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关于多通道抗凝血药物筛选检测仪设计解析

? 2018年05月23日 22:55 ? 次阅读

美高梅官网,金沙网投领导者,金沙网投网站,金沙网投开户 www.tongshi-cn.com 介绍一种以透射比浊法为设计原理,单片机89C52为核心的96通道高速抗凝血药物筛选平台。

该仪器自动完成血液(血浆)凝血时间的实时检测及数据采集,数据采集的精度、速度及灵敏度较传统的凝血时间测量仪器有较大的提高。提出了将凝血时间测量用于相关药物筛选的新途径。

血液凝固的过程非常复杂的。生物体在正常生理状态下,血液中的凝血系统与抗凝血系统处于自我调节的一种平衡状态,如果这种平衡被破坏,就会形成凝血系统疾病。现在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,却伴随着血和血小板减少等副作用,而且当患者本身患有弥散性血管内凝血等疾病时便无法采用。现有的口服类抗凝血药物(如节丙酮香豆素[1])的使用效果又不甚理想。因此,新型抗凝血药物的研制工作是非常必要的。

进行抗凝血药物开发的第一步就是要检验药物的抗凝效果,也就是凝血时间的检测。现在际上普通认可的测量凝血时间的指标主要有两个:凝血酶原时间(Prothrombin TIme,PT)和活化部分凝血活酶时间(AcTIved ParTIal ThromboplasTIn Time,APTT)。这两个指标是

由国际血液学标准化委员会(ICSH)、估计血检与止血委员会(ICTH)和美国临床检验标准委员会(NCCLS)联合制定分布的[2]。PT和APTT不仅能取代传统的Duke法出血时间和玻片法凝血时间而作为新的临床止血功能指标,并且能为抗凝血药物开发过程提供更好的监控指标。

正常的凝血过程时间很短,即使加入抗凝剂,也不会超过1分钟。正常情况下,PT不会超过20秒,这给手工测量带来了很大的困难。为了寻求方便的检测途径,国内外许多企业已经开始研制相关的自动化凝血时间测量仪,并且已经投

放市场如德国TECO公司的TEChrom IV plus 4通道半自动血栓/止血测定仪;法国BIOCHEM公司STAGO全自动血栓/止血分析仪等。这些凝血测量仪虽然可以完成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,检测速度有限,样品用量比较大,样品波大都固定于仪器上,清洗不方便,同时价格也相当昂贵,不适用于药物开发。

为了提高凝血测量仪的性能,同时满足高通量的药物筛选的需求,我们利用单片机设计了一套新型的凝血时间自动检测仪,目的在于为新药开发质量控制提供便利。这台小型的凝血时间测量装置(体积仅30cm×20cm×12cm)不仅能够进行96路并行实时检测,而且样品用量少(20μl),灵敏度高(0.1秒),具有很好的应用前景。

1 测量原理

血液的凝固从物理上来讲就是非溶性纤维蛋白形成的过程,而且在很短的时间内非溶性纤维蛋白的数量会陡然增加。这样,整个血液的透光率就会迅速降低(浊度升高),一段时间后就会渐渐变缓。通常我们所测量的凝血时间也就是指非溶性纤维蛋白形成的起始阶段,即浊度变化达到三倍信澡比的时间。

透射比浊法正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,就可以检测出血液凝固的时间。

2 检测仪设计

2.1 样品池设计

检测仪采用标准平底透明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,样品池采用抽屉式结构。每次使用可以将抽屉拉出,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,开始数据采集。

2.2 电路设计

由于通过光敏二极管接收到的电压信号变化量往往比较低(几个mV),对于光源手检测器件的选择至关重要的。因此,在仪器设计以前,首先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过程透光率进行了实测相应的理论计算。

关于多通道抗凝血药物筛选检测仪设计解析

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为通过不敏二极管的电流,Is为反向饱和电流,VD为二极管两端电压,VT=kT/q称为混度进行当量,其中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,其中负号表示反向电流。

实验证明,光敏二极管的反向电流在一定范围内与LED上的加载电压存在正比的函数关系,如图2所示。这是因为LED正常发光过程中,LED加载电压与输出光强存在正比关系;光敏二极管的反向电流与其吸收光强也存在正比的函数关系。根据这一点我们可以做如下推断:

假设通过光敏二极管的吸收光强为φ,则

I=-Is=Cφ+m≈Cφ

其中,C与m为仅随温度而变化的因子,m≈0。

关于多通道抗凝血药物筛选检测仪设计解析

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。其中,V0和φ0为凝血反应开始之前R电阻两端的电压与光敏二极管的吸收光强。

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食品安全是一个直接关系到人民群众生命健康和社会稳定的重大公共安全问题,而细菌性污染又是其中极为重要的...

发表于 2012-10-23 11:20 ? 634次阅读
一种新型ATP食品卫生检测仪的研制

基于bqTINY-II的便携式电子心音检测仪电源...

便携式电子产品以电池作为电源。随着便携式产品的迅猛发展,各种电池的用量大增,并且开发出许多新型电池。...

发表于 2012-10-23 10:01 ? 535次阅读
基于bqTINY-II的便携式电子心音检测仪电源...

iPhone医疗新变革:摇身变“??囟怠?/a>

苹果为人们带来了变革,不仅仅是生活,甚至是各个方面。针对iPhone智能手机的新应用和外设层出不穷,...

发表于 2012-10-22 15:54 ? 353次阅读
iPhone医疗新变革:摇身变“??囟怠? /></a>
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PPS消息传送:简化医疗设备设计

电子发烧友网核心提示: 一款电子医疗设备的设计、开发和上市准备可能比拥有同等技术复杂度的消费级设备要...

发表于 2012-10-22 11:31 ? 659次阅读
PPS消息传送:简化医疗设备设计

物联网技术在医疗卫生领域的具体应用方向

物联网技术在医疗卫生领域的主要应用技术在于物资管理可视化技术、医疗信息数字化技术、医疗过程数字化技术...

发表于 2012-10-18 14:01 ? 374次阅读
物联网技术在医疗卫生领域的具体应用方向

预计6年后医疗RFID市场将达33.516亿美元

电子发烧友网讯 :最新国外发布的市场报告《应由于医疗行业的射频识别:2012至2018年全球市场规模...

发表于 2012-10-18 08:49 ? 319次阅读
预计6年后医疗RFID市场将达33.516亿美元

市场分析:中国医疗电子预计在2016年前翻番

电子发烧友网讯 :据IHS iSuppli公司的中国研究服务,在政府一系列政策的推动下,从2011年...

发表于 2012-10-17 08:53 ? 327次阅读
市场分析:中国医疗电子预计在2016年前翻番

全球最新6款医疗器械新品鉴赏

电子发烧友网核心提示 :全球各大医疗器械公司,都在致力于改善残疾人的生活状况,理图通过一些便携式医疗...

发表于 2012-09-28 11:17 ? 6463次阅读
全球最新6款医疗器械新品鉴赏

微型化技术在医疗器械当中的应用

产品微型化技术已经是在其他的产品比如在手机等消费电子产品当中已经有过多年的开发和应用经验,相关的实验...

发表于 2012-09-28 09:54 ? 404次阅读
微型化技术在医疗器械当中的应用

植入性医疗器械成为产业重要分支

近年来,新一代植入性医疗器械的研发在美国等发达国家发展得如火如荼,如无线心脏监护仪、实时血糖监测仪、...

发表于 2012-07-24 16:14 ? 838次阅读
植入性医疗器械成为产业重要分支

基于DSP和CPLD的金属磁记忆检测仪的设计方案

金属磁记忆作为一项新的无损检测技术,已在石油化工管道、发电站汽轮机、工程机械装备等领域得到越来越广泛...

发表于 2012-07-19 15:20 ? 853次阅读
基于DSP和CPLD的金属磁记忆检测仪的设计方案

人口老龄化促进医疗器械行业的发展

医改政策推动医疗器械行业市场扩容。医疗器械行业“十二五”专项规划和县级公立医院改革将共同构成今后一个...

发表于 2012-07-17 17:45 ? 493次阅读
人口老龄化促进医疗器械行业的发展

如何兼顾医疗设备的移动性和安全性

移动设备不但改变了我们的生活方式,同时也带来了医疗保健行业提供服务的新方式。从患者到医护人员,他们都...

发表于 2012-06-26 14:35 ? 294次阅读
如何兼顾医疗设备的移动性和安全性

糖尿病医疗设备的技术创新之路

UBM TechInsights与Espicom联合披露了糖尿病治疗设备市场、技术和知识产权的格局和...

发表于 2012-06-26 14:12 ? 407次阅读
糖尿病医疗设备的技术创新之路

几种灭菌方法对医疗器械元件的影响

本文对常见的灭菌法进行了比较,并讨论了其对含有电子器件的对象的适用性。

发表于 2012-06-11 10:46 ? 2998次阅读
几种灭菌方法对医疗器械元件的影响

新颖汽车记录仪无线数据传输设计方案

  摘 要:提出并实现了无线传输在汽车行驶记录中的使用方法。将无线??樘砑拥狡敌惺患锹家侵?,并设计...

发表于 2012-06-11 09:43 ? 917次阅读
新颖汽车记录仪无线数据传输设计方案

我国医疗器械产业4000亿市场规模 朝阳产业效应...

  “目前,我国医疗器械产业市场规模约4000亿元,并以每年20%速度递增,是名副其实的朝阳产业?!?..

发表于 2012-06-05 09:07 ? 705次阅读
我国医疗器械产业4000亿市场规模 朝阳产业效应...

医疗级AC/DC电源选用要求与推荐

由于医疗设备使用的对象是人,因此对设备的要求很高,医疗设备的正常运行与否关系到病人、医生的健康乃至生...

发表于 2012-05-28 16:46 ? 1525次阅读
医疗级AC/DC电源选用要求与推荐

果断变身“预警大师”,地震监测仪DIY设计

很久很久以前,在遥远的北爱尔兰,一位靠谱的DIYer做出了一个“靠谱的地震仪”。他表示这个自制仪器可...

发表于 2012-04-26 09:53 ? 4034次阅读
果断变身“预警大师”,地震监测仪DIY设计

国产PM2.5检测仪叫板美国设备

  目前国内PM2.5监测仪器市场的进入标准,一直被美国国家环保局EPA把持,各地使用的监测仪器也多...

发表于 2012-03-29 11:43 ? 1349次阅读
国产PM2.5检测仪叫板美国设备

食物腐坏程度测定仪电路

本测定仪电路原理图见图,整个电路分为两大部分:晶体管VT1、VT2组成检测电路;VT3、VT4组成告...

发表于 2012-03-21 15:45 ? 454次阅读
食物腐坏程度测定仪电路

美国新颖医疗器械—新型“集尿袋”

集尿袋在临床上属于使用量较大的医用耗材之一。使用集尿袋可大大减轻护理人员的工作强度。

发表于 2012-02-14 09:10 ? 743次阅读
美国新颖医疗器械—新型“集尿袋”

简单易制的点火器检测仪

通过实践证明,可以利用废旧燃气点火器的振荡部分(新的也就几元钱)进行改造,做一个简易测量仪器。这种仪...

发表于 2012-02-09 11:05 ? 2062次阅读
简单易制的点火器检测仪

LCD液晶屏检测仪的设计

本文设计了一款价格低、使用灵活、体积小巧的便携式多分辨率LCD图样发生器,可以为实验室人员和消费者提...

发表于 2011-11-29 00:29 ? 4143次阅读
LCD液晶屏检测仪的设计

ARM+FPGA实现花生油质量快速检测仪

本文给出了一种基于ARM+FPGA的便携式免化学试剂且环境友好型花生油质量快速检测仪的设计方案。

发表于 2011-11-23 11:12 ? 600次阅读
ARM+FPGA实现花生油质量快速检测仪

基于单片机的疲劳驾驶检测仪设计

针对目前严重的疲劳驾驶行为,研制了一种疲劳 驾驶 检测装置。在座椅头枕上前方正对驾驶员头部的位置安装...

发表于 2011-09-16 11:46 ? 2169次阅读
基于单片机的疲劳驾驶检测仪设计