МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра БТС

отчет

по индивидуальному домашнему заданию

по дисциплине «Автоматизация БД и экологических исследований»

Тема: Разработка проточного автоанализатора с воздушной сегментацией пробы с нефелометрическимим детектором лазерного источника

Студент гр. 7502		Дегилевич А.А.
Преподаватель		Садыкова Е.В.

Санкт-Петербург

2021

ЗАДАНИЕ

на ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Студент: Дегилевич Андрей Алексеевич
Группа: 7503
Тема индивидуального домашнего задания: разработка проточного автоанализатора с воздушной сегментацией пробы с нефелометрическимим детектором лазерного источника
Исходные данные: на основании требования задания выполнить синтез схемы автоанализатора; определить концептуальную модель автоанализатора; принцип работы; описать и привести структурную схему детектора автоанализатора; определить аналитическую методику выполняемые автоанализатором; разработать интерфейс к внутрилабораторному контролю качества.
Предполагаемый объем индивидуального домашнего задания: Не менее 10 страниц (обязательны разделы «Содержание», «Аннотация», «Концептуальная модель автоанализатора», «Принцип работы автоанализатора», «Список использованных источников»).
Дата выдачи задания: 15.10.2021
Дата сдачи реферата: 29.10.2021
Дата защиты реферата: 29.10.2021
Студент		Дегилевич А.А.
Преподаватель		Садыкова Е.В.

Аннотация

Цель работы – разработка автоанализатора с воздушной сегментацией пробы с нефелометрическимим детектором лазерного источника.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1) Разработать концептуальную модель автоанализатора, реализовать подробную структурную схему исследования;

2) Исследовать аналитическую методику, используемые биопробы и средства, описать внутрилабораторный контроль качества;

3) Рассмотреть принцип работы автоанализатора, его тип и детектор;

4) Разработать структурную схему автоанализатора, алгоритм и принцип работы;

5) Спроектировать интерфейсы для внутреннего контроля качества.

Содержание

1	Концептуальная модель автоанализатора	5
1.1	Выбор автоаналзатора	5
1.2	Концептуальная модель лабораторной системы	7
2	Принцип работы автоанализатора	10
2.1	Тип автоанализатора	10
2.2	Разработка детектора	11
3	Структурная автоанализатора	13
4	Аналитическая методика, выполняемая автоанализатором	15
5	Внутренний контроль качества	17
	Список использованных источников	22

1 Концептуальная модель автоанализатора

1.1 Выбор автоаналзатора

Сочетание автоанализатора с воздушной сегментацией пробы с нефелометрическимим детектором лазерного источника лучше всего подойдет для проведения проточной цитометрии.

Проточная цитометрия – это измерение химических и физических свойств клеток по мере того, как клетки “протекают” одна за одной через точку интеграции, которой наиболее часто является лазер.

Поскольку клетки рассеивают лазерный свет в различных направлениях, то свойства клеток, такие как их относительный размер и сложность структуры цитоплазмы, могут быть измерены. Например, в цельной крови человека лимфоциты, моноциты, и гранулоциты могут быть различимы друг от друга просто потому, что рассеивают лазерный свет различным образом.

Для фокусировки клеток в потоке жидкости используется воздушной сегментация пробы, с помощью которой клетки выстраиваются в потоке в ряд, одна за другой. В проточной ячейке клетки облучаются лазером, оптика цитометра собирает световой сигнал от клеток, а электроника преобразует и оцифровывает сигнал для дальнейшего анализа.

В проточной цитометрии измеряются следующие параметры:

1) прямое светорассеяние (рассеяние света под малым углом, FSC) для определения относительного размера клеток или частиц;

В отсутствие клеток или других частиц лазерный луч попадает на экранированную часть детектора. При прохождении клетки через лазерный луч часть излучения рассеивается и попадает на боковые части детектора. Зарегистрированный сигнал преобразуется детектором в электрический импульс, величина которого пропорциональна количеству попавшего на детектор света.

Появление сигнала FSC свидетельствует о прохождении какого-либо объекта через лазерный луч и используется для подсчета количества объектов. Объекты большего размера, как правило, приводят к большей величине малоуглового светорассеяния. В связи с этим, величина FSC‑сигнала позволяет косвенно судить о величине объекта.

2) боковое светорассеяние (рассеяние света под прямым углом, SSC) для оценки неоднородности внутриклеточного содержимого клетки (например, размеры ядра и гранулярность цитоплазмы).

Рассеяние света под большими углами является следствием многократного преломления и рассеяния луча лазера при прохождении через клетку. Регистрация этого излучения позволяет судить о сложности внутреннего строения клетки.

Объекты более сложной внутренней структуры, как правило, приводят к бόльшей величине светорассеяния на больших углах. В связи с этим, величина SSC-сигнала позволяет косвенно судить о гранулярности объекта;

3) флюоресценция – для изучения клеточных маркеров с помощью меченных флюорохромными красителями антител к поверхностным и внутриклеточным компонентам клеток. При этом по интенсивности флюоресценции можно судить об экспрессии антигенов (количестве рецепторов) на клетках.

В рамках работы рассматривается применения проточной цитометрии для анализа иммунофенотипированых опухолевых клеток в костном мозге. Для того чтобы отличить опухолевые клетки от всех ядросодержащих нужно анализировать прямое и боковое рассеивание.

Комбинация FSC и SSC позволяет судить о морфологии клетки в целом и даже без анализа флуоресценции является довольно информативной при анализе популяций клеток в образце. Построив точечную диаграмму, на осях X и Y которой отложены FSC и SSC (рисунок 1), можно классифицировать и анализировать клетки, содержащиеся в биопробе, рассчитывать их размеры и концентрацию в растворе. [1-2]

Рисунок 1 – Точечная диаграмма проточной цитометрии