干化学技术与应用

干化学技术与应用所谓“干化学”是与传统的“湿化学”（即溶液化学）对比较较而言的。它是以被检测样品中的液体作为反应媒介，待测物直接与固化于载体上的干粉试剂反应的一种方式。它与传统湿化学的最大差别就在于参加化学反应的媒介不一样。跟着生物化学中酶的分别、提纯、储存等技术的发展，传感器、光度计和电极技术的进步，以及计算机应用的普及，干化学技术在近20年里获得了长足的进步，相对于“湿化学”，“干化学”拥有以下长处：干化学试剂载体的结构干化学试剂载体的结构分为二层结构，三层结构，和多层膜。最简单的二层结构用于生化分析的试剂载体最简单的是二层结构，在支持层塑料基片上有一试剂层纤维素片，在纤维素片中预固相了所有试剂。常有的是尿生化分析试剂条：尿液中的待测成分与预固相在纤维素片上的试剂直接反应，经过反射光度计测定其颜色的改变，从而计算待测成份的浓度。这类机构只好对待测成分进行定性或半定量测定，这样就限制了它在其余须正确立量的标本的应用。略加改进的三层结构在试剂层上加一多孔胶膜过滤层，其作用是将样品中的杂质过滤掉，并起保护试剂层作用。常有的是微量法测定葡萄糖的试剂条。三层试剂载体的测定光路是经过透明的塑料基片，而不经过最上边的过滤层，这样除掉了样品中搅乱成分的影响，保证了待测成分测定的稳固性和正确性。比较完美的多层膜今世临床检验中的干化学法，最具代表性的就是多层膜法，即干化学的多层膜试剂载体。它集现代化学、光学、酶工程学、化学计量学和计算机技术于一体。多层膜分为三各种类：比色/速率法干片、离子法干片和免疫速率法干片介绍比色/速率法干片比色/速率法干片主要用于惯例生化项目的测定，干片模式图(图1)显示了一个临床化学比色/速率法干片模式简图。在这个试剂片中，多种反应试剂被固化在一张透明聚酯膜上，上边覆以多孔的扩散层，而后被夹在一个塑料结构中。以以下图，共有4个功能层：扩散层、试剂层、指示剂层和支持层。每个试剂片的层数视所采纳的分析方法而定，干片的大小大体与一枚邮票同样，显色剂层体现的颜色深浅与待测物浓度成正比。扩散层：扩散层的看法最早是由柯达研究实验室EdwinPrzybylowic博士提出的，是由TiO2,BaSO4和醋酸纤维素构成的100-300微米的多空聚合物，聚合物的孔径在－30微米之间。扩散层的孔径和厚度将取决于特定分析的需要。扩散层的中空体积占40%－90%，这种毛细网状结构能使样品溶液迅速、平均地分布到基层。当一滴样品约10微升加在试剂片上后，毛细作用将样品迅速吸入多空扩散层，但样品在一瞬时被下边的凝胶层所排斥，因为凝胶层在接受血清组份以前，一定先生成水合物。扩散层不但可阻留细胞，结晶和其余小颗粒，它也可以依据需要让大分子，如蛋白质等滞留。当待检样品经过扩散层后，可以消除溶液中影响检测反应搅乱物质。扩散层中的TiO2和BaSO4.一方面可用来掩饰待检样品中的有色物质，使反射光度计的测定结果不受影响，同时这些反光化合物也给干片基层的显色层供给反射背景。在一些特定试剂片中，扩散层中还含有选择性阻留某种成份或启动某种反应的物质，以提升分析的特异性。试剂层：在化学试剂层中，依据实质测定的需要，可由数层至数十个功能试剂层构成。反应区的功能是将待测物经过物理、化学或生物酶学等反应转变成可与显色剂联合的化合物。试剂层中依照反应的序次涂布了不一样的化学试剂，使反应依照早先的设定挨次进行。针对不一样检测项目的个性化设计为化学反应供给了最理想的物理和化学反应环境－这就是为何干化学技术可以保证改正确的试验结果。尿酸干片是使用除掉剂层的一个示例。除掉剂层含有抗坏血酸氧化酶，用于将抗坏血酸（维生素C）（一种内源性搅乱物）转变，对试剂层中所发生反应不产生搅乱。指示剂层：反应底物进入指示剂层，在这里发生显色反应。此层包括染料或相似的指示剂，使反应产物到达指示剂层后生成了有色化合物，其颜色变化与分析物浓度成比率，被反射光检测。支持层：此层是透明塑料制成，起到支持其余层的作用，且同意光辉百分之百透射，以便对有色复合物进行丈量。颜色变化经过反射光检测，因为光辉不经过已经被阻留在扩散层上的潜伏搅乱物，从而防范了对检测结果的搅乱。因为多层的设计，不一样的项目加入了特别的试剂层加强反应的特异性，干化学拥有优异的抗搅乱能力。联合非联合胆红素(BuBc)干片是使用障蔽层的一个示例。障蔽层可有效间隔可能的搅乱成分（比方，血红蛋白）以防其进入扩散层，从而防范它们影响丈量结果。直接选择性电极离子检测干片离子（钠，钾，氯）检测是干化学检测项目中的传统优势项目，采纳离子法干片。其设计采纳直接电势法，样本无需稀释。离子干片是由纸桥将两个离子选择性电极相连，经过电压表来丈量患者样本和已知参比液之间的电势差，从而计算出钠，钾，氯的离子浓度。免疫速率法干片免疫速率法干片主要用于进行药物浓度和蛋白质检测，分为竞争法和非竞争性干片两类。竞争法（比方地高辛）读数时采纳了多点速率法来检测分析物浓度。分析物与酶标抗原竞争有限数目的抗体联合位点。加入含底物的免疫洗液，一方面洗去未联合物质，另一方面抗原抗体复合物与无色底物反应显色以670nm波长加入免疫洗液并孵育后读数；经过速率的变化采计算分析物浓度，发射光密度与分析物浓度成反比。II.非竞争法（CRP）读数时采纳定点速率法。待测物与固相抗体、酶标抗体形成夹心“三明治”。加入含底物的免疫洗液后洗去读数视窗地域未联合物质，抗原抗体联合物与底物反应显色，孵育分钟时读数670nm发射光密度与待测物浓度成正比。反射光度法的原理――干化学分析法的理论基础反射光度法依照反射介质不一样，有多种理论。光辉进入介质后出现以下效应：－在照耀表面产生反射（和折射）－内部汲取－在内部或照耀表面产生散射这些效应的总和决定了光再走开介质的比率和方向。反射光密度与分析物浓度不呈线性关系的原由是检测到的光信号包括了反射光和散射光。光经过各层干片刻，干片内部各个层和表面会产生散射和反射。检测比色/速率和免疫速率法干片刻采纳的是反射分光光度法。强生干化学技术反射光理论是Williams,Clapper等提出的。在仪器内部光源发出一束光透过透明支持层，在试剂层光被有色化合物部分汲取后，在扩散层供给的反射面被反射，反射光经滤光装置后回到光度检测器被读数。光密度由此被转变成电压读数，并计算成分析物浓度。干化学技术中入射光（IO）100%进入干片。有色物质汲取必定比率光后反射。反射法检测反射光（IR），反射比为R=Ir/Io反射光密度（DR）公式为DR=log10反射法中，分析物浓度与DR不行比率关系。C不等于Ao（截距）+A1（斜率）*DR固然不呈线性关系，但是结果仍旧可以展望。严实的研究建立了患者标本浓度与反射光密度间的数学关系。经过一个函数即可完成两者间变换。函数关系是使用前经过定标盘载入检测系统，经过函数实现每种测试项目的变换。通用定标模式这是用来把仪器检测光密度与分析物浓度建立关系的通用公式。A0、A1、A2是未知的，需经定标程序计算得出。g(DR)是将检测光密度与分析物浓度关系线性化的转变函数。K在每项测试中是已知常数。将DR变换成g(DR)，变换函数是出厂时由大批该仪器频频研究得出的，保证了g(DR)与浓度呈线性关系。好多分析项目用了二条曲线来完成分析物浓度的变换。“DR”曲线及“函数变换”曲线，两者在经过原点的直线上订交几点可以看到两者呈镜像关系。将它们叠加后，结果将所有落在直线上。正是引入“函数变换”的目的。自然，此图8不过为了便于理解而画的比较规律，实质更为复杂。函数变换曲线与定标曲线是相对应的，当DR为时则转变成g(DR)校订读数为，当DR为时，校订读数应为。g(DR)与通用定标模式每个定标品的g(DR)值都定义在通用定标模式中，方程式A（图9）已知值和未知值定标中的已知值有：：三个是标品的已知浓度，是经过定标盘载入仪器的DR：从干片测得：每种项目固定不变由定标载入虽未知但可计算出，是定标参数：A0=截距A1=斜率A2=曲率经过厂家的设置和用户端的定标操作，每个标本的结果就可以经过光信号值计算获得。反射光的反射背景是扩散层，光辉不经过已经被阻留在扩散层上的潜伏搅乱物，从而防范了对检测结果的搅乱。这是扩散层担当除掉搅乱的基础。由试剂片的结构和反射光检测技术可见涂层技术相对于溶液化学分析技术拥有好多长处：在试剂片中化学反应可以在个别物理分层中进行，以以下图，前一反应的产物可以连续进入另一层进行其余化学反应，从而指引一个反应序列，所以在多层复合薄膜中的各层可以给出一种特定的环境用以完成某种特定的反应。这一点溶液化学分析是没法完成的，比方乳糜血的样品，在进行溶液方式生化分析时，就需要先脱脂，而后进行分析，而利用多层复合膜技术，即可在一个薄膜前一次完成所有反应，显然提升认识析的特异性。同时因为没有溶液对待检样品的稀释作用，所以本方法也可大大提升了检测的敏捷度。这类可以实行几个连续的物理和或化学反应而无需操作者介入的方法，就像计算机领域中广泛应用的芯片技术，可以使繁琐的实验室仪器设备和各种器皿联合完成的工作固化在一个多层复合薄膜上，极大的简化了操作和提升重复性及稳固性。所以，在短短的十几年时间里，干化学技术即在世界各临床化学实验室广为应用。经过20多年