Lý thuyết sinh hóa

Việc ứng dụng quang phổ liên tục trong xét nghiệm là rất cần thiết, nguồn sáng dùng trong đó phải có dải phổ rộng để có thể lọc ra được các bước sóng cần thiết trong cả 3 miền: tử ngoại,

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây các ngành khoa học cơ bản và công nghệ đã

có những tiến bộ vượt bậc Chuyên ngành thiết bị xét nghiệm được thừa hưởng nhưng tiến bộ đó cho phép các kết quả xét nghiệm có độ tin cậy cao, giá thành

hạ, thời gian thực hiện ngắn Tuy nhiên điều này lại gắn với mức độ phức tạp

có tích hợp cao của thiết bị xét nghiệm.Việc vận hành bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị đòi hỏi phải có hiểu biết sâu về nguyên lý làm việc và cấu tạo của thiết

bị Máy xét nghiệm sinh hoá hiện được dùng rất phổ biến trong tất cả các viện

và phòng khám, là thiết bị không thể thiếu trong cận lâm sàng Giáo trình này ngoài mục đích cung cấp các kiến thức trên còn hướng dẫn các thủ tục vận hành, bảo dưỡng cơ bản cho máy xét nghiệm sinh hoá

Tài liệu này được viết dành cho học sinh hệ dài hạn của trường Kỹ Thuật Thiết Bị Y tế, ngoài ra còn là tài liệu tham khảo cho đối tượng là các Kỹ thuật viên sửa chữa thiết bị xét nghiệm

Trong quá trình biên soạn tài liệu chắc chắn còn có thiếu sót Rất mong nhận được sự góp ý xây dựng của các thầy cô, các chuyên gia, các bạn đồng nghiệp và các em học sinh

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về Ban Thiết Bị Xét Nghiệm Y Tế – Trường Kỹ Thuật Thiết Bị Y tế -1/89 Lương Đình Của - Đống Đa – Hà Nội

Xin trân trọng cảm ơn!

Tác giả

Nguyễn Hữu Tư

1

Mục lục

Bài 12 quang phổ kế 2

Phần 1 2

Cơ sở lý thuyết chung về máy xét nghiệm sinh hoá 2

1 Cơ sở vật lý của máy xét nghiệm sinh hoá 2

1.1 Một số khái niệm quang học cơ bản 2

1.2 Một số dụng cụ quang học cơ bản 5

1.3 Định luật đo màu 11

1.4 Cơ sở quang điện của phương pháp đo màu 15

2 Tính năng tác dụng của máy xét nghiệm sinh hoá 25

2.1 Giới thiệu về xét nghiệm sinh hoá 25

2.2 Một số thông số trong máy xét nghiệm sinh hoá 27

2.3 Cơ sở hoá sinh dùng trong máy sinh hoá 34

3 Máy xét nghiệm sinh hoá 38

3.1 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của máy sinh hoá 39

3.2 Các phương pháp đo trong xét nghiệm sinh hoá 43

Lượng giá kiến thức phần 1 45

Phần 2 49

Giới thiệu máy sinh hoá thông dụng 49

Máy Quang kế 722 49

1 Tổng quan về máy quang kế 722 49

1.1 Giới thiệu chung 49

1.2 Đặc tính kỹ thuật 49

1.3 Cấu trúc mặt máy 50

2 Nguyên lý làm việc 51

2.1 Sơ đồ khối 51

2.2 Nguyên lý làm việc 52

3 Vận hành 53

3.1 Pha, ủ hoá chất và cách đo mẫu 53

3.2 Thao tác vận hành máy quang kế 722 65

4 Bảo dưỡng 66

4.1 Bảo dưỡng thường xuyên 66

4.2 Bảo dưỡng định kỳ 66

5 Một số hư hỏng thường gặp và cách khắc phục 68

Lượng giá kiến thức phần 2 70

Tài liệu tham khảo 74

Bài 12 quang phổ kế

Phần 1

Cơ sở lý thuyết chung về máy xét nghiệm sinh hoá

1 Cơ sở vật lý của máy xét nghiệm sinh hoá

1.1 Một số khái niệm quang học cơ bản

4 Trình bày được các phương pháp đo trong máy sinh hoá

5 Vẽ được sơ đồ khối và phân tích được nguyên lý hoạt động của máy quang kế 722

6 Trình bày được cách pha và ủ một số loại hoá chất thông dụng và cách đo trên máy quang kế 722

7 Trình bày được quy trình bảo dưỡng máy quang kế 722

8 Trình bày được một số lỗi thường gặp khi sử dụng máy quang kế

722, phân tích được nguyên nhân và cách khắc phục các lỗi

x t

0

2 cos Trong đó:

xt: là giá trị biên độ tại thời điểm t, A: là biên độ cực đại

T0: là chu kỳ sóng

: là pha

: là bước sóng của ánh sáng, =c/f

1.1.2 Ánh sáng trắng

Nhà bác học Newton đã làm một thí nghiệm như sau:

Ông dán một tờ giấy trắng lên một đĩa kim loại tròn và chia hình tròn

đó thành nhiều hình quạt nhỏ, sau đó ông lần lượt tô màu theo thứ tự đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím lên các hình quạt đó như hình 1.2 Cho đĩa quay quanh trục O, ban đầu quay chậm thì còn thấy 7 màu, khi quanh tốc độ quay

đủ lớn, do hiện tượng lưu ảnh của mắt lên cảm giác cả bảy màu hoà trộn vào nhau và lúc đó mắt chỉ cảm giác được màu trắng

Từ đó, ông rút ra kết luận: “ánh sáng trắng là hỗn hợp của nhiều ánh

sáng đơn sắc, có màu biến thiên liên tục từ màu đỏ đến màu tím.”

Đỏ Cam Vàng

Hình 1.2 Mô phỏng thí nghiệm tổng hợp ánh sáng trắng

Lục Lam Chàm Tím

Hình 1.3 biểu diễn phổ điện từ trường của vùng quang học

Dải ánh sáng mà mắt thường nhìn thấy được (vùng khả kiến) trong vùng có bước sóng xấp xỉ 0,4-0,7µm Ta thấy các dải màu chính trong vùng khả kiến từ ánh sáng màu tím tới ánh sáng màu đỏ Vùng tia tử ngoại bao gồm các bước sóng từ 0,1-0,4µm và vùng tia hồng ngoại bao gồm các bước sóng trong khoảng 0,7-1000µm

Hình 1.3 Phổ điện từ trường của vùng quang học

Vùng ánh sáng 7 màu là vùng khả kiến, có bước sóng biến thiên từ 390

nm đến 770 nm Trong thực tế, các nguồn sáng trắng không chỉ có bước sóng nằm trong vùng này mà còn lan sang cả vùng hồng ngoại và tử ngoại Các ánh sáng đơn sắc có bước sóng lân cận nhau thì gần như có cùng một màu ví dụ:

5

1.1.3 Khái niệm quang phổ

Khi phân tích một nguồn sáng ra thành các ánh sáng đơn sắc gọi là quang phổ Có 3 loại quang phổ: Quang phổ liên tục, quang phổ vạch phát xạ

và quang phổ vạch hấp thụ

Quang phổ tiên tục là quang phổ gồm nhiều dải sáng, màu sắc khác nhau, nối tiếp nhau một cách liên tục Ví dụ ánh sáng mặt trời, bóng đèn dây tóc nóng phát ra ánh sáng Quang phổ liên tục do các chất rắn, lỏng và khí có

tỷ khối lớn phát ra khi bị nung nóng

Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối Nguồn phát quang phổ vạch là các chất khí, hay hơi có tỷ khối nhỏ phát ra khi nóng sáng Quang phổ vạch do các nguyên tố khác nhau là khác nhau về cả màu sắc lẫn số lượng vạch Ví dụ, hơi natri bị đốt nóng sẽ cho quang phổ là 2 vạch màu vàng, quang phổ của hơi hiđrô cho 4 vạch là đỏ, lam, chàm, tím

Quang phổ liên tục, thiếu vạch màu do bị chất khí hay hơi hấp thụ, được gọi là quang phổ hấp thụ của khí hay hơi đó

Việc ứng dụng quang phổ liên tục trong xét nghiệm là rất cần thiết, nguồn sáng dùng trong đó phải có dải phổ rộng để có thể lọc ra được các bước sóng cần thiết trong cả 3 miền: tử ngoại, vùng khả kiến và vùng hồng ngoại

Quang phổ vạch được ứng dụng trong các máy đo đốt quang trong xét nghiệm để xác định định tính của một số chất trong dung dịch Tuy nhiên, hiện này phương pháp này không còn được dùng vì phức tạp và kết quả không định lượng

1.2 Một số dụng cụ quang học cơ bản

Phần này giới thiệu một số dụng cụ quang học cơ bản có ứng dụng trong các máy xét nghiệm sinh hoá hiện nay Để hiểu thêm về cấu tạo chi tiết của từng dụng cụ và các lý thuyết liên quan, bạn đọc tham khảo trong các tài liệu chuyên môn về quang học

1.2.1 Gương

Gương là dụng cụ quang học phản xạ hoàn toàn khi có ánh sáng chiếu tới Gương chia làm 3 loại: gương phẳng, gương cầu lồi, gương cầu lõm Trong máy sinh hoá, thường dùng gương cầu lõm để tập trung được cường độ ánh sáng, tạo thành chùm sáng song song

Cấu tạo của gương thường gồm 3 lớp:

- Lớp trên cùng là thuỷ tinh trong suốt để ánh sáng đi qua Ngoài ra nó còn có tác dụng tạo bề mặt phẳng để phủ lớp phản xạ

- Lớp ở giữa được phủ lên lớp thuỷ tinh có tác dụng phản xạ ánh sáng, lớp này thường là bạc hoặc nhôm

- Lớp cuối cùng thường là lớp sơn bảo vệ cho lớp phản xạ

1.2.2 Thấu kính

Thấu kính là một môi trường trong suốt giới hạn bởi hai mặt cầu hoặc một mặt phẳng, một mặt cầu

Lớp kính trong suốt

Lớp phản xạ Lớp bảo vệ

Hình 1.4 Cấu tạo của gương

7

Nếu thấu kính có độ hội tụ D>0 ta có thấu kính hội tụ, D<0 ta có thấu kính phân kỳ Trong máy xét nghiệm, người ta chỉ sử dụng thấu kính hội tụ để tập trung ánh sáng hoặc tạo chùm sáng song song Chùm sáng tới song song

sẽ hội tụ tại tiêu điểm F của thấu kính hoặc chùm sáng tới tại tiêu điểm F sẽ tạo chùm sáng song song

1.2.3 Lăng kính

Ngày nay, lăng kính không được sử dụng phổ biến trong các máy đo màu và quang phổ kế nhưng về mặt lịch sử lại có ý nghĩa vô cùng quan trọng Lăng kính tách ánh sáng trắng thành ánh sáng đơn sắc do góc khúc

xạ của các bước sóng khi đi qua lăng kính là không giống nhau, nên đầu ra của lăng kính sẽ là phổ liên tục của ánh sáng trắng như hình 1.6

Hình 1.6 Sự tập trung ánh sáng của thấu kính hội tụ

Hình 1.7 Sự tán sắc của ánh sáng trắng qua lăng kính

Độ rộng của dải quang phổ thu được qua lăng kính phụ thuộc chủ yếu vào năng lượng khuếch tán, bản chất của lăng kính và góc ở đỉnh lăng kính Lăng kính sử dụng trong các máy đo màu được làm từ thuỷ tinh và có thể cho ánh sáng đơn sắc có bước sóng nằm trong dải 350 - 800nm Nếu phép đo yêu cầu thực hiện trong vùng cực tím thì sử dụng lăng kính thạch anh vì thạch anh có sự hấp thụ bức xạ yếu trong vùng này nên cường độ chùm sáng tốt hơn

1.2.4 Bộ lọc Gelatin

Bộ lọc loại này có giá thành thấp, có thể tạo ra hoặc truyền dải bức

xạ rộng 20nm Cấu trúc của kính lọc giống như một chiếc bánh sandwich, kẹp giữa hai tấm kính mỏng là một lớp mỏng gelatin nhuộm màu sắc mong muốn Hạn chế của các bộ lọc gelatin là:

1 Chúng có dải thông rộng là nguyên nhân gây ra sự không tuyến tính cho các đường chuẩn

2 Bộ lọc này hấp thụ gần 30-40% bức xạ tới, vì thế làm giảm năng lượng ánh sáng đi vào bộ phát hiện quang

Tuy nhiên, các bộ kính lọc này lại thích hợp với hầu hết các ứng dụng thông thường Để đảm bảo tất cả các bước sóng nằm trong dải quang phổ nhìn thấy được, có thể ghép nhiều kính lọc Gelatin khác nhau

1.2.5 Kính lọc giao thoa

Sử dụng các kính lọc giao thoa sẽ cho dải thông hẹp gần 10nm, bộ lọc loại này chỉ hấp thụ gần 10% bức xạ tới qua toàn bộ dải quang phổ vì thế ánh sáng đi tới cảm biến quang có cường độ cao hơn Do vậy, hiện nay hầu hết các loại máy sinh hoá đều sử dụng loại kính lọc này

Chúng được thiết kế bởi nhiều lớp kính được đặt rất gần nhau và khoảng cách giữa các lớp kính bằng 1/2 độ dài của bước sóng mà ta cần lọc ra Nguyên lý lọc màu của loại kính này như sau: Khi ta cho một chùm ánh sáng trắng đi qua kính lọc, các tia sáng đi vào kính sẽ tán xạ bởi nhiều

9

lớp kính được đặt cách nhau 1/2 , những tia sáng nào có bước sóng không trùng với bước sóng của kính lọc tương ứng thì sẽ bị triệt tiêu và ở đầu ra ta thu được ánh sáng có bước sóng tương ứng

1.2.6 Cách tử nhiễu xạ

Cách tử được cấu tạo dựa trên hiện tượng nhiễu xạ Khi ánh sáng đi qua một khe hẹp sẽ xuất hiện hiện tượng nhiễu xạ ánh sáng Vùng nhiễu xạ

sẽ cho phổ của ánh sáng chiếu tới

Một cách tử nhiều xạ gồm một số lượng lớn các rãnh song song cách đều nhau được khắc gần nhau trên cùng một bề mặt có độ bóng cao như thép, thuỷ tinh hoặc thạch anh Cách tử nhiễu xạ điển hình có 1200 - 2000 vạch/mm, mật độ càng dày thì độ đơn sắc càng tốt

Khi ánh sáng trắng chiếu lên cách tử, các bước sóng khác nhau sẽ bị chệch theo các góc khác nhau như hình 1.9

Nếu chùm sáng khuếch tán sau đó được hội tụ lại trên một khe hẹp thì có thể chọn bước sóng ánh sáng đó bằng cách dịch chuyển khe hẹp đó Cách tử loại này được gọi là cách tử phản xạ thường dùng để phân tích vùng tử ngoại Trong phân tích ánh sáng khả kiến thường sử dụng cách tử truyền có cấu trúc như hình 1.10

1.2.7 Cuvét

Được dùng trong máy xét nghiệm để dựng mẫu khi đo, vì vậy cuvét phải được làm với các đặc tính:

- Cho qua tất cả các bước sóng dùng trong xét nghiệm

- Có bề mặt quang học đảm bảo song song và phẳng tuyệt đối để tránh

sự phản xạ của ánh sáng chiếu tới

- Phải có độ bền về hoá học, không bị các hoá chất làm hỏng

Trong thực tế có nhiều loại cuvet phụ thuộc vào chất liệu chế tạo Cuvét thường được làm từ thạch anh, thuỷ tinh hoặc nhựa trong, có chiều dày quang học chuẩn là 1 cm để đảm bảo các tính chất trên

11

1.3 Định luật đo màu

Phương pháp đo màu là một trong những phương pháp phân tích thành phần dung dịch dựa trên việc so sánh cường độ cường độ màu của dung dịch nghiên cứu với cường độ của dung dịch chuẩn (dung dịch có nồng độ đã biết trước)

Người ta dùng phương pháp đo màu chủ yếu là để xác định lượng nhỏ các của các chất có trong dung dịch Phân tích bằng phương pháp đo màu tốn

ít thời gian hơn so với phương pháp khác, nó cho kết quả chính xác mà không cần phải tách riêng các chất cần xác định ra khỏi thành phần dung dịch Phương pháp đo màu được thực hiện bằng hai cách cơ bản:

+ Phương pháp đo màu chủ quan ( Quan sát bằng mắt )

+ Phương pháp đo màu khách quan ( Đo màu quang điện)

Phương pháp đo màu chủ quan hiện nay không còn được dùng do tính chính xác chỉ mang tính chất tương đối, phụ thuộc vào người quan sát Phương pháp đo màu quang điện cho kết quả chính xác, khách quan nên được ứng dụng phổ biến trong xét nghiệm

I0= Ia+It (1-2)

Bằng cách đo cường độ ánh sáng tới I0 và cường độ ánh sáng ra khỏi cuvét It, ta có thể tìm được cường độ ánh sáng bị hấp thụ Ia

1.3.2 Định luật Bouguer - Lambert

Dựa trên thực nhiệm, P Bouguer và I.Lambert đã thiết lập được mối liên hệ giữa ánh sáng truyền trong môi trường với bản chất của môi trường truyền dẫn Định luật Bouguer - Lambert phát biểu như sau:

“Những lớp chất có chiều dày đồng nhất, trong những điều kiện như nhau luôn hấp thụ một tỉ lệ như nhau của dòng sáng rọi vào những lớp chất đó.”

Để giải thích điều này, ta giả thiết một chùm sáng có cường độ 100 lux, qua lớp dung dịch có chiều dày nhất định, chùm sáng bị hấp thụ mất đi 50% ban đầu Như vậy, chùm sáng đó ló ra sau dung dịnh chỉ còn lại 50 lux Ta tiếp tục cho chùm sáng đi qua một lớp dung dịch cùng tính chất và chiều dày như lớp dung dịch trước Sau khi qua lớp thứ hai này, chùm sáng lại bị hấp thụ 50% cường độ và do đó chỉ còn lại 25 lux

Giả sử có một lớp môi trường có bề dày x (hình 1.11) được một chùm sáng đơn sắc chiếu tới mà cường độ sáng trước khi vào môi trường là

I0, sau khi đi qua môi trường cường độ ánh sáng là Ix Trường hợp này các

13

yếu tố phản xạ và khúc xạ coi là vô cùng nhỏ và có thể bỏ qua

Mối quan hệ giữa cường độ ánh sáng trước và sau khi đi qua môi trường được biểu diễn bởi công thức:

Biểu thức trên cũng là biểu thức biểu diễn định luật Bouguer - Lambert cho biết qui luật giảm cường độ ánh sáng sau khi truyền qua môi trường Thường người ta viết định luật Bouguer dưới dạng sau:

hệ số tắt thì cường độ ánh sáng sẽ bị giảm đi 10 lần

x

Hình 1.12 Sự hấp thụ ánh sáng của môi trường

1.3.3 Định luật Bouguer – Lambert - Beer

Khi nghiên cứu sự hấp thụ ánh sáng của dung dịch, Beer đã thiết lập được mối liên hệ giữa hệ số tắt K với nồng độ của chất hấp thụ ánh sáng như sau:

K = .C (1-5) Trong đó:

C: nồng độ chất tan trong dung dịch

: hệ số không phụ thuộc vào nồng độ

Định luật Beer cùng tương tự như định luật Bouguer – Lambert Nhưng nếu định luật Bouguer – Lambert khảo sát sự thay đổi độ hấp thụ ánh sáng với dung dịch có nồng độ xác định khi thay đổi chiều dày của lớp dung dịch hấp thụ, còn định luật Beer lại khảo sát sự thay đổi độ hấp thụ ánh sáng của dung dịch với sự thay đổi nồng độ của một lớp dung dịch có chiều dày không đổi Kết hợp hai định luật này, ta có định luật Bouguer – Lambert – Beer:

“Độ hấp thụ cường độ ánh sáng của một lớp dung dịch phụ thuộc vào bản chất, nồng độ và bề dày của lớp dung dịch có ánh sáng rọi qua”

Về mặt toán học, định luật được biểu diễn bằng phương trình:

L C

I  0 10. . (1-6)

Trong đó:

C: là nồng độ chất tan

L: chiều dày lớp dung dịch

: hệ số tắt không đổi, chỉ phụ thuộc vào bản chất của chất tan và bước sóng của ánh sáng rọi vào dung dịch

Trong xét nghiệm, chúng ta thường sử dụng một số các thông số gián tiếp từ định luật Bouguer – Lambert – Beer

Tỷ số giữa cường độ chùm sáng sau khi qua dung dịch Ix với cường độ chùm sáng chiếu tới I0 được gọi độ truyền qua, ký hiệu là T

0

I I

T  x

15

Nếu đặt sau cuvet thứ nhất một cuvet thứ hai giống cuvét thứ nhất và cũng chứa dung dịch có nồng độ như vậy, cường độ ánh sáng I2 sau khi đi qua cuvét thứ hai là:

A log1 (Định luật Bouguer-Lambert)

AaCL (Định luật Bouguer-Lambert- Beer)

1.4 Cơ sở quang điện của phương pháp đo màu

Trên thực tế, trong các máy xét nghiệm, người ta không thể tính toán trực tiếp trên tín hiệu quang mà phải tính trên tín hiệu điện, vì vậy cần phải có những linh kiện chuyển đổi các tín hiệu quang thành tín hiệu điện và dòng điện do linh kiện này tạo ra phải tỷ lệ với cường độ ánh sáng chiếu tới Các linh kiện này gọi là linh kiện quang điện, hiện tượng biến đổi quang thành điện gọi là hiện tượng quang điện Vì vậy phương pháp phân tích thành phần dung dịch dựa trên những linh kiện này còn gọi là phương pháp đo màu quang điện

1.4.1 Hiệu ứng quang điện

Năm 1887, nhà bác học Hexer làm thí nghiệm với tấm kẽm tích điện

âm, và ông phát hiện ra rằng chiếu tia hồ quang thì tấm kẽm sẽ bị bớt âm đi Khi thay bằng tấm kẽm tích điện dương thì điện tích trên tấm kẽm không đổi Nhưng khi chắn chùm tia hồ quang bằng một tấm kính trong suốt có tác dụng hấp thụ các tia tử ngoại thì tấm kẽm không bị mất điện tích âm Các thí nghiệm với các kim loại khác cho kết quả tương tự đã dẫn tới kết luận: “Khi

chiếu một chùm sáng thích hợp vào mặt kim loại thì làm cho các electron ở

mặt kim loại bị bật ra” Đó chính là hiện tượng quang điện

Để khảo sát chi tiết hiện tượng quang điện, người ta làm thí nghiệm như sau:

Một bóng đèn có độ chân không cao ( áp suất khoảng 10-6

mmHg) trong bóng đặt hai bản cực kim loại: bản cực dương anốt (A) và bản cực âm catốt (K) Bản cực âm làm bằng kim loại cần nghiêm cứu hiệu ứng quang điện Nguồn điện và điện kế được mắc như hình vẽ Biến trở R để điều chỉnh điện áp nguồn đặt vào hai bản cực A, K

Hình 1.13 Thí nghiệm hiện tượng quang điện

Cho ánh sáng tử ngoại chiếu vào bản cực K, chùm sáng này cấp năng lượng giúp cho các electron bứt khỏi bề mặt kim loại Dưới tác động của điện trường đặt giữa A và K, các eletron này chuyển động về phía A và tiếp tục đi trong mạch điện tạo thành một dòng điện không đổi, cường độ này được đo bằng điện kế G Điện áp đặt vào AK đo bằng vôn kế V

Sau khi làm thí nghiệm với các trường hợp khác nhau, người ta thấy rằng:

- Khi chiếu vào catốt một chùm sáng đơn sắc thì trong mạch xuất hiện dòng điện, đây gọi là dòng quang điện có chiều từ anốt sang catốt

17

- Dùng các bước sóng khác nhau chiếu vào người ta thấy hiện tượng quang điện chỉ sảy ra khi các bước sóng này nhỏ hơn một giá trị 0 nào đó (gọi là giới hạn quang điện)

- Thay đổi hiệu điện thế U đặt vào AK, khi U tăng thì dòng quang điện I cũng tăng, nhưng đến một mức nào đó thì đạt giá trị bão hoà Ibh Khi đó dù U

có tăng thì I cũng không tăng

1.4.2 Các định luật quang điện

Từ các kết quả đã thí nghiệm ở trên về hiện tượng quang điện, các nhà bác học như Stoletov, Lenard đã tiếp tục nghiên cứu và phát triển và rút ra 3 định luật gọi là các định luật quang điện

Định luật quang điện thứ nhất ( định luật về giới hạn quang điện)

“Đối với mỗi kim loại dùng làm catốt có một bước sóng giới hạn 0 xác định gọi là giới hạn quang điện của kim loại đó, hiện tượng quang điện chỉ sảy ra khi bước sóng của ánh sáng kích thích nhỏ hoặc bằng giới hạn quang điện (0 )

Ví dụ: giới hạn quang điện của một số kim loại

Bạc 260nm, đồng 300nm, kẽm 350nm, nhôm 360nm, canxi 450nm, kali 550nm, xêđi 660nm Vì vậy, trong xét nghiệm cần phải chọn loại có đầu thu quang có giới hạn quang điện đủ lớn

Định luật quang điện thứ hai ( định luật về dòng quang điện)

“Đối với một ánh sáng thích hợp, cường độ dòng quang điện bão hoà

tỷ lệ thuận với cường độ của chùm sáng kích thích”

Điều này được Anhstanh giải thích là do số electron quang điện bị bật

ra khỏi mặt catôt trong một đơn vị thời gian tỷ lệ với số phôtôn đến đập vào mặt catôt trong thời gian đó Mặt khác số phôtôn này lại tỷ lệ với cường độ chùm sáng chiếu tới Đây là một tính chất hết sức quan trọng, mà nhờ đó để

có thể chế tạo được máy đo màu quang điện

Trên đây là hai định luật quang điện có ý nghĩa ứng dụng trong máy sinh hoá, còn định luật thứ 3 ta không xét tới trong tài liệu này

1.4.3 Một số linh kiện quang điện

1.4.3.1 Tế bào quang điện

 Tế bào quang điện Selenium (LRD-Quang trở)

Đây là loại tế bào quang điện đơn giản nhất, tế bào quang điện này đáp ứng tốt trong vùng quang phổ nhìn thấy được và không cần nguồn nuôi Các tế bào quang điện này hoạt động dựa theo hiệu ứng quang điện trong, bằng cách chuyển đổi các phôtôn ánh sáng thành các điện tử trong tế bào, khi đó sẽ xuất hiện một điện thế qua bản cực bởi sự thay đổi cấu trúc điện tử trong lớp selinium Đầu ra của tế bào tỉ lệ với cường độ ánh sáng

 Tế bào quang điện Silic

Tế bào quang điện này cũng tạo ra điện áp khi phôtôn ánh sáng đập vào bề mặt bán dẫn Nhưng độ nhạy của loại tế bào này ở trong vùng UV kém hơn trong vùng nhìn thấy của quang phổ

 Pin quang điện

Ưu điểm của pin quang điện là giá thành thấp vào có độ nhạy cao trong vùng cực tím (UV-Ultra Violet) và ánh sáng nhìn thấy được Cấu trúc của pin quang điện gồm một bóng thuỷ tinh bên trong tráng một lớp vật

19

liệu nhạy quang (Xezi hoặc Kali Ôxit) Trong bóng thổi đầy khí và một anốt được duy trì ở điện áp cao Pin quang điện hoạt động dựa trên hiệu ứng quang điện ngoài Khi phôtôn ánh sáng đập vào catốt quang sẽ giải phóng các điện tử và các điện tử này chuyển động về phía anốt, như vậy tín hiệu ánh sáng đã được chuyển đổi thành tín hiệu điện

Hiệu suất chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện của pin quang điện cao hơn so với các tế bào quang điện Các pin quang điện cho phép hoạt động với các mức năng lượng ánh sáng thấp hơn vì thế các bộ lọc thông dải thấp hơn

 ống nhân quang điện

ống nhân quang điện chính là sự kết hợp của một pin quang điện và một bộ khuếch đại có hệ số khuếch đại cao Độ nhạy có thể điều chỉnh được bằng cách điều chỉnh điện áp đưa vào ống nhân quang

ống nhân quang điện gồm một catốt quang và một số các bản cực đinôt Mỗi lần một điện tử đập vào một bản cực đinôt thì lại có vài điện tử

ánh sáng

anốt Catốt

Hình 1.15 Cấu trúc của pin quang điện

phát ra Kết quả này sẽ được nhân lên gấp nhiều lần so với tín hiệu gốc Vì vậy, ống nhân quang điện này có độ nhạy rất cao và vì thế nó được sử dụng nhiều trong các máy quang phổ kế

1.4.3.2 Photođiốt

Photođiốt là một loại linh kiện quang bán dẫn, hoạt động của nó dựa trên 2 hiệu ứng quang dẫn và quang điện trong Cấu trúc và ký hiệu của photođiốt đơn giản được trình bày như trên hình 1.17 a,b

Hình 1.17 a/ cấu trúc của photođiốt, b/ ký hiệu, c,d/ cách mắc

Dưới tác dụng của năng lượng ánh sáng, trong miền chuyển tiếp p-n của chất bán dẫn nhạy quang có thể xảy ra sự ion hoá các nguyên tử của chất

cơ bản và của tạp chất dẫn đến việc sinh ra các cặp điện tử và lỗ trống Các

Hình 1.16 Cấu trúc của ống nhân quang điện

ánh sáng

đầu ra

21

điện tử và lỗ trống này tập trung ở hai đầu bán dẫn Nếu mạch ngoài ta nối hai đầu bán dẫn thì sẽ có dòng điện chạy qua gọi là dòng quang điện I, hai đầu photođiốt xuất hiện hiệu điện thế U

Có hai cách mắc photođiốt: cách mắc không dùng nguồn nuôi ở mạch ngoài như hình 1.17 c, và có nguồn nuôi ở mạch ngoài như hình 1.17 d Khi mắc với nguồn nuôi một chiều, điện áp đặt vào phải theo chiều phân cực ngược

Đặc trưng von-ampe của photođiốt được trình bày trên hình 1.18

Hình 1.18 Đường đặc trưng Von-Ampe của photođiốt

Trên hình vẽ ta thấy, cường độ ánh sáng rọi vào mạnh thì dòng ngược của photođiốt càng lớn, có nghĩa là điện trở ngược của photođiốt càng giảm khi chùm sáng rọi càng tăng

Đặc trưng biểu diễn sự phụ thuộc của dòng quang điện vào cường độ chiếu sáng  được trình bày trên hình 1.19

Sự phụ thuộc này được biểu diễn bằng công thức: I=K.

Trong đó K được gọi là độ nhạy tích phân của photođiốt, K= I/ Sự phụ thuộc của độ nhạy vào bước sóng ánh sáng được gọi là đặc trưng phổ của

photođiốt Với các bước sóng khác nhau thì độ nhạy của photođiốt cũng khác

nhau Độ nhạy còn được hiểu là hiệu suất lượng tử của photođiốt, Hiệu suất lượng tử được định nghĩa là số cặp điện tử - lỗ trống được sinh ra ứng với mỗi photon tới

Hiệu suất lượng tử được tính theo công thức

I p opt

Trong đó, Ip là dòng quang điện tạo ra từ việc hấp thụ ánh sáng có công suất

Popt tại bước sóng  (tương ứng với năng lượng photon hv) Một trong các

hằng số ảnh hưởng tới hiệu suất lượng tử là hằng số hấp thụ  Vì  là một hàm phụ thuộc rất lớn vào bước sóng mà dải bước sóng là yếu tố quy định giới hạn dòng quang điện Độ dài bước sóng cắt c được tạo ra bởi độ rộng vùng cấm, ví dụ bước sóng cắt khoảng 1.8m với Gemani và cỡ 1.1m với silic Với các bước sóng dài hơn c, giá trị của  quá nhỏ để xuất hiện sự hấp thụ trong Với các bước sóng ngắn thì giá trị của  rất lớn (~105 cm-1), và vì vậy việc phát xạ chủ yếu bởi các hấp thụ gần bề mặt, nơi thời gian tái hợp rất ngắn Do đó, các hạt dẫn có thể tái hợp trước khi chúng bị tập trung tại lớp tiếp giáp p-n

Hình 1.20 là giản đồ điển hình của hiệu suất lượng tử theo bước sóng của một số điốt quang tốc độ cao Ta thấy rằng, trong vùng cực tím và vùng khả kiến, các điốt quang bán dẫn kim loại có hiệu suất lượng tử cao, trong vùng cận hồng ngoại, các điốt quang silic (có phủ lớp chống phản xạ) có thể đạt hiệu suất tới 100% tại vùng bước sóng 0.8-0.9m Tại vùng có bước sóng 1.0-1.6m, các điốt quang Gemani và điốt quang nhóm III-V (loại GaInAs) cho hiệu suất cao Với các bước sóng dài hơn, các điốt quang có thể được làm lạnh (khoảng 77K) để tăng hiệu suất quang tử

1.4.3.3 Phototranzito

Phototranzito cũng là một dụng cụ quang bán dẫn, nó là phần tử nhạy quang có cấu trúc như một tranzito, hoạt động như một photođiốt nhưng có khả năng khuếch đại dòng quang điện

ánh sáng có thể rọi vào B, C, E hoặc cả 3 miền tuỳ vị trí của cửa sổ quang Tương tự như tranzito, phototranzito cũng có hai loại thuận p-n-p và ngược n-p-n Cấu trúc và kí hiệu của phototranzito được trình bày trên hình 1.21

Hình 1.21 Cấu trúc và kí hiệu của phototranzito

Có thể mắc phototranzito trong các sơ đồ đo quang như các tranzito

thông thường (hình 1.22 d) hoặc có thể mắc trở tải với các cực EB, BC hoặc

25

IT: dòng tối khi cường độ ánh sáng =0

Trong sơ đồ E chung, Ic=.I+IT

: hệ số khuếch đại dòng của phototranzito

Với đặc tính độ nhạy cao, phototranzito gần như đã được dùng trong tất

cả các máy cần có đầu thu quang, và dần thay thế photođiốt

2 Tính năng tác dụng của máy xét nghiệm sinh hoá

2.1 Giới thiệu về xét nghiệm sinh hoá

Xét nghiệm sinh hoá được thực hiện từ rất lâu trong việc chẩn đoán lâm sàng Bằng việc dựa trên cơ sở y sinh về các chất trong cơ thể con người kết hợp với việc nghiên cứu các phản ứng hoá học đặc trưng của các chất này với một số chất nào đó, người ta có thể tính toán định lượng của các chất cần nghiên cứu trong cơ thể con người Ngày nay, người ta dùng các máy phân tích sinh hoá để có được định lượng các chất cần phân tích một cách chính xác và đơn giản Dựa vào sự xuất hiện các chất dị thường, tăng giảm của các chất thông thường có người ta có thể chẩn đoán nhiều bệnh liên quan đến các

cơ quan trong cơ thể con người

Xét nghiệm sinh hoá được thực hiện với nhiều loại mẫu bệnh phẩm như máu, nước tiểu, phân, dịch não tuỷ, các loại dịch khác

Xét nghiệm sinh hoá máu là các xét nghiệm được dùng phổ biến nhất hiện nay tại các bệnh viện, cơ sở y tế Cho phép xác định định tính các chất hoá học trong máu Vì máu được dẫn khắp cơ thể, có liên quan mật thiết với tất cả các cơ quan trong cơ thể, vì vậy cũng chịu ảnh hưởng của tất cả các cơ quan này Về phương diện vật lý, máu là một tổ chức lỏng lưu động trong hệ tuần hoàn nhưng luôn có sự trao đổi mật thiết với các chất dịch gian bào, làm nhiệm vụ vận chuyển các nguyên liệu dinh dưỡng và các sản phẩm chuyển hoá cho các tổ chức, cơ quan trong cơ thể Người ta phân biệt trong máu có 2 thành phần: Thành phần lỏng gọi là huyết tương là một loại dung dịch keo bao gồm nước, các muối, các chất gluxit, protit, vitamin, và hooc

môn; thành phần đặc, còn gọi là thành phần hữu hình bao gồm các tế bào máu như hồng cầu, tiểu cầu và bạch cầu Khi ly tâm máu, phần tế bào sẽ ở dưới cùng, huyết tương chia làm 2 phần, phần đặc sánh màu vàng và phần dung dịch trong phía trên cùng gọi là huyết thanh, Xét nghiệm sinh hoá máu sẽ xác định nồng độ các chất trong huyết tương hoặc huyết thanh, còn việc xác định số lượng, chất lượng, kích thước của các tế bào sẽ là phần xét nghiệm công thức máu được đề cập ở một tài liệu khác

Xét nghiệm sinh hoá nước tiểu cũng là một xét nghiệm thường thấy trong các bệnh viện Tuy nhiên, ngày nay với tiến bộ khoa học kỹ thuật, người ta đã thực hiện phương pháp sinh hoá khô dùng que thử để xác định định tính hoặc bán định lượng với các máy xét nghiệm nước tiểu hoặc tự so sánh trên bảng màu chuẩn cho kết quả nhanh, có thể thực hiện tại gia đình

dễ dàng Phần này đã được trình bày chi tiết trong phần tài liệu máy xét nghiệm nước tiểu, các bạn quan tâm có thể đọc tham khảo Với những chất

mà que thử không giải quyết được thì cần phải dùng tới xét nghiệm sinh hoá ở phòng thí nghiệm, tất nhiên nếu không có máy xét nghiệm nước tiểu thì bạn vẫn có thể dùng máy xét nghiệm sinh hoá để xác định các chất trong nước tiểu một cách định lượng, và đôi khi nếu nghi ngờ kết quả của máy nước tiểu, bạn có thể khẳng định lại nhờ xét nghiệm sinh hoá tại phòng thí nghiệm

Xét nghiệm sinh hoá phân có giá trị chẩn đoán các bệnh đường tiêu hoá Nhưng hiện nay xét nghiệm này ít được dùng vì lý do vệ sinh, người ta chỉ thực hiện với phân nếu xét nghiệm về tế bào, vi khuẩn hoặc ký sinh trùng

Dịch não tuỷ là lớp dịch bao quanh não và tuỷ bảo vệ cho hệ thần kinh trung ương trước các biến đổi về áp lực và các chấn động Dịch não tuỷ được phân cách với máu bởi một màng ngăn không cho các tế bào máu

và phần lớn protein huyết tương vào dịch não tuỷ, trong khi các phần tử nhỏ tan trong nước như gluco thì thấm qua màng Dịch não tuỷ tiếp cận

27

mật thiết với não và tuỷ nên những tổn thương của hai cơ quan này đều có ảnh hưởng tới dịch Nghiên cứu dịch não tuỷ có thể chẩn đoán một số bệnh thần kinh và theo dõi tiến triển của bệnh

Các loại dịch khác như dịch mật, dịch màng phổi, dịch màng bụng giúp chẩn đoán khá chính xác các bệnh liên quan trực tiếp đến các cơ quan này

2.2 Một số thông số trong máy xét nghiệm sinh hoá

Các máy xét nghiệm sinh hoá hiện nay có thể làm được rất nhiều thông số, điều này phụ thuộc vào việc người ta nghiên cứu ra các hoá chất tương ứng cho từng thông số Trong phạm vi tài liệu, chỉ xin nêu ra một số các thông số trong máy xét nghiệm sinh hoá máu thường gặp trong xét nghiệm tại các bệnh viện và có ý nghĩa trong chẩn đoán các bệnh phổ biến hiện nay Để tìm hiểu chi tiết các thông số sinh hoá máu khác, bạn đọc tham khảo theo tài liệu chuyên ngành y về xét nghiệm Khi làm xét nghiệm cần chú các kết quả xét nghiệm chỉ là khách quan, cần phân tích biện chứng các kết quả, tránh ỷ lại vào máy, nhìn kết quả phiến diện mà dẫn đến kết luận không chính xác Mỗi thông số đo được phản ảnh nhiều kết quả bệnh

lý khác nhau, cụ thể:

2.2.1 Creatinin (CRE)

Creatinin là sản phẩm chuyển hoá của Creatin-phosphat, một dạng dự trữ năng lượng dùng cho việc co cơ Creatinin không được cơ sử dụng, vào máu rồi được thận đào thải ra ngoài qua nước tiểu

Bình thường, nồng độ creatinin trong huyết thanh là 44-106 umol/l (0,5- 1,2 mg/dl)

Tăng trong:

- Tổn thương hoặc dập nát cơ diện rộng, viêm cơ

- Các bệnh về thận: viêm thận cấp và mãn tính, nhiễm độc thuỷ ngân,

bí đái do tắc đường tiết niệu, sau khi cắt bỏ thận

2.2.2 Protein toàn phần (PRO)

Bình thường, protein toàn phần có trong 100ml huyết thanh là 8,6 g, theo hằng số sinh học của người Việt Nam, bao gồm 4,5-5,5g albumin và 2,5- 3,5 globumin

7,1-Tăng trong các trường hợp mất nước liên tục ( nôn, ỉa chảy), khi sốt kéo dài, đa u tuỷ

Giảm do:

- Hấp thu không đủ protein: thiếu dưỡng, các bệnh làm gầy mòn cơ thể, các bệnh của bộ máy tiêu hoá

- Mất albumin quá nhiều: bệnh hư thận

- Tăng mức huỷ hoại protein: bệnh đái tháo đường thể nặng, nhiễm độc giáp nặng

- Giảm tổng hợp albumin: xơ gan, viêm gan

- Tăng khối lượng huyết tương và khi máu bị pha loãng

- Tăng nhu cầu protein: khi có thai và cho con bú

29

- Tăng cung cấp: chế độ ăn giàu đạm, tăng chuyển hoá đạm trong cơ thể (sốt nhiễm khuẩn )

- Giảm đào thải;

Trước thận: đái ít ( bệnh tim, xơ gan), mất nước ( ỉa chảy, nôn nhiều) Tại thận: bệnh cầu thận, ống thận cấp và mãn tính

Sau thận: tắc đường dẫn nước tiểu như trong ung thư hoặc u lành tuyến tiền liệt, sỏi đường tiết niệu

- Chứng biếng ăn do thần kinh

- ảnh hưởng của một số loại thuốc

- Các bệnh nhiễm khuẩn mãn tính: HIV, lao

2.2.5 Gluco (GLU)

Bình thường, nồng độ gluco máu là 4,4-6,1 mmol/l (80-110mg/dl) Nếu gluco vượt quá ngưỡng thận (>8,9-10 mmol/l) sẽ xuất hiện gluco trong nước tiểu

Tăng trong:

- Bệnh đái tháo đường, tăng rất cao trong hôn mê của bệnh này

- Tăng nhẹ trong các bệnh u não, viêm màng não, chấn thương sọ não, suy gan

Giảm trong gắng sức cơ năng và kéo dài, đói, cơn hôn mê vì thiếu gluco do dùng isulin, u tụy, suy gan nặng, suy tuyến yên, tuyến giáp, tuyến thượng thận, một số bệnh thần kinh như viêm màng não, động kinh, mất trí sớm, sau khi cắt dạ dày, nhiễm độc cồn ethylic

- Bilirubil trực tiếp hình thành trong gan từ bilirubil gián tiếp, bình thường chỉ có rất ít, <5umol/l (<0,3 mg/dl)

Cả hai loại bilirubil trên kết hợp thành bilirubil toàn phần: nồng độ trung bình trong huyết thanh là <17 umol/l (<1mg/dl)

Bilirubil toàn phần tăng trong các trường hợp có tan máu ( sốt rét, sau truyền máu), khi hấp thụ một ổ tụ máu lớn, tổn thương nhu mô gan, thuốc gây độc cho tế bào gan

31

Bilirubil trực tiếp tăng do:

- Do ứ mật trong gan: viêm gan do virus hay do nhiễm độc, xơ gan mật

- Do tắc đường dẫn mật ngoài gan: sỏi mật, hạch to chèn ép đường dẫn mật

2.2.7 Amylase

Nguồn gốc amylase ở tụy và tuyến nước bọt, amylase là men tham gia quá trình chuyển hoá cacbon hiđrat

Bình thường, nồng độ amylasa trong huyết thanh là 60-180 U/l

Tăng cao trong bệnh viêm tụy cấp tính, nồng độ trong máu có thể tăng lên tới 6-7 lần trong những ngày đầu, tăng vừa phải trong viễm tụy mãn tính, ung thư tụy, loét dạ dày tá tràng thủng vào tụy, viêm túi mật, quai bị, viêm tuyến nước bọt

2.2.8 Creatininkinase (CK)

Còn có tên là creatin phosphokinase (CPK) CK là men xúc tác phản ứng:

Creatin+ATP creatin phosphat+ADP

Có 3 đồng men: CK-MM có ở các cơ, CK-MB có chủ yếu ở tim- loại này thường được dùng hơn cả, CK-BB có chủ yếu ở não Bình thường, hoạt tính CK trong huyết tương chủ yếu là CK-MM Trị số CK trung bình trong huyết thanh là <195 U/L, trị số của CK-MB là <2-3% trị số CK

- CK tăng khi lao động gắng sức, trong các bệnh về cơ như viêm cơ, chấn thương cơ, nhồi máu cơ tim

- CK-MB tăng trong nhồi máu cơ tim

Thay đổi bệnh lý

- Nhồi máu cơ tim: nồng độ trong máu rất cao, gấp từ 7-10 lần; tăng

từ 24 đến 36 giờ sau khi khởi phát bệnh và trở lại bình thường sau 10-15 ngày, nồng độ tăng song song với mức tổn thương

- Các bệnh về gan: tăng vừa trong viêm gan do virus cấp tính, xơ gan, di căn ung thư ở gan, tăng nhẹ trong các bệnh đường mật

2.2.10 Phosphate

Là men để thủy phân các este photphoric, rất cần để chuyển hoá photpho, trong lâm sàng thường dùng 2 loại xét nghiệm phosphate axit và phosphate kiềm:

Photphat axit ( ACP)

Có nhiều trong các tổ chức, cơ quan như tuyến tiền liệt, hồng cầu, tiểu cầu, lách, xương Trị số trung bình trong huyết thanh là <5,5 U/l

ACP tăng trong các bệnh ung thư tuyến tiền liệt, đặc biệt khi có di căn vào xương

Photphat kiềm ( ALP)

Hoạt động trong môi trường pH 9-10, nguồn gốc chủ yếu ở xương, một phần ở gan, thận, lách, niêm mạc ruột Trị số bình thường trong huyết thanh là 30-120 U/l

Thay đổi bệnh lý:

- Tăng trong bệnh còi xương, nhuyễn xương, ung thư xương

- Giảm trong bệnh lao phổi, chứng lùn tuyến yên, thiếu hụt vitamin

C, thiếu máu

2.2.11 Tranramin

Là men giúp cho sự vận chuyển những nhóm amin, tạo nên mối liên

hệ giữa những sự chuyển hoá protein và gluxit Có 2 loại được chú ý trong lâm sàng hiện nay nhất là :

33

Glutamo-Oxalo Tranramin ( GOT ), có nhiều ở tim, gan rồi đến các

cơ, thận, phổi Men này còn được gọi là aspartat amino transferase, trong lâm sàng thường gọi tắt là AST

Glutamo-Pyruvic Tranramin ( GPT), có nhiều trong gan Men này còn được gọi là alanin amino transferase gọi tắt là ALT

Trong huyết thanh, 2 loại men này có thêm chữ S ở đầu và viết tắt là SGOT và SGPT

Trị số trung bình trong huyết thanh là:

2.2.12 Triglycerides ( PAP)

Bình thường nồng độ trong huyết thanh là < 2mmol/l ( <175 mg/dl) Tăng trong bệnh xơ vữa động mạch, còn tăng trong bệnh béo phì, nghiện rượu, đái tháo đường, suy gan, viêm tụy, suy thận, nhiễm khuẩn

2.2.13 Axit uric ( AU)

Axit uric là sản phẩm thoái giáng của nucleprotit Bình thường nồng

độ trong huyết thanh là 208-327 umol/l theo hằng số sinh học người Việt Nam, ở nữ thấp hơn nam một chút

Tăng trong bệnh gút, trong sốt cao, bỏng rộng, một số bệnh về thận như viêm thận-bể thận, thận ứ nước, lao thận

Giảm trong một số bệnh có tổn thương tế bào gan, một số trường hợp tổn thương ống thận

2.3 Cơ sở hoá sinh dùng trong máy sinh hoá

Như đã biết, xét nghiệm sinh hoá sử dụng phương pháp đo màu quang điện, để đo độ hấp thụ của các chất trong bệnh phẩm, người ta không thể đo trực tiếp các chất đó vì bản thân các chất đó trong dung dịch là trong suốt Mặt khác, trong các dung dịch xét nghiệm có rất nhiều các chất khác nhau nên càng khó khăn trong việc đo đạc và tính toán Vì vậy, để làm việc với một loại chất cần nghiên cứu trong dung dịch xét nghiệm, người ta sử dụng phương pháp đánh dấu màu Bằng cách sử dụng tích chất hoá học của các chất cần nghiên cứu, người ta sử dụng chất đó cho tác dụng với một chất hay một số chất nào đó, trong quá trình phản ứng, chất đó sẽ tạo ra một sản phẩm hấp thụ ánh sáng ở một bước sóng nào đó là mạnh nhất Sự hấp thụ mạnh hay yếu sẽ tỷ lệ với nồng độ của chất đó trong dung dịch Từ

đó ta có thể tính toán dễ dàng để có được các thông số mong muốn Phần này sẽ trình bày các nguyên tắc tạo các sản phẩm có tính chất hấp thụ trên

để đo một số thông số xét nghiệm điển hình

2.3.1 Creatinin (CRE)

Việc tạo màu để đo được Cre theo các phản ứng sau:

O H Rq e

oantipyrin A

TOOS O

H

O H HCHO Glycine

O ine Sa

Ure ine Sa O

H Cretin

Cretin O

H Creatinin

Peroxidase

inOxidase Sa

se Creatinina

se Creatinina

2 2

2

2 2 cos

2 2 2

4 min

4 cos

Trong đó TOOS là N-Ethyl-N-(2-Hydroxy-3-Sulfopropyl)m-Toluidine

Pq là chất có màu đỏ, vì vậy khi đo cần bước sóng 555nm

2.3.2 Protein toàn phần (PRO)

Dung dịch Cu++

là dùng dịch kiềm phản ứng với chuỗi peptide của protein tạo thành phức polipeptide có màu tím Đo sự hấp thụ của dung dịch này ở bước sóng 540nm sẽ cho ta nồng độ của protein trong dung dịch

Phương trình phản ứng:

n OH

protein Cu

otein

35

2.3.3 Urê

Amoni và CO2 được tạo ra khi urê bị thuỷ phân với xúc tác là urease Ion amoni tạo ra kết hợp với 2-Oxoglutarate và NADH với xúc tác Glutamate đihydro ( GLDH) tạo thành Glutamate và NAD+, phản ứng NADH/NAD tạo ra sự thay đổi tuyến tính về sự hấp thụ ở bước sóng 340nm, nó tỷ lệ với nồng độ urê trong dung dịch

Phương trình phản ứng:

O H NAD

Glutamate L

NADH te

Oxoglutara NH

CO NH

O H

Ure

GLDH Urease

2 4

2 2

2 2

2 2

2 2

oantipyrin A

Phenol O

H

O H Cholesten

O l Cholestero

AxitBeo l

Cholestero O

H leste Cholestero

Peroxidase

lOxidase Cholestero

lEsterase Cholesteri

2 2

2

2 2 2

2

4 min

4 2

1 3 4

2

2 2 cos

2

4 min

4 2

cos

O H Rq e

oantipyrin A

Phenol O

H

O H Gluconic Axit

O e Glu

Peroxidase

eOxidase Glu

540 đến 560 nm, tốt nhất ở 555nm

2.3.7 Amylase

Trong phản ứng, amylase đóng vai trò xúc tác Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ amylase có trong dung dịch, sản phẩm tạo ra hấp thụ mạnh ở bước sóng 400-420nm, tốt nhất tại 405nm

H pNP G

pNP G

Gluconate NADP

P G

ADP Phosphate

e Glu e

Glu D ATP

ATP Creatine

ADP Phosphat

Creatine

PDH G HK

CK

6 6

6 cos cos

6

HK: hexokinase

ATP: Adenosine tri-Phosphate

G-6-PDH: Glucose-6-Phosphate dehydrogense

NAPD: Nicotinamide adenine denucleotide phosphate

Phản ứng cho NADPH và G-6-P có tốc độ tăng sự hấp thụ ở dải bước sóng 340nm (334-365nm) cho ta độ hoạt động của CK trong mẫu