparent material.

5. The device according to claim 4, characterized in that it is equipped with a light source.

6. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for mounting in a centrifuge.

7. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a removable cover mounted on the housing.

8. The device according to claims 1 and 2, characterized in that it has a rod, which is made in the form of a tube communicating with a discharge hole in the piston.

9. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a piston stroke limiter.