介绍一种以透射比浊法为规划原理,单片机89C52为中心的96通道高速抗凝血药物挑选渠道。
该仪器主动完结血液(血浆)凝血时刻的实时检测及数据收集,数据收集的精度、速度及灵敏度较传统的凝血时刻丈量仪器有较大的进步。提出了将凝血时刻丈量用于相关药物挑选的新途径。
血液凝结的进程十分复杂的。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平衡状况,假如这种平衡被损坏,就会构成凝血体系疾病。现在临床上最常用的抗凝血类药物是肝素,这种药物尽管有很好的抗凝血作用,却伴随着血和血小板削减等副作用,并且当患者自身患有弥散性血管内凝血等疾病时便无法选用。现有的口服类抗凝血药物(如节丙酮香豆素[1])的运用作用又不甚抱负。因而,新式抗凝血药物的研发作业是十分必要的。
进行抗凝血药物开发的第一步便是要查验药物的抗凝作用,也便是凝血时刻的检测。现在际上一般认可的丈量凝血时刻的目标主要有两个:凝血酶原时刻(Prothrombin Time,PT)和活化部分凝血活酶时刻(Actived Partial Thromboplastin Time,APTT)。这两个目标是
由世界血液学规范化委员会(ICSH)、估量血检与止血委员会(ICTH)和美国临床查验规范委员会(NCCLS)联合拟定散布的[2]。PT和APTT不只能替代传统的Duke法出血时刻和玻片法凝血时刻而作为新的临床止血功用目标,并且能为抗凝血药物开发进程供给更好的监控目标。
正常的凝血进程时刻很短,即便参加抗凝剂,也不会超越1分钟。正常情况下,PT不会超越20秒,这给手艺丈量带来了很大的困难。为了寻求便当的检测途径,国内外许多企业现已开端研发相关的主动化凝血时刻丈量仪,并且现已投
放商场如德国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/止血分析仪等。这些凝血丈量仪尽管能够完结一个或几个样品的一起检测,可是依然沿袭临床检测的套路,检测速度有限,样品用量比较大,样品波大都固定于仪器上,清洗不便当,一起价格也适当贵重,不适用于药物开发。
为了进步凝血丈量仪的功能,一起满意高通量的药物挑选的需求,咱们运用单片机规划了一套新式的凝血时刻主动检测仪,意图在于为新药开发质量操控供给便当。这台小型的凝血时刻丈量设备(体积仅30cm×20cm×12cm)不只能够进行96路并行实时检测,并且样品用量少(20μl),灵敏度高(0.1秒),具有很好的运用远景。
1 丈量原理
血液的凝结从物理上来讲便对错溶性纤维蛋白构成的进程,并且在很短的时刻内非溶性纤维蛋白的数量会猛然添加。这样,整个血液的透光率就会敏捷下降(浊度升高),一段时刻后就会渐突变缓。一般咱们所丈量的凝血时刻也便是指非溶性纤维蛋白构成的开端阶段,即浊度改变到达三倍信澡比的时刻。
透射比浊法正是运用了血液在凝血进程中浊度忽然升高的原理来规划的。只需检测器材具有满足的灵敏度,就能够检测出血液凝结的时刻。
2 检测仪规划
2.1 样品池规划
检测仪选用规范平底通明96孔板作为样品池,其上、下方分别为一一对应光敏二极管和发光二极管,样品池选用抽屉式结构。每次运用能够将抽屉拉出,放上96孔板,再参加凝血试剂和血液(血浆),然后发动检测开关,开端数据收集。
2.2 电路规划
由于经过光敏二极管接收到的电压信号改变量往往比较低(几个mV),关于光源手检测器材的挑选至关重要的。因而,在仪器规划曾经,首要选用了几个不同的发光二极管(以下简称LED)和与其对应的光敏二极管对凝血进程透光率进行了实测相应的理论核算。
图1所示为光敏二极管的根本电路。二极管两头的电流为:
式中,I为经过不敏二极管的电流,Is为反向饱和电流,VD为二极管两头电压,VT=kT/q称为混度进行当量,其间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,只需|VD|大于VT几倍以上,I=-Is,其间负号表明反向电流。
试验证明,光敏二极管的反向电流在必定范围内与LED上的加载电压存在正比的函数联系,如图2所示。这是由于LED正常发光进程中,LED加载电压与输出光强存在正比联系;光敏二极管的反向电流与其吸收光强也存在正比的函数联系。依据这一点咱们能够做如下揣度:
假定经过光敏二极管的吸收光强为φ,则
I=-Is=Cφ+m≈Cφ
其间,C与m为仅随温度而改变的因子,m≈0。
与光敏二极管串联的电阻R两头电压V=IR=CφR,并有:φ=φ0+Δφ,V=V0+ΔV,V0=CRφ0, ΔV=CRΔφ。其间,V0和φ0为凝血反响开端之前R电阻两头的电压与光敏二极管的吸收光强。