1-生化基礎(chǔ)知識.ppt

1、1,生化基礎(chǔ)知識,斯光明,2,臨床生物化學(xué)和生物化學(xué)檢驗,研究健康和疾病時的生物化學(xué)過程，測定體液或組織的成分以提供對疾病的診斷、治療和預(yù)防有用信息的一門學(xué)科?，F(xiàn)在還包括研究治療效果的檢測。 研究領(lǐng)域廣泛，與臨床醫(yī)學(xué)、計算機等聯(lián)系密切。,3,生物化學(xué)的研究領(lǐng)域之一,機體代謝穩(wěn)定態(tài)：生物機體是一個開放的穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，它的成分隨膳食、運動和生物節(jié)律性等因素影響而處于動態(tài)平衡狀態(tài)。某些物質(zhì)易于交換，而另一些物質(zhì)可能以貯存形式為主。物質(zhì)在細胞內(nèi)同時進行合成代謝和分解代謝，通過進入和排出間的動態(tài)平衡維持各成分的恒定，保證機體處于健康狀態(tài)。,4,生物化學(xué)的研究領(lǐng)域之二,機體穩(wěn)定態(tài)紊亂所引起疾病的生物化學(xué)改變。

2、 原因很多：1創(chuàng)傷或入侵因子的破壞，包括病原微生物、病毒和毒素2重要酶的遺傳缺陷3一種或多種營養(yǎng)物質(zhì)如氨基酸、維生素或礦物質(zhì)的缺乏4血液供應(yīng)障礙5氧氣供應(yīng)不足6代謝產(chǎn)物堆積7細胞識別某些信號的缺陷8惡性疾病9調(diào)節(jié)系統(tǒng)紊亂,5,舉例說明,糖尿病主要紊亂是胰島素活性不足，葡萄糖不斷從肝細胞中釋放但不能順利進入肌細胞進行分解代謝。葡萄糖進入血漿的速率大于離開速率，血糖濃度升高。 健康人尿液中排泄的白蛋白量很少，由于腎小球的濾過作用和腎小管的重吸收作用處于平衡狀態(tài)。腎病綜合征時腎小球濾過的白蛋白量增多，遠超過腎小管的重吸收能力，出現(xiàn)明顯的白蛋白尿。由于機體合成白蛋白能力有限，最終引起血漿白蛋白降低。,

3、6,臨床生化發(fā)展的3個階段,1910-1930年：方法學(xué)有重要進展。包括靜脈穿刺技術(shù)，目視比色計的應(yīng)用。 1930-1950年：40年代對疾病生化知識的積累。鉀鈉分析、光電比色計的應(yīng)用。許多復(fù)雜實驗室從基礎(chǔ)研究學(xué)科轉(zhuǎn)到臨床實驗室，如層析、電泳、同位素技術(shù)等。 1950年以后：自動生化分析儀問世，極大提高了工作效率，同時臨床醫(yī)生對實驗室工作的依賴性迅速增加，申請的檢驗項目的種類、數(shù)量和頻率猛增。,7,檢驗科生化室的功能,分析體液中各種成分的組成和濃度。某種物質(zhì)的濃度明顯異常，提示什么地方出現(xiàn)了障礙。 血漿中某種物質(zhì)的濃度升高原因很多，如攝入過多、合成增加、細胞過多破壞、利用不充分、排泄障礙或嚴重

4、脫水等。 疾病早期階段，癥狀模糊，血液成分的變化很小。此時，要求實驗操作有較高的精密度和有效的質(zhì)量控制（以后的將作專題講解）來確保結(jié)果的準確性。,8,生化反應(yīng)原理,9,生化反應(yīng)原理,生化分析儀是臨床診斷常用的重要儀器。它是通過對血液和其他體液的分析來測定各種生化指標，如膽固醇、葡萄糖、淀粉酶等。同時結(jié)合其他臨床資料進行綜合分析，幫助臨床醫(yī)生診斷疾病，并可鑒別并發(fā)因子以及決定以后治療的基準等。 如何檢測：利用光學(xué)。,10,許多化學(xué)物質(zhì)具有顏色（如高錳酸鉀溶液），有些無色的化合物也可以和顯色劑作用而生成有色物質(zhì)。事實證明，當(dāng)有色溶液的濃度改變時，顏色的深淺也隨著改變。因此，可以通過比較溶液顏色深淺

5、來確定有色溶液的濃度，對溶液中所含的物質(zhì)進行定量分析。,11,物理學(xué)告訴我們，光具有波動和微粒兩種性質(zhì)，稱光的波粒二象性。 光是一種電磁波，可以用振動頻率（）、波長（） 、速度（c） 、周期（T）來描述它。 在輻射能量時，光是以單個的、一份一份的能量（E=h ）的形式輻射的。式中h是普朗克常量。同樣光被吸收時，其能量也是一份一份被吸收的。不同波長的光子具有不同的能量。波長越短，即頻率越高，能量越大。,12,各種色光的近似波長范圍,13,光的互補及有色溶液的顯色原理,我們?nèi)粘Ｋ姷陌坠馐腔旌隙傻膹?fù)合光。 若把兩種顏色的光按一定比例混合，能夠得到白光的話，這兩種顏色的光就稱為互補色。,14,黃,

6、橙,紅,紫,藍,青藍,青,綠,白光,互補色光示意圖,15,物質(zhì)顏色與光的吸收、透過、反射有關(guān)。透明物質(zhì)的顏色就是它透過光波的顏色。不透明物質(zhì)的顏色是其反射光波的顏色。 有色溶液對光的吸收是有選擇性的。實踐證明，溶液所呈現(xiàn)的顏色是它的主要吸收光的互補色。,16,舉例說明,一束白光通過高錳酸鉀溶液時，（綠）光大部分被吸收，其他的光透過溶液。透過的光中除（紫）色外其他顏色的光兩兩互補，所以高錳酸鉀溶液呈（紫）色。,17,對于任何一種有色溶液，在某一特定波長下會有一個最大吸收值。 濃度不同的同一種溶液，其吸收光譜的形狀和最大吸收波長是一樣的。即不同的物質(zhì)都具有特定的吸收光譜。 由于有色溶液對光的吸收有

7、原則性，在進行比色測定時，要用只能被有色溶液吸收的光，也就是說要用單色光。（以后講到的濾光片就是起這個作用）,18,波長選擇,19,當(dāng)一束平行光照射到均勻的溶液時，光的一部分被吸收（I a),一部分反射Ir，一部分透過It。假設(shè)入射光的強度為Io，那么Io= I a+ Ir+ It 實際比色分析時，所有比色皿都是同質(zhì)料、同規(guī)格的，因此Ir定值。 比色分析中，常把透過光的強度占入射光的強度的百分比It / Io ）%稱為透過率。,20,色比分析理論：朗伯比爾定律,A= lg I0/I = a b c A ： 吸光度 a：摩爾消光系數(shù)（物理常數(shù)） I ： 出射光強度 b：光徑 I0 ： 入射光強度

8、 c：吸光物質(zhì)在溶液中的濃度 從上述公式中可以看出：吸光物質(zhì)在溶液中的濃度（C）與吸光度（A）成正比。溶液的濃度越大，所吸收的光的量也越大。,21,儀器反應(yīng)原理,22,一、原 理,單色器,（Lambert-Beer）朗伯-比爾定律,比色皿,檢測器,放大,顯示,光源,A=Kbc,A：吸光度,c：物質(zhì)濃度,K：吸收系數(shù),b：液層厚度, 吸光度與該物質(zhì)在特定波長下的溶液厚度與濃度變化成正比,23,光源：常用的是鹵素?zé)?。最好的是貝克曼儀器的氙燈。 單色器：即濾光片。常用干涉濾光片。 比色皿：常用石英。要有良好的透光性和較強的耐腐蝕性。 光電檢測器：將光能轉(zhuǎn)化為電能。應(yīng)具有靈敏度高，響應(yīng)速度快，產(chǎn)生的電

9、信號易于檢測和放大，噪音低等特點。,24,常用的范圍：200 800 nm 紫外光區(qū)：200400 nm 可見光區(qū)：400760 nm,生化檢驗中常用的吸收光譜范圍,25,常用波長,最常用的吸收波長有：340、380、405、410、505、546、570、600、660、700、800nm 等。,26,常用波長,使用340nm波長的項目：HCY、ALT、AST、HBDH、LDH、CK、CKMB、CO2 （CD127） IgA/M、C3、C4 使用380nm波長的項目：CO2（CD116） 使用405nm波長的項目：ALP、GGT、 CO2 （Gcell） 使用450nm波長的項目：TBIL、

10、DBIL（釩酸鹽氧化法） 使用505nm波長的項目：TBIL、DBIL（重氮法） 使用546nm波長的項目：TG、CHO、GLU、CRE（酶） 使用570nm波長的項目：CysC、BMG、ASO、h-CRP 使用600nm波長的項目：HDL、LDL 使用700nm波長的項目：HbA1c、PGI、PGII、IgG,27,二、生化分析儀結(jié)構(gòu)示意圖,b：后分光 （現(xiàn)在）,a、前分光 （過去）,光柵,檢測器,光源,計算機,反應(yīng)池,比色池,反射鏡,反射鏡,狹縫,比色池,反應(yīng)池,光源,計算機,檢測器,光柵,28,后分光的優(yōu)點：可同時選用雙波長進行測定，大大降低了躁聲；通過雙波長可以有效地抑制混濁、溶血、黃

11、疸對實驗測定的影響；雙波長可有效地補償由于電源變動造成的影響；使生化分析儀器多項目同時測定變?yōu)楝F(xiàn)實。,29,自動生化分析儀器的基本構(gòu)成,樣本/試劑系統(tǒng)：自動液面探針（增加速度和減少污染）；防堵塞功能；防碰撞保護功能 攪拌和沖洗系統(tǒng)： 恒溫系統(tǒng)： 反應(yīng)盤： 光路系統(tǒng)：全息光柵 操作系統(tǒng)：,30,三、分 類,樣品+試劑,1、流動式,混 合,計 算,檢 測,流動比色池,排 出, 特點：樣品試劑在同一管道中，在流動中進行。,2、分立式,試劑,樣品,排 出,檢 測,計 算,獨立反應(yīng)比色杯, 特點：樣品、試劑分別進入某個項目的獨立比色杯內(nèi)，完成測試。,31,離心式分析儀：將樣本和試劑放在特制的圓盤上，圓盤

12、裝在離心機上作為轉(zhuǎn)頭。受離心力作用而相互混合。反應(yīng)速度快。缺點同一時間只能做同一項目測定。 干式生化：價格昂貴，適合急診。,32,試劑反應(yīng)原理,33,比色法（儀器上一般設(shè)置為終點法） 酶法；連續(xù)監(jiān)測法（速率法） 免疫比濁法,34,化學(xué)試劑盒常用的反應(yīng)原理,比色法 由單純的化學(xué)物質(zhì)參與反應(yīng)，呈色，在一定波長下比色。例如總蛋白的雙縮脲比色法、白蛋白的溴鉀酚綠法。 酶法 由特異性的酶來催化反應(yīng)，在一定波長下比色。例如甘油三酯由甘油激酶和過氧化物酶來催化反應(yīng)；尿素有脲酶來催化反應(yīng)進行。 免疫比濁法 抗體（Ab）與可溶性抗原（Ag）反應(yīng)，形成一定結(jié)構(gòu)的免疫復(fù)合物，成為懸浮于反應(yīng)溶液中的微粒。這種在沉淀反

13、應(yīng)中形成的微粒具有特殊的光學(xué)性質(zhì)。,35,終點法,被測物質(zhì)（反應(yīng)底物）在化學(xué)反應(yīng)過程中完全被消耗或轉(zhuǎn)換，即反應(yīng)達到平衡（終點），通過測定產(chǎn)物（反應(yīng)生成物）的多少來定量測定被測底物的含量。 反應(yīng)曲線圖如下：,36,1. 終點法 舉例：血糖（Glu） 測定原理： 葡萄糖+O2+H2O 葡萄糖酸+H2O2 H2O2+4-AA+酚 醌亞胺+4H2O 醌亞胺在480550nm有吸收峰,反應(yīng)曲線,樣品加入后一段時間后吸光度達到最大而且不再變化，說明反應(yīng)完成，這樣的項目為終點法。,37,2.速率法 舉例：谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT） 測定原理： L-丙氨酸+-酮戊二酸 丙酮酸+L-谷氨酸 丙酮酸+NADP+H L-

14、乳酸+NAD+ NADH在340nm波長下吸收峰下降,ALT,反應(yīng)進行時的某特定時間間隙內(nèi)，進行一系列測定記錄。在某時間間隔內(nèi)有效測定其吸光度變化速率是分析濃度的函數(shù)。特別是在測定時間間隙內(nèi)，記錄下表現(xiàn)出反應(yīng)中最佳線性部分的吸光度讀數(shù)。,38,反應(yīng)曲線,39,3. 免疫比濁 反應(yīng)原理 透射比濁法：是根據(jù)抗原、抗體結(jié)合形成的抗原抗體復(fù)合物能引起液體介質(zhì)出現(xiàn)濁度的原理。當(dāng)抗體過量存在時，與抗原形成復(fù)合物。 顆粒增強免疫比濁法：選擇一種大小適中，均勻一致的膠乳顆粒，吸附或交聯(lián)抗體后，透過光減少，這種減少與膠乳凝集成正比。 反應(yīng)曲線,40,反應(yīng)過程： 抗體：病原體產(chǎn)生的蛋白質(zhì)。 抗原：機體體液免疫反應(yīng)的產(chǎn)物，是一種特性的蛋白。,前帶現(xiàn)象：當(dāng)抗原過量，抗體不足反應(yīng)超限導(dǎo)致沉淀