Принципы построения, методы и технические средства мониторинга процессов экстракорпоральной детоксикации жидких биологических сред по спектрам экстинкции в ультрафиолетовой области спектра

• Автор: Василевский, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 312 с. : ил.

1. Современные методы и технические средства детоксикации и анализа жидких биологических сред организма
1.1. Краткая характеристика жидких биосред организма и механизмы обменных процессов

1.1.1. Основные типы обменных процессов в организме

1.2. Методы экстракорпорального воздействия на жидкие биосреды

с целью детоксикации биологических '.жидкостей

1.2.1. Основные этапы эндотоксикации организма

1.2.2. Классификация методов активной детоксикаци

1.2.3. Гемодиализ

1.2.4. Ликворосорбция

1.3. Современные методы клинического анализа и диагностики ЖБС организма. Применение хроматографических и спектральных методов

для анализа ЖБС

1.3.1. Применение метода ВЭЖХ для исследования состава ЖБС
в процессе экстракорпоральной детоксикации
1.3.2. Применение абсорбционной спектрометрии для анализа ЖБС
1.4. Постановка задач исследования и основные этапы их выполнения
Выводы к главе
2. Исследование информационных признаков УФ спектров экстинкции жидких биосред в процессе экстракорпоральной детоксикации
2.1. Методика спектральных исследований на базе автоматизированных многоканальных спектроанализаторов
2.2. Исследование динамики спектров экстинкции ЖБС в ходе сеанса гемодиализа методом УФ спектрометрии
2.3. Исследование информативных признаков состава ЖБС методом абсорбционной УФ спектрометрии
2.4. Исследование и анализ индивидуальных особенностей УФ спектров экстинкции низкомолекулярных ЖБС

Выводы к главе
3. Разработка математической модели анализа состава жидких низкомолекулярных биосред по спектрам экстинкции автоматизированных систем комплексного мониторинга
3.1. Абсорбционный спектральный анализ сред, содержащих несколько компонентов. Особенности спектров экстинкции жидких биосред
и наблюдаемые отклонения в спектрах экстинкции смеси от классических законов
3.2. Математическая модель коррекции спектра поглощения однокомпонентной среды в условиях значительного изменения концентрации
3.3. Исследование спектральных характеристик поглощения потенциальных компонентов ЖБС по уточненной математической модели
3.3.1. Исследование спектральных характеристик поглощения мочевой кислоты и оценка информативных признаков
3.3.2. Исследование спектральных характеристик поглощения аденозина
и оценка информативных признаков
3.3.3. Исследование спектральных характеристик поглощения креатинина и оценка информативных признаков
3.3.4. Исследование спектральных характеристик поглощения мочевины и оценка информативных признаков
3.3.5. Исследование спектральных характеристик поглощения альбумина
и оценка информативных признаков
3.3.6. Исследование спектральных характеристик коррекции поглощения глюкозы и оценка информативных признаков
3.3.7. Исследование спектров поглощения витамина В12
3.4. Математическая модель абсорбционного спектрального анализа поликомпонентной смеси в условиях несоблюдения принципа аддитивности
Выводы по главе
4. Разработка принципов построения автоматизированной информационноизмерительной системы и методики организации комплексного мониторинга
состава ЖБС методом УФ спектрометрии
4.1. Измерительная схема информационно-измерительной системы
4.2. Метрологическая схема анализа состава ЖБС в процессе мониторинга
по УФ спектрам экстинкции
4.3. Методика организации комплексного мониторинга состава ЖБС методом УФ спектрометрии
4.3.1. Принципиальные схемы автоматизированных информационно -измерительных систем и методика комплексного мониторинга процессов экстракорпоральной детоксикации ЖБС
4.4. Разработка автоматизированной спектральной системы сбора
и обработки информации
4.4.1. Разработка оптической схемы автоматизированной спектральной системы мониторинга
4.4.2. Основные рабочие характеристики прибора
4.4.3. Исследование характеристик многоканального спектро анализатора
4.4.3.1. Градуировка прибора
4.4.3.2. Исследование временной нестабильности и оценка погрешности измерений прибора
4.5. Разработка алгоритма управления и базового программного обеспечения многоканального спектроанализатора для информационно-измерительных систем автоматизированного анализа спектрограмм по спектрам экстинкции в
ультрафиолетовой области спектра
Выводы к главе
5. Техническая реализация автоматизированной информационно- измерительной системы комплексного мониторинга сеанса программного гемодиализа и исследование спектров экстинкции диализата больных хронической почечной недостаточностью
5.1. Разработка автоматизированной системы комплексного мониторинга процесса экстракорпоральной детоксикации крови методом
УФ спектрометрии
5.2. Исследование спектров коррекции поглощения потенциальных уремических токсинов в составе диализата по разработанным математическим моделям анализа поликомпонентных сред
5.3. Разработка методики организации и проведения мониторинга состава диализата в процессе сеанса гемодиализа

Приведенные спектрограммы показывают, что в ультрафиолетовой области многие компоненты ЖБС имеют характерные полосы, которые могут служить информационными признаками присутствия этих веществ в среде.
Как известно, молярный коэффициент экстинкции определяется в первую очередь химической структурой молекулы, но на его величину оказывает влияние также pH, полярность растворителя или соседних молекул и относительная ориентация соседних хромофоров. Кроме этого, закон Ламберта - Вера - Бугера о пропорциональной связи поглощения и концентрации справедлив лишь в ограниченном диапазоне концентраций. Поэтому абсорбционный спектральный анализ применяют в биохимической практике для определения концентрации однокомпонентных растворов лишь некоторых компонентов ЖБС (белок, Ятах =280 нм; мочевая кислота, Ятах = 289 нм; витамин В12, Ятах = 254 нм) путем сравнения со стандартными растворами известной концентрации [52].
При анализе двухкомпонентных систем первоначально исследуют соблюдение закона Ламберта - Бера - Бугера для отдельных компонентов и для всей системы в целом. Существует большое число систем, для которых закон не выполняется, хотя он действителен для каждого компонента в отдельности (взаимодействующие компоненты), или системы, для которых невыполнение закона Ламберта - Бера - Бугера является следствием того, что он не выполняется хотя бы для одного из компонентов. В этих случаях измеряют спектральное поглощение для семейства стандартных растворов с различным соотношением концентраций компонентов и составляют поправочные номограммы.
Спектрограммы комбинаций из нескольких компонентов даже известной концентрации (см. рис.1.4.г, д - комбинации из 4 и 6 компонентов) оказываются слишком многофакторными и сложными для анализа и в настоящее время отсутствуют методики для их расшифровки.
Таким образом, метод УФ спектрометрии обладает потенциальными возможностями для анализа ЖБС, но требует разработки специальных методик и дополнительных исследований, если объектом анализа является такая сложная поликомпо-нентная среда как ЖБС организма.