УДК 616-71

ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ИММУННОГО СТАТУСА ОРГАНИЗМА И ЭФФЕКТИВНОСТИ ВАКЦИНАЦИИ

Жуков В.В.1, Котин В.В.2
1Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, магистрант 2-го курса кафедры биомедицинской техники
2Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, доцент кафедры биомедицинской техники

Аннотация
Данная статья посвящена разработке портативной фотоколориметрической системы для проведения контроля уровня антигенов в крови до и после вакцинации. В статье рассмотрен: принцип действия портативной фотоколориметрической системы, блок-схема БТС. Разработан алгоритм для переводаизмеренных данных из единицоптической плотности в единицы концентрации антигенов.

Ключевые слова: , , , ,


Рубрика: 14.00.00 МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Жуков В.В., Котин В.В. Технические методы контроля иммунного статуса организма и эффективности вакцинации // Современные научные исследования и инновации. 2017. № 10 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2017/10/84515 (дата обращения: 31.10.2017).

Иммунопрофилактика остается одним из наиболее важных средств контроля, распространения инфекционных заболеваний[1,2].Процедуры иммуннопрофилактики и связанные с ними процедуры требует затрат значительных материальных средств, поэтому информация об эффективности иммунизации имеет важное значение.

К сожалению, вакцинация не во всех случаях способствует появлению стойкого индивидуального иммунитета.Так, например, анализ статистических данных показывает, что у 25 – 30% людей прошедших вакцинацию может возникать либо слабый, либо избыточный иммунный ответ, что приводит к снижению результирующей эффективности иммунизации[3,4]. Повысить эффективность проводимой вакцинации позволяет применение фотоколориметрических систем, с помощью которых можно производить контроль концентрации антигенов в крови.

Все перечисленные факторы способствуют росту потребности в качественных и относительно недорогих современных фотоколориметрических системах для контроля концентрации антигенов в крови[5].

В данной работе рассмотрены отдельные задачиразработки портативной мобильной фотоколориметрической системы контроля уровня антигенов в крови до и после вакцинации.

Разрабатываемый фотоколориметр представляет собой малогабаритный переносной прибор с автономным питанием. Прибор состоит из оптического блока, блокауправления и обработки информации, блока индикации с подсветкой, клавиатуры,кюветного отсека и кюветы (рис. 1).

 

Рис. 1. Внешний вид портативного фотоколориметра

Оптический блок включает в себя источник излучения с изменяемой длиной волны излучения. В качестве приемника излучения используется фотодиод.

Блок управления включает в себя модуля wi-fi, с помощью которого имеется возможность связаться с удаленным компьютером для управления фотоколориметром и передачи полученных в результате проведения анализа данных.

Данные полученные в результате проведения анализа далее могут быть использованы для построения и верификации  математической модели иммунного ответа. Такие модели иммунного ответа в дальнейшем можно использовать для разработки новых вакцин.

Принцип действия портативной фотоколориметрической системы основан на законе Бугера-Лаберта-Бера[6]. Фотоколориметрическая система состоит из трех основных блоков (Рис.2).

Рис.2.  Блок-схема БТС. I–интенсивность падающего света на пробу;I0 – интенсивность прошедшего через пробу света;F – значение частоты полученное на фотодатчике; C – концентрация антител в пробе; S1, S2 – управляющие сигналы.

Концентрация антигенов в пробе крови определяется согласно закону Бугера-Лаберта-Бера [6]:

где  А –  оптическая плотность окрашенного раствора;

l –  толщина слоя светопоглощающего раствора, см;

ε – коэффициент поглощения света – постоянная величина, характерная для каждого окрашенного вещества и зависит от его природы.

В фотоколориметрической системе для интерпретации полученных с ее помощью данных используется калибровочный график (рис. 3), для построения, которого определяется длина волны, соответствующая максимальному поглощению. Готовится серия стандартных растворов с различным содержанием определяемого компонента, затем  измеряется оптическая плотность образцов стандартных растворов при выбранной длине волны и толщине слоя жидкости. Необходимо, чтобы выбранный интервал концентраций образцов соответствовал области возможных изменений концентраций анализируемых растворов.  Необходимо также обеспечить условия выполнения закона светопоглощения, то есть условия линейности графика зависимости A = f(C). При соблюдении закона светопоглощения метод градуировочного графика обеспечивает  достаточно высокую точность измерений.

Для контроля ошибки измерений при построении градуировочного графика использовался метод наименьших квадратов.

 

Рис.3. Градуировочный график.

Определение концентрации антигенов в пробе крови сводится к измерению оптической плотности исследуемого образца и нахождению по градуировочному графику соответствующей концентрации. Применение метода наименьших квадратов при построении градуировочного графика позволяет снизить погрешность измерения концентрации антигенов в крови. Использование фотоколориметрической системы для контроля уровня антигенов в крови до и после вакцинации  позволит контролировать иммунный статус и эффективность проводимой иммунопрофилактики.


Библиографический список
  1. Медуницын Н.В. Основы иммунопрофилактики и иммунотерапии инфекционных болезней: Учеб. Пособие/Н.В Медуницын, В.И. Покровский. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2005. — 512 с.: ил.
  2. Инфекционные болезни и эпидемиология: Учебное пособие для студентов лечебных факультетов медицинских вузов/[В.И. Покровский и др.]; 2-е издание, исправленное – М: Изд-во ГЭОТАР-Медиа, 2007. – 816с.: ил. ISBN 978-5-9704-4471-3
  3. Медуницын Н. В., Миронов А. Н. Вакцины. Новые способы повышения эффективности и безопасности вакцинации //Вопросы вирусологии. – 2012. – № S1
  4. Брико Н. И. Критерии оценки эффективности вакцинации //Новости вакцинопрофилактики. Вакцинация: информационный бюллетень. – 2000. – №. 5. – С. 3-5.
  5. Кишкун А. А. Препятствия на пути централизации клинических лабораторных исследований //Менеджер здравоохранения. – 2014. – №. 11.
  6. Сивухин Д. В. Общий курс физики. Учеб. пособие: Для вузов. В 5 т. Т. IV. Оптика.–3-е изд., стереот //М.: ФИЗМАТЛИТ. – 2005. – Т. 792.


Все статьи автора «Василий Жуков»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: