發(fā)布時間：2020-04-13 02:51

【摘要】：隨著生活水平的提高,慢性疾病的發(fā)病率越來越高。而慢性疾病的監(jiān)管需要通過監(jiān)測人體的各項重要的生化參數(shù)指標(biāo)來實現(xiàn)。尿酸不僅可以作為痛風(fēng)的典型生化參數(shù)指標(biāo),還能指示一系列伴隨疾病的發(fā)生。正是因為尿酸與許多相關(guān)疾病都有著直接或者間接的關(guān)系,所以對于尿酸的監(jiān)管就變得尤其重要。對于尿酸的檢測已經(jīng)有許多的方法,這些方法各有優(yōu)劣。但是包括實驗室的專業(yè)檢測和臨床應(yīng)用在內(nèi),對尿酸的檢測都是需要借助特定的設(shè)備,由專業(yè)的技術(shù)支持人員執(zhí)行一系列復(fù)雜的操作步驟才能完成。本文嘗試結(jié)合電子信息技術(shù)來改善尿酸檢測的設(shè)備及方法。針對現(xiàn)有尿酸檢測方法復(fù)雜性高、便攜性低的問題,本文提出了基于光化學(xué)原理和基于電化學(xué)原理的尿酸檢測系統(tǒng)。首先采用智能手機、無線檢測設(shè)備簡化尿酸檢測的系統(tǒng),提高系統(tǒng)的可操作性;然后結(jié)合微流體技術(shù)設(shè)計測試條作為載體實現(xiàn)微量快速檢測。論文的主要工作如下:(1)研究現(xiàn)有尿酸檢測的幾種經(jīng)典方法。(2)對比總結(jié)多種經(jīng)典尿酸檢測方法,檢測過程復(fù)雜且耗時,可普及性低。為此,本文提出了新思路,即利用智能手機作檢測結(jié)果的顯示器,無線檢測設(shè)備集成了完整的電路且可以與智能手機連接,從而實現(xiàn)尿酸的智能檢測,降低了檢測的復(fù)雜度,提高了檢測的便攜性、智能性。(3)傳統(tǒng)檢測尿酸中,血液樣本需求量大且需要復(fù)雜的血樣處理過程。為此,本文利用微流體通道為血液載體,設(shè)計新型的光化學(xué)測試條,實現(xiàn)了微量檢測,降低了血樣處理的復(fù)雜度。(4)電化學(xué)方法檢測尿酸的準(zhǔn)確度更高,但是干擾更大。為此,本文將血細(xì)胞濾膜與電化學(xué)尿酸傳感器相結(jié)合,提出了一種新型結(jié)構(gòu)的電化學(xué)尿酸測試條。在保證準(zhǔn)確度的同時也消除了干擾。(5)將改進后的光化學(xué)檢測系統(tǒng)和電化學(xué)檢測系統(tǒng),分別與大型生化分析儀進行對比,驗證新設(shè)計系統(tǒng)的準(zhǔn)確度與可重復(fù)性。(6)針對全文的內(nèi)容進行了歸納和思考,并對后續(xù)的工作進行了分析與展望。
【圖文】：

智能手機連接起來。按照圖示方式連接完設(shè)備，構(gòu)建起一個簡易的光化學(xué)系統(tǒng)。其中，酶促光化學(xué)測試條是作為承載一系列的氧化還原光化學(xué)反應(yīng)的容器，而智能手機在測試過程中則是作為整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示中心，光化學(xué) dongle 是作為整個系統(tǒng)的處理與交換中心。實際上，將 10uL 人體指尖全血滴到試紙上后，光化學(xué)試紙上的酶試劑會被人體指尖全血樣本中所含的尿酸激活，從而發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)。而在化學(xué)反應(yīng)中，由于反應(yīng)物和生成物顏色的變化，最終光化學(xué)試紙條上會有顏色深度的變化。最終就可以通過評估與光化學(xué)測試條上顏色深度變化相關(guān)的反射光強度來獲得尿酸濃度的最終結(jié)果。具體的示意圖如圖 3-1（b）所示。因此，利用這種簡單的光化學(xué)光譜分析儀，可以通過光化學(xué) dongle 測量測試條上酶反應(yīng)區(qū)的反射率來準(zhǔn)確快速地獲得尿酸的濃度。尿酸是一個重要的指示人體健康狀況的參數(shù)，借助于智能手機上顯示人體尿酸水平的實時數(shù)據(jù)，將會顯著加快慢性疾病，特別是痛風(fēng)，，的治療和恢復(fù)過程。此外，將這個光化學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于在 POC 監(jiān)測生物化學(xué)多樣化參數(shù)也將是具有革命性意義的。

圖 3-2 光化學(xué)系統(tǒng)測量尿酸含量的流程圖些準(zhǔn)備工作之后，就需要將所有的設(shè)備按照正確的方滴滴到光化學(xué)干試紙條上，血滴會在干試紙條上的酶還原反應(yīng)。在反應(yīng)過程中試紙條上會伴隨著顏色變化電價交換最終會有顯色物質(zhì)作用并生成有色物質(zhì)。在LED 光照模塊，于是在 LED 照射下，由于指尖全血的試紙條上的顏色深淺變化程度不同，最終光化學(xué) d確探測出試紙條上顏色深淺程度不同而反映出的強度試紙條上的光電電流的精確感知并將其傳送到光化學(xué) MCU，按照既定的程序?qū)颖緮?shù)據(jù)進行快速準(zhǔn)確地尿酸濃度結(jié)果傳輸?shù)脚c之相連的智能手機并顯示出來可得到自身的尿酸實時數(shù)據(jù)。系統(tǒng)核心模塊設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH77

【參考文獻】

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本文編號：2625496