Підвищення швидкодії біомедичних приладів та достовірності визначення параметрів біопроб із використанням пероксидоініційованої хемілюмінесценції

Abstract

Виявлено нерозв’язані задачі та обґрунтовано актуальність вдосконалення біомедичних приладів визначення хемілюмінесцентних параметрів біопроб на основі проведеного критичного аналізу цих приладів. За результатами аналізу хемілюмінесцентного процесу, який виникає при збуренні біопроби пероксидом водню, обґрунтовано вибір сенсорів ХЛ-випромінювання за спектральним діапазоном чутливості. Експериментально досліджено та побудовано математичну модель ХЛ-сигналу на основі кінетичних закономірностей протікання біофізичних процесів. Внаслідок цього виявлено його інформативні компоненти та досліджено їх інформативні властивості. Обґрунтовано необхідність зменшення тривалості реєстрації ХЛ-сигналу на основі великої швидкості протікання складних біофізичних процесів за участю вільних радикалів. Це дало можливість збільшити співвідношеня сигнал/шум, а, відповідно, підвищити швидкодію та вірогідність визначення параметрів ХЛ. Шляхом вибору структури та основних блоків приладу, створено експериментальний макет, обґрунтовано його параметри та розроблено рекомендації щодо вдосконалення існуючих хемілюмінометрів. Підвищено швидкодію та достовірність визначення параметрів біопроб при збуренні їх пероксидом водню.В рамках медицинской проблемы идентификации биопроб по интенсивности метаболитических процессов обнаружены нерешенные технические задачи, вследствие чего обосновано актуальность совершенствования хемилюминометров путем увеличения их быстродействия за счет уменьшения времени регистрации хемилюминесцентного излучения, но при этом увеличения достоверности определения параметров биопроб. За результатами анализа оптического спектра излучения, которое характеризирует интенсивность метаболических процессов, обоснован выбор сенсоров ХЛ-излучения. Такое излучение возникает вследствие реакций с участием свободных радикалов и молекул кислорода. Для усиления интенсивности хемилюминесцентного излучения использовано активацию биохимической реакции перекисью водорода, Экспериментально исследована и построена математическая модель ХЛ-сигнала, в результате чего обнаружено его информативные компоненты и их информативные свойства. Обосновано необходимость уменьшения длительности регистрации ХЛ-сигнала в связи с биохимической деградацией биопробы. Поэтому повышение быстродействие хемилюминометра дало возможность повысить достоверность определения ХЛ-параметров. Характер сигнала определил структуру и основные блоки прибора. Создан эксперементальный образец, обосновано его параметры и разработаны рекомендации относительно совершенствования существующих хемилюминометров. Повышено быстродействие и достоверность определения параметров биопроб при активации ХЛ-процесса перекисью водорода. Проведено ряд опытов над лабораторными крысами с ожогами по выявлению лечебного эффекта изготовленной лиофилизированной ксенокожи с более достоверным определением пригодности благодаря использованию хемилюминометра с повышенным быстродействием и достоверностью определения обоснованных ХЛ-параметров биопроб. При этом, статистическое различие определено путем использования критерия Мак-Нимара.It was discovered unsolved tasks and argued actuality of improvement of biomedical devices determination of chemiluminescence (CL) biotest's parameters analysis of these devices. We determined the necessity of diminishing of duration of registration CL-signal on the base of high velocity of biophysics processes and their circulation with free radicals. Using results of analysis CL which appears while activating biotests by hydrogen peroxide determined the choice of sensor CL-emission after spectral response of sensitivity. It gave us ability to increase ratio signal/noise and to enlarge instrument’s fast-acting and probability of determining of parameter CL. It was investigated as experiment and mathematic model of CL-signal was built on the base of kinetic laws of running of biophysics processes. As the result it was discovered its informative components and investigated its properties. By force of choosing of the structure and main blocks of device the experimental dummy was created. It was elaborated the advices for improving of existing chemiluminometer. The fast-acting was built up and validity of assessing determining the parameters of biotest by hydrogen peroxide disturbance.