Анализатор Vi-Cell MetaFLEX обеспечивает надежный контроль биопроцессов

Автоматизированный биоанализатор Vi-Cell MetaFLEX

Любое биологические производство нацелено на максимизацию объема получаемого продукта высокого качества. В биореакторах для этого требуется тщательно мониторить и контролировать среду.

Автоматизированный биоанализатор Vi-Cell MetaFLEX предназначен для анализа среды, предназначенной для культивации клеток насекомых и млекопитающих. С его помощью проводится измерение параметров, которые для жизнедеятельности клеток являются наиболее значимыми: концентрацию электролитов, лактата и глюкозы, а также уровни pCO2, pO2 и pH. В основу мощной технологии прибора заложены технологии анализаторов кровяных газов для диагностики в клинических условиях от компании Radiometer.

Анализатору MetaFLEX требуется 65 мкл образца, чтобы через 35 секунд предоставить готовый результат. Для подачи пробы в систему может использоваться шприц, чашечка, капиллярная пробирка или иной контейнер подобного рода. Забор образца из емкости производится посредством иглы входного модуля. Анализ начинается моментально. Измерения производятся в сменной кассете миниатюрного датчика. Контейнер с полным набором необходимых жидкостей является сменным. Тут же помещены растворы, которые отвечают за калибровку и внутренний контроль качества, а также емкость для отходов. Пользователь получает сигнал от прибора о необходимости замены расходных материалов, если их срок годности истек.

Технология работы

Технология работы

В анализаторе MetaFLEX имеется кассета датчиков, внутри которой на каждый отдельный параметр помещены электроды и датчики, а также электрод сравнения. Потенциал электрода сравнения стабильный, не зависит от состава пробы, поэтому он используется для измерения концентрации электролитов и pH. Материалом для него служит серебряный стержень, покрытый AgCl, чтобы гарантировать равновесие Ag/Ag+ в растворе с постоянной концентрацией Cl–, из-за чего потенциал электрода сравнения сохраняется стабильным.

Схема электрода сравнения

Схема электрода сравнения

  1. Мембрана вступает во взаимодействие с пробой.
  2. Солевым мостиком служит раствор электролита, который поддерживает между пробой и электродом постоянный контакт.
  3. Между раствором электролита и электрическим контактом посредником служит электрод.
  4. Между электродом и анализатором имеется точка электрического соединения, которая именуется электрическим контактом.
  5. В корпусе кассеты датчиков имеется интегрированный электрод сравнения.

В анализаторе используется несколько методов, ориентированных на определение интересующих параметров:

  • Потенциометрия: для определения концентрации электролитов, pH и pCO2 измеряется электрический потенциал.

Схема потенциометрического датчика

Схема потенциометрического датчика

  • Мембрана находится в прямом контакте с пробой и раствором для калибровки. Обычно она чувствительна к определенному иону, к примеру, к ионам H+.
  • Твердотельный контакт представляет собой точку ионного или электрического контакта с мембраной.
  • Основание датчика выполнено в качестве конструкционной платформы.

Амперометрия представляет собой измерение силы электрического тока, и используется для оценки концентрации лактата и глюкозы.

Схема датчиков глюкозы и лактата

Схема датчиков глюкозы и лактата

  • Слой биосовместимого материала;
  • Внешняя мембрана, которая пропускает лактат или глюкозу;
  • Ферментативный слой с содержанием лактатоксидазы или глюкооксидазы;
  • Ацетат целлюлозы в качестве внутренней мембраны;
  • Сравнивающий электрод;
  • Платиновый анод;
  • Платиновый катод;
  • Датчик размещается на специальной платформе;

Оптический датчик pO2 предназначен для выявления кислорода в растворе.

Схема датчика pO2

  • Дихроическое зеркало;
  • Фотодетектор;
  • Светодиод зеленого цвета;
  • Фосфоресценция;
  • Образец;
  • Свет для возбуждения.

Схема датчика pO2

Спектрофотометрия представляет собой анализ спектра поглощения гемолизированной кровяной пробы, чтобы рассчитать параметры оксиметрии.

Датчик электролитов, pCO2 и pH характеризуется наличием ПВХ мембраны и твердотельной конструкцией. Датчик Cl- оснащается эпоксидной мембраной. Эти датчики работают на базе потенциометрического метода, при этом производится измерение разницы потенциалов между электродом сравнения и твердотельным контактом.

Амперометрия используется для определения концентрации лактата и глюкозы. Сила электрического тока, который протекает в цепи электродов, пропорциональна концентрации вещества, которое восстанавливается или окисляется на катоде или аноде.

Vi-Cell MetaFLEX

Электродная цепь подвергается постоянному поляризационному напряжению, а амперметр используется для измерения силы тока. После того, как лактат и глюкоза оказываются в кассете датчиков, они вступают во взаимодействие с H2O2, после чего превращаются в гликоновую кислоту и пируват. В результате приложения напряжения к цепи электродов начинается процесс окисления.

От всех остальных датчиков сильно отличается датчик pO2, который выполнен в виде оптической системы. Измерения базируются на способности кислорода уменьшать интенсивность и время фосфоресценции красителя, который вступает с пробой в контакт.

Светодиод зеленого цвета излучает свет, который отражается дихроническим зеркалом на pO2 датчик. В ходе фосфоресценции на датчик излучается красный свет, который проходит сквозь дихроническое зеркало, оказываясь на фотодетекторе. От него электрические сигналы подаются на аналогово-цифровой преобразователь и устройство, обрабатывающее данные, предназначенное для расчета pO2.

Результат работы анализатора Vi-Cell MetaFLEX от Beckman Coulter представляется в легко читаемой форме на распечатке или экране монитора. Прибор ранит в своей памяти журналы данных о контроле качества, образцах, калибровках и всех действиях. Можно экспортировать в.csv- формате все записи журнала, чтобы читать файлы любой удобной программой.