RU2276788C2 - Spectropolarimetric express method of estimation of degree of heaviness of condition of patients based on usage of blood serum - Google Patents
Spectropolarimetric express method of estimation of degree of heaviness of condition of patients based on usage of blood serum Download PDFInfo
- Publication number
- RU2276788C2 RU2276788C2 RU2003130626/15A RU2003130626A RU2276788C2 RU 2276788 C2 RU2276788 C2 RU 2276788C2 RU 2003130626/15 A RU2003130626/15 A RU 2003130626/15A RU 2003130626 A RU2003130626 A RU 2003130626A RU 2276788 C2 RU2276788 C2 RU 2276788C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- polarizer
- patients
- fluorescence
- condition
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике в медицине, а именно клинико-лабораторной диагностике степени тяжести состояния больных.The invention relates to measuring equipment in medicine, namely clinical and laboratory diagnosis of the severity of the condition of patients.
Известен метод оценки функционального состояния больных, основанный на хемилюминесценции - спонтанном свечении биологического материала, который по своей чувствительности близок к радиоиммунному, оставаясь при этом достаточно простым и экспрессным (Черницкий Е.А., Слобожанина Е.И. "Спектральный люминесцентный анализ в медицине", Минск, Наука и техника, 1989). Он на 2-3 порядка превышает по чувствительности метод электронного парамагнитного резонанса (Веселовский В.А. "Хемилюминесцентный метод анализа в биологии". В сб.: Спектроскопические методы исследования в физиологии и биохимии. Л.: Наука, 1987, с.34-37).A known method for assessing the functional state of patients, based on chemiluminescence - spontaneous emission of biological material, which in its sensitivity is close to radio-immune, while remaining quite simple and express (Chernitsky EA, Slobozhanina EI "Spectral luminescent analysis in medicine" , Minsk, Science and Technology, 1989). It is 2-3 orders of magnitude higher in sensitivity than the method of electron paramagnetic resonance (Veselovsky V.A. “The Chemiluminescent Analysis Method in Biology.” In Sat: Spectroscopic Methods of Research in Physiology and Biochemistry. L .: Nauka, 1987, p. 34- 37).
Спонтанную хемилюминесценцию сыворотки крови связывают с постоянным протеканием в плазме крови реакций перекисного окисления липидов, сопровождающихся свечением и в условиях физиологической нормы (Журавлев А.И. "Спонтанная биохемилюминесценция животных тканей". В сб.: Биохемилюминесценция. - М.: Наука, с.3-30), так как одноэлектронное восстановление кислорода составляет небольшую, но сравнительно постоянную долю суммарного восстановления кислорода в различных клетках, потребляющих кислород (Владимиров Ю.А., Шаров А.П., Малюгин Э.Ф. "Хемилюминесценция плазмы крови в присутствии ионов Fe 2+". Биофизика, 1973, т.18, с.148-152 ). Однако он недостаточно точен.Spontaneous serum chemiluminescence is associated with the constant occurrence of lipid peroxidation reactions in the blood plasma, accompanied by luminescence and under physiological conditions (A. Zhuravlev, "Spontaneous Biochemiluminescence of Animal Tissues". In: Biochemiluminescence. - M .: Nauka, p. 3-30), since one-electron oxygen reduction is a small but relatively constant fraction of the total oxygen reduction in various oxygen-consuming cells (Vladimirov Yu.A., Sharov A.P., Malyugin E.F. "Hemilyum nestsentsiya plasma in the presence of the
Известен экспресс-метод оценки степени тяжести состояния больных по определению степени дестабилизации мембран эритроцитов путем исследования их биофизических свойств (Якубова P.P., Мурин А.В. АС 1636731 A1, G 01 N 21/00, 1990). Метод состоит в исследовании образца суспензии мембран эритроцитов в изотоническом растворе, пропускании через него неполяризованного света и определении степени поляризации, пропускании поляризованного света через тот же образец, определении степени фоновой деполяризации образца при длине волны возбуждения 493 нм, определении отношения первого показателя ко второму и при увеличении этого отношения по сравнению с физиологиеской нормой определении степени дестабилизации мембран эритроцитов, которая коррелирует с тяжестью состояния больных. Метод является современным, с высокой степенью точности отражает изменения биофизических свойств эритроцитов, однако не может служить интегральной оценкой изменения физико-химических характеристик жизненно важных систем организма, отражая лишь свойства одного из звеньев гомеостаза.The express method is known for assessing the severity of the condition of patients by determining the degree of destabilization of erythrocyte membranes by studying their biophysical properties (Yakubova P.P., Murin A.V. AC 1636731 A1, G 01 N 21/00, 1990). The method consists in examining a sample of a suspension of erythrocyte membranes in an isotonic solution, passing unpolarized light through it and determining the degree of polarization, passing polarized light through the same sample, determining the degree of background depolarization of the sample at an excitation wavelength of 493 nm, determining the ratio of the first parameter to the second and an increase in this ratio compared with the physiological norm for determining the degree of destabilization of erythrocyte membranes, which correlates with the severity of the condition sick. The method is modern, with a high degree of accuracy reflects changes in the biophysical properties of red blood cells, however, it cannot serve as an integrated assessment of changes in the physicochemical characteristics of vital systems of the body, reflecting only the properties of one of the links of homeostasis.
Наиболее близким к предлагаемому является спектрополяриметрический экспресс-метод оценки степени тяжести состояния больных путем исследования образца биологического материала в изотоническом растворе, пропуская через него неполяризованный свет и определяя интенсивность излучения, затем, пропуская через тот же образец поляризованный свет и определяя интенсивность излучении, при этом в качестве биологического материала используют сыворотку крови, максимум длины волны возбуждения устанавливают 360 нм, а максимум длины волны флюоресценции - 450 нм. По коэффициентуClosest to the proposed one is the spectropolarimetric express method for assessing the severity of the condition of patients by examining a sample of biological material in an isotonic solution, passing unpolarized light through it and determining the radiation intensity, then passing through the same sample polarized light and determining the radiation intensity, while blood serum is used as biological material, the maximum excitation wavelength is set to 360 nm, and the maximum fluorescence wavelength ntsii - 450 nm. By coefficient
где I 90/0 - интенсивность излучения выбранных длин волн, когда поляризатор возбуждающего излучения установлен на 90°, а поляризатор эмиссионного излучения - на 0°;where I 90/0 is the radiation intensity of the selected wavelengths when the polarizer of the exciting radiation is set to 90 °, and the polarizer of the emission radiation to 0 °;
I 0/0 - интенсивность излучения выбранных длин волн, когда оба поляризатора установлены на 0°,
определяют степень метаболических сдвигов в организме, позволяющих судить о степени тяжести состояния больных. Дополнительно осуществляют клинический анализ крови и определяют концентрацию среднемолекулярных пептидов в сыворотке крови (Патент РФ N 2168165 С2, Бюл. N 15, 27.05.2001 г.). Однако метод недостаточно точен.determine the degree of metabolic changes in the body, allowing to judge the severity of the condition of patients. In addition, a clinical blood test is performed and the concentration of medium molecular peptides in the blood serum is determined (RF Patent N 2168165 C2, Bull.
Цель изобретения - повышение точности определения степени тяжести состояния больных.The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the severity of the condition of patients.
Поставленная цель достигается исследованием образца сыворотки крови в изотоническом растворе путем пропускания через тот же образец возбуждающего излучения и регистрации флюоресцентного излучения при максимуме длины волны возбуждения 360 нм, максимуме длины волны флюоресценции 450 нм, с последующим определением интенсивности излучения выбранных длин волн, где I (90/0) - интенсивность излучений, когда поляризатор возбуждающего излучения установлен на 90°, а поляризатор флюоресцентного излучения - на 0°, I (0/0) - интенсивность излучения, когда оба поляризатора установлены на 0°. Исследование отличается тем, что дополнительно после определения I (90/0) не меняют положение поляризатора на стороне возбуждения, измеряют излучение через каждые 10° на стороне флюоресценции и получают кривую поляризованного излучения: после определения I (0/0) не меняют положение поляризатора на стороне возбуждения, измеряют излучение через каждые 10° на стороне флюоресценции и получают кривую неполяризованного излучения, затем оценивают степень тяжести состояния больных по положению двух полученных кривых по сравнению с нормой в системе координат: интенсивность излучения - значение угла поляризатора на стороне флюоресценции.This goal is achieved by studying a blood serum sample in an isotonic solution by passing exciting radiation through the same sample and recording fluorescence radiation at a maximum excitation wavelength of 360 nm, a maximum fluorescence wavelength of 450 nm, and then determining the radiation intensity of the selected wavelengths, where I (90 / 0) is the radiation intensity when the exciting radiation polarizer is set to 90 °, and the fluorescent radiation polarizer is set to 0 °, I (0/0) is the radiation intensity when and polarizer are set to 0 °. The study is characterized in that in addition, after determining I (90/0), the position of the polarizer on the excitation side is not changed, the radiation is measured every 10 ° on the fluorescence side and a polarized radiation curve is obtained: after determining I (0/0), the position of the polarizer is not changed to side of the excitation, measure radiation every 10 ° on the side of fluorescence and get a curve of non-polarized radiation, then assess the severity of the condition of the patients according to the position of the two curves obtained compared with the norm in the system coordinates: radiation intensity - the value of the angle of the polarizer on the side of fluorescence.
Спектрополяриметрический экспресс-метод оценки степени тяжести состояния больных осуществляют следующим образом. Исследуют сыворотку крови пациента в разведении 1:10 0.85% раствором NaCl (образец).Spectropolarimetric express method for assessing the severity of the condition of patients is as follows. Examine the patient's blood serum at a dilution of 1:10 0.85% NaCl solution (sample).
Исследования проводят на спектрофлюориметре MPF-4 "Hitachi" (Япония) в кварцевых кюветах диаметром 10 мм с использованием поляризационных призм на стороне возбуждающего и флюоресцентного излучения заданных длин волн. Режим работы спектрофлюориметра MPF-4 "Hitachi": длина волны возбуждающего излучения - 360 нм, длина волны флюоресценции - 450 нм, напряжение диода 700В, ширина щелей монохроматоров на стороне возбуждения и флюоресценции соответственно по 10 нм, чувствительность сигнала образца - 30.The studies are carried out on an MPF-4 Hitachi spectrofluorimeter (Japan) in quartz cuvettes with a diameter of 10 mm using polarizing prisms on the side of the exciting and fluorescence radiation of the given wavelengths. The operating mode of the Hitachi MPF-4 spectrofluorimeter: excitation radiation wavelength - 360 nm, fluorescence wavelength - 450 nm, diode voltage 700V, slit widths of monochromators on the side of excitation and fluorescence, respectively, 10 nm each, signal sensitivity of the sample - 30.
1. Образец сыворотки крови в изотоническом растворе облучают неполяризованным светом. Поляризатор возбуждающего монохроматора устанавливают в нулевое положение (0°) и не меняют его положения. Поляризатор флюоресцентного монохроматора устанавливают в нулевое положение (0°), определяют интенсивность излучения (I 0/0), далее изменяют положение поляризатора на стороне флюоресценции на 10 градусов и измеряют интенсивность излучения, прошедшего через образец (I 0/10), и так далее, увеличивая угол поляризатора на стороне флюоресценции на 10 градусов до отметки 90 градусов (I 0/90). Таким образом, поляризатор на стороне возбуждения постоянно устанавливают на нулевой отметке (0 градусов), поляризатор на стороне флюоресценции устанавливают от 0 до 90 градусов с «шагом» 10 градусов. В каждой позиции фиксируют величину интенсивности излучения. Получают кривую неполяризованного излучения, прошедшего через образец сыворотки крови.1. A sample of a blood serum in an isotonic solution is irradiated with unpolarized light. The exciting monochromator polarizer is set to zero (0 °) and its position is not changed. The polarizer of the fluorescent monochromator is set to the zero position (0 °), the radiation intensity is determined (
2. Повторяют эксперимент с этим же образцом, но устанавливают поляризатор возбуждающего монохроматора на 90 градусов и не меняют положения поляризатора на стороне возбуждения, а поляризатор со стороны флюоресценции - на 0 градусов, вновь измеряют интенсивность излучения при заданных длинах волн (I 90/0), и так далее до измерения интенсивности излучения (I 90/90). Таким образом, поляризатор на стороне возбуждения постоянно установлен на отметке 90 градусов, поляризатор на стороне флюоресценции устанавливают от 0 до 90 градусов с «шагом» 10 градусов. В каждой позиции фиксируют величину интенсивности излучения. Получают кривую поляризованного излучения, прошедшего через образец сыворотки крови.2. Repeat the experiment with the same sample, but set the polarizer of the
3. Далее, совмещая обе кривые поляризации в одной системе координат «интенсивность излучения - значение угла поляризатора на стороне флюоресценции», оценивают характер пересечения кривых и определяют угол их пересечения.3. Next, combining both polarization curves in the same coordinate system "radiation intensity is the value of the angle of the polarizer on the fluorescence side", evaluate the nature of the intersection of the curves and determine the angle of their intersection.
Исследование является экономичным по времени (занимает 10 минут) и использованию реактивов (требуется только физиологический раствор), отличается высокой чувствительностью и достоверностью.The study is economical in time (takes 10 minutes) and the use of reagents (only physiological saline is required), is highly sensitive and reliable.
Исследования проведены у 129 реанимационных больных различной степени тяжести. Выделено 2 группы больных: 1) средней степени тяжести (больные переведены из отделения реанимации и выписаны домой с благополучным исходом) - 86 больных; 2) тяжелый контингент больных, у которых констатирован летальный исход - 43 больных. Контрольную группу составили доноры обоего пола в возрасте от 18 до 36 лет (N=39). Всего обследовано 168 пациентов.Studies were conducted in 129 resuscitation patients of varying severity. 2 groups of patients were allocated: 1) moderate severity (patients were transferred from the intensive care unit and discharged home with a successful outcome) - 86 patients; 2) a heavy contingent of patients with a fatal outcome - 43 patients. The control group consisted of donors of both sexes aged 18 to 36 years (N = 39). A total of 168 patients were examined.
На фиг.1 представлен характер изменения интенсивностей поляризованного излучения, проходящего через образец сыворотки крови, в контрольной группе (доноры). У больных средней степени тяжести характер кривой несколько изменяется, принимая более асимметричную форму с явным уменьшением "весовой" доли левого плеча (фиг.2). Причем угол пересечения кривых поляризации смещается от отметки 38 градусов (в контрольной группе) в сторону уменьшения (табл.1), достигая среднестатистических значений в группе больных средней степени тяжести порядка 34 градусов.Figure 1 shows the nature of changes in the intensities of polarized radiation passing through a sample of blood serum in the control group (donors). In patients with moderate severity, the nature of the curve changes slightly, assuming a more asymmetric shape with a clear decrease in the "weight" fraction of the left shoulder (figure 2). Moreover, the intersection angle of the polarization curves shifts from the level of 38 degrees (in the control group) to the direction of decrease (Table 1), reaching the average values in the group of patients with moderate severity of the order of 34 degrees.
Степень этого изменения характера перекрывания кривых поляризации нарастает у тяжелого контингента больных (фиг.3), приобретая «качественный» скачок видоизменения формы кривых поляризации у больных с высокой степенью риска (фиг.4-6).The degree of this change in the nature of overlapping polarization curves increases in the heavy patient population (Fig. 3), acquiring a "qualitative" jump in the modification of the shape of polarization curves in patients with a high degree of risk (Figs. 4-6).
Для этой группы больных существенным является отсутствие «пересечения» кривых поляризационного излучения, соответственно угол пересечения кривых поляризации оказывается равным 0 градусов, что определяется принципиально иным характером взаимодействия света с образцом биологического материала. Причем подобная тенденция изменения биофизических свойств образца прослеживается уже за 3 суток до смерти (фиг.6).For this group of patients, the absence of “intersection” of the polarization radiation curves is significant, respectively, the angle of intersection of the polarization curves is 0 degrees, which is determined by the fundamentally different nature of the interaction of light with a sample of biological material. Moreover, a similar trend in the biophysical properties of the sample can be traced already 3 days before death (Fig.6).
Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать следующий вывод.Thus, the studies allow us to draw the following conclusion.
Предлагаемый спектрополяриметрический экспресс-метод оценки степени тяжести состояния больных с использованием сыворотки крови по сравнению с прототипом является более точным, так как для построения кривых поляризации проводится 20 определений интенсивности излучения, а не 2 определения. Соответственно оценка степени тяжести ведется не по расчетному коэффициенту, а по характеру пересечения кривых поляризации, что дает развернутую, более наглядную картину характера изменения интенсивности излучения света, проходящего через образец сыворотки крови. Это, в свою очередь, позволяет провести исследования с меньшей вероятностью систематической ошибки.The proposed spectropolarimetric express method for assessing the severity of the condition of patients using blood serum in comparison with the prototype is more accurate, since 20 definitions of radiation intensity are carried out to construct polarization curves, and not 2 definitions. Accordingly, the degree of severity is estimated not by the calculated coefficient, but by the nature of the intersection of the polarization curves, which gives a detailed, more visual picture of the nature of the change in the intensity of light emission passing through the blood serum sample. This, in turn, makes it possible to conduct studies with a lower probability of systematic error.
Предлагаемый спектрополяриметрический метод оценки степени тяжести состояния больных позволяет учитывать количество больных с низкой вероятностью развития осложнения и смерти и, наоборот, пациентов с неизбежным неблагоприятным прогнозом. Данная методология позволяет рассчитать и аргументировать реальную потребность материальных ресурсов для палаты интенсивной терапии.The proposed spectropolarimetric method for assessing the severity of the condition of patients allows taking into account the number of patients with a low probability of developing complications and death and, conversely, patients with an inevitable unfavorable prognosis. This methodology allows you to calculate and argue the real need of material resources for the intensive care unit.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003130626/15A RU2276788C2 (en) | 2003-10-17 | 2003-10-17 | Spectropolarimetric express method of estimation of degree of heaviness of condition of patients based on usage of blood serum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003130626/15A RU2276788C2 (en) | 2003-10-17 | 2003-10-17 | Spectropolarimetric express method of estimation of degree of heaviness of condition of patients based on usage of blood serum |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003130626A RU2003130626A (en) | 2005-04-10 |
RU2276788C2 true RU2276788C2 (en) | 2006-05-20 |
Family
ID=35611421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003130626/15A RU2276788C2 (en) | 2003-10-17 | 2003-10-17 | Spectropolarimetric express method of estimation of degree of heaviness of condition of patients based on usage of blood serum |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2276788C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA020769B1 (en) * | 2012-02-01 | 2015-01-30 | Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" | Method for diagnosis of cardiovascular diseases |
-
2003
- 2003-10-17 RU RU2003130626/15A patent/RU2276788C2/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA020769B1 (en) * | 2012-02-01 | 2015-01-30 | Государственное Научное Учреждение "Институт Физики Имени Б.И. Степанова Национальной Академии Наук Беларуси" | Method for diagnosis of cardiovascular diseases |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003130626A (en) | 2005-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS62103571A (en) | Method and device for diagnosing tumor | |
JP2008523378A (en) | Cholesterol analysis | |
US20110195522A1 (en) | Assay for generation of a lipid profile using fluorescence measurement | |
US7700360B2 (en) | Optical method and system to determine distribution of lipid particles in a sample | |
US20020122168A1 (en) | Spectrophotometric system and method for the identification and characterization of a particle in a bodily fluid | |
US7906300B2 (en) | Methods for diagnosing an attention-deficit/Hyperactivity disorder | |
US6788394B1 (en) | Spectrophotometric system and method for the identification and characterization of a particle in a bodily fluid | |
US20200309796A1 (en) | Assay, method and treatment of alpha-synucleinopathies | |
RU2276788C2 (en) | Spectropolarimetric express method of estimation of degree of heaviness of condition of patients based on usage of blood serum | |
US20130177928A1 (en) | Normalization of platelet biomarkers | |
US20080118990A1 (en) | Assay For Lipoproteins Using Lumiphore K-37 | |
FI92877C (en) | Method for measuring polarized fluorescence emissions | |
RU2168165C2 (en) | Quick test of estimation of patient conditions | |
US20070292963A1 (en) | Optical determination of serum components for cancer screening | |
CN109983132B (en) | Competitive assay of enzyme substrates with internal enzymatic Activity Compensation | |
RU2300771C2 (en) | Method for determination of hemoglobin in biological fluids | |
Murai et al. | Quantitative analysis of Lewis antigens on erythrocytes by flow cytometry | |
US20030228566A1 (en) | Method of and apparatus for screening for drug candidates | |
WO2017195838A1 (en) | Method for calculating ratio of measurement object substance to comparison object substance, program, storage medium, and device | |
Hashimoto et al. | Measurement of cytoplasmic viscosity by fluorescence polarization in phytohemagglutinin-stimulated and unstimulated human peripheral lymphocytes. | |
RU2249213C2 (en) | Express-diagnosis method for determining blood erythrocytes condition in fetus and newborns suffering from hemolytic disease | |
RU2408280C2 (en) | Device for diagnostics | |
Al-Ani | Primary diagnosis of abnormal urine via auto fluorescence process | |
RU2320993C2 (en) | Method for evaluating blood erythrocyte membrane state | |
EP4351420A2 (en) | System and method for optical detection of hemoglobin variants, oxygen affinity, and deoxygenation |