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第二十六章 微生物学实验
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第二十九章 药学实验
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附录

 
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第十章 血液流变学检测
2009-06-02 16:54  

 

一、血液流变学检测基本原理

血液流变学主要研究的是血液及其成分的流动性和变形性规律的科学。血液的流变性包括血液宏观流动性(黏度)、血细胞流变性(红细胞的聚集性和变形性)和血液生化物质对血液流变性的影响(纤维蛋白原,球蛋白)等三个方面。血液流变性异常在某些疾病,尤其是血栓性疾病的病因和发病机制中起重要作用。血液是一种非常特殊的悬浮液,作为溶剂的血浆不是均质的,而是含有各种分子量、分子形状和含量各不相同的蛋白质;作为悬浮于血浆中的血细胞,不仅数量非常大,而且还是具有黏弹性的可塑体,这些细胞在一定条件下,可以聚合呈串状,甚至呈多维的团块,从而产生很大的流动阻力。另一方面,这种血细胞聚集体也可能完全分散为单个血细胞,甚至单个血细胞还可沿流动方向作拉长变形,这些变化将使流动阻力大为减小,上述这些特点使血液表现出比一般非牛顿型流体更为复杂的流变学特征。血液流变学检测的目的就是要了解和掌握血液的流动性质和凝固性质及其在生理和病理条件下的变化规律。检测的基本指标包括血液黏度、血细胞比容(HCT)、红细胞的聚集性和变形性、血小板黏附和聚集性、血浆纤维蛋白原含量等。血液黏度的测量是其中最重要的指标;血液黏度是反映血液流变性的综合指标,血液黏度的高低与血液循环的优劣或血液供应的多少密切相关,凡能影响血液流变性的各种因素都能从血液黏度的变化表现出来。血液黏度的增高被认为是有血栓形成可能的指标之一,而血液黏度的降低可用于判断出血量的多少以及病情预测的重要指标。

二、血液流变学的检测方法

血液黏度是血液最基本的流变特性。血液黏度测定包括全血黏度(η b)和血浆黏度(η p)测定。血液黏度的单位以 mPa·s (毫帕·秒)表示。

血液黏度测定的方法主要分两大类,一类是毛细管黏度测定法,另一类是旋转式黏度测定法。

(一)毛细管黏度计测量法

毛细管法测定血液黏度的理论依据是泊肃叶定律。当液体流经毛细管时,将遵循下列公式:Q=πr4 P/8ηL,即流量Q与管道两端的压力差P、管道半径r成正比,并与管道长度L和流体黏度η成反比。式中的流量Q也等于VtV为流经毛细管的容积,t为流动的时间,即Vt =πr4P/8ηL

通常rLP都可以在实验条件下恒定,若恒定流量Q,则η∝t;因此,通过测定液体流经毛细管的时间t即可计算出液体黏度η。

毛细管黏度测定方法只适用血浆黏度的测定。

(二)旋转式黏度测量方法

旋转式黏度测量的原理是以一个能以不同转速主动旋转的物体,通过对被测液体的作用、带动与其有同轴心的另一个物体被动地旋转并产生一定大小的力矩,只要知道主动旋转物体的几何形状,旋转速度以及被动旋转物体所产生的力矩大小,就可以计算出被测液体所受的切应力(τ)和产生的切变率(γ),利用公式η=τ/γ,即可计算出被测液体的黏度。利用此原理制造的黏度计为旋转黏度计。目前常用的有锥板式黏度计和圆桶式黏度计。主要结构为一旋转的圆桶或圆板和同轴心的内层圆桶或圆锥,两者之间狭窄的缝隙为被测液体样品,内层圆桶或圆锥靠金属扭丝K悬吊起来。此类黏度计的最大优点是可以通过改变旋转速度改变切变率,可以测量很广范围内切变率(0.044000s-1)下的液体黏度。此外,两旋转物体间缝隙很小,故很少的液体样品即可测量,并有很高的精确度,尤其适用于全血黏度的测量。

1. -板式旋转黏度计 亦称圆锥-平板式旋转黏度仪,主要部件为一大顶角的圆锥体和一平板,锥板黏度计只要求锥与板有相对运动,若下面的板旋转称为下旋转式,若上面的锥旋转,则称为上旋转式。

-板式旋转黏度仪,有较宽的剪切率范围,可测出在不同剪切率下相应的表观黏度值,这样就可以作出血样的黏度随剪切率变化的曲线,故锥-板式黏度仪,是测定非牛顿流体比较理想的设备。

2. 同轴圆筒式黏度仪,即悬丝式黏度仪 为无摩擦结构的血液流变仪,此型黏度仪可准确测量剪切率 1s-1 200s-1 范围的血液黏度,灵敏度高,使用寿命长。

(三) 锥板黏度计基本操作

1. 开机前,利用气泡水准器,调整主机水平位置。

2. 放松定位杆并旋转180°,取下试样杯,将试样杯与恒温水浴相连,并使恒温水浴运转。

3. 装待测血样。用注射器抽取一定量待测血样,排除气泡,将血样注入试样杯,装上主机。

4. 黏度测量。应在循环恒温水浴水温平衡,即试样杯温度稳定的情况下进行;先将转速旋钮旋到低速格,转轴锁紧把手置于释放位置,开启电源后,启动旋转开关,进行黏度测量。

三、血液黏度测定时剪切率的选择

血液黏度系指在不同剪切率下的表观黏度,因为血液是非牛顿流体,所以血液黏度对剪切率有依赖性,既血液黏度是随剪切率变化而变化,随剪切率增高而降低,随剪切率的降低而增高,所以,血液在各个不同剪切率下所表现出来的黏度是不同的。血液黏度的测定,需测定几个剪切率下的黏度值。高剪切率(例如 200s-1 )下的血液黏度可反映红细胞变形时的血液黏度;低剪切率(例如 1s-1 )下的黏度可反映红细胞聚集时的血液黏度;中剪切率(例如 30 - 50s-1)下的黏度则反映红细胞解聚后又无多少变形时的血液黏度。作为粗略了解,正常血在 200s-1的血液黏度约为4mPa·s ;在 10s-1的黏度约为10mPa·s;在 1s-1下的黏度约为 20mPa·s

由于血浆被看做是牛顿流体,因此,血浆黏度的测定不需采用不同剪切率来进行。正常血浆在 37℃ 的黏度约为 1.2mPa·s

四、影响血液黏度的主要因素

1. 血细胞压积(HCT) 血液中血细胞以红细胞为主,约占血细胞体积的 95% ,因此,HCT是影响血液黏度的最重要因素,当 HCT 超过 0.45 以上时,血液黏度与HCT呈指数增加。

2. 红细胞聚集与变形 红细胞聚集主要影响低剪切下血液黏度。红细胞聚集增多时,低剪切下血液表观黏度增高;红细胞变形能力下降或丧失,红细胞在微血管中流动时的黏度也就增加。

3. 血浆蛋白 血浆蛋白是影响血浆黏度的主要因素,也是血液黏度的一个影响因素。血浆蛋白对血浆黏度的影响决定于血浆蛋白的含量,分子的形状和大小,蛋白的含量愈高,血浆黏度愈高。纤维蛋白原对血浆黏度影响最大。

4. pH 及渗透压 pH 和渗透压对血液流变性的影响,主要是因为它们引起红细胞聚集性和变形性的改变。pH 降低可使红细胞膜变硬,细胞变形下降。低渗状态可使红细胞球形化,变形性降低。高渗条件可使细胞内水分外流,细胞内黏度升高。因而这些因素都可使低剪切率下黏度降低,高剪切率下黏度升高。

五、注意事项与质量控制   

血液黏度是一个综合性指标,它是血浆黏度、血细胞压积、红细胞变形和聚集能力,血小板和白细胞流变特性等的综合表现。在作血液黏度检测中,应注意:

1. 无论采取何种类型黏度仪都要按具体操作要求,严格控制。

2. 工作温度,一般来说,温度升高使体液黏度降低,温度下降使体液黏度增高。但血液情况十分复杂,温度升高将导致红细胞聚集增高,于是使血液低剪切率黏度升高,而血浆黏度和高剪切率血液黏度都降低。使用旋转式黏度仪测定血液相对黏度,尤其在高剪切率下,不随温度变化(15-40℃)而改变。但毛细管黏度计测定血液黏度,随温度升高而降低。当温度升高至 41℃ 以上时,由于血浆蛋白和红细胞膜均出现变化,导致红细胞硬度增加,使血液黏度升高。

3. 血样准备,采血过程中注意剪切可能造成红细胞的损伤;常温中血样的贮存不应超过4h,血样中不能有气泡,纤维丝、杂物等。

4. 抗凝剂,一般用肝素或EDTA作抗凝剂。

六、血液黏度测定的意义

血液黏度测定对了解血液的流动性及其在生理和病理条件下的变化规律,评价微循环障碍的原因,诊断、防治血液黏度异常的疾病有着重要的意义。

1. 明显微循环障碍的疾病多同时伴有血液黏度增高。而且微循环障碍程度和疾病的严重程度与血液黏度增高是平行的,如脑中风、心肌梗死、冠心病、肺心病等。血液黏度的测定,可作为冠心病和心肌梗死发作的警报信号。

2. 可用于衰老及抗衰老的研究,在长寿因素调查中,健康长寿者的血液黏度、纤维蛋白原含量、红细胞变形能力、血小板聚集功能等均在正常范围,而心血管疾病的长寿者上述指标明显高于正常。血液黏度的特点是不随年龄的增大而增高。

3. 血液黏度的测定有可能成为预测肿瘤的发生,尤其是肿瘤转移的重要指标。肿瘤患者血液黏度,特别是血浆黏度明显增高。主要是由于血浆中的纤维蛋白原水平明显增高并促使红细胞聚集性的增强,进而造成血液黏度增高和血沉加快,特别是肿瘤已发生转移时,血液和血浆黏度表现尤为显著。

 

    

 

1. 血液流变学的概念?

2. 血液流变学的检测方法。

 

                                                (张根葆)  

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