Maxim  |  Интервью с...  |  24.06.2015

Редакция «От винта» узнала, что скоро состоится V Международный молодёжный промышленный форум «Инженеры будущего 2015». Поэтому мы решили спросить, с какой работой поедет один из участников, а именно студент факультета №6 кафедры №607 «Системы жизнеобеспечения» Глеб Боярский.

«От винта»: Привет! Расскажи нам о своей работе.

Глеб Боярский:Работа называется «Система автоматизированной пробоподготовки». Существуют системы предварительной подготовки пробы крови для проведения проточной цитометрии. Подобные системы входят в состав серьёзных лабораторных гемоанализаторов, но работают они по радикально отличающемуся принципу. Главным недостатком является использование расходных материалов.

«ОВ»: Как у тебя возникла идея создания работы?

Г.Б.:Отправной точкой в проектировании стало то, что, используя простые и дешевые компоненты, можно создать роботизированную систему окраски пробы. В ходе проектирования стали очевидны недочёты в конструкции и системе управления, что потребовало перейти с дешёвой Arduino на серьёзную платформу NI myRIO. Это было обосновано необходимостью производить анализ изображения системой технического зрения с целью оценки качества распределения пробы. Использование микроядерного теста позволяет оценить генетическую токсичность среды обитания — будь это мегаполис, деревня или космический аппарат. В последнем случает это главным образом влияние космической радиации на генетический аппарат человека. Как и любое медицинское исследование, микроядерный тест требует большой статистической выборки. Это касается и всего что связано и с медицинской техникой.

«ОВ»: Какова цель твоей работы?

Г.Б.:Таким образом, подходим к цели данного проекта: создать автоматическую систему для подготовки пробы крови, не требующую участия медицинского персонала, провести медицинское исследование за меньшее количество времени, чем при классической методике. Группа аспирантов МАИ совместно с выпускницей биофака МГУ создали систему автоматического подсчёта дефектных элементов клетки крови. Но для полной автоматизации процесса была необходима так же и система подготовки пробы, за создание которой я и взялся.

«ОВ»: Как именно будет работать твоя система?

Г.Б.:Данная система, как и почти любая роботизированная, повторяет этапы работы человека. Работа аппарата представляет собой линейную последовательность выполнения операций над пробой. Всё начинается с подтверждения нахождения пробы в рабочей зоне прибора, которое осуществляется при помощи камеры, установленной над подвижным механизмом. Камера производит серию снимков с задержкой по времени для того, чтобы оператор положил предметное стекло с нанесённым биологическим материалом в рабочую область прибора. После подтверждения включается в работу миниатюрный акустический вибростенд, выполняющий первичное распределение крови на поверхности предметного стекла. По завершению этапа производится ещё одна серия снимков. При обработке изображения программа вычисляет площадь распределения крови, что при известной интенсивности воздействия на неё вибростендом позволяет оценить её объём с небольшой погрешностью. Пропустив длинный процесс вычислений и преобразований, мы получаем число импульсов, подаваемых на шаговый двигатель поршневой системы подачи окрашивающего раствора для дозирования объёма реагента. Затем в работу опять включается вибростенд. И опять проходит проверка равномерности окрашивания пробы на основе анализа изображения с камеры.

Одним из последних, самым главным и самым сложным в реализации, следует этап создания моноклеточного слоя на поверхности стекла. Расчёт этого процесса сводится к расчёту процесса перемещения массы жидкости под действием направленного воздушного потока. Для того, чтобы на этапе конструирования облегчить процесс, эта задача решаться не будет. Будет осуществлен подбор параметров компрессора и сопла опытным путем. Заключительным этапом работы системы является последняя проверка распределения пробы на предметном стекле и индикация о завершении процесса.

«ОВ»: В каких областях систему можно и нужно будет применять?

Г.Б.:В области исследования токсического воздействия среды на население. А также при исследовании работы генетического аппарата человека. Данную технологию в условиях невесомости использовать невозможно, так как микрогравитация не позволяет распределить слой жидкости на поверхности предметного стекла. Для создания системы, функционирующей в космосе, необходимо создать метод удержания крови в формате монослоя. Но есть некоторые соображения, которые указывают на нецелесообразность использования такого метода подсчёта в условиях микрогравитации.

«ОВ»: В чём преимущества системы?

Г.Б.:Преимущество системы будет состоять в том, что весь процесс, от взятия пробы до получения результата, будет занимать порядка 30 минут, а не два часа, и для этого не потребуется участие человека.

«ОВ»: Есть мысли, чем займёшься после?

Г.Б.:Идей очень много, но одна из них мне кажется наиболее перспективной: хотелось бы заняться тематикой биологических микроспутников. Таких, которые в автоматическом режиме без необходимости возврата на Землю проводили бы тот же самый микроядерный тест и пересылали данные. Хорошо могут подойти для данного исследования плодовые мушки Drosophilidae Diptera, имеющие большую частоту полной смены поколений. Так за время полёта микроспутника мы сможем рассмотреть процесс возникновения нарушений в нескольких поколениях, что даст бесценные сведения об эффекте воздействия и методах защиты. Но подобная система имеет принципиально иной уровень сложности устройства самого аппарата и взаимодействия его с биологическим объектом исследования.

Интервью подготовила

Алина БОБРОВА