Спосіб дозування рідин та мікропіпетка для його здійснення

1. Спосіб дозування рідин, що включає операцію набору рідини, яка дозується, та витиснення її мікродозою шляхом дії на робочу рідину, розділену проміжком з тією, що доз ується, який відрізняється тим, що робочу рідину піддають теп 32825 му кінчику ту, що дозується. Пересування робочої рідини в свою чергу виконується зовнішнім поршнем через мікроманіпулятор і зв’язану з ним гідравлічну систему, що підключена до протилежного кінця капіляру. (Никитин В. А. Техника изготовления микроинструментов для исследования рулеток под микроскопом. Пущино.: ОНТИ НЦБИ АН СССР. - 1986. - 123 с.). Однак, ці спосіб та пристрій не забезпечують мікродозування частин вмісту клітини при мікрохірургічни х операціях в її середині внаслідок того, що мінімальний об'єм, який підлягає дозуванню капілярною мікропіпеткою з зовнішнім рідинним або твердим поршнем у кращому випадку одного порядку з об'ємом самої клітини. Тому проводити мікрооперацію відбору ультрамікрооб'єму цитоплазми або дозоване вилучення частин певного мікрооб'єкту, наприклад, ядра, тобто мікроманіпуляцію на субклітинному (чи ядерному) рівні цей спосіб та пристрій взагалі не дозволяють. Крім того, означені спосіб та пристрій потребують гідравлічного приводу для передачі пересування поршня через систему еластичних шлангів та з'єднань, що підвищує інерційність системи. Всі з'єднання між мікропіпеткою, шлангами та поршнем повинні бути герметичними, інакше дозування рідини стане неточним. Все це громіздке знаряддя управляється тільки зовнішнім поршнем в мікроманіпуляторі, бо існує небезпека передачі механічних або гідравлічних коливань через робочу рідину і проміжок у піпетці до мікрооб'єкту, що робить неможливим проведення мікроманіпуляцій на субклітинному рівні. В основу винаходу поставлено завдання удосконалити спосіб мікродозування рідин та мікропіпетку для його здійснення шляхом заміни натискного принципу дії зовнішнього поршня на робочу рідину тепловою дією на неї за допомогою термоелектричного ефекту Пельтьє розігріванняохолодження напівпровідникової батареї, що через тепловий контакт діє на певний об'єм робочої рідини, яка завдяки цьому розширюється або стискується у місці контакту, викликаючи пересування проміжку, як поршня, безпосередньо пов'язаного з робочою рідиною, що дозволяє вести мікродозування ультрамалих об'ємів та усунути механічні і гідравлічні коливання, що передаються через твердий поршень або гідросистему привода робочої рідини до дії, тим самим підвищити точність дозування, значно зменшити нижню межу дози, спростити систему дозування та знизити її інерційність. Поставлене завдання вирішується тим, що у відомому способі мікродозування рідин, що включає операцію набору рідини, яка дозується, та витискування її мікродозами шляхом дії на робочу рідину, розділену проміжком з тією, що дозується, згідно винаходу, робочу рідину піддають тепловій дії, викликаючи її розширення або стиснення, причому проміжок використовують, як поршень. А у мікропіпетці для дозування рідин, що містить капіляр з відтягнутим кінчиком, заповнений ро-бочою рідиною, відмежованою проміжком в кінчи-ку, згідно винаходу, капіляр додатково герметично закрито з протилежного кінця, на який одягнена термобатарея, що охоплює його через теплоп-ровідну прокладку, а закритий кінець капіляру виконано у вигляді конусного звуження. Запропонований спосіб полягає у тому, що на робочу рідину, яка знаходиться у трубці, що герметично закрита з одного кінця, наприклад, у скляному капілярі, та підперта з другого кінця проміжком, наприклад, з масла, діють теплом або холодом, викликаючи розширення або стиснення цієї рідини, відповідно. Теплова дія на рідину викликається через тепловий контакт напівпровідника (термобатареї), що працює на ефекті Пельтьє, який полягає у розігріванні чи охолодженні термобатареї при проходженні крізь неї електричного струму у прямому чи зворотному напрямку. Дозування зовнішньої рідини при цьому способі виконується шля хом використання попередньої калібровки струму крізь термобатарею та регулювання частини об'єму робочої рідини, що підлягає тепловій дії. Доза, що вимірюється і залежить від струму та об’єму робочої рідини, на яку діють теплом або холодом, лежить у широкому інтервалі об'ємів від 5-10 до 104 мкм 3. Ці значення якраз лежать у межах об'ємів клітини та її ядра. Нижня межа дозволяє навіть проводити ультрамікрооперацію дозованого відбору генетичного матеріалу ядра клітини, що є складовою частиною генної інженерії. Крім того,таке дозування діє м'яко, безінерційно та без механічних і гідрав-лічних коливань, що підвищує його точність і нео-бхідно при проведенні мікрооперацій на клітині. Зовнішній поршень у запропонованому способі стає ні до чого, а його роль виконує проміжок, що відділяє робочу рідину від тієї, що дозується. Взагалі у способі немає застосування механічних рухомих частин, що підвищує його надійність. На фігурі показано схему мікропіпетки для реалізації запропонованого способу мікродо-зування. Мікропіпетка містить капіляр 1 з відтягнутим кінчиком 2, заповнений робочою рідиною 3, наприклад, водою, яку відділено проміжком 4 з масла або іншої рідини, що не змішується з робочою та тією, що дозується, протилежний герметично закритий кінець капіляру, виконаний у вигляді конусного звуження 5 та одягнуту на нього термобатарею 6, яка охоплює конусне звуження 5 через теплопровідну прокладку 7. Мікропіпетка працює таким чином. Спочатку вводять відтягнутий кінчик 2 піпетки і у клітину, що підлягає мікрооперації дозування вмісту. Вмикають живлення термобатареї 6 та направляють електричний струм в неї так, щоб вона охолоджувала охоплену нею частину конусного звуження 5. Робоча рідина у звуженні 5 через прокладку 7 охолоджується, зменшується в об'ємі та викликає пересування масляного проміжку 4, за яким всмоктується частина вмісту клітини. Для витискання цієї частини струм у термобатареї 6 міняють на зворотний, щоб вона розігрівала певний об’єм робочої рідини 3 у конусному звуженні 5. Дозоване всмоктування-витискування мікро піпеткою здійснюється шляхом попередньої калібровки бровки електричного струму через термобатарею 6 та пов’язаного з ним об’єму робочої рідини 3, що розширюється або стискується у конусному звуженні 5. Зміна об’єму рідини 3, що підлягає тепловій дії термобатареї 6, здійснюється шляхом її пересування з прокладкою 7 по конусному звуженню 2 32825 5. Тим самим регулюється діапазон, у якому здійснюється дозування рідини, що набирається у відтягнутий кінчик 2 капіляру 1. Охоплення термобатареєю 6 конусного звуження 5 дозволяє без механічних коливань діяти на певний об'єм робочої рідини 3 шляхом передачи чи відбору тепла від неї, що забезпечується через теплопровідну прокладку 7. Робоча рідина 3 при цьому діє, як гідравлічний привод у мікронасосі, що приводиться до дії простою зміною напрямку електричного струму у термобатареї 6. Запропонована мікро піпетка або, принаймні, мікро насос діє м’яко і без механічних або гідравлічних коливань та практично безінерційно, що і треба при проведенні мікро маніпуляцій на субклітинному рівні. До того ж вона дозволяє автоматизувати процес мікро дозування шляхом точного завдання програми розігріву-охолодження робочої рідини. 3 32825 Фіг. 4 32825 ______________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5