癌癥、病毒和傳染病的快速傳播給人類健康帶來了巨大挑戰(zhàn)。這些疾病的準(zhǔn)確和及時(shí)的診斷和治療是困難的,特別是早期檢測、臨床診斷和早期治療。快速簡單的高靈敏度診斷方法的開發(fā)在臨床試驗(yàn)研究中非常重要。電化學(xué)阻抗譜(EIS)技術(shù)可用于檢測由病毒活動(dòng)引起的溶液-電極界面上發(fā)生的甚至最輕微的變化。EIS也用于材料描述和相關(guān)監(jiān)測。電化學(xué)阻抗譜(EIS)技術(shù)由于其快速響應(yīng)、低檢測限(LOD)和低成本,以及其用于實(shí)時(shí)監(jiān)測樣品而不是更傳統(tǒng)的方法(如ELISA)而廣泛受到關(guān)注。阻抗法最重要和實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)之一是不需要酶標(biāo)記來檢測樣品。
EIS也是一種眾所周知的研究納米材料電學(xué)性質(zhì)的技術(shù)。納米材料結(jié)合電化學(xué)生物傳感器(阻抗生物傳感器)是診斷疾病的新選擇。EIS方法已經(jīng)被用于監(jiān)控這些生物傳感器的制造過程和識(shí)別電極表面的分析物。基于電化學(xué)阻抗的傳感器由于其固有的優(yōu)點(diǎn),如無標(biāo)記方法、操作簡單、靈敏度高、分析時(shí)間短、尺寸小和自動(dòng)化潛力,越來越多地被研究用于臨床診斷。
EIS技術(shù)是通過施加正弦電勢并記錄對(duì)表面具有最低有害影響或極化效應(yīng)的電流來監(jiān)測表面電極的行為。值得一提的是,EIS分析法測量電極和生物敏感膜的小信號(hào)阻抗的頻率響應(yīng),微小振幅正弦電流或電壓不會(huì)對(duì)生物大分子的測定造成干擾,因此該方法敏感性高,可測量到極微的信號(hào)。當(dāng)電極處于平衡電位時(shí)測定EIS,對(duì)電極表面生物分子膜的影響較小,能夠真實(shí)地反映膜本身的電化學(xué)性質(zhì)。
挪威奧斯陸大學(xué)與挪威奧斯陸心臟病學(xué)創(chuàng)新中心合作的研究中,用Sciospec公司的高瞬時(shí)清晰度的ISX3v2-mini生物電阻抗分析儀(EIS)作為增強(qiáng)測量裝置的一部分,使用LabVIEW軟件來控制儀器,能夠以毫秒級(jí)別的瞬時(shí)清晰度測量生物阻抗和生物電勢,在心臟手術(shù)中顯示人體心臟實(shí)時(shí)狀態(tài)的測量結(jié)果。
手術(shù)中所用的高瞬時(shí)清晰度的電阻抗分析儀(EIS)技術(shù)源自德國的Sciospec公司的研究,不僅有便于攜帶和集成的手持式ISX3-mini,適配選件多樣化的ISX3,還有最高可達(dá)16通道的ISX5。ISX-3配備了Sciospec的中頻前端,支持簡單的2點(diǎn)測量,以及3和4電極配置。在100mHz至10MHz的測量范圍內(nèi),它覆蓋了180dB (Ohm…GOhm)的動(dòng)態(tài)范圍,使基礎(chǔ)精度優(yōu)于0.1%。,并且還有添加了EIT斷層成像功能的版本。用作醫(yī)學(xué)研究還配備了增強(qiáng)電氣安全的措施,包括醫(yī)療級(jí)隔離電源,使儀器能夠在醫(yī)學(xué)研究環(huán)境中安全運(yùn)行。
同系列的ISX-5不僅最高支持16通道并行工作,且在啟用所有通道的情況下也能實(shí)現(xiàn)快速測量,還有多通道設(shè)置功能可使每個(gè)通道具有不同參數(shù)。該系列自身的Sciospec Com接口,通過全速USB、以太網(wǎng)或無線局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)簡單連接,并可用于Java、C、LabView、Matlab等的完整儀器控制,可定制型強(qiáng)——前面板連接器:BNC, SMA, MCX, DSUB、定制部多路復(fù)用器選項(xiàng)的順序多通道功能、用于外部傳感器和其他硬件的IOport數(shù)字接口連接器、無線接口、醫(yī)用電源、溫控模塊、精密多通道溫度監(jiān)控模塊、適用于常見的溫度傳感器類型、定制電流和電壓范圍等均可以按需定制,為您的研究提供真正的全并行超快速測量。
以ISX3為例,核心參數(shù)如下:
頻率 | |
范圍 | 100mHz到10MHz |
分辨率 | 10mHz(取決于頻率范圍設(shè)置) |
絕對(duì)精度 | ±100ppm(at 25℃) |
溫度漂移 | 超過工作溫度范圍±10ppm |
長期穩(wěn)定性 | 第一年±5ppm |
電壓信號(hào) | |
范圍 | 1mV至1000mV峰值振幅 |
解析度 | 0.1mV |
輸出阻抗 | |
輸出阻抗 | 300Ω |
在測量中,我們可以清楚地看到當(dāng)前頻率下信號(hào)軌跡的差異。不同的軌跡表明,隨著頻率的變化,反映了不同的生理特性。我們已經(jīng)表明,有可能檢測到由起搏方式變化引起的波形形態(tài)變化。如下圖表:
儀器設(shè)置 | ||
參數(shù) | 數(shù)值 | 參數(shù) |
生物阻抗頻率 | 20,50,122,303,and 750 | KHz |
生物阻抗采樣率 | 190 | 每秒掃頻 |
生物電勢采樣率 | 60 | 每秒樣本數(shù) |
這項(xiàng)研究制作了一個(gè)電生物阻抗和生物勢的儀器系統(tǒng),具有急性反饋的生物勢測量已長期以心電圖、EGM和腦電圖的形式使用,并已證明它是有用的。經(jīng)研究表明,可以通過建立一個(gè)結(jié)合生物勢阻抗和生物阻抗測量的系統(tǒng)來擴(kuò)展臨床醫(yī)生的工具集。正如本文所示,可以對(duì)心臟進(jìn)行測量并且可以很容易地使用該測量系統(tǒng),并且在其他有生物勢和生物阻抗測量相關(guān)研究也可以使用這種測量系統(tǒng)。
挪威奧斯陸大學(xué)與挪威奧斯陸心臟病學(xué)創(chuàng)新中心在研究中設(shè)計(jì)并構(gòu)建了這樣一個(gè)基于商用儀器的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括提供患者隔離的生物阻抗前端和我們建議用作臨床標(biāo)準(zhǔn)的一組連接器生物阻抗測量。測量數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)處理并呈現(xiàn)給操作員,同時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用于測量后分析。研究已經(jīng)表明,使用基于步進(jìn)正弦激勵(lì)的商用儀器可以實(shí)現(xiàn)生物阻抗測量的高時(shí)間分辨率。
ISX系列阻抗分析儀用途廣泛,在生物,微流控,壓電陶瓷檢測,農(nóng)產(chǎn)品檢測,鋰電池檢測等各個(gè)領(lǐng)域均能有所建樹,并且我們與業(yè)內(nèi)一些最優(yōu)秀的供應(yīng)商密切合作,可以為您的研究實(shí)驗(yàn)提供完整的配件及建議,方案歡迎大家來電咨詢。
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