多通道抗凝血药物挑选检测仪设计计划

>2019-08-14 12:12:36 来源:互联网
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 介绍一种以透射比浊法为设计原理,单片机89C52为中央的96通道高速抗凝血药物挑选平台。

该仪器主动实现血液(血浆)凝血光阴的实时检测及数据收集,数据收集的精度、速率及灵敏度较传统的凝血光阴测量仪器有较大的提高。提出了将凝血光阴测量用于相干药物挑选的新途径。

血液凝固的过程非常复杂的。生物体在正常生理状况下,血液中的凝血体系与抗凝血体系处于自我调节的一种均衡状况,如果这种均衡被破坏,就会构成凝血体系疾病。如今临床上最常用的抗凝血类药物是肝素,这种药物虽然有很好的抗凝血效果,却伴跟着血和血小板削减等副感化,而且当患者自己患有弥散性血管内凝血等疾病时便无法采纳。现有的口服类抗凝血药物(如节丙酮香豆素[1])的应用效果又不甚抱负。因此,新型抗凝血药物的研制工作是非常必要的。

停止抗凝血药物开拓的第一步便是要检验药物的抗凝效果,也便是凝血光阴的检测。如今际上通俗承认的测量凝血光阴的目标重要有两个:凝血酶原光阴(Prothrombin Time,PT)和活化部分凝血活酶光阴(Actived Partial Thromboplastin Time,APTT)。这两个目标是

由国际血液学模范化委员会(ICSH)、估计血检与止血委员会(ICTH)和美国临床检验模范委员会(NCCLS)结合制定散布的[2]。PT和APTT不只能取代传统的Duke法出血光阴和玻片法凝血光阴而作为新的临床止血功效偏向,而且能为抗凝血药物开拓过程供给更好的监控偏向。

正常的凝血过程光阴很短,即使加入抗凝剂,也不会超过1分钟。正常环境下,PT不会超过20秒,这给手工测量带来了很大的艰难。为了追求便利的检测途径,国内外很多企业已经开端研制相干的主动化凝血光阴测量仪,而且已经投

放市场如德国TECO公司的TEChrom IV plus 4通道半主动血栓/止血测定仪;法国BIOCHEM公司STAGO全主动血栓/止血阐发仪等。这些凝血测量仪虽然可以或许实现一个或几个样品的同时检测,但是仍然沿用临床检测的套路,检测速率有限,样品用量比较大,样品波大都固定于仪器上,洗濯不便利,同时价钱也相当昂贵,不适用于药物开拓。

为了提高凝血测量仪的机能,同时称心高通量的药物挑选的必要,咱咱咱们利用单片机设计了一套新型的凝血光阴主动检测仪,偏向在于为新药开拓品格节制供给便利。这台小型的凝血光阴测量装配(体积仅30cm×20cm×12cm)不只可以或许或许停止96路并行实时检测,而且样品用量少(20μl),灵敏度高(0.1秒),具有很好的应用远景。

1 测量原理

血液的凝固从物理上来讲便是非溶性纤维蛋白构成的过程,而且在很短的光阴内非溶性纤维蛋白的数目会陡然增长。如许,全体血液的透光率就会敏捷低落(浊度升高),一段光阴后就会渐渐变缓。通常咱咱咱们所测量的凝血光阴也便是指非溶性纤维蛋白构成的起始阶段,即浊度变更到达三倍信澡比的光阴。

透射比浊法恰是利用了血液在凝血过程中浊度突然升高的原理来设计的。只要检测器件具有足够的灵敏度,就可以或许或许检测出血液凝固的光阴。

2 检测仪设计

2.1 样品池设计

检测仪采纳模范平底透明96孔板作为样品池,其上、下方分离为一一对应光敏二极管和发光二极管,样品池采纳抽屉式布局。每次应用可以或许或许将抽屉拉出,放上96孔板,再加入凝血试剂和血液(血浆),然后启动检测开关,开端数据收集。

2.2 电路设计

因为颠末过程光敏二极管接收到的电压信号变更量往往比较低(几个mV),对付光源手检测器件的抉择至关重要的。因此,在仪器设计曩昔,首先选用了几个分歧的发光二极管(如下简称LED)和与其对应的光敏二极管对凝血过程透光率停止了实测相应的实践计算。

图1所示为光敏二极管的基本电路。二极管两端的电流为:

式中,I为颠末过程不敏二极管的电流,Is为反向饱和电流,VD为二极管两端电压,VT=kT/q称为混度停止当量,此中k为玻尔兹曼常数,T为热力学温度,q为电子的电量。在300K时,VT≈26mV。反向偏置时,只要|VD|大于VT几倍以上,I=-Is,此中负号表示反向电流。

试验证明,光敏二极管的反向电流在一定规模内与LED上的加载电压存在正比的函数相干,如图2所示。这是因为LED正常发光过程中,LED加载电压与输入光强存在正比相干;光敏二极管的反向电流与其接收光强也存在正比的函数相干。根据这一点咱咱强以或许做如下推断:

假设颠末过程光敏二极管的接收光强为φ,则

I=-Is=Cφ+m≈Cφ

此中,C与m为仅随温度而变更的因子,m≈0。

与光敏二极管串联的电阻R两端电压V=IR=CφR,并有:φ=φ0+Δφ,V=V0+ΔV,V0=CRφ0, ΔV=CRΔφ。此中,V0和φ0为凝血反应开端之前R电阻两端的电压与光敏二极管的接收光强。

 

 
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