生物医学测量技术十篇

发布时间:2024-04-25 19:28:11

生物医学测量技术篇1

【关键词】分子生物学;医学检验;应用;措施

【中图分类号】R466【文献标识码】a【文章编号】2095-6851(2017)06--01

1.前言

作为医学检验中的一项重要方面,对分子生物学的应用占据着极为关键的地位。该项课题的研究,将会更好地提升对分子生物学应用的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优医学检验相关工作的最终整体效果。

2.概述

当蛋白质和核酸成为科学家科研工具下的研究对象时,可能不会有人会预料到几十年后的今天,临床医学有多种重要检验手段来为患者提供治疗疾病的科学依据。比如,分子蛋白组比对分析为遗传学的亲子鉴定做出了不可磨灭的贡献,现如今,它是唯一主要的检验手段;再如,分子芯片技术被广泛应用到医疗器械上,为医务人员提供便捷而且准确的检验结果。当然,历史的足迹是向前走的,所以我们也不能固步自封的仅仅以此为这就是最完美的检验技术,在全面发展的分子生物技术领域横向扩张,推动博大精深的分子生物学迈向辉煌。

3.分子生物学技术存在问题

3.1技术复杂以及仪器要求过高

分子生物学技术是新兴发展的医学检测技术,目前在发展中仍然存在诸多的问题,还有待完善。其中分子生物学检测技术的技术过于复杂,此外,对检测的仪器的质量要求也颇高,检测时所用到的药品和反应器皿十分昂贵,这些条件的限制都严格的限制了分子生物学技术的发展。

处理以上的问题需要合理的检测医学项目,分子生物学医学检测技术的灵敏度需得到极高的提升,但是目前医学检测的实际标准仍有待提高。

举个简单的例子,比如说结核菌在培养时,没有必要挑选昂贵的培养器皿,常规的培养器皿即可。此外,临床疾病检查不可过度依赖于分子生物学技术的临床检测,此技术虽然可以提高医生的诊治效率,但是也存在技术纰漏,所以应该结合临床检查一并再得出结论。

3.2监测管理力度不够

分子生物学技术仍然存在诸多的问题,其中部门之间的检测管理力度明显不够,监管部门的责任十分重大,按照国际上的医学检验程序规定,医院应该制定较为严格的分子生物学技术监管制度。确保医学检验中不会出现重大的检测故障,此外,虽然分子生物学技术仍然存在诸多的问题,但是其发展的速度确是不容忽视。与此同时分子生物学技术在飞速发展的同时,我们应该加大管理力度积极推动分子实验室的建设,设定专门的管理监督人员,并完善监督管理机制,保障分子生物学技术临床试验的稳定持续发展。

4.分子生物学在医学检验中的应用探讨

4.1分子生物传感器

所谓分子生物传感器就是指利用生物或化学技术,将生物识别元件固定在能量转换器上,当遭遇到特定待测物时,换能器上固化的识别元件就会通过换能器输出光、电信号,并以此进行待测物质的定性分析,达到分析检测的目的。这些生物识别原件包括各种抗原、酶、核酸、抗体、蛋白质等等,因此这种分子传感器可以被广泛的应用于小分子有机物、微量蛋白、核酸等物质的检测中,而这些检测资料往往都是临床诊断以及病情分析的重要依据。现如今,这种分子生物传感器技术已经被广泛的应用于各种临床检验中,比如重症病人生命体征监护仪,手术用的精密医疗设备,丙型肝炎病毒Dna转录及聚合酶链式扩增过程监控装置,血清中破骨细胞生成抑制因子的压电免疫传感器等等,都是分子传感器技术在临床医学领域的常见应用手段。

4.2分子生物纳米技术

随着纳米技术研究的逐步加深,在临床医学领域也逐渐出现了许多运用了纳米技术的新型药物,新型的纳米装置也正在被广泛的应用于疾病控制和监测。人们将特异性抗体固定到磁性纳米球表面,然后用酶、荧光染剂、放射性同位素等为基础得出检测结果,并将之与传统检测技术相比较,发现这种新型检测技术具有灵敏高效、简单快捷的特点,因此这种年轻的检测技术被快速的引入到了临床医学的实际应用之中。人们利用分子纳米技术检测人体内各种生化成分的状态,以此判断机体是否获得了足够且恰当数量的微量元素供应;这种技术还同时被应用于病变基因的修整,并被报以了深厚的期望,人们希望借助这种技术手段提前将癌症消除。

4.3pCR(聚合酶链式反应)技术

聚合酶链式反应技术是分子生物学中的核心技术之一,在学术领域中占有重要地位。现在的很多新兴技术,例如实时定量pCR、原位pCR技术等都是由聚合酶链式反应技术衍生而来的。这些新兴技术不但能够节约大量成本和时间,还具有可控性强、针对性强等优点。除此之外,pCR技术还被应用于基因分离、Dna/Rna病理诊断等临床检测中。在现代的医疗环境下,仅需要10分钟左右就能够检测到样本中的Dna转录,而这些都是由pCR技术衍生实现的。说起这些我们就不得不提到分子生物芯片技术。这种技术是通过固定于特定支持物上的大量分子探针与样品反应,在通过检测仪器观察反应信号强度来对样品中的靶分子数量进行判断。

4.4分子蛋白组

有关分子蛋白组的研究确立了早期检测及早期诊断的生物标志,人们以此为基础,对疾病的演化历程做了更加精细的分析,同时也使得针对性药物的研发进程大大加快。这项技术自身存在的一些限制性和局限性,以及过于复杂繁多的癌细胞病原诱因的制约,让这项技术在经历了前期的快速发展之后陷入到了一个比较尴尬的位置。只有进一步加深研究,促进分子蛋白组技术的发展,才能够让这项技术真正在临床领域获得突破性的成功。实际上,分子蛋白组技术相较于其他生物分子技术而言要更加接近生命最本质的根源,便于开展早期的诊断和检测,从而更加方便准确的引导后期治疗。

5.结束语

综上所述,加强对分子生物学在医学检验中应用的研究分析,对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的医学检验过程中,应该加强对分子生物学关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

生物医学测量技术篇2

关键词:分子生物学;医学检验;蛋白质

20世纪80年代中期,分子生物学技术进入人类的生活,自此之后,分子生物学的发展取得了突飞猛进的成果,已经逐步成为医学领域不可或缺的诊疗手段之一[1]。分子生物学技术作为检验医学的最新方法,已被检验学科的各领域所应用,近年来,分子基因芯片技术、分子蛋白组分析技术等技术都为检验学科提供了新的发展思路,为此,笔者根据自己的一些临床经验,从与检验医学相关的技术与发展进行简单的分析介绍:

1、聚合酶链式反应(pCR)的应用

pCR是一种体外酶促合成特异Dn段的方法,是分子生物学中最常用的技术。基因的克隆、分离和核苷酸序列分析等都用到pCR技术,也可以应用与突变体和重组体的构建以及基因表达调控的研究,也涉及到基因多态性的分析、肿瘤机制的探索、遗传病和传染病的诊断等诸多方面。pCR的操作步骤分别是高温变形、低温退火、适温延伸,作为一个循环周期,多次循环反应,使目的Dna得以迅速扩增。传统的操作技术与这些衍生出的新pCR技术(定时定量pCR、原位pCR技术等)相比,都具有灵敏度高、操作简单、省时省力等特点。

2、分子生物传感器的应用

现代检验医学中,分子生物传感器被广泛应用于临床,成为了临床诊断和病情分析的重要依据,其应用的主要范围在体液微量蛋白、小分子有机物等多种物质的检测。分子生物传感器的工作原理是利用如酶、蛋白质、Dna、抗体、抗原、生物膜、微生物、细胞等生物物质作为识别元件固定在转化器上,当待测物与生物识别元件发生特异性反应后,将生化反应转通过转化器将所产生的反应结果转变成可定量的物理、化学信号等,从而进行生命物质和化学物质检测和监控[2]。这样一来我们可以设想如果分子生物传感器能够在体内实施监控,那么对于患者来说是个很大的福音。

3、分子生物芯片技术的应用

随着医学科学技术的飞速发展,传统的医学检验技术显然已经不能跟上生物学的脚步,对于临床上更微量、更迅速的检验要求已经满足不了。生物芯片技术把传统医学检验技术的复杂、自动化程度低、检测目的分子数量少、低通量等不足都解决了,其原理是把分子间特异性地相互作用,将大量探针分子固定于支持物上,通过缩微技术,实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的检测。这一技术是通过不同的探针阵列和特定的分析方法,使其应用更加广泛和有价值,如基因表达谱测定、突变检测、多态性分析、基因组文库作图及杂交测序等均为“后基因组计划”时期基因功能的研究以及现代医学科学及医学诊断学的发展提供了强有力的工具,在基因的发现、基因诊断、药物筛选、给药等个性化方面也同样取得了重大突破[3]。

4、分子生物纳米技术的应用

分子纳米技术的发生和发展,使人们在防治和治疗疾病上又向前迈了一大步,改善了人类的整个生命系统。纳米技术可以探测机体内化学或生物化学成分的变化,适时地释放药物和人体所需的微量物质,及时消灭侵入人体的细菌和病毒,修复畸形的基因,扼杀萌芽的癌细胞。近来有学者将抗体连接的纳米磁性微球与高效率、快速的化学发光免疫测定技术相结合的自动检测系统,成功用于血清中人免疫缺陷病毒1型和2型(HiV-1和HiV-2)抗体的检测[4]。

5、分子蛋白质组学的应用

人类基因组的测序成功为蛋白组学的研究提供了一个很好的平台,但目前仍有很多新发现的基因编码蛋白质功能未知的,比如目前癌基因的发现,虽然在一定程度上得到了很大发展和进步,但癌症的发病原因、诊断和治疗等方面还存在一些未解决的问题。

6、展望

目前检验医学中的发展趋势是定量pCR和pCR的全自动化。体外基因扩增技术除pCR以外,还衍生出LCR,链置换扩增系统(SDa),转录扩增系统(taS),自限序列扩增系统(3SR)等技术也将由科研逐步进入临床领域[5,6]。所以说现代医学分子生物技术的前景是美好的,各种新技术的应用也在不断涌现,并且成熟的运用到临床医学检验中。

参考文献:

[1]王海英.分子生物学技术在医学检验中的应用发展[J].当代医学,2011,17(6)16.

[2]Yuregir,Sahin,Yilmaz,etal.Fluorescentinsituhybridizationstudiesinmultiplemyeloma[J].Hematology,2009,14(2):90-94.

[3]Skladalp,eiccardiCS,YamanakaH.piezoelectricbiosensorsforrealtimemonitoringofhybridizationanddetectionofhepatitisCvirus[j].Jvirolmeth,2004,117(2):145-151.

[4]李向军,郑娜,侯书荣,等.磁性纳米粒子在生物传感器中的应用[a].中国化学会第十四届有机分析及生物分析学术研讨会会议论文摘要集,2007,10-01

生物医学测量技术篇3

【关键词】光电子技术光医学光保健学科现状发展趋势

一引言

生物医学光学与光子学是光学或者说光子学现展的一个分支学科。由于光学与光子学是具有极强应用背景的学科,所以“生物医学光子技术”这一多学科交叉的新兴研究领域在20世纪末叶也随之应运而生。

激光技术作为一项重大的科技成就,为研究生命科技和疾病的发生、发展开辟了新的途径,为保健和临床诊疗提供了崭新的手段,推动人类科学技术进入新的发展阶段。

可以把与光的产生、传播、操纵、探测和利用有关的物理现象和技术包括在内的科学及工程笼统地简称为光学。用光学最广的含义来概括各研究领域及其相关交叉分支时必然包括了激光和光电子技术。运用光学及其技术研究光与人体组织的相互作用问题可归之于“组织光学”范畴。它是研究光辐射能量在生物组织体内的传播规律以及有关组织光学特性的测量方法的一门新兴交叉学科,是光医学(光诊断和光治疗)的理论基础。经过40多年的发展,激光与光电子技术在人类的保健、医疗以及生命科学中产生了很大影响。

在医学领域,光电子技术使各种新疗法,包括从激光心脏手术到用光学图像系统的关节内窥镜进行微损膝关节修复等,成为可能或得以实现。目前,科学家们正致力于研究光学技术在非侵入式诊断和检测上的应用,如乳腺癌的早期探查、糖尿病患者葡萄糖的“无针”监控等。激光在医学上的最早应用虽然集中在治疗方面,然而在80年代初期起便开始了光诊断技术的探索。指望无损害地获得诊断信息是这些研究的驱动力之一,其中在物理学中高度发展的光谱技术有望在诊断医学中得到应用。利用光纤把光传输到身体内部的能力,可以完成膀胱、结肠和肺等器官的检查。随着医学诊断方法向无损化方向发展,利用光电子学技术对组织体进行鉴别和诊断,有可能更早期、更精确地诊断各种疾病。近年来,人们开始把这种诊断方法称之为“光活检”。

随着现代医学模式的转变、健康概念的更新以及人民生活水平的提高,从20世纪80年代后期起,“激光美容术”在世界各地包括在我国各大城市逐渐地开展。保健美容是光电子技术应用越来越活跃的领域。激光技术应用于美容外科的起步较早,使得一些在美容整形外科很棘手的疾病,如太田痣、血管瘤等治疗变得简易有效。到20世纪末,人们又开发了一种称为光子嫩肤术的新美容技术。它基于选择性的光热解作用,有效地改善肌肤的质地和弹性,达到美容的效果。之所以用激光或强脉冲光进行非消融性的嫩肤或治疗越来越流行,是因为这类手术具有无损、不必住院、几乎无副作用和无疼痛,从而使受术者容易接受的优点。

国家自然科学基金委员会先后二次在“光子学与光子技术”以及“生物医学光学”优先资助领域战略研究报告中分别指出:近年来生物医学光学与光子学的迅猛兴起,令人瞩目,并因而引发出一门新兴的学科-生物医学光子学(Biomedophotonics)。研究报告选定了近期优先研究领域包括生物光子学、医学光子学基础研究、医学临床的光学诊断和激光医学中的重要课题等诸方面。

福建师范大学在1974年成立了“医用激光及其应用技术”研究组,以激光与光电子技术为基础,围绕激光医学应用的核心技术开展研究与开发。至二十世纪九十年代,跟随该领域的国际走向,转入激光医学技术的基础理论研究工作,在国内率先开展了生物组织光学与光剂量学的研究。伴随研究工作的深入开展,逐步形成了我们有特色的若干前沿研究方向,并于2005年获准立项建设医学光电科学与技术教育部重点实验室。

二国内外现状

光学在生命科学中的应用,在经历了一个缓慢的发展阶段后,由于激光与新颖的光子技术的介入,进入了一个迅速发展的新阶段。与光学有关的技术冲击着人类健康领域,正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段,并为医疗诊断提供了革命性的新方法。特别在近十多年来,与蓬勃的学术研究活动相对应,国际上出现了专门的研究性学术杂志,如:Laurin出版公司于1991年发行了“Bio-photonics”新杂志。美国光学学会重要的会刊之一“appliedoptics”也于1996年将其“opticaltechnology”栏目扩充为“opticaltechnologyandBiomedicaloptics”,并定期出版有关生物医学光学的论文专集。Spie亦于1996年创办了期刊JournalofBiomedicaloptics,且声誉日隆。到2004年,该刊的SCi影响因子已达3.541。当前,发达国家普遍对生物医学光子学学科给予了高度重视。例如,在美国国家卫生研究院(niH)新成立的国家生物医学影像与生物工程研究所(niBiB)中,生物医学光子学也成为其主要资助的领域。近三年中,美国niH已经召开过4次研讨会,认为新的在体生物光子学方法可用于癌症和其它疾病的早期检测、诊断和治疗。新一代的在体光学成像技术正处在从实验室转向癌症临床应用的重要时刻。在niH的支持下,美国国家癌症研究所(nCi)正在计划5年投资1800万美元,招标建立“在体光学成像和/或光谱技术转化研究网络(ntRoi)”,其研究内容主要包括:光学成像对比度的产生机理、在体光学成像技术与方法、临床监测、新光学成像方法的验证、系统研制与集成等五个方面。2000年底,在美国niBiB的首批支持项目中,光学成像方法约占30%。2000年7月,美国niH投资2000万美元,开展小动物成像方法项目(SaiRps)研究,受到生命科学界的高度关注,其中光学成像方法是研究重点之一。美国国家科学基金会(nSF)在2000-2002年了4次关于生物医学光子学研究(Biophotonicspartnershipinitiative)的招标指南。“9.11”事件后,美国国防部启动了“应激状态下的认知活动”(Cognitionunderstress)项目,采用的研究方法就是光学成像技术。美国加州大学Davis分校于2002年10月宣布:未来10年内,将投资5200万美元建立生物医学光子学科学技术中心(theCenterforBiophotonicsScienceandtechnology),其中4000万美元由nSF支持。在学术交流活动方面,国际光学界规模最大西部光子学会议(photonicswest)上,每年的四个大分会之一即是生物医学光学会议(BioS),论文均超过大会总数的三分之一,如,2003年关于BioS的专题为19个,占整个会议的19/52=36.5%;2004年,iBoS会议专题为20个,占整个会议的20/55=36.4%。另外,每年还召开欧洲生物医学光子学会议。除疾病早期诊断、生理参数监测外,在基因表达、蛋白质―蛋白质相互作用、新药研发和药效评价等研究中,特别是近年来的Science,nature,pnaS等国际权威刊物发表的论文表明,光子学技术也正在发挥至关重要的作用。在某些领域,如眼科,光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现,并以最小的无损或微损疗法代替外科手术,如膝关节的修复。现在,用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测爱滋病患者体内的病毒携带量。还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段,包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。光学技术还为生物学研究提供了新的手段,如人体内部造影、测量、分析和处理等。共焦激光扫描显微镜能将详细的生物结构的三维图象展现出来,在亚细胞层次监测化学组成和蛋白质相互作用空间和时间特征。以双光子激发荧光技术为代表的非线性成像方法,不仅可以改善荧光成像方法的探测深度、降低对生物体的损伤,而且还开辟了在细胞内进行高度定位的光化学疗法。近场技术将分辨率提高到衍射极限以上,可以探测细胞膜上生物分子的相互作用、离子通道等等。激光器已成为确定Dna化学结构排序系统的关键组成部分。光学在生物技术方面的其它应用还包括采用“Dna芯片”的高级复杂系统,和采用传输探针的简单系统。激光钳提供了一种在显微镜下方能看见的一种新奇的、前所未有的操作方法,能够在生物环境中实现细胞或微观粒子的操纵与控制,或在10-12m范围内实现力学参数的测量。结合光子学和纳米技术已经可以探测细胞机械活动,揭示细胞水平上隐秘的生命过程,利用纳米器件甚至可以检测和操纵原子和分子,这可以应用在细胞水平的医学领域。高技术的进步,如:微芯片极大地加速了生物光子学的发展进程。集成电路、传感器元件和相连电路的小型化、集成化促使在体和体外测量分子、组织和器官图像成为可能。许多生物医学光子学技术已经在临床上应用于早期疾病监测或生理参量的测量,如血压,血液化学,pH,温度,或测量病理生物体或临床上有重要意义的生化物种的存在与否。描述不同光谱特性(如荧光,散射,反射和光学相干成像)的各种光学概念出现在功能成像的重要领域。从大脑到窦体再到腹部,精确导位和追踪,对于精确定位医疗仪器在三维手术空间的位置具有重要的作用。基于分子探针的光子技术可以识别发生疾病时产生的分子报警,将真正实现令人激动的、个人的、分子水平的医学。

我国的研究基础与条件虽然相对落后,研究投入不足,但生物医学光子学是一门正在兴起和不断发展的学科,在这一新兴交叉学科上国内外处于一个起跑线上。近年来,在国家自然科学基金委、省部委以及其它基金项目的资助下,我国在生物医学光子学的研究中取得了很大的进展,尤其是2000年第152次主题为“生物医学光子学与医学成像若干前沿问题”、第217次主题为“生物分子光子学”的香山会议后,有许多学校和科研单位开展了生物医学光子学的研究工作,并初步建成了几个具有代表性的、具有自己研究特色和明确科研方向的研究机构或实验室,并在生物医学光学成像(如oCt、光声光谱成像、双光子激发荧光成像、二次谐波成像、光学层析成像等)、组织光学理论及光子医学诊断、分子光子学(包括成像与分析)、生物医学光谱、X射线相衬成像、光学功能成像、认知光学成像、pDt光剂量学、高时空谱探测技术及仪器研究等方面取得了显著的研究成果。发表了许多研究论文,申请了许多发明专利,有些已经获得产业化。国家自然科学基金委员会生命科学部与信息科学部联合发起并承办的全国光子生物学与光子医学学术研讨会已经举办了六届。这对我国生物医学光子学学科的发展起到了积极的推动作用。在我国近年所召开的亚太地区光子学会议中,有关生物医学光子学的内容已大幅增加,成为主要的研讨专题。我国的生物医学光子学研究和学术活动也方兴未艾,呈现与国际同步的态势。在基础研究、应用基础研究以及对新技术的掌握方面跟踪国际先进水平,但国内科研经费的投入相对较小,科研队伍规模不大,原创性的科研成果与国外有较大差距。和国外的发展水平相比,我国的生物医学光子学发展还存在以下问题:

(1)尽管从事生物医学光子学的科研单位很多,但取得突破性、创新性的研究成果很少,主要是由于我们的科研队伍在组织、组成上还不合理,过于分散、开展的内容繁杂,难以将有限的资金投入到一些有利于国计民生的及上水平的研究方向上;另外许多单位的研究重复,缺乏合作,导致水平低下;

(2)和国外相比,研究经费无论在绝对值还是相对值上均投入十分不够;

(3)缺乏研究成果产业化的引导机制。

三医学光电科学与技术(福建师范大学)教育部重点实验室概况

“医学光电科学与技术”教育部重点实验室设立于福建师范大学物理与光电信息科技学院(激光与光电子技术研究所)内,作为本学科开展科研研究和实施建设与发展的一个基础平台。实验室已有30年发展历史,1973年成立福建师范学院物理系激光实验室,1984年成为福建师范大学激光研究所实验室,1995年为福建省首期211重点学科《应用光子学》学科实验室,2003年5月26日经福建省科技厅批准成立“光子技术福建省重点实验室”,2005年7月28日经教育部批准立项建设教育部重点实验室。实验室座落于福建师范大学长安山校园内。

30年多来,实验室在生物组织光学、医学光谱与光学成像技术、光诊断及光诊疗技术、信息技术光学及其生物医学应用等四个主要方向上努力开拓,承担并完成了数十项国家与省部重点、重大项目课题,取得一批代表我国本领域研究水平的科研成果,其中十五以来获省部级科技进步一等奖1项,二等奖2项,三等奖2项,其它省级以上奖励12项。在国内外重要刊物发表的论文以及被SCi、ei收录的论文均超过100篇。

实验室目前承担着国家与省级重要课题50余项,科研经费超过2000万元。其中国家自然科学基金项目11项,国家教育部、科技部、卫生部项目9项,福建省科技重大专项1项,其它省级重要项目近30项。

中科院半导体研究所原所长王启明院士任重点实验室学术委员会主任,副主任由黄尚廉院士和谢树森教授担任。另有九位国内外著名的激光、光电子与医学学科交叉的院士、专家或资深教授担任委员,其中海外委员两人。他们规划、指导并检查本学科实验室的建设与发展。

重点实验室主要学术带头人、实验室学术委员会常务副主任谢树森教授是中国光学学会副理事长、福建省光学学会理事长、国家有突出贡献的中青年专家、光学工程专业博导、全国劳动模范,是我国医学光电科学与技术领域的学术带头人与开拓者。实验室主任陈荣教授、副主任李晖教授均为国务院特殊津贴专家,实验室常务副主任陈建新教授来自于北京大学的优秀博士后研究员。重点实验室拥有稳定的可持续开展高水平科研的学术梯队,其中的中青年学术带头人或学术骨干包括1位闽江学者特聘教授、1位福建师范大学特聘教授、3位国务院特殊津贴专家、2位全国优秀教师、2位福建省优秀教师和15位博士。

重点实验室与国内外学术界建立了并保持着广泛的联系。重点实验室已设立面向国内外的开放课题基金。已批准并实施来自浙江大学、厦门大学、上海光机所、西安交通大学、华南师范大学、天津医科大学、上海市激光医学研究中心等单位知名学者的开放课题。

重点实验室已具备良好的科研软硬件环境。现有面积近5000平方米,仪器设备原值2500多万元。重点实验室各项管理制度健全。

“医学光电科学与技术”重点实验室,在我国现代科学技术领域特色鲜明,在我国相关学科处于领头地位,有较大影响。重点实验室建设将有力促进福建省科技创新能力建设,促使福建师范大学迅速向高水平、有特色、开放型的综合性大学迈进。同时,重点实验室的建设与发展将有力促进我国医学光电科学与相关学科的发展,为广大民众的身心健康,为海峡西岸的科技、社会与经济发展做出重大贡献。

四发展趋势和展望

光子学及其技术已广泛应用或渗透到生物科学和医学的诸多方面,被科学界所认同和重视。生物医学光学已经成为国际光学学科重要发展方向之一。生物医学光子学的发展,将为现代医学和生命科学带进崭新的时代。本学科的发展将继续体现了多学科交叉的特点,研究领域涉及到了生物学、医学、和光学,还有化学等不同大学科的方方面面。技术开发与临床应用研究的结合将越来越密切。一般认为,光学领域未来发展的重点是将各种复杂的光学系统和技术更加广泛地应用于保健和医疗。当今世界中,与光子学有关的技术冲击着人类对生命体的认知及人类健康领域。基于现代激光与光电子技术的生物医学光子学技术将为生命科学研究带来具有原始性创新的重要科研成果,并可望形成有重大社会影响和经济效益的产业。

在医学领域,光子学技术正在改变着药物疗法和常规手术的实施手段,并为医疗诊断提供了新方法。在某些领域,如眼科,光学和激光技术已成熟地应用于临床实践。激光还使治疗肾结石和皮肤病的新疗法得以实现,并以无损或微损疗法代替外科手术,如膝关节的修复。现在,用激光技术和光激励的药物相结合可治好某些癌症。以光学诊断技术为基础的流动血细胞测量仪可用于监测爱滋病患者体内的病毒携带量。还有一些光学技术正处于无损医学应用的试验阶段,包括控制糖尿病所进行的无损血糖监测和乳腺癌的早期诊断等。

在基础研究方面,研究重点在于从细胞,甚至是亚细胞尺度层次揭示病变组织与正常组织之间的差异,为新技术开发以及应用提供理论依据。另一方面,研究光与人体组织之间的相互作用以及所产生的光化学、光热和光机械效应。在技术的应用方面,研究重点转向比较各种技术中光源(相干光源/非相干光源、波长、功率密度、偏振性、连续/脉冲光源、脉冲持续时间等)和个体差异(年龄、性别、临床症状、发病史、发病时间等)对诊断或治疗结果的影响,在确定各种技术临床适应症的同时,进一步实用化各种技术。此外,还在不断开发新的实用于不同疾病的诊断、治疗和监测技术。

值得关注的是,国外从事“生物医学光学”领域研究的高校或研究机构中,来自大陆的中国学者的数量越来越多。这有助于使国内外的学术交流更加有效,并可以预期国内与国外在该领域的研究水平差距将不断缩小。

今后若干年内医学光电科技学科需关注的重大科学问题和优先研究领域如下:

(一)医学光子学基础

在组织光学方面,其中最主要的有光在组织体内传播的特殊方式、组织光学性质的描述以及有关实验技术的开发和完善等。组织光学是医学光子技术的理论基础。光在生物组织中的运动学(如光的传播)问题和动力学(如光的探测)问题是研究的主要内容,目的是要研究生物组织的光学性质和确定某靶位单位面积上的光能流率。应优先解决测量技术和实验精度的问题,利用近场光学显微技术、光镊技术测量活体组织的光学参量。在理论建模方面,建立生物组织中光的传输理论和数值模拟方法。具体开展的研究工作应包括:1)光在生物组织中传输理论:要用更复杂的理论来描述生物组织的光学性质以及光在其中的传播行为。建立准确的组织光学模型,使之能反映生物组织空间结构及其尺寸分布情况、组织各个部分的散射与吸收特性以及折射率在一定条件下的变化情况;改造传输方程,使之适应新的条件,并能在某些情况下求出光在生物组织中传输的基本性质。2)光传输的蒙特卡罗模拟:继续开发新的更为有效的算法以适应生物组织的多样性和复杂性的要求。除了了解光在组织中的分布,还在探索从大量数字模拟中得到生物组织中光的宏观分布与其光学性质基本参量之间的经验关系。另外,发展非稳态的光传输的蒙特卡罗模拟方法也是一个重要的研究方向,从中可以获得比稳态条件下更多的信息。

组织光学参数的测量方法和技术方面,尚未获得人体各种组织的可靠实验数据。发展和完善活体的无损检测尤为重要。在这方面,时间分辨率与频率分辨率的测量方法引人注目。

(二)医学光子学光谱诊断技术

医学光子学光谱(非成像)诊断技术实质上是利用从组织体反射、散射、发射出来的光,经过适当的放大、探测以及信号处理,来获取组织内部的病变信息,从而达到诊断疾病的目的。

生物组织的自体荧光与药物荧光光谱技术,内容涉及光敏剂的吸收谱、激发与发射荧光谱以及各种波长激光激发下正常组织与病变组织内源性荧光基团特征光谱等。现在人们所谓的特征荧光峰实际上只是卟啉分子的荧光峰。客观和科学地判断激光荧光光谱对肿瘤的诊断标准是十分必要的。目前,某些癌瘤的药物荧光诊断已进入临床试用,自体荧光的应用尚处于摸索之中。需要开展激光激发生物组织和细胞内物质的机理研究,探讨激光诱发组织自体荧光与癌组织病理类型的相关性以及新型光敏剂的荧光谱、荧光产额和最佳激发波长等方面的研究,以期获得极其稳定、可靠的特征数据,为诊断技术的发展提供科学依据。

近年来,拉曼光谱技术应用于医学中已显示出它在灵敏度、分辨率、无损伤等方面的优势。应开发并完善重要医学物质拉曼光谱数据库,并使基于拉曼光谱分析的小型、高效、适用于体表与体内的医用拉曼光谱仪和诊断仪将在医学临床获得更广泛的应用。

超快时间分辨光谱比稳态光谱在技术上更灵敏、更客观和更具有选择性。因此,将脉宽为ps、fs量级的超短激光脉冲光源用于医学受到广泛重视,其一,应发展超快时间分辨荧光光谱技术,用于测量生物组织及生物分子的荧光衰变时间,分析癌组织分子驰豫动力学性质等,为进一步研究自体荧光法诊断恶性肿瘤提供基础数据;其二,应发展超快时间分辨漫反射(透射)光谱技术。以时域的角度测量组织的漫反射,从而间接确定组织的光学特征。这是一种全新的、适用于活体的、无损和实时的测量方法,为确知光与生物组织的相互作用,解决医学光子学中基础测量问题开辟一条新径。

(三)医学光子学成像诊断技术

发展出具有无辐射损伤、高分辨率、非侵入、实时、安全的光子学成像诊断技术,并具有经济、小型、且能监测活体组织内部处于自然状态化学成分等特点的医疗诊断设备。主要的医学光子学成像诊断技术包括:

超快时间分辨成像技术:以超短脉冲激光作为光源,根据光脉冲在组织内传播时的时间分辨特性,使用门控技术分离出漫反射脉冲中未被散射的所谓早期光,进行成像。正在研究的典型时间门有条纹照相机、克尔门、电子全息等。

散射成像技术:包括光子密度波散射层析成像、组织深度光谱测量以及复合成像等,利用红外光源,光子密度波在生物组织中的穿透深度可达几个毫米,在低散射的人脑组织中甚至可达30mm。

红外热成像:红外热成像是利用红外探测器测量人体和动物的正常与病变组织的温度差异来诊断病变及其位置,现已在医学诊断中得到广泛的应用,如乳腺肿瘤的诊断。

光学相干层析成像技术:一种非侵入式无损成像技术,并且可以与显微镜、手持探针、内窥镜、医用导管、腹腔镜等相结合使用,从而具有广阔的应用领域。而且,oCt能进行众多功能成像,如分光镜oCt、多普勒oCt、偏振oCt:也可以与众多成像技术结合使用,如荧光、双光子、二次谐波成像等技术。

荧光寿命成像:受超短光脉冲激发后,荧光团,包括自体荧光团如naDH、FaD等和外源荧光团,如有机荧光染料、荧光蛋白等,所发出荧光的寿命取决于荧光团的分子种类及其所处的微环境,如pH、离子浓度(如Ca2+、na+等)、氧压等,因此荧光寿命的测量和成像,有助于提供生物组织的功能信息。和内窥镜结合,可用于胃癌、食道癌等疾病的早期诊断,是一种很有前途的具有高灵敏度、高特异性以及高诊断准确性的早期癌症诊断方法。

光声作用成像:利用超声场在生物组织中的优良传输特性和激光在生物组织中的选择性吸收特性,将超声定位技术和光学高灵敏度检测技术结合,以实现无损伤临床医学的结构和功能层析诊断。预期成像深度远好于目前的光学成像方法,对于较厚生物组织成像及临床应用特别具有吸引力,可为及早发现一些特殊病变提供一种无损、有效、高准确度的方法。

非线性光学成像:双光子激发荧光显微成像、二次谐波等成像技术由于具有三维高空间分辨率,对比度高、对生物组织的损伤小等优点,研究工作重点是扩展成像技术在生物医学领域的应用范围,重点解决研制小型化内窥型诊断设备所面临的相关技术问题。

人体经络的光学表征及其调控功能:已经用不少事实证明了经脉循行路线的现象,也初步显示了人体体表沿十四经脉路线存在的红外辐射轨迹。然而,至今未能用西医的形态学或生理学方法证明它的存在,也不能明晰地阐明“经络”的实质。可以利用已发展的生物医学光子学诸多成像技术为工具,研究这个具有中国特色的中医学中的重大问题。

4.医用激光治疗技术(激光医学)

强激光治疗:是当前激光医学中最成熟和最重要的领域。随着新型医用激光器的不时出现,如:钛激光、铒激光、准分子激光等,强激光治疗技术的临床用途也逐渐增多,提出一些新的问题。关于这些新型激光器及新的工作方式对人体组织的作用特点的认识还相对不足,基本没有适合国人组织特性的治疗参数。为此需加强研究激光与生物组织间的作用关系,特别是在诸多有效疗法中已获得重要应用的激光与生物组织间的作用关系;研究不同激光参数(包括波长、功率密度、能量密度与运转方式等)对不同生物组织、人体器官组织及病变组织的作用关系,取得系统的数据,同时也有必要加强新型激光器及新的工作方式的临床适应证的研究。

低强度激光治疗:非热或低强度激光辐射可作为一种辅助治疗手段,其作用机理尚不清楚。对弱激光治疗机理的认识有待于整个基础医学的提高,如充分认识细胞基因表达与调控、细胞代谢的调控、免疫反应的调控等,同时还需研究不同弱激光剂量对这些调控的影响,这才能提高弱激光治疗的针对性和疗效。针对目前临床上盲目夸大疗效、照射剂量严重混乱的局面,建议重点扶持2-3个弱激光研究中心,集中财力与人力进行弱激光的细胞生物学效应研究;弱激光生物调节作用和细胞生物学现象(基因调控和细胞凋亡)的量效关系、弱激光镇痛的分子生物学机制以及弱激光与细胞免疫(抗菌、抗毒素、抗病毒等)的关系及其机制。寻求弱激光生物刺激效应的可能机制与量效关系;规范临床治疗参数与操作等。

光动力学治疗(pDt)是当前激光医学中最具活力且发展迅速的领域。光动力疗法具备了诊断和治疗肿瘤、心脑血管病等人类重大疾病的潜力。光动力疗法在鲜红斑痣、老年性眼底黄斑病变、某些顽固性皮肤病、类风湿性关节炎等常规手段难以奏效的良性疾病的治疗研究中取得一系列进展,并结合内镜技术的发展等,其应用领域得到很大的延伸和扩展。这些都说明发展光动力疗法具有重要的社会和经济效益。应当重点资助pDt相关产品的国产化,扶持新一代国产光敏剂的开发及相应激光器的产业化,资助新一代光敏剂光动力学治疗的机理研究。作用机理、光动力疗法各要素对光动力学效应的影响、建立数学模型、新型光敏剂光动力学效应的研究,为开拓光动力疗法新的应用领域取得系统的数据。

激光美容与光子嫩肤术:利用激光或强脉冲光照射皮肤后的选择性光热解效应,即靶组织(病灶)和正常组织对光的吸收率的差别,使激光在损伤靶组织的同时避免正常组织的损伤这一原则,达到去皱、去文身、脱毛和治疗各种皮肤病或达到美容的效果。

五结论

医学光子学及其技术的学科发展,对生命科学有重要且积极的意义。在医学领域,将为解决长期困扰人类的疑难顽疾如心血管疾病和癌症的早期诊治提供可能性,从而提高人类的生存价值和意义,其中的重大突破将起到类似X射线和Ct技术在人类文明进步史上的重要推动作用,在知识经济崛起的时代还可能产生和带动一批高新技术产业。

参考文献

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〔3〕谢树森,雷仕湛.光子技术.北京:科学出版社,2004.266.

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〔16〕HongqinYan,ShusenXie,HuiLietal.opticalimagingmethod.

课题组成员:

1.谢树森:教授、博士导师,中国光学学会副理事长,福建省光学学会理事长

2.李晖:福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室

3.陈荣:福建师范大学医学光电科学与技术教育部重点实验室

生物医学测量技术篇4

关键字:生物化学检验;发展趋势;常用技术;临床诊断

0引言

在检验医学中临床生物化学检验是重要的组成部分之一,在实验室有主要地位。临床生物化学检验主要是通过现代科学技术,对患者体液中的化学成分进行分析,在临床诊断中有助于医师对患者的病情进行分析、预防、治疗,临床生物化学检验是一门新兴技术,随着医疗技术的不断发展,改线技术也逐渐的完善、成熟,逐渐的成为临床诊断中重要的技术之一。对生物化学检验进行深入的研究与分析,能在一定程度上促进临床医学的发展。

1临床生物化学检验概述

在对临床生物化学检验进行了解前,首先应对生物化学进行简单的认识,生物化学是对生物的化学组成、生物结构与生命中的化学变化进行研究的学科,生物化学的内容包含了激素、核酸、维生素、无机离子、蛋白质、遗传、繁殖、结构、功能以及物质代谢等等[1]。进行研究的目的是对疾病发生过程中生物化学的变化情况进行描述,帮助临床医师对患者病症的生物化学成分进行分析、判断,提供相应的治疗依据。临床生物化学检验主要是通过生化检验对主要化学成分进行分析,对患者的机能、病情进行有效的评估,为临床疾病的治疗与预防提供依据。

2临床生物化学检验技术发展趋势

20世纪末期,随着生物化学、临床医学及分析化学的发展与进步,同时计算机技术与自动化技术的迅猛发展,在一定程度上促进了生物化学的进步,提升了临床生物化学检验技术水平。新世纪以后,随着分子生物学的逐渐成熟与核酸分子杂交技术的推广[2],临床生化试验在一定程度上提高了生物学检验技术水平。另一方面,临床生化检验技术在计算机信息技术与自动化分析技术的支持下迅速发展。目前,临床生物化学检验在电介质平衡、酸碱平衡、糖尿病、精神疾病、肾脏疾病、心肌损伤等多种疾病的检验中得到了广泛的应用,且取得了显著的效果,该项技术的发展也开始从横向发展专为纵向深化。

3临床生物化学检验常用技术

临床生物化学检验技术是在自动化生化仪器的广泛应用的基础上对生物化学检验技术进行推动的一种检验技术,现阶段医学技术中生化检验的频率逐渐的增加,现代科学技术与生化技术不断融合,产生了一些新兴的检验技术,例如:生物传感、光谱分析等,取得了显著的应用效果,其中光谱分析技术与电化学分析技术是临床生物化学检验中最常用的两种技术。

3.1光谱分析

发射光谱分析技术发射光谱分析技术主要包含了火焰光谱与荧光分析两种方法,其中火焰光谱主要是在火化与电弧的作用下,让物质在高温状态离解为离子或者原子后,发射出光谱线,然后根据强度在试样品中的含量为标准,得到具体的含量。荧光分析则是利用荧光强弱对物质的含量进行测定,该种方法具有高灵敏度,能够对复杂组分进行微量分析的应用优势,但是对测定条件与仪器的要求较高。原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法是待测元素灯的特征谱线穿过供试品,经过试原子化产生原子蒸汽以后,将蒸汽中需要测量的元素基态原子吸收,并对辐射光的强度减弱情况进行测定,得到供试品内元素的含量。进行原子吸收测定会受到背景干扰,因此在进行原子吸收分光广度分析时,必须对背景影响进行考虑,同时原子化条件、波长变化也会影响检测的灵敏性与稳定性[3-11],因此在检测时应尽可能的避免影响因素,提高检测质量。可见分光光度法该方法的应用原理是朗柏-比尔定律,比较法、标准曲线法师进行吸收光谱法的定量测量方法。

3.2电化学分析

在实验技术与电化学基本原理的基础上,根据物质的电化学性质,例如:电导、电量、电位计化学含量的多少进行分析的一种方法。电化学分析技术具有高灵敏度、高精确度、高选择性、操作简单等优点。现阶段所应用的例子电位选择分析法,其原理是根据溶液内活性物质与电极电位之间的关系进行分析,具有操作简单、选择性好、分析效率高的优点。

3.3生物传感技术

生物医学测量技术篇5

日前,上海市医学会分子诊断专科分会成立大会在沪召开,中科院、中工院及分子诊断领域的多位专家学者到会研讨。上海市领军人才、第二军医大学附属东方肝胆外科医院实验诊断科主任高春芳教授受聘担任分会首届主任委员。会上,高春芳教授通过介绍其研究团队已经成功转化应用的高通量测序分析HBV基因组突变及多重耐药位点的实例,为我们进一步展示了分子诊断在肿瘤、感染性疾病精准医疗中的发展前景。

在医学界,分子诊断尚且是一个比较新的概念,对于老百姓而言无疑更加陌生,甚至很多人从来都没听过这个名词。而作为老百姓,最关心的无非是这一新技术到底能给自身健康、疾病诊疗带来哪些实实在在的帮助。为此,我们也在会后第一时间采访了高春芳教授,请她详细地为我们讲解一下,这一新颖的“分子诊断技术”,到底能如何服务患者的健康?

记者:分子诊断听起来是一个特别高大上的名词,那么,它到底是一种什么样的诊疗手段?

高教授:所谓分子诊断,其实就是应用多种先进的分子生物学相关技术,对遗传物质的结构或表达水平,通过检测特定基因的存在、转录及表达异常,进而对人体状态和疾病作出诊断的一种方法。分子诊断的核心技术是基于基因扩增的聚合酶链式反应(pCR)、杂交技术、测序技术等。pCR技术的出现,推动了临床实验进入分子诊断时代。近二三十年来,分子生物学检测技术不断进步,包括一代测序、高通量测序和组学、质谱、芯片等技术的发展以及临床应用探索,为疾病标志物的寻找、临床应用提供了强劲技术支持。分子诊断在临床实验医学中的应用,使越来越多疾病发生发展的分子机制得到阐明,为临床医生对疾病的预测、诊断、治疗、疗效监测和预后判断都提供了更为直接准确的依据。

记者:分子诊断主要应用于哪些疾病的诊断?

高教授:目前,分子诊断学技术在感染性疾病和遗传性疾病中的应用最为广泛,在肿瘤性疾病中的应用也已成为热点。广义的分子诊断的研究对象不仅限于基因,还包括基因表达产物生物大分子,例如蛋白质及其异常翻译后修饰。目前,随着生物信息学以及多种分子诊断技术的迅猛发展,分子诊断已经成为医学科学研究领域和临床诊断中发展最活跃、更新、最迅速的领域之一,也是践行我国“十三五”科技发展规划中精准医疗的关键手段之一。

记者:作为一种现代先进的诊断方法,它给临床诊断带来了哪些革命性的变革?

高教授:分子诊断学技术应用于疾病的诊断、治疗,已彻底打破了常规的诊疗方式。具体来说,以往是将相同的诊疗方案应用于患有同一类疾病的患者,是根据每个患者治疗情况的反馈和医生的个人经验进行诊疗方案的调整,以达到预期的治疗目的。而分子诊断则可以分析检测患者的分子特征或者“差异”,临床依据患者存在的这些“差异”进行针对性治疗。

例如,对某种特异性疾病的易感性差异、患者可能发生疾病的生物学和(或)预后的差异、对某种特异性治疗的反应性差异等,临床上可以依据这些“差异”,制定特定的治疗方案,实现个体化诊疗。因此,通过基因芯片、高通量测序等多种分子诊断技术,找到个体的这种差异或者特征、标签,将改变目前的疾病诊疗模式。那就是就诊个体量体裁衣的诊断和充分了解个体特点后的个体化医疗。

首先,分子诊断可以让医疗诊断更为精准,为个性化医疗提供技术保障,其结果是降低患者的疾病诊疗成本,减轻社会公共卫生负担。比如,临床患者用什么药、用多少剂量,传统的经验式用药时采用同一个标准,具体落到某个患者来讲,可能会碰到:用a药不行,换用B药,a、B都不行,再用C药……其结果是既占用了有限的医疗资源,又可能延误了最佳治疗时机。但是,有了分子诊断之后,用药治疗模式发生了根本性改变,在明确诊断的前提下,进行个性化治疗,依据是敏感还是耐药指导选择药物种类、药物剂量(个体代谢是快代谢型,还是慢代谢型),可以达到满意的效果。这种个体化用药方式目前在肿瘤的化疗、抗凝药物、调血脂类药物、代谢类药物、精神类药物等领域都已经进入临床应用。

其次,分子诊断更注意个体基因差异,不仅可以对患者所患疾病作出判断,也可以对表型正常的携带者或特定疾病的易感人群作出预测。大家熟知的美国好莱坞影星安吉丽娜・朱莉与中国歌手姚贝娜,同样是乳腺肿瘤的患者,但两个人的结局却完全不同。朱莉通过早期的分子诊断,检测到易感基因,从而尽早将乳腺和卵巢进行了预防性切除,避免了进一步患病的可能;而姚贝娜则由于肿瘤发现时已经太晚,过早地离开了人世。因此,分子诊断技术的有效应用不仅可以预测或者早发现疾病,更可以做到个性化、精准性的治疗,从而大大改善公众的健康状况,提高公众的健康水平。

记者:在医学检验中,分子诊断具体是如何实施的?

高教授:分子诊断技术通常是采用被检测者的组织细胞(穿刺或手术标本、外周循环肿瘤细胞)、抗凝血,甚至甲醛固定、石蜡包埋的组织等。目前用于分子诊断的技术非常丰富。代表性技术包括:多种pCR,例如aRmS-pCR、实时荧光定量pCR、数字pCR;测序技术,例如一代测序、焦磷酸测序、高通量测序;芯片技术,例如杂交芯片、微流控芯片、质谱及荧光原位杂交(FiSH)技术等。分子诊断技术的门槛较高,只有具备资质的医疗机构或者实验室才能胜任。

记者:分子诊断目前在我国临床上的应用现状如何?未来发展方向是什么?

高教授:近年来,国内的分子诊断技术取得了快速发展,国家投入了大量的科研经费,国内的研究成果与研究水平同国际先进水平的差距越来越小,但是,目前临床转化应用现状难以满足实际需求。

生物医学测量技术篇6

关键词:法医鉴定;法医物证学;物证鉴定;Dna发展

从上世纪80年代Dna鉴定技术问世以来,改变了过去法医对生物物证的检验只能“否定”不能“认定”的历史。利用Dna鉴定技术,可以直接“认定”犯罪现场的血迹、精斑、毛发、唾液斑等生物检材是否为犯罪嫌疑人所留,从而为案件的侦破、诉讼提供有力的证据。为了方便文章的论述,我们首先要来了解一下:

一、法医物证的提取技术简述

案发现场遗留的物品是刑事案件的重要证据,而现场检材的提取又是侦破案件的关键。对于法医物证来讲,凡是留有与案件有关人员的人体内物质的物品,均可以用做鉴定该案的科学依据。

(一)血液物证的提取(包括斑、痕)

法医物证检验的鲜血可抗凝或不抗凝,每份血量1ml(如进行Dna技术检验,应采不少于3ml的抗凝血)。在实际工作中,遇见的大多数是血斑(痕),其检验远比鲜血的检验困难得多,并且其留存过程受外界众多因素的影响。如果是现场物品上的血痕则尽量保留原物原状,同时要提取该物品无血迹的部位做空白对照;如在短时间内不能进行检验,可先置于4℃冰箱内保存。

(二)(斑)物证的提取

在法医物证检验中(斑)物证的提取,一般是提取阴道内容物及受害者的衣裤、现场的被褥、纸张、女性尸体的阴擦拭子等。阴道内取材时,尽量把检材集中在小范围的载体上,同时标明阴擦拭子的先擦和后擦的次序,切勿用一大块纱布无序擦拭,这样把少量的(斑)检材分散了,给法医物证鉴定带来困难。

(三)唾液(斑)物证的提取

在采取和收集可疑唾液斑的检材时,应注意:首先,要用镊子或戴手套后才能接触检材,切勿用手直接接触,以免沾上检查者本人的汗,而干扰血型的检查者。其次,干燥唾液斑的血型物质可并长期保存。新鲜湿润的唾液中含有血型分解酶,可破坏血型物质,故收集唾液后应即煮沸或涂于泸纸或纱布上,在通风处晾干后包装,现场提取的烟蒂也应做同样处理。

虽然,Dna检验技术可以直接“认定”犯罪嫌疑人,而且同一认定率非常高,但由于其技术本身的局限性限制了具体操作,这就对新技术的开发提出了要求。文章接下来的部分,就总结了一些新技术手段在Dna法医物证鉴定领域的应用情况。

二、芯片技术在法医物证鉴定领域的应用

(一)芯片技术在法医物证鉴定领域的历史研究

芯片技术史于1996年美国,Steven.Fodor等人充分结合并动用照相平印刷、计算机、激光共聚焦扫描、寡核苷酸Dna合成荧光标记探针杂交等技术,创造了世界上第一块Dna芯片,使核酸杂交技术实现集成化,比起传统的pCR技术(上世纪80年代常用的司法物证鉴定技术,全称聚合酶链式反应技术,它是一种快速的体外扩增特异Dn段的技术,又称体外基因扩增方法,其主要目的是从生物体的整个基因组Dna中获取足够量的特异性片段,以供进一步分析。)它可以一次性对样品大量序列进行实时、灵敏、准确的检测和分析,应用Dna芯片技术检测单核苷酸多态性正在成为第三代法医Dna分析技术。

(二)芯片技术与法医物证鉴定领域的有机融合

Dna芯片(又称基因芯片或生物芯片)技术通过设计不同的探针阵列,将其大量、有序、高密度地固定于支持物(玻璃片、硅片、或尼龙片)上,然后与标记的样品分子进行杂交,检测每个探针分子的杂交信号强度进而获取样品分子的数量和序列信息。单核苷酸多态性是由核苷酸水平上的变异产生的Dna序列多态性,其多态程度要比其他形式的高得多。所蕴含的信息量是巨大的,但法医物证鉴定应用单核苷酸多态性的唯一前题是如何进行大量其位点同步监测,检测位点越多,越能反映出个体间的遗传差异,因此法医物证鉴定领域将以Dna芯片为基础技术建立第三代Dna分析技术。

三、防物证污染技术

所谓物证污染的英文全称为evidenceContamination,是指在犯罪发生后,物证物品在外界因素作用下发生了能够影响物证鉴定结果的性质变化。近些年来,随着物证检验技术的发展使其检验灵敏度大幅度提高,在Dna检验技术中,物证污染的可能性也随之进一步加大,其产生的负面后果也越来越严重。

(一)对人员、设备和工具的防范技术要求

人员排除污染的主要办法是使用个人防护装备(ppe),包括连体服、手套、鞋套、口罩和头发罩。所有这些物品必须是一次性使用,并在现场工作中根据具体情况及时更换。现场人员穿戴ppe,既可以保护自己身体安全,又可以有效地防止本人的纤维、指印、毛发、唾液、皮屑、头皮屑和微量皮肤细胞污染现场物证,这对防止Dna检材污染尤其重要。

(二)实验室内物证污染的防范技术要求

首先,是定期对实验室物证受理柜台、物证存储房间和检验工作台面等进行排除污染处理,以防止这些区域成为物证交叉污染的载体。对Dna和微量物证检材进行前处理时,每个案件物证之间要彻底清洁台面,最好是每个物证都使用新的一次性衬纸垫在台面上。

其次,重复多次使用的工具和器皿必须经过彻底清洗洁净后才能用于处理检材,以防止前后处理的检材之间出现交叉污染,这对Dna检验、微量物证检验尤其重要。对于每批清洗干净的工具或器皿,应抽样进行空白检测,防止因清洗不彻底而造成系统性污染。为了减少工具和器皿造成污染的风险,有条件的实验室,应尽可能使用一次性的工具和器皿。

最后,法医物证鉴定人员在检验区域必须根据检验专业穿戴适当的个人防护衣物,如实验室大褂和手套等。Dna检验和部分微量物证检验可能需要穿着全套的ppe,包括连体服、手套、鞋套、口罩和头发罩。在检验多个物证检材过程中,要根据具体情况及时更换防护用具。

四、法医物证鉴定中Dna检材高度降解技术的应用

在法医物证鉴定中Dna检验经常会面临各种降解检材。但许多法医生物物证检材,由于高温、潮湿等等客观因素使检材中的Dna分子被损坏。近年来,法医物证鉴定中Dna检材高度降解技术发展非常迅速,使Dna高度降解检材分析的成功率得到提高。在法医物证鉴定技术中降解检材中的Dna量分析不同于常规Dna定量分析,用2个不同长度核Dn段的来进行定量分析,一个为tH01基因座,长度大约为170~19obp,另一个为CSF1po基因座的侧翼序列,长度为67bp,并在系统中添加一个长为77bp的pCR内对照Dn段。三片段标记成不同的荧光,在一个复合体系内进行定量分析,通过比较67bp的CSF1po和170~190bp的tH01的量,可以预测出Dna的降解程度。通过对比ipC的真实模板量和qpCR定量的模板量,来预测样本中pCR抑制剂作用。两者相结合,取得较好的结果。这种方法实际上既可以分析Dna的降解程度又可以预测用于扩增Dna的量,还可以检测Dna样品中含有的pCR抑制剂作用情况。

参考文献

[1]张大伟.法医物证鉴定结论的采信细则分析[J].中国司法鉴定,2005.

生物医学测量技术篇7

通过评阅国内外研究所、高校和企业的最新研究文献,分析生物医学传感器的研究进展,阐述移动医疗中传感器的研究和发展方向。生物医学传感器的不断创新和发展,从种类、精度及应用等各方面均获得高度关注,可总结归纳为电生理类、生化检测类、心肺监测类及运动监测类。移动医疗是现代医疗发展的必然趋势,移动医疗离不开通讯网络、智能终端以及生物医学传感器,其技术进步为移动医疗的迅猛发展奠定了基础。

[关键词]

移动医疗;生物医学传感器;电极;动态血压

随着移动通信技术的飞速发展,移动医疗产业正飞速发展。移动医疗是指通过移动通信技术、智能终端及便携式生物医学传感器技术的集成,提供方便快捷的生化检测、实时生命体征监测等移动远程医疗健康服务。并可集合临床医疗数据,为医务人员、研究人员和患者提供医疗信息服务。生物医学传感器分为电生理类、生化检测类、心肺监测类以及运动监测类。

1可移动与穿戴监测设备

1957年,Holter首先尝试在临床使用无线电遥测技术的心电图仪,并使用磁带记录,这正是现在24h心电图设备的原型[1]。在移动医疗方面,便携式产品成为了开发研究的重点。随着现代微电子和机械加工技术的发展,使得可以制作出家用型的更加紧凑和方便的设备,如生命体征监测腕表,具有动态血压、心率、血氧及呼吸等监测功能[2-7]。可移动穿戴监护系统,包括生物传感器,便携式数据处理、存储器,数据显示单元。生物传感器或电极可以是传统方式佩戴,也可以设计成嵌入衣服或紧贴皮肤。无线通讯技术的发展也使得各单元之间可通过无线蓝牙等技术连接,避免了使用繁杂的连接线。

2电生理类传感器及电极

2.1电生理测量的新型电极

通常测量心电图(electrocardiogram,eCG)、肌电图(electromyography,emG)及脑电图(electroencephalogram,eeG)等电生理信号均采用电极直接与皮肤接触的方式,如何提高信噪比、稳定性、不刺激皮肤成为研究重点。临床上较常用的是湿式凝胶电极,而干式电极可以保证电极长期运动下的稳定性,其研究有了很大的进展,但干式电极的可靠性还有待进一步研究。电容型电极,可通过衣服采集eCG信号,由硬币大小的非接触式电容式生物电极和低功率放大器组成(940μw)。prance等[8]使用电容型电极和一个超高阻抗电位传感器,输入电容10pF、输入电阻1015Ω,用来测量人体周围40cm范围内的电场,可以检测到与eCG同步的波形信号。虽然40cm空气间隙的测量效果比10cm空气间隙的噪声大许多,但仍可以获得较好的结果;并可以同时测量呼吸信号,尽管目前呼吸测量结果还不非常稳定,但此种真正意义上的非接触式传感器将成为电生理测量的新方法。易弯曲的干式表面电极,使用时可以不需要电解质凝胶,也不需要对测量表面进行预处理[9]。Gargiulo等[10]发明的导电橡胶电极和高输入阻抗的放大器,使用蓝牙通讯24h不间断的采集心电信号,可应用于塑身和游泳训练中及监护运动员健康,防止运动员猝死。新材料碳纳米管或微米线阵列电极,Ruffini等[11]通过真空铸造的方法研制出直径6μm、长110μm的微米线微阵列电极,这些微米线可以刺破表皮角质层,增加导电性。采用真空铸造的方法比传统的电沉积或光刻、电铸和注塑(德文Lithographie(Li)、Galanoformung(G)、abformung(a),LiGa)方法成本更低。

2.2心肺监测可穿戴传感器

鉴于监测心肺功能的重要性,可穿戴是监护设备成为近数十年来的研究目标。其中包括测量反映心肺功能的基本生理指标,如心电、血压及呼吸等。其在小型化、微型化方面具有显著改进。欧盟“第五框架信息科技计划”中的健康计划,提出实现心电和呼吸等生命体征的实时监测。为用户研究开发穿在身上的织物传感器,且不会带来任何不适感。织物传感器采用具有导电性和压敏电阻特性的智能纤维和纱线编织而成。与常规方法相比,该系统具有很高的可靠性和满意度,并且可以长时间的应用于康复训练或者更高强度的环境中。mitchell等[12]设计了1件t恤,嵌入织物压敏电阻传感器和Zigbee无线发射模块,用于监控呼吸,呼吸信号可实时显示,结合无线生物反馈系统可以用作呼吸训练(治疗呼吸道疾病,如囊性纤维化)。Rantala等[13]设计出用于监测呼吸和潮气量的光学传感器,传感器具有16根光纤,光强会随着呼吸运动引起的光纤弯曲形变而发生变化,通过换算可以代表潮气量。Fletcher等[14]使用光电体积传感器用来探测脉搏振动,结合研制的皮肤电传感器测量手腕处的信号,可用来评估自主神经的活动。在传输方面提出了同时采用两种类型的网络系统,即内部ieee802.15.4网络系统,用于为多个传感器提供服务;另一个是使用蓝牙网络与手机通讯。关于血流动力学检测,移动血压监护仪(ambulatorybloodpressuremonitor,aBpm)已成为商业化研究成果中最成功的案例之一。虽然这种设备非常方便实用,间隔30min或者更长的时间来测量一组血压值。然而,该仪器测量的血压数据量将<48次。而由于人体每次心跳搏动的差异,一日的血压变化却可能达80000~100000种,aBpm只能采集全部血压数据的0.05%,不能完全满足动态采集的需要。因此,如何测量与心跳同步的血压变化,同时采集心输出量数据,并能结合其他心血管数据,将是非常重要的。通过详细分析血液动力学的响应,可以研究心血管系统在应对各种日常压力时的自主调节能力。nakagawara[15]基于体积补偿法和心电导纳法,开发了与心跳同步的血压动态监测系统;ogawa等[16]已将该系统应用于心血管应激反应研究,使用Gregg等[17]的方法分析日常活动中单次心跳的变化,成功分离了主动、被动和混合压力。

2.3生化检测传感器

迄今在移动医疗领域中,人们研制了很多种类的可穿戴生理监测的系统。然而,很少有监测生化参数的传感器。如能准确、便捷的检查生化参数,将为更好的监测个体的健康情况乃至诊断疾病带来可能。Yang等[9]直接将生物传感器印制在内衣上,可以监测微量的化学物质,亚铁氰化物(0~3mmol/L)、过氧化氢(0~25mmol/L)及还原辅酶naDH(0~100mmol/L)。此外,“BioteX”的欧盟计划[18]资助开发了一种基于织物的可穿戴生物传感器,用于监测汗水的pH值和na+含量。该传感器由一个织物泵,一个pH值敏感染料和LeD光电探测器组成,其中织物泵由超吸水材料制成,可不断从人体皮肤吸入汗液,LeD光电传感器用来检测由汗液内溶质含量改变而导致的pH敏感染料颜色变化。同时,还使用金电极和离子敏感膜制成na+传感器来监测汗液里na+含量。在生化检测中,血糖测量对糖尿病患者是非常重要的,但现今的方法大部分都是有创的,需要在手指上针刺取血,采用光化学法或电化学法进行检测。在不需要血液样本方法里,经皮提取分析物质是其中一种值得关注的方法,市场推出的一种血糖检测装置GlucowatchBiographer即是采用离子渗透法。然而,这种方法也有对皮肤刺激较大之类的缺陷。因此,需求度最高的是开发无创血糖测量仪器,如基于表面等离子体共振等光学技术、光声测量、光学相干断层扫描以及漫反射光谱法等。不同于需要复杂仪器的技术,近期开发的一种采用分光光度测量技术的方法,命名为“脉冲血糖测量”,是基于高速近红外光谱结合多变量分析的方法。虽然这种方法的微型化检测仪器尚未研制出,但完全无创的血糖仪在糖尿病患者的日常监护中有着广泛的需求和前景。

2.4运动监测传感器

在老年医学、康复、运动训练和常规医疗保健领域,运动或步态监视的重要性受到广泛认可。在康复领域,医师必须评估如站起、散步或其他活动的运动特征,直接观察和定量评估的方法最为理想。以往的方法是使用三维运动捕捉系统进行直接观测,但这种方法往往具有一定的局限性,数据处理起来也较复杂,不大适合实际应用。一些可穿戴的设备使用加速度计、陀螺仪等传感器,能够监测运动、步态和姿势;motoi等[19]通过对矢状平面、步态和步行速度的研究,可监测人们姿势的静态和动态变化。该系统使用加速度计和陀螺仪原理,并将三组微型传感器分别固定在躯干、大腿和小腿上,通过测量相对与重力方向的角度变化分析运动状态。每组传感器上都有Ziggbee无线通讯模块和SD卡,保证实时观测和长时存储。这套系统在定量评价康复计划的效果和日常生活监测方面都有很高的可行性。Lee等[20]研究出运动训练的传感系统,将三轴加速度计和导电织物电极嵌入衬衫中,可同时监测运动以及实时心电图,并建立了基于ieee802.15.4和Zigbee传感网络。这种类型的传感网络配合传感器的微型化改造,可以实现多种数据采集。

3展望

通过文献评阅、调研国外近年来生物医学传感器的研究进展发现,多功能集成化、无创化及微型化是移动医疗中传感器的发展方向;集成化创新,即将现有的种类的传感器集成在同一可穿戴设备上是发展标志,但集成成为重要课题,既要求并行工作,又不能相互干扰等。无创化主要针对生化检验类传感器,作为日常监测使用人们对无创无痛的要求也越来越高,新技术、新算法的发展为实现这一目标奠定了基础。微型化的要求也是便携性的要求,即随时随地都可以使用监测,对日常生活不产生影响,既要求体积小、重量轻,也不能降低准确性和精度。这些新思路对于我国的科研和产业发展具有借鉴意义。移动医疗的迅速发展,势必将带动便携式、多功能传感器的发展,同时,更多创新性的传感器及传感系统将更大程度的促进移动医疗的发展,从而根本上转变现有的医疗服务模式,以患者为中心,实现随时随地的健康监护和健康管理服务[21]。

参考文献

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郭维.穿戴式人体生理参数监测系统的研究与实现[D].吉林:吉林大学,2012.

刘光达,郭维,李肃义,等.穿戴式人体参数连续监测系统[J].吉林大学学报:工学版,2011,41(3):771-775.

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张云浦,李玉榕,陈建国,等.基于memS传感器的可穿戴式老年人跌倒监测系统的设计[J].生物医学工程研究,2014,33(3):170-175.

生物医学测量技术篇8

从一般意义上说,代谢组学是指通过分析组群中的单个细胞结构、器官、组织或者体液内的小分子物质,对组群指标进行高位检测和操控处理,利用多元统计学原理和模式识别的技术设备,对细胞体内的代谢物质进行全面立体的检查和研究;是一门对某一特定时间段的有机体全部小分子代谢物质,进行定量和定性解剖处理的学科。

二、代谢组学技术与研究方法

(一)代谢组学的检测技术

1、核磁共振技术

核磁共振技术作为检测有机体机构的重要谱学,能够在自动旋转的原子核的基础上,依靠核外磁场的引力作用,通过吸收到的辐射波刺激发生能量跳迁的一种谱学技术。其优点在于无损害,对检测的样品结构不存在破坏性;操作方式多样化,能够根据实际情况变换多种检测方案,采用不同的实验方法进行研究;速度较快,能够在较短的时间内得到检测结果;富有动态性,能够得到较为与时俱进的灵活变动的研究信息。缺点在于检测的灵敏度不是很高,制约着nmR技术的发展。

2、气相色谱——质谱联用技术

从字面上解析,气相色谱——质谱联用技术融合了色谱、质谱二者的优势特点,检测的灵敏度更高、效能更好、分辨率清晰。由于自身的构造,需要观测的主要参数为毛细管柱的尺寸大小等指标:被检测样品通过毛细管柱时,仪器设备会依据生物体分子的构成性质不同而得到分离,各自流入不同的柱子里,记录下不同时间段里流入柱子里的分子结构,然后利用色谱和质谱进行检验。这样通过利用气相色谱——质谱联用技术,能够及时准确地将被检测样品实行快速的剥离,然后利用相关仪器进行检测和分析处理,最终进行定性分析,记录研究的结论。但是气相色谱——质谱联用技术也有自身的局限性,由于在检测之前需要对样品结构实行预备式的衍生化操作工作,在这一过程中需要耗费较多的时间,会因时间的耽搁而使原本的样品发生一些微妙的变化,使检测结果不真实;同时还有一个缺点在于不能分析某些个大分子代谢物质的结构。

3、液相色谱——质谱联用技术

液相色谱——质谱联用技术把液相色谱作为一个样本的分离处理系统,把质谱当做样本结构的检测处理系统,这样液质联用技术充分发挥了色谱和质谱的优势特色,融于一身。既具备了分离复杂样品结构能力强的色谱的优势,又具有了检测灵敏度高、动态性强的质谱的特点,使这一技术能够更好地为疾病监测发挥自己的力量。

(二)代谢组学研究方法

通常一个比较完整、规范的代谢组学检测程序一般要经过收集样品、处理样品并进行保存工作;进行仪器的分析和选择,获取样本数据,进行数据的定性和定量的分析和处理;最终进行研究结果的总结和归纳,总结出生物学意义上的代谢结论。

三、代谢组学技术在医学临床检验中的应用

1、代谢组学技术与糖尿病、肾病的研究

糖尿病与肾病紧密联系,目前进行的Dm并发症的代谢组学技术的研究,更多地涉及肾病,可以借助核磁共振技术分析Dn中小分子代谢物质的结构,进行剥离处理和分析,如果实验证明葡萄糖含量和氧化三甲胺的存量在血浆中有上升的趋势,而多种氨基酸却在下降,则证明有机体肾存在着病变,为医学临床诊断和检测提供了实验依据。

2、用于诊断肿瘤

医学专家odunsi等曾利用氢核磁共振波谱法开创了一个新的医学诊断模型,利用检测血清上的代谢标志物可以诊断出是否存在皮性卵巢癌的病症。Corona专家学者曾利用代谢组学技术用于肿瘤方面的诊断研究,发现了重大的成果,结果中发现通过分离检测能够分析出不同种类的代谢物质分子结构,灵敏度和清晰度较高,其中的色氨酸、丝氨酸及其甘油磷脂等为医学中诊断乳腺癌提供了重要的参考依据。

3、消化系统疾病的检测

医学家利用氢核磁共振波谱法技术建立的生物标志体模型,能够及时、较快速的检测出有机体是否存在肠炎病症,进行及早的治疗。

四、结语

生物医学测量技术篇9

关键词:法医毒物分析现代仪器分析阶段性选择性

中图分类号:G4文献标识码:a文章编号:1674-098X(2015)09(b)-0165-02

DiscussionabouttheteachingofForensictoxicologicalanalysiscombinedwithmoderninstrumentalanalysis

YangYa1,2LiuChao2wangXiaoShu2DaQing2

(1.DepartmentofForensicmedicin,SchoolofBiology&Basicmedical,ScienceSoochouUniversity;2instituteofForensicSciences,SoochowUniversity,SuzhouJiangsu,215021,China)

abstract:Forensictoxicologicalanalysisisoneoftherequiredcoursesinforensicscience.asanappliedscience,itplaysavitalroleinthecultivationofthecomprehensiveabilityofforensicworkers.Combinedwithyearsofteachingexperienceofforensictoxicologicalanalysis,theauthorsummarizedsomeproblemsinthepracticalteachingprocessandthecoursesystem.inordertosolvetheseissuesandimprovetheteachingqualityandstudents'comprehensiveabilityofforensictoxicologyanalysis,thearticlefirstpointedthatintegratingmoderninstrumentalanalysisinforensictoxicologicalanalysisperiodicallyandselectively,anddiscussedthefeasibilityandnecessityfromdifferentanglesindepth.atlast,theconcreteoperationsofcombinedteachingaredescribedindetail,andhavecertainguidingsignificance.

Keywords:Forensictoxicologicalanalysis;moderninstrumentalanalysis;periodically;Selectively

法医毒物分析(forensictoxicologi

calanalysis)是主要对生物检材中的毒物进行定性和定量检测,为确定是否中毒或中毒致死提供法律依据的一门应用性科学[1]。法医毒物分析为澄清当事人在事件中是否负有法律责任提供依据,同时也为急救和预防制定措施提供依据[2]。

目前,我国法医毒物分析发展水平与日本、美国等发达国家存在一定的差距,并且国内各法医毒物分析实验室间的技术水平也相差较大。随着全球化学物质以每年700~1000种的速度增加,毒物的种类也日益扩增。除传统的毒物(如安眠镇静药、杀虫剂类)外,滥用物质、新型除草剂、新型杀鼠剂、生物碱、治疗药物、性犯罪药物(如河豚毒素、抗凝血杀鼠剂、高毒性除草剂、百草枯等)已出现在人们的生活中。同时,由于法制建设的需要,对法医毒物分析的要求也越来越高,毒物分析工作逐步从定性检识为主转入到应用现代技术进行痕量未知毒物的鉴别和含量测定,这对法医毒物分析提出了更高的要求[3]。因此,如何提高我国法医毒物分析水平,如何培养出优秀的法医毒物分析工作者是摆在面前亟待解决的问题。笔者认为提高法医毒物分析的教学质量是行之有效的办法之一。结合笔者自身的教学经验及本校的课程安排,发现在实际教学中法医毒物分析存在以下几点问题。

(1)现在法医学专业开设课程较多,但是法医毒物分析课时偏少,在规定的课时内学生接受毒物分析专业知识是有限、粗浅的。

(2)法医毒物分析的课程中绝大部分的课时是各类毒物成分、毒性、检验方法理论知识的介绍,对涉及现代分析仪器深层次内容介绍较少,现代分析仪器的工作原理、使用、方法开发、维护等知识掌握不全面是法医毒物分析实验室间的技术水平相差较大的重要原因。

(3)教学科研经费少,实验条件紧张,实验课程以基础性实验偏多,学生对现代分析仪器缺乏科学的思维,在实验过程中实际动手操作能力不强。

针对法医毒物分析教学面临的现状,试将现代仪器分析课程与法医毒物分析合并教学,来提高教学质量与分析人员综合素质,现对其优势进行探讨,并提出以下几点可行性。

(1)法医毒物分析是建立在分析化学(特别是现代仪器分析)基础之上的。由于分析技术和分析方法的巨大变化,法医毒物分析发生了历史性地突破。在液质联用技术出现以前,生物检材中药物由于其含量很低,检测方法落后,没有引起人们的重视[4]。在解决了液相色谱和质谱联用的接口装置和电离装置之后,液质联用进入了快速发展的时代。由于极高的灵敏度,液质联用技术现已广泛应用于大分子化合物、强极性化合物、热不稳定化合物及非挥发性化合物的分析检测[5]。随着生物技术与毒理学的发展,会有越来越多新的药品引起社会的广泛关注。因此,开拓新的分析方法,提高毒物分析水平离不开对现代分析仪器掌握。

(2)法医毒物分析课程设置的最终目的就是要求分析者能够利用现代仪器分析手段对各种复杂的检材中毒物进行快速、准确的定性、定量检测。目前法医毒物分析课程较常用的教材是由人民卫生出版社出版的《法医毒物分析》。教材中主要分章节介绍了各种毒物的理化性质以及检测原理与检验方法,主要包括有毒气体、挥发性毒物、合成药毒物、天然药毒物、杀虫药、金属毒物和水溶性毒物等[6]。系统地理论学习是为了更好地指导于实践。要想提高分析者的检测能力,仅靠毒物分析的理论知识是远远不够的。将现代仪器分析课程融入到法医毒物分析的课程之中,在接受现代仪器分析地系统理论学习之后,学生一方面可以巩固对各种毒物的理化性质的理解;另一方面可以培养学生创造性的思维,针对不同基质的检材或者从未接触过的毒物,也会从分析理化性质出发,利用现代仪器的分析原理,刷选出合适的检测参数,开发出具有选择性的检测方法。

(3)法医毒物分析可以作为现代仪器分析的案例。该校法医专业的现代仪器分析课程主要是从波谱(紫外、红外、核磁、质谱)、光谱以及色谱来开展的。教学主要分为两部分:理论学习与实验。理论学习侧重于分析方法的发展历史、原理;而实验则侧重于基础性实验,注重理论以及个别物质的验证。仪器分析缺少生动形象的案例,这必然导致学生学习兴趣的下降以及缺乏科学思维和自主创造能力。将现代仪器分析融入法医毒物分析课程,将毒物分析的检材作为现代仪器分析的案例,可以使学生更加直观地将毒物分析的理论知识与仪器分析操作结合起来。如在气相色谱的教学实验中,可以以血液检材为分析对象,测定血液中乙醇含量,来讲授气相色谱的操作步骤,方法条件的选择原则。可以以小组为单位,通过加标的方法,对其进行考核,将毒物分析与现代仪器分析有机的结合起来。

由此可见,由于法医毒物分析与现代仪器分析的内在联系以及在教学目的上的一致性,使得将两者合并教学成为可能。但是由于两门课程在内容上存在一定差异以及课程时间上的限制,不可能亦无必要将现代仪器分析中所有的分析手段都运用到法医毒物分析中。因此,在有限的课时内,在保证教学质量的前提下,以怎样的方式将两门课程有机的结合起来,是现在面临的另一个问题。笔者结合自身的现代仪器分析专业背景和多年的法医毒物分析教学经历,提出采取阶段性、选择性的方式将现代仪器分析融入到法医毒物分析课程中,来提高教学质量。

所谓阶段性,就是仍以法医毒物分析课程为主线,将现代仪器分析的内容分阶段地融入到法医毒物分析的各个章节中。按照大纲,首先讲授绪论中毒物与毒物分析的基本概念、毒物分析的发展历史等。在第二章讲授各种检材以及检材的处理方法时,可以适当地插入现代仪器分析中的样品前处理的内容。如非挥发性毒物检材前处理所用到的液-液萃取法和固相微萃取等都是现代仪器分析前处理的重要方法。按照教材第三章会讲授分析方法的概述,这是毒物定性和定量分析的基本知识,也是建立分析方法,进行方法可靠性验证的基本理论知识。接下来的章节是法医毒物分析的重要内容,教材首先总的介绍了法医毒物的仪器分析方法,然后分不同章节展开介绍了各种毒物的理化性质及其检测方法。按照检测方法可以将其大致分为两类:光谱分析和色谱分析。如合成药毒物、天然药毒物、、杀虫剂及除草剂、杀鼠剂等可归为一大类,它们所用到的检测方法一般都是色谱技术;气体毒物和挥发性毒物、金属毒物、水溶性无机毒物等可归为一大类,它们所用到的检测方法一般都是光谱技术。在讲授药毒物时,除了介绍其理化性质、毒性、检材处理等毒物分析的知识点以外,在介绍检测方法时可以穿插介绍现代仪器分析中色谱分析的理论知识(主要是气相色谱和液相色谱)以及检测条件的筛选、仪器设备的操作方法和维护等。同时可以借助现代仪器分析实验教学平台,将不同的毒物检材(血液、尿液、肝脏、头发等)作为实验教学分析对象,并将现代仪器分析条件的刷选办法,方法验证等知识系统地讲授给学生(亦可结合第三章中分析方法的概述)。通过阶段性的融入可以对法医毒物分析中的常见毒物进行系统性的概括和总结,更有助于学生深入掌握这些毒物的理化性质和检测手段。

所谓选择性,是针对现代仪器分析而言的。由于现开设的现代仪器分析内容是比较广泛的,并且并不是所有的现代仪器分析的内容都与法医毒物分析有关,因此没有必要全部将现代仪器分析的内容插入到毒物分析教学中来,毕竟要在有限的课时内使学生掌握最多、最实用的法医毒物分析技能。所以该研究者结合了法医毒物分析的教学重点,采取选择性,重点融入的方式,尽量在有限的课时内使得法医毒物分析这门课程显得更加立体。如色谱分析和光谱分析技术是与毒物分析联系最紧密的两种现代仪器分析方法,所以应重点将这两种分析技术引入到相关毒物教学中来。当然这两大类分析技术中,也应该有选择性地重点介绍与毒物分析检测相关的分析手段(如气相色谱、分光光度法等)。通过选择性的融入可以提高教学水平,突出法医毒物分析的教学重点,使学生在有限的课程掌握更多相关知识。

综上所述,是结合笔者多年法医毒物分析教学经验的一些探讨。通过阶段性、选择性地将现代仪器分析融入到法医毒物分析教学中,势必会提高教学质量与学生综合能力。随着生物技术的不断发展,要求研究者在今后的教学工作中,要不断研究探讨,为提高我国法医毒物分析水平、培养高素质法医工作者而不懈努力。

参考文献

[1]向平,卓先义,沈敏.法医毒物分析新进展[J].中国司法鉴定,2008(5):45-51.

[2]柳晓川,王彦吉,刘耀,等.刑事技术学[m].北京:群众出版社,2001.

[3]沈敏.法医毒物鉴定的发展及其问题分析[J].中国司法鉴定,2012(5):66-70.

[4]金英.液质联用技术在药物分析中的应用[J].河北化工,2009(32):67-68.

生物医学测量技术篇10

【关键词】医疗机构;医院感染;消毒质量;监测

【中图分类号】R195【文献标识码】a【文章编号】1004-7484(2012)12-0338-01

医疗机构消毒灭菌是预防医院感染的重要手段,加强消毒质量监测管理是控制医院感染发生的重要环节。为了解本辖区内各级医疗机构消毒工作现状,加强医疗机构消毒质量监测,改善乡村医疗机构卫生消毒状况,控制医院感染的发生。我们于2011年4―10月对邳州市各级医疗机构进行了消毒质量监测,现将监测结果报告如下:

1对象与方法

1.1监测对象2家县级医院、39家乡级卫生院、486所村卫生室和86所个体诊所。检测项目有室内空气、医护人员手表面、环境物体表面、使用中消毒剂、灭菌物品、压力蒸汽灭菌器、紫外线灯辐照强度。

1.2监测方法采样、检验、评价均按GB15981-1995、GB15982-1995和《消毒技术规范》(卫生部2002年)的规定进行。

2结果

2.1各级医疗机构消毒质量比较

本次共采集样品3786份,合格样品3490份,总合格率92.18%;县级医院合格率最高96.66%,村卫生室合格率最低89.09%(表1)。各级医疗机构之间差异有统计学意义(χ2=25.02,p

2.2不同类别监测项目合格率比较

空气监测539份,合格518份,合格率为96.10%。医护人员手监测733份,合格640份,合格率为87.31%。环境物体表面监测747份,合格672份,合格率为89.96%。使用中消毒剂监测1422份,合格1327份,合格率为93.32%。紫外线灯监测156支,合格144支,合格率为92.31%。灭菌物品和高压灭菌器监测189份,合格率均100%。(表2)。

3讨论

3.1从监测结果看出,三级医疗机构总合格率比较,呈县―乡―村降低的趋势,这与资金投入、消毒制度、设施健全、专业技术人员等有关。村卫生室和个体诊所医护人员忽视消毒的重要性,对消毒卫生的有关知识欠缺,片面追求暂时经济利益,导致消毒质量较差[1]。因此,今后的消毒质量监测工作的重点放在村卫生室和个体诊所。

3.2洗手是防止医院感染的重要措施之一,调查发现,我市医护人员手的消毒合格率仅为87.31%,主要由于医护人员洗手方法不正确,洗手设施安装不科学以及洗手肥皂污染所造成[3]。有研究表明,虽然患者是感染的直接来源,但是造成医院感染扩散的途径则主要是医务人员的手,通过加强手卫生可降低30%的医院感染[2]。因此,认真洗手是控制医院内感染的一项重要措施,是对病人和医护人员双向保护的有效手段。

3.3加强对村卫生所、个体诊所监督监测,建立健全消毒隔离制度,及时更换、添置消毒设施,定期开展对乡村医护人员消毒隔离技术培训。

参考文献: