close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5720

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5720
(13) C1
(19)
7
(51) G 01N 33/49
(12)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУППЫ КРОВИ
(21) Номер заявки: a 20000301
(22) 2000.03.30
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Пинчук Леонид Семенович;
Кравцов Александр Геннадьевич; Зотов Сергей Валентинович; Гольдаде
Виктор Антонович; Цветкова Елена
Александровна; Николаева Наталья
Владимировна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(57)
Способ определения группы крови, отличающийся тем, что пробу крови помещают
между парой металлических электродов и регистрируют температурную зависимость термостимулированных токов, которые возникают в процессе нагрева пробы в цепи, замыкающей электроды, а группу крови определяют по положению на зарегистрированной зависимости пика, максимум которого соответствует температуре из диапазона 95-118 °С.
BY 5720 C1
(56)
RU 02101709 C1, 1998.
WO 95/04266 A1.
WO 93/12422 A1.
RU 2065166 C1, 1996.
RU 2092848 C1, 1997.
BY 5720 C1
Изобретение относится к диагностическому исследованию крови путем регистрации
биоэлектрических сигналов, возникающих при термообработке проб крови.
Кровь человека представляет собой многокомпонентную систему, состоящую из
плазмы (водного раствора минеральных солей, аминокислот, белков, стероидных соединений, ферментов и др.), в которой взвешены клетки крови - эритроциты, лейкоциты,
тромбоциты и др. Состав и структура крови являются чувствительным индикатором
функционального состояния организма. Поэтому контроль этих показателей стал неотъемлемой частью общеклинического исследования больных.
Традиционные методы анализа крови включают операции разделения компонентов
(центрифугированием [1], седиментационным осаждением [2], фильтрованием [3], осаждением в поле радиочастотных колебаний [4], электрофорезом [5] и т.д.), их отмывки дистиллированной водой, физиологическим раствором и специальными реагентами [6] и, наконец, количественного определения содержания компонентов методами хроматографии
[1], спектроскопии [7], фотооптического анализа [8] и др.
Несмотря на высокую трудоемкость, эти методы дают недостаточно информации о
физико-химическом взаимодействии компонентов в такой системе, как кровь. Этот недостаток в значительной мере преодолевается путем применения электромагнитного излучения и регистрации спектров поглощения или отражения компонентов крови. Наиболее
часто используют свет, регистрируя зависимость интенсивности света, рассеянного клетками цельной крови, от длины волны [9], окрашивая кровь и анализируя цветность компонентов с помощью микроскопа, оснащенного фотоэлектрическим преобразователем
[10], или проточного цитометрического счетчика [11] и т.д. Цветопроявляющие реагенты
часто используют для разделения компонентов крови в сочетании с центрифугированием
[12]. Большая группа методов основана на оптическом возбуждении клеток цельной крови
в присутствии флуоресцентных красителей [13], инициируемом светом - например, красным [14]. В способе [15] флуоресцентное излучение клеток крови возбуждают с помощью
аргонового ионного лазера, который входит в оптическую систему проточного цитометра.
Недостатки оптических методов анализа крови связаны с конструкционной и технологической сложностью аналитического оборудования, необходимостью использования высокочистых красителей и реагентов.
Анализ крови с помощью магнитных и электромагнитных полей предусматривает
применение специальных суспензий, содержащих магнитные частицы, на которых закреплены антилиганды. При контакте последних с лигандами крови образуются рецепторные
связи. Металлические комплексы с такими связями отделяют от пробы с помощью магнитных и электромагнитных полей. Затем, используя магнитные датчики, регистрируют
их массу, которая коррелирует с количеством анализируемого компонента крови [16].
Недостатки этого метода обусловлены дефицитностью и высокой стоимостью металлических суспензий, разработка и производство которых составляют серьезную научнотехническую проблему.
Прототипом изобретения является способ определения содержания в крови отдельных
компонентов [17]. Пробу цельной крови пропускают с постоянным расходом через измерительную кювету. Ее прозрачные стенки образуют оптический канал длиной 0,5-2,0 мм.
Протекающую по нему кровь облучают ИК-светом. Путем анализа спектров поглощения
определяют содержание в крови отдельных компонентов.
Недостатки прототипа:
сложность интерпретации ИК-спектров, относящихся к биологическим объектам;
невысокая разрешающая способность метода из-за наложения колебаний различных
структурных фрагментов крови;
возможность выполнения анализа только in situ, т.е. во время забора крови у человека;
значительный объем проб крови, подвергаемых анализу. Задачи, на решение которых
направлено настоящее изобретение:
2
BY 5720 C1
повысить информативность экспериментальных данных о структуре крови;
обеспечить возможность анализа проб крови, хранившихся в течение длительного времени;
уменьшить объем проб, подвергаемых анализу.
Поставленные задачи решаются тем, что способ анализа крови заключается в том, что
пробу крови помещают между парой металлических электродов и регистрируют температурную зависимость термостимулированных токов, которые возникают в процессе нагрева пробы в цепи, замыкающей электроды, а группу крови определяют по положению на
зарегистрированной зависимости пика, максимум которого соответствует температуре из
диапазона 95-118.
Сущность изобретения состоит в том, что структурированное состояние компонентов
крови обусловливает электретный эффект. При термостимулированном разрушении водородных связей, ответственных за образование гидратных оболочек вокруг большинства
компонентов крови, фиксирование вторичной и третичной структуры белков, а также различных химических связей в полипептидных и других компонентах крови, происходит
высвобождение носителей заряда. Их перемещение обусловливает термостимулированный ток. Каждый тип связей разрушается при определенной температуре, а интенсивность
ТСТ соответствует количеству разрушенных связей.
Приведем примеры реализации способа.
Анализу подвергали периферическую кровь, взятую у доноров с положительным резус-фактором и 1-4 группами крови. Пробу крови (1 мл) помещали на стерилизованный
алюминиевый электрод и накрывали обработанной этиловым спиртом тефлоновой прокладкой, на которую накладывали второй электрод. Регистрировали ТСТ, который возникает в цепи, замыкающей электроды, при нагревании образца со скоростью 5 °С/мин. В
состав измерительной установки входила деполяризационная ячейка с программатором
температуры и измерителем токов. Зарядовые характеристики проб крови определяли по
ГОСТ 25209-82. Приведенные ниже результаты являются средним не менее 7 измерений.
Спектры ТСТ всех исследованных проб крови имеют три экстремальные области. Типичный спектр ТСТ крови 2 группы показан на Фиг. 1. Его анализ свидетельствует о следующем.
Первый - низкотемпературный - пологий пик релаксации отрицательного заряда соответствует Т = 40-50 °С. Он отвечает термически стимулированному разрушению координационных структур, которые состоят из клеток или других компонентов крови, окруженных гидратными оболочками. Последние возникают в результате присоединения молекул
воды посредством водородных связей к полярным фрагментам органических молекул.
Энергия активации процесса релаксации заряда, соответствующего этому пику, составляет W1 = 0,25-0,45 эВ, что подтверждает возможность связывания молекул воды в структуры со сложной пространственной конфигурацией.
Второй - среднетемпературный (Т = 70-90 °С) - пик выше первого и, как правило,
представляет собой комбинацию нескольких пиков. Он отвечает тепловой денатурации
белковых соединений крови, т.е. необратимому изменению третичной и даже вторичной
структуры белка, не сопровождающемуся разрывом полипептидной цепи. Волнистый
профиль среднетемпературного пика соответствует трем энергиям связей (W2 = 0,5-0,7
эВ), ответственных за поляризацию белковых структур.
Третий - самый интенсивный - пик соответствует температурам 95-118 °С, при которых в крови происходит фазовый переход с образованием твердой пленки. Термоокислительная деструкция органических соединений крови сопровождается высвобождением зарядов, обусловливающих появление этого пика. Его положение на шкале температур
соответствует группе крови (табл. 1).
3
BY 5720 C1
Группа крови
I
II
III
IV
Температура, соответствующая максимуму пика термо115-118
108-110
98-100
95-97
стимулированного тока, °С
Сравнение спектров ТСТ свежей и криоконсервированной крови свидетельствует, что
расположение всех трех пиков на шкале температур идентично, но в присутствии консерванта пики более интенсивны.
Таким образом, предложенный метод позволяет, по меньшей мере, получить информацию о группе крови, а также о количестве связанной воды в крови и о вторичной и третичной структуре белковых соединений.
Соласно способу-прототипу снимали ИК-спектры (спектрофотометр UR-10) исследуемых проб крови. На спектрах выделяются пики, соответствующие валентным колебаниям
связей С-О (3000-2800 см-1), С = О (1900-1500 см-1), N-H (2800-200 см-1) в основной группе
белковых молекул; С-О (1320-1050 см-1) и приведенные выше связи в липидах; донорноакцепторные и ковалентные связи Fe-N (длинноволновая часть спектра) в гемоглобине и
т.д. Наложение этих пиков не позволяет дифференцировать связи, относящиеся к разным
компонентам крови, а также определить группу крови. Поэтому оптимальным методом классификации по способу-прототипу является сравнение исследуемого спектра со спектрами,
находящимися в банке данных, которые предварительно отнесены к известным классам.
Итак, предложенный способ превосходит прототип по информативности данных о
структуре и физико-химическом взаимодействии компонентов крови, позволяет анализировать не только свежую, но и криоконсервированную кровь; пробы крови, анализируемые заявленным способом, минимальны по объему (порядка 1 мл).
Предложенный способ определения группы крови может найти применение в гематологии, кардиологии, ревматологии и других областях медицины как простой и информативный инструмент диагностики. Можно ожидать разработки простых и миниатюрных
приборов для диагностики, основанных на методе ТСТ.
Источники информации:
1. Инструкция по применению унифицированных клинических лабораторных методов
исследования. -М.: Минздрав СССР, 1986. - 120 с.
2. Патент 5460979 США, G 01N 33/538, 1995 (опубл.).
3. Патент 9623223 PCТ, G 01N 33/49, 1996 (опубл.).
4. Патент 5489506 США, G 01N 33/483, 1996 (опубл.).
5. Патент 9502182 РСТ, G 01N 33/483, 1995 (опубл.).
6. Методы исследования тромбоцитов и эритроцитов в клинической кардиологии (методические рекомендации). - Мн.: Минздрав БССР, 1985. - 25 с.
7. Патент 4415253 DE, G 01N 33/487, 1995 (опубл.).
8. Патент 5437985 США, G 01N 33/48, 1995 (опубл.).
9. Патент 4309328 DE, G01N 33/49, 1994 (опубл.).
10. Патент 5075976 Японии, G 01N 33/48, 1993 (опубл.).
11. Патент 5432089 США, G 01N 33/49, 1995 (опубл.).
12. Патент 5462877 США, G 01N 33/48, 1995 (опубл.).
13. Патент 9512125 РСТ, G 01N 33/48, 1995 (опубл.).
14. Патент 5411891 США, G 01N 33/48, 1995 (опубл.).
15. Патент 9532424 РСТ, G 01N 33/48, 1995 (опубл.).
16. Патент 2710410 Франции, G 01N 33/50, 1995 (опубл.).
17. Патент 9504266 РСТ, G 01N 21/35, 1995 (опубл.) (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
131 Кб
Теги
by5720, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа