探针结构

探针结构（共9篇）

探针结构 篇1

1 概述

肿瘤是目前严重危害人类健康的疾病之一, 虽然随着科技的进步, 现代医学对肿瘤的诊断水平不断提高, 但是肿瘤患者的5年生存率和生活质量仍不太理想, 其中最重要的原因之一是缺乏从分子水平获得早期肿瘤诊断信息的方法。目前, 临床上对肿瘤的诊断主要依赖于临床症状、血清学检查、常规影像学检测等方法, 如X线、X线计算机断层摄影 (CT) 、放射性核素显像、磁共振成像 (MRI) 和超声诊断 (US) , 但是肿瘤发病的早期症状隐匿, 血清学检测特异性较差, 常规的影像学检查手段虽然有许多优点, 但从分子水平进行早期诊断还存在许多不足之处, 因此, 如何从分子水平对肿瘤的发生发展进行早期诊断就成为目前研究的热点。

最新研究表明, 光学分子成像技术 (Optical Molecular Imaging) 将成为未来诊疗技术发展的新方向, 是继传统的分子成像方式之后, 又一新的影像技术, 将成为临床医生的好助手。其原理是利用生物发光、荧光蛋白或荧光染料, 标记在体生命大分子, 进行定性和定量研究, 与磁共振、核素成像等技术相比, 具有无创性、高敏感性、成像价格低、特异性强等优点[1]。光学分子成像技术主要分为以下几大类:荧光成像 (Fluorescence Imaging, FMI) 、生物发光成像 (Bioluminescence Imaging, BLI) , 拉曼成像 (Raman Imaging, RI) , 光声成像 (Photoacoustic Imaging, PAI) , 活体显微镜 (Intravital Microscopy, IVM) 和光频域成像等 (Optical Frequency Domain Imaging, OFDI) , 其中目前应用最为广泛的是FMI和BLI[2]。

光学分子探针是光学分子成像技术的核心理论和方法, 是进行分子影像学研究的先决条件。广义的分子探针是指能在机体内某些部位聚集, 并产生影像学信号可供体外设备检测的物质。理想的分子探针具有的生物学特性有[3]: (1) 与靶向分子有高特异性和亲和力; (2) 分子量较小, 容易穿过机体内的生理屏障, 并能反映体内靶向分子的数量及空间分布; (3) 无毒副作用及免疫排斥反应、性质稳定和血液清除速度快; (4) 容易制备合成。

2 光学分子探针的分类与结构

根据探针的作用原理, 光学分子探针分为:非特异性光学分子探针、可激活光学分子探针和特异性光学分子探针[4]。

2.1非特异性光学分子探针

非特异性光学分子探针通常是指一些小分子游离荧光基团, 经血管裂隙分布于细胞外组织中, 由于病变和正常组织的灌注率或血管通透性不同, 非特异性探针进入病变组织和正常组织的数量明显不同, 因而可根据不同的光学分子影像进行靶向目标的识别, 但这种探针对靶向目标缺乏特异性, 导致目标-背景信噪比低, 成像效果差[5]。

2.2 可激活光学分子探针

可激活光学分子探针也称作智能探针, 其在初始状态下不发出光学信号, 而一旦达到靶向目标被特定的生化或物理因子激活后即可发出强烈的光学信号而被检测[6]。

2.3 特异性光学分子探针

特异性光学分子探针又称为靶向性探针, 是指与靶向目标具有亲和性的配体经过特定方法与生物素和荧光素等对比剂连接而组成。特异性光学分子探针由三部分组成:报告基团 (Reporter Group) 、连接基团 (Spacer) 和识别基团 (Receptor) , 部分探针可不含有连接基团, 且连接基团和识别基团连接后不应当影响识别基团的生物活性[7]。

2.3.1 报告基团

也称作信号基团, 其作用是可以快速地富集在体内某一部位而被光学成像设备检测到信号。光学分子探针常见的报告基团有荧光素、荧光染料和量子点 (Quantum Dots, QDs) 等。

2.3.2 连接基团

也称作连接体, 是指连接报告基团和识别基团的部分, 因报告基团和识别基团一般结构较为复杂, 两者如相距太近可能会导致彼此生物活性的改变, 因此连接体可以减少信号基团和识别基团之间的相互反应。更为重要的是, 连接体可以优化探针的药物代谢动力学特性。连接基团通常会对探针和靶向目标蛋白的结合产生重要影响, 其长度、亲水性及所带电荷等方面都是影响探针活性的关键因素[8]。常用的连接基团有长链烷基和聚乙二醇等。长链烷基可以改善分子探针的脂溶性, 有利于探针进入细胞;聚乙二醇则可改善分子探针的水溶性, 有利于减少探针和非靶向目标蛋白的非特异性结合。脂溶性好的分子探针一般经过肝胆系统代谢, 而水溶性好的分子探针一般通过泌尿系统清除[9]。

2.3.3 识别基团

也称作靶向基团, 是指可以识别靶向目标蛋白并与之紧密结合, 形成蛋白-探针复合物, 是整个探针的核心部分。目前, 科学家已经开发出多种靶向基团, 包括抗体、多肽和小分子化合物等[10]。

2.3.3.1 抗体

抗体因为可以产生理想的配体-受体结合反应, 且对靶向目标有极高的特异性及亲和性, 作用机制明确, 因此被广泛批准应用于临床。如前列腺特异性膜抗原 (Prostate-specific Membrane Antigen, PMSA) 在前列腺癌的诊断、治疗及预后评估等方面都发挥着重要作用, Liu等[11]应用PMSA抗原抗体成功制备了Cy5.5-CTT-54.2特异性近红外荧光探针, 经实验表明可被用于前列腺肿瘤的靶向体外光学成像。但是抗体分子量较大, 影响了探针的组织穿透力, 异种抗体容易诱导机体产生不良的免疫反应, 并且体内代谢缓慢, 这些缺点限制了其在临床上的应用[12]。为了改善上述不利因素, 抗体片段被开发应用, 大大改善了探针的药代动力学特性, 但此类探针相对于完整的抗体, 其制备工艺更加复杂, 价格昂贵, 目前临床上应用较少[13,14]。

2.3.3.2 多肽

多肽是多个氨基酸残基组成的肽段。小分子多肽有许多优点: (1) 易于化学合成, 克服了抗体异源性问题; (2) 制备技术可控, 能够保证探针的物理化学及生物性能; (3) 具有高度亲和力; (4) 分子量小, 可以较容易地通过生理屏障, 血液清除速度快[15,16]。因此小分子多肽可以作为理想的探针应用于光学成像。有些肿瘤可以高表达某些受体, 而表皮生长因子 (EGF) 、奥曲肽等天然多肽能够与这些受体特异性的结合, 可用于肿瘤的检测。王可铮等[17]用近红外荧光染料Cy5.5标记EGF合成了探针 (Cy5.5-EGF) , 对乳腺癌裸鼠移植瘤模型进行活体光学成像, 表明探针Cy5.5-EGF可以与乳腺癌细胞表面的表皮生长因子受体 (EDFR) 特异性结合而用于乳腺癌的靶向诊断。Lanzardo等[18]应用近红外荧光染料标记RGD环肽作为光学探针, 用来评价整合素αvβ3受体高表达的U87MG胶质母细胞瘤细胞移植裸鼠模型, 体外和体内实验都证实, 在U87MG细胞中RGD环肽与αvβ3整合素受体具有较高的特异性和亲和力, 表明NIRF-RGD能灵敏而特异地探测胶质母细胞瘤。但是随着研究的深入, 天然多肽已经无法满足分子影像学的需求, 因此开发针对不同肿瘤、不同表面抗原更具特异性的多肽已成为当今研究的热点。

Smith等[19]于1985年报道了外源多肽在单链噬菌体表面表达的现象, 从而使噬菌体展示文库技术成为筛选肿瘤特异性多肽重要的工具并迅速应用。Chen等[20]应用噬菌体展示文库技术筛选得到恶性神经胶质瘤U87MG细胞系导向肽CGNSNPKSC九肽序列, 命名为GX1, 并用近红外荧光染料Cy5.5标记此多肽制备成了Cy5.5-CGNSNPKSC特异性光学分子探针, 经体内体外实验证实, 该探针能特异性的与U87MG肿瘤结合, 可用于恶性神经胶质瘤的靶向诊断。小分子多肽虽有许多优点, 但其在体内易降解, 部分靶点未知等缺点也是目前亟待解决的问题。

2.3.3.3 小分子化合物

某些小分子化合物如叶酸、双磷酸盐等能够和肿瘤细胞膜表面一些特异性受体靶向结合, 可以作为特异性靶向探针的识别基团。如叶酸受体 (FR) 可在大部分恶性肿瘤, 如卵巢癌、子宫癌、睾丸癌、肾癌、结肠癌等表面过量表达, 叶酸 (FA) 可与叶酸受体特异性结合从而用于检测相关恶性肿瘤。邓大伟等[21]成功制备了叶酸-PEG-ICG-Der-01近红外荧光靶向探针, 并与过度表达叶酸受体的肿瘤靶向结合, 定位准确, 说明该探针具有肿瘤靶向的特性, 对肿瘤的早期诊断有十分重要的意义。但小分子化合物易受体内原有分子的影响, 显像基团标记化合物后药代动力学可能会有改变。

3 靶向光学分子探针设计的基本原则

光学分子成像探针可以看作是药物的一个亚类, 因此传统药物设计时所用到的知识和经验, 可以用于光学分子成像探针的设计。分子探针的理化性质, 如电离常数 (p Ka值) , 脂溶性的和稳定性, 被普遍认为是影响探针在体内的药代动力学的关键因素, 包括探针的吸收、分布、代谢和排泄。因此在成像探针的设计和开发初期应当认真考虑这些问题。分子探针的电离作用和溶解度与细胞膜的通透性密切相关。许多分子成像探针含有不同的离子基团, 在生理p H值范围内带有不同的电荷, 分子探针的总电荷或电荷分布会影响其在体内的溶解度, 渗透性以及与活性位点的亲和性。

3.1 生物特异性与生物活性策略

为了设计出靶向特异性光学分子探针, 识别基团应当能够与靶向目标特异性结合, 而不与背景组织结合[22]。而且由于分子探针结构中既包括核心部分识别基团, 也包括连接基团和报告基团, 合成后得到的分子探针其生物学特性可能发生改变。因此在合成探针以前, 应当对探针结构的各个组成部分与生物活性之间进行构效关系研究, 在不改变探针各部分生物学活性的情况下再进行探针的合成[7]。

3.2 药代动力学策略

传统的靶向分子探针无论是否与靶向目标结合均能发出信号, 导致目标-背景信噪比较低, 成像效果不佳, 必须经过一段时间的代谢, 大部分未结合的游离探针被机体清除后, 目标-背景信噪比增强, 才能达到最佳成像效果[6]。应用此类探针需要设法尽快洗去未结合的探针, 使游离探针的清除时间尽量缩短, 但在实际操作中并不容易做到。新型的“可激活”靶向分子探针只有与靶向目标特异性结合之后才发出信号, 因此可以有更长的清除时间, 使探针在靶向组织或细胞中充分富集, 目标-背景信噪比可增加数百倍。例如, 利用单克隆抗体Ig G合成传统的靶向分子探针, 其清除时间较长, 导致了高背景信号和低目标-背景信噪比。然而, 应用同样的单克隆抗体Ig G, 与可激活信号载体结合后, 即使未结合的探针仍然在循环中却依然可以达到高目标-背景信噪比。

光学分子探针在进行体外实验时通常具有较好的靶向性, 但是在体内应用往往效果不佳, 这是因为机体是一个非常精密的系统, 许多复杂的防御机制会阻碍外源性分子在体内发挥作用。因此, 理想的光学分子探针必须能够穿过生理或药理学屏障, 以合适的浓度到达特定靶向目标并滞留一定的时间, 以便在体外被光学成像手段检测到。首先, 探针必须在体内循环中保持活性并避免被网状内皮系统 (RES) 摄取;其次, 探针必须能够到达靶组织内并在此富集;最后, 如果探针的作用靶点在细胞内部, 那么探针必须能够穿透细胞膜。

4 靶向光学分子探针的结构设计

靶向光学分子探针的结构设计可以用 (图1) 来表示。最常见的方式是识别基团通过一个连接基团与报告基团相连 (图1a) , 而且一种识别基团可以同时连接几个报告基团形成分子探针进行多模态分子成像[23]。另外, 多个识别基团与一个或多个报告基团连接后能与多个靶向目标特异性结合, 此类探针可用于多靶向分子成像[24]。此外, 许多有机或无机的纳米颗粒可以同时作为识别基团和运输载体来行使功能[25]。最新研究证实, 碳纳米管经表面功能化处理后, 具有可以携带蛋白质、核酸片段及小肽段等生物分子进入细胞的能力, 是一种非常有前途的运载工具。周非凡等[26]以单壁碳纳米管 (SWNT) 作为载体和光吸收剂, 制备了SWNT-PEG-m Ab靶向性光热转换探针, 经体内实验证实该探针可以进入靶细胞内, 从而达到靶向杀伤肿瘤细胞, 降低正常组织损伤的目的。此外, 识别基团和报告基团还可以被耦合到纳米颗粒表面或内部来改善探针的信号敏感性和光稳定性[27]。第二种方式是两种报告基团连接一种识别基团 (图1b) , 可激活探针或智能探针属于此类探针范畴[28], 智能探针结构中距离较近的两个报告基团可能会导致自淬灭 (Self-quenching) , 当探针到达靶向目标后被相应的酶激活才会发出荧光信号。第三种方式是一种报告基团作为核心, 两种或多种识别基团与其连接 (图1c) 。总的来说, 探针设计方式的选择是由多种因素共同决定的, 包括具体的靶向目标以及所采用的成像方式等, 为了合成理想的靶向特异性光学分子探针, 探针的每一个组成部分都必须认真考虑。

5 小结与展望

光学分子成像是近些年来快速发展的一项新兴的技术, 也是未来影像学研究的热点。虽然靶向性探针目前仍然存在着如探针的安全性、稳定性及组织相容性等许多问题, 在临床上的应用尚不多, 但随着新型的光学分子探针会不断设计合成, 光学成像技术一定会日益成熟, 并最终应用于临床, 在肿瘤的早期诊断、早期治疗和治疗效果监测等方面做出巨大贡献。

探针结构 篇2

赤潮(Red Tide)也称有害藻华(HAB),是由于海域环境条件的`改变,致使某些单细胞浮游生物爆发性繁殖,引起水色异常的生态现象.海洋中HAB藻类的爆发性增殖并通过食物链转化,对海洋生态环境、水产养殖业和人类健康安全产生直接或间接的危害,尤其是产毒赤潮.在赤潮毒素检测的上游即在赤潮发生之前监测赤潮生物尤为重要.赤潮监测大多采用传统的分类学技术如显微镜等,但由于赤潮生物(藻)形态的相似性和复杂性,使传统检测方法如光学显微镜在实际应用中存在困难,电子显微镜耗时、昂贵,难以在基层监测和防疫部门推广.分子探针技术具有快速、准确、专一性强等特点,特别是目标生物在复杂生物群落中不占优势或者有大量背景噪音干扰情况下,分子探针技术优势尤显突出.针对不同赤潮藻种,目前主要有3种探针,抗体、寡核苷酸和细胞凝集素(Lectin)探针,能够快速准确地鉴定、计数赤潮种类.现对赤潮生物检测的分子探针技术研究进展作一综述.

作 者：侯建军 陈纪新 黄邦钦 作者单位：侯建军(厦门大学环境科学教育部重点实验室环境科学研究中心,厦门,361006;湖北民族学院医学院生化教研室)

陈纪新,黄邦钦(厦门大学环境科学教育部重点实验室环境科学研究中心,厦门,361006)

探针结构 篇3

随着应用范围越来越广泛, 罗丹明类阳离子探针的研究发展迅速且受到了更多的重视。本文通过对罗丹明类化合物母体结构的修饰, 设计了一条较为新颖的合成路线。以罗丹明6G为原料与乙二胺反应得到相应化合物, 再与苯硫异氰酸酯在甲苯中反应得到目标化合物, 形成具有酞胺螺环状的结构, 即为本次试验的目标产物。

2实验部分

(1) 罗丹明类Fe3+探针的合成

1实验仪器。WRS-1B数字熔点仪:上海精密科学仪器有限公司;循环水式多用真空泵 (SHB-ⅢS) :郑州长城科工贸有限公司;集热式恒温加热磁力搅拌器DF-101S:郑州长城科工贸有限公司;电子调温电热套 (98-1-B型) :天津市泰斯特仪器有限公司;多功能磁力搅拌器 (HJ-5) :江苏金坛市佳美仪器有限公司;电子天平 (JY12001) :塞多利斯科学仪器 (北京) 有限公司;玻璃仪器气流烘干器 (C型) :郑州长城科工贸有限公司。

2其他玻璃仪器。圆底烧瓶 (500ml、100ml、50ml、250ml) , 量筒 (100ml、50ml、10ml) , 烧杯 (1000ml、100ml、250ml、150ml、50ml) , 锥形瓶 (500ml、250ml、100ml) 直冷凝管, 分液漏斗 (500ml) , 布氏漏斗, 抽滤瓶, 常压漏斗, 表面皿, 玻璃棒, 滤纸, PH广泛试纸, 搅拌磁子, 乳胶管, 胶头滴管, 药匙, 铁架, 铁架台, 毛细管, 长玻璃管。

3实验试剂。罗丹明B、苯甲酰氯、甲苯、乙二胺、三乙胺、乙腈、丙酮、甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、盐酸、氢氧化钠、硫氰酸钾等均为分析纯。

4中间体Rh1的合成实验步骤。

a.准确称取罗丹明6G 1g (2.09mmol) , 溶于20ml甲醇中, 搅拌状态下加入乙二胺0.67ml (10.05mmol) 。b.加热回流约3h, 待溶液呈亮黄色, 停止回流加热, 此过程中随时进行薄层色谱跟踪以确定反应完全。c.冷却至室温, 抽滤后用30ml去离子水洗, 得到大约0.6g粗产品。d.采用乙腈做溶剂, 进行重结晶, 然后趁热过滤。自然冷却, 抽滤, 晾干, 得到产品0.37g。

(2) 阳离子的识别研究1实验仪器。微型移液管、F-4500荧光分光光度计 (日本日立公司) 、PB-20 (PB-S) 型精密酸度计等。2实验试剂。Hg2+等16种阳离子试剂、HEPES、甲醇等。3HEPES缓冲溶液及阳离子溶液的配制实验步骤。a.HEPES (摩尔质量为238.3) 取其固体1.192g溶于500ml的容量瓶中, 用甲醇:水=3∶1的溶剂定容。b.用已经配好的10%的Na OH溶液和p H测试仪将HEPES溶液的p H调节到7.4, 得到浓度为0.01M的HEPES缓冲溶液。c.将16种阳离子 (Hg2+、Fe3+、Cd2+、Ni2+、Co2+、Cu2+、Zn2+、Ce3+、Sr2+、Pb2+、Ag+、Mn2+、Fe2+、K+、Na+、Mg2+) 溶液均配制成浓度为20m M的溶液。

3实验结论

本文设计的合成罗丹明结构Fe3+荧光探针化合物的路线是一种在罗丹明母体上引入特定的基团以实现罗丹明荧光探针的特殊功能的方法。该方法具有更好的选择性和生物亲和性且操作简单, 合成步骤少, 时间短等优点。

由罗丹明6G等合成的具有罗丹明类母环的阳离子受体与金属离子分别作用, 由此得出该配合物的选择性, 即对Fe3+离子的选择性。说明在罗丹明母体上引入了适当的基团, 达到了对罗丹明类化合物母体结构的修饰。然后使该配合物与不同浓度的Fe3+离子溶液分别作用, 得出在Fe3+离子较高浓度下 (50eq) 有明显的荧光强度, 可裸眼检测。

在乙二胺与三价铁离子和受体混合溶液所得出的荧光光谱中, 乙二胺的加入使荧光强度发生明显的变化, 裸眼可检测。从而该试验证明受体分子识别三价铁离子的过程是可逆的。

摘要：荧光分子探针具有诸如最高可达单分子检测的高灵敏度、能够实现开关操作、对亚微粒具有可视的亚纳米空间分辨能力和亚毫秒时间分辨能力、原位检测 (荧光成像技术) 以及利用光纤进行远距离检测等众多优点。

关键词：荧光分子探针,罗丹明类染料,Fe3+

参考文献

[1]张丽珠.罗丹明染料的合成及作为离子探针的应用研究[D].博士学位论文, 2007.

探针结构 篇4

邮件地址收集软件可以自动扫描新闻组、邮件列表和网页，从中找到任何看起来像邮件地址的字符串，存入数据库或文件，作为发送垃圾邮件的日标地址列表，这个列表可能非常大。当用户向新闻组提交一篇文章，或把邮件地址放到任何网页上时，就可能被邮件地址收集软件捕捉到。

根据垃圾邮件发送者搜集、共享邮件清单的方法，可以建立多种垃圾探针邮箱，这些探针邮箱有的可以100%保证是垃圾邮件，有些可能会引来一些正常邮件。

1、隐蔽邮件账号:在邮件系统上建立完全不对外公开的隐蔽邮件账号，开放不存在用户的退信。这样，邮箱地址搜索方式(例如随机发邮件等候退信或无退信)会得到这些隐蔽邮件账号。由于隐蔽邮件账号完全不对外，因此凡是向这些账号发来的邮件肯定100%是垃圾邮件。

2、非显示邮件账号:在网页上公布探针邮箱账号，但该账号的文字颜色与网页背景颜色相同，正常的人是无法看到该账号的，但用于搜索垃圾邮件发送目标的软件可以发现，因此该探针邮箱地址收到的邮件必然100%是垃圾邮件。

3、网站注册:使用专门的邮件账号,不用于任何其他目的，仅用于在各网站上注册。对于不负责任的网站，会将注册用户的邮件地址泄漏出去，成为垃圾邮件发送者的目标。只要过滤掉网站来的邮件，剩下的就肯定是垃圾邮件。

4、订阅邮件列表:使用专门的邮件账号，同样不用于其他目的，仅用于订阅邮件列表。对于不负责任的邮件列表，会将订阅人的邮件地址泄漏出去，成为垃圾邮件发送者的目标。收件系统只要将从邮件列表发来的邮件过滤掉，剩下的就肯定是垃圾邮件。另外，有些垃圾邮件发送者可能直接利用邮件列表发送垃圾邮件，这时正常的邮件列表邮件和利用邮件列表的垃圾邮件就更难以区分了，因此邮件列表应该要求必须使用列表的注册用户作为发件人才予以转发。

5、其他公开方式:例如在论坛上公开探针邮箱等。但这种方法可能引来合法的邮件，无法100%保证收到的是垃圾邮件。

在上述公开方式中，有可能引来正常邮件，因此针对垃圾邮件收集程序不可能理解邮件地址的情况，可以将用户名定义为:人可以理解，看到这个邮件地址，正常人就不会向该地址发送邮件的用户名，例如NoPeply。

量子点作为离子探针的分析应用 篇5

1 量子点的概述

半导体纳米晶体,简称为量子点(quantom dots, QDs),是一种由II～VI族或III～V元素组成的纳米颗粒[1]。量子点即是将材料的尺寸在三维空间进行约束,并达到一定的临界尺寸(抽象成一个点)后,材料的行为将具有量子特性,结构和性质也随之发生从宏观到微观的转变[2]。半导体量子点是在纳米尺度原子和分子的集合体,一般粒径范围在2～20 nm,其半径小于Bohr半径而使其具有量子限域效应。量子点因表现出许多独特的光、电特性,成为人们研究的热点。

目前,量子点主要采用水相合成的方法。在水相中直接合成量子点具有操作简便、重复性高、成本低、表面电荷和表面性质可控,容易引入功能性基团,生物相容性好等优点,已经成为当前研究的热点,其优良的性能有望成为一种有发展潜力的生物荧光探针。

2 量子点作为离子探针的原理

量子量子点凭借其优异的物理和化学性能引起了人们广泛的关注[3,4]。近年来由于其表面化学研究的逐步深入,已经广泛地应用于新型荧光探针[5,6]。量子点的发光性能与其表面状态密切相关,用水相方法合成量子点的优点在于可以相对大量地合成高质量的量子点,合成方法简单,实验条件易于控制,成本低,毒性小,无需进一步的表面亲水修饰即可作为荧光生物探针。量子点具有大的比表面积。表面原子数目与纳米晶尺寸成反比,尺寸越小,表面原子所占比例越大,位于表面的原子所占比例相当大,表面能高,表面作用越来越大。由于表面原子的配位不足,表面活性增强,表面原子发生输运和再构,从而引起其力学性质、热学性质、化学性质等多种性质的变化。同时,表面效应往往对量子点的发光性质不利,由于表面原子的增加,纳米晶存在原子配位不足及高的表面能,这就导致纳米晶存在大量表面缺陷[7],破坏其发光效率,使量子点吸收的能量以非辐射的形式散发出去,从而达到直接应用到离子检测的目的。

3 量子点在无机离子检测中的应用

Chen和Rosenzweig[8]等分别合成了聚磷酸盐、L-半胱氨酸以及1-巯基甘油为稳定剂的CdS量子点,研究了这些量子点对不同离子的响应情况,首次提出了以发光量子点为荧光探针选择性检测Cu(II)和Zn(II)金属阳离子的新方法。Gattás-Asfura和Leblanc等[9]提出了以多肽包覆的CdS量子点作为发光探针分别对Cu(II)和Ag(I) 进行定量测定,他们发现量子点可被Ag(I) 和Cu(II)淬灭,检出限均低于5×10-7 mol·L-1。Ferndández-Argüelles等[10]报到了以巯基乙酸修饰的CdSe量子点为荧光探针测定Cu(II),并成功用于天然水样中Cu(II)含量的测定。Liang等[11]将巯基乙酸修饰的CdSe量子点进一步用牛血清白蛋白(BSA)包覆后,用于对Ag(I)的识别。Chen等[12,13]合成了巯基丙酸修饰的CdTe量子点,基于荧光淬灭作用实现了Cu(II)和Hg(II)的定量测定。Chen等[14]在水相中合成了半胱氨酸包覆的CdSe量子点,成功用于天然水样中Hg(II)的测定。Wu等[15]以CdTe量子点为探针,建立了Pb(II)的测定新方法,并将这种方法用于方便面、爆米花中Pb(II)的测定。Lakowicz等[16]报道了负一价的碘离子能通过内滤效应、非辐射复合以及电子转换过程使聚氨基胺树枝状高聚物(PAMAM)修饰的CdS量子点发生荧光淬灭。Sanz-Medel等[10,17]首次以CdSe量子点对水溶液和甲醇中的CN-进行了选择性测定,检出限分别达到1.1×10-6 mol·L-1和1.1×10-7 mol·L-1。

4 量子点作为H+探针的应用进展

在先前的研究中,发现了溶液介质pH的改变能够导致量子点荧光强度的变化,表明了H+与量子点的荧光性能具有相关性[18,19,20,21],Susha等[22]首先提出了水溶性CdTe量子点有望发展成为有应用前景的pH探针。他们发现在水溶液中制备短链巯基分子包覆的CdTe量子点十分容易,合成的量子点具有单一狭窄的发射谱带,在pH为6～4的范围内,巯基乙酸包覆的CdTe量子点以及嵌入高分子囊泡的CdTe量子点的荧光强度呈线性降低,但是其发射峰位不变;在pH在12～6的范围内量子点的荧光强度基本保持恒定;当pH为3.3时,量子点的发光强度完全淬灭。董再蒸等[23]根据CdTe量子点荧光强度与体系酸度存在良好的线性关系,利用NH+4对量子点荧光的猝灭作用,实现了对水溶液中NH+4的定量检测,取得了令人满意的结果。到目前为止量子点作为pH敏感探针在分析化学中的应用刚刚起步,现有的信息非常有限,但是已经表现出了潜在的应用价值。

4.1 量子点作为H+探针在生物检测中的应用

到目前为止,pH敏感的量子点已经在生物分析研究领域中,表现出了广阔的应用前景。Tang等[24]用巯基乙酸包覆的CdTe量子点作为pH敏感探针成功检测了在色素体中合成三磷酸腺苷时产生的质子流量,图1是量子点的荧光强度和pH的关系。

在此基础上,他们[25]进一步报道了以绿色和橙色两种颜色的CdTe量子点作为方便、廉价、有效的pH敏感荧光探针,基于抗原-抗体之间的特异性反应,通过检测ATP合成时产生的质子(H+)流,达到即时、独立检测病毒含量的目的。在检测时分别以绿色量子点和橙色量子点标记的色素体作为生物传感器同时分别特异性检测H9禽流感病毒和MHV68病毒,并用双电层理论对其机理进行了探讨。Yu等[26]发现当pH在8.0～5.0的范围内时,H+能使巯基丙酸包覆的水溶性CdTe/ZnS量子点产生不可逆的淬灭效应,随着pH值的降低,量子点的荧光强度呈线性下降。基于此,他们建立了一种简单、快速、具体的方法,成功地监测了猪胰腺脂肪酶催化丁酸缩水甘油脂的水解过程。Liu等[27]发现,巯基乙酸包覆的CdSe/ZnSe/ZnS量子点在缓冲溶液和SKOV-人卵巢癌活细胞中均表现出显著的pH相关性。在固定细胞和活细胞体系中量子点的荧光强度均随pH降低而淬灭,随细胞内pH升高而增强。溶液pH在4～10范围内,量子点荧光强度增加近5倍,在固定细胞内的量子点表现出相似的pH依赖性,在相同酸度范围内,荧光强度可增强10倍。在活细胞内,当细胞囊泡碱性较强时,可观察到量子点荧光强度增强,这与异硫氰酸荧光素-右旋糖苷作为pH探针所表现出的现象一致。

4.2 量子点作为H+敏感探针在小分子检测中的应用

Wang等[28]以巯基乙酸包覆的CdTe量子点作为pH敏感探针定量检测硫普罗宁,量子点的荧光淬灭程度与硫普罗宁的浓度在0.15～20 μg·mL-1范围内呈现良好的线性关系, 检测限为0.15 μg·mL-1,相关系数为0.9980,本法测得的药物中硫普罗宁的含量与氧化还原滴定法以及标准值相一致,而且该方法简单,快速,准确,为CdTe量子点检测药物提供了新的思路Huang等[29]发现水溶性的CdSe/ZnS量子点可以作为pH敏感探针,定量检测生物体内尿素含量。他们以尿素酶作为催化剂使尿素发生水解释放出OH-,基于溶液体系pH的改变,建立了一种定量测定尿素含量的新方法。当尿素的浓度在0.01～100 mmol·L-1的范围内时,量子点的荧光信号响应与尿素的浓度呈现良好的线性关系,检测限为0.01 mmol·L-1。该方法与以往方法相比,具有制备简单,消耗低,不需要酶的固定,机动性好,灵敏度高的优点。随后,Huang等[30]又利用巯基丁二酸(MSA)包覆的CdSe/ZnS量子点作为pH敏感探针,由于葡萄糖氧化酶催化葡萄糖与氧气反应生成的葡萄糖酸改变了体系的pH,基于此建立了一种定量检测葡萄糖的新方法。在浓度分别为10 mmol·L-1和30 mmol·L-1的pH值8.0的磷酸盐缓冲体系中,量子点荧光淬灭程度与葡萄糖浓度呈线性,线性范围分别为0.2～10 mmol·L-1和2～30 mmol·L-1,而且他们发现该体系量子点荧光强度改变的同时体系的颜色也发生变化,为葡萄糖定量试纸的开发奠定了理论基础。

5 展 望

近十年来,量子点以其独特的光电特性尤其是其良好的光化学稳定性,已经发展成为可以代替有机荧光染料而用于很多领域的新型荧光探针。在分析科学领域,随着量子点的合成和性质改造上诸多显著成果的出现,它们作为荧光探针在生物学和小分子、离子检测上的应用也日益广泛。考察量子点与不同物质的相互作用并对其进行定量检测不仅极有意义,而且存在巨大的研究空间。荧光量子点作为离子探针的应用将是发展功能化传感器的第一步,将为金属离子以及H+离子的定量检测以及进一步拓展量子点在荧光分析传感领域的应用提供新的思路。

摘要：量子点(quantum dots,QDs)又称半导体纳米晶(semiconductor nanocrystals)是一种高效的光致发光纳米晶体。近年来,量子点表面化学的快速发展,使其得到了越来越广泛的应用。本文评述了近年来量子点在无机离子以及H+分析中的应用及进展,阐述了量子点可用于离子探针的机理,介绍了量子点作为H+探针在生物以及小分子检测中的应用并对其未来的发展方向进行了展望。

光学探针在活体成像中的应用 篇6

1 荧光成像

700～1000nm的近红外光是有效的光学成像窗口。在这一近红外光学成像窗口, 生物组织的吸收较弱, 而且生物组织几乎不会产生近红外荧光。最常见的有机近红外荧光探针是聚甲炔类染料, 其中五甲炔花青和七甲炔青色素是最常用的近红外荧光染料。作为常见的无机荧光探针, 量子点是无机半导体发光纳米材料 (<10nm) , 已经成为多功能的生物成像工具。量子点的独特光学性质包括[2]: (1) 荧光波长连续可调; (2) 量子产率高, 吸收光谱宽, 发射光谱窄; (3) Stokes位移大; (4) 抗光漂白能力强; (5) 多色量子点可用同一波长激发实现同时检测。虽然抗体、多肽及其他功能分子使量子点能够应用于活体的肿瘤荧光成像, 但光子组织穿透性差, 深层组织自发荧光和光吸收、光反射、光散射等光学成像的固有问题仍然极大地限制了量子点在小动物活体荧光成像中的应用。因此, 人们开始研制近红外发光的量子点, 将动物组织的光吸收最小化, 进而改善量子点荧光信号的组织穿透性[3]。

传统的荧光团, 尤其是有机染料, 易于受到光漂白的影响。这些荧光团的荧光信号在数分钟内的持续激发下明显减弱。因为缺少长时间的光稳定性, 所以将传统的荧光团用作活体荧光标记仍然存在一些障碍。而高能量的激发光存在光子穿透深度小和潜在光损伤等问题[4]。鉴于此, 虽然荧光染料种类非常丰富, 但是吲哚菁绿仍然是目前唯一一种被美国食品药物管理局 (FDA) 批准的可以应用于临床的荧光染料[5]。作为活体荧光标记, 量子点也有自身的局限性。尽管最近的研究报道称未发现Ⅱ～Ⅳ族量子点对实验鼠有明显的活体毒性, 但是要将量子点应用于临床, 重金属元素镉的毒性是亟待解决的问题[6]。

2 生物发光成像

生物发光是指生物体发光或生物体提取物发光的现象, 它不需要生物体对激发光的吸收, 而是靠生物体产生的荧光素酶催化底物的氧化还原过程将化学能转化为光能的化学发光过程。生物发光最常用于评价表达荧光素基因的移植细胞的数量和定位。一般将表达荧光素基因的肿瘤细胞移植到模型动物体内, 注射合适的生物发光底物之后, 产生的生物发光信号与肿瘤细胞的数量呈正相关, 使得能够通过生物发光现象原位动态地观察肿瘤细胞的迁移、生长、增殖过程, 为评价抗肿瘤药物的有效性提供了一种强有力的工具[7]。Galkin等[8]利用生物发光原理研究TAE684分子对淋巴瘤的抑制作用, 发现TAE684能够抑制淋巴瘤细胞增殖。尽管生物发光活体成像在研究生物过程中具有非侵入性、可实时跟踪监控、极高的信噪比、信号强度与细胞增殖呈正相关等独特优势, 但自身也有很多局限性。常见的荧光素酶包括萤火虫荧光素酶、Renilla荧光素酶、磕头虫荧光素酶和Gaussia荧光素酶, 多数生物发光是蓝色、绿色发光, 不适合深层组织的活体生物发光成像。生物发光活体成像需要改变实验对象的遗传基因, 目前仅限于模型动物研究, 不太可能直接应用于人体[7]。

3 上转换发光成像

典型的荧光过程是一个线性过程, 具有Stokes位移现象, 即吸收一个较短波长的光子, 发射一个较长波长的光子。从能量的角度来说, 典型荧光团的发射光能量要小于激发光能量。与此不同的是, 上转换发光过程 (upconversion) 是一个非线性反Stokes过程, 它能够把较低能量的激发光转换为较高能量的光发射。上转换发光过程需要1个以上光子的参与。多光子激发造成上转换发光过程的激发光光子能量小于发射光光子能量, 造成激发光波长比发射光波长更长[9]。上转换纳米颗粒的基本结构一般是将过渡金属元素、稀土元素或锕系元素掺杂进入无机晶体基质的晶格中。因为大多数稀土元素 (除La、Ce、Yb、Lu外) 具有多个亚稳态能级, 稀土元素成为目前占据主导地位的上转换掺杂元素。基质材料能够很大程度上决定上转换发光的性质和效率。共掺杂Yb (Ⅲ) /Er (Ⅲ) 或Yb (Ⅲ) /Tm (Ⅲ) 的NaYF4纳米颗粒具有最高的上转换发光效率[10,11]。在980nm近红外光激发下, NaYF4:Yb, Er的上转换发光位置位于407nm、521nm、539nm、651nm。NaYF4:Yb, Tm的上转换发光位置位于450nm、479nm、649nm[12]。

体外及活体实验均表明稀土掺杂的上转换发光纳米颗粒具有很好的生物相容性, 因此, 上转换发光纳米颗粒比量子点更适合用于生物成像应用。在近红外区, 生物组织几乎没有自发荧光, 而上转换发光纳米颗粒可以被低能量的近红外光激发, 这样不仅减小了对生物体造成的光损伤, 改善了光学信号的组织穿透性, 还有效地回避了与传统荧光团活体成像相关的大部分问题。上转换发光纳米材料即使经过数小时的持续激发仍然能够保持很好的光稳定性。另外, 上转换发光纳米材料不像量子点那样存在间歇发光或闪烁现象, 故可以观察单个颗粒的发光成像[13]。上转换发光纳米材料面临的最大问题是上转换发光效率普遍较低, 通常是用980nm的激光激发。一旦通过纳米技术解决这一问题, 上转换纳米发光材料是最有可能应用于人体的纳米发光探针。

作为一种新型的成像对比剂, 上转换发光纳米颗粒已应用于多种体内外成像实验中。Chatteriee等[14]的研究结果表明, 聚乙烯亚胺包裹的50nm的NaYF4:Yb, Er纳米颗粒可以应用于大鼠深层组织成像。Idris等[15]应用上转换纳米颗粒标记跟踪移植的细胞。以上研究提示上转换纳米颗粒在活体生物成像和活体诊断方面具有巨大的应用潜力。

4 时间分辨发光成像

荧光寿命是指荧光分子被激发到激发态之后, 在发射光子产生荧光之前停留在激发态的平均时间。常见的生物内源荧光团 (自发荧光) 、荧光染料、荧光蛋白、量子点等的荧光寿命非常短, 一般在纳秒数量级, 而发光稀土配合物的荧光寿命却长好几个数量级, 可以达到微秒 (Yb、Nd) 、毫秒 (Tb、Eu) 数量级 (表1) [16]。利用飞秒激光技术和长寿命荧光探针, 在关闭激发光一定时间之后, 短寿命的背景荧光已经衰减完毕, 而长寿命的荧光探针还在继续发射光子, 此时采集荧光信号可以有效地屏蔽背景荧光信号。人们很早就认识到荧光寿命是成像方法中一个十分有用的荧光参数, 荧光寿命可以在任何使用荧光现象的场合得到应用。但是由于需要借助高速电子设备和数据分析计算设备, 直到20世纪末出现了更高级的仪器和激光技术 (如瞬态荧光光谱仪、高灵敏度CCD相机和飞秒激光技术等) 之后, 时间分辨荧光成像的概念才开始出现[16]。目前, 时间分辨已经可以借助各种各样的新型技术来实现, 如单光子和双光子显微镜、内镜、断层扫描等。基于时间分辨原理的各种应用报道开始大量出现。由于稀土配合物的荧光寿命长, 所以大量的时间分辨报道集中于稀土配合物。尽管稀土发光配合物具有荧光寿命长、量子产率高、发射峰位置固定且很窄、发射光谱多样 (Tb绿光, Eu红光, Nd、Er等近红外发光) 等优点, 但由于稀土配合物的激发光通常在紫外光区, 而紫外光组织穿透性差, 会造成生物组织光损伤, 并不适合小动物活体成像, 所以目前的时间分辨荧光成像仍主要停留在体外细胞成像实验[17]。但通过调节配体的化学结构, 使稀土发光配合物的激发光延长到可见光区[18]。Sun等[19]制备的新型近红外发光稀土配合物的激发光可以从紫外光区延伸到>500nm的可见光区。一旦稀土配合物的激发光能够高效地延伸到可见光区, 应用于小动物活体的时间分辨荧光成像必将取得巨大突破。

5 长余辉发光成像

长余辉发光材料有超长的发光寿命, 目前多种颜色包括蓝色、绿色、红色长余辉发光材料生成工艺成熟, 已经实现商品化。经可见光激发并移除激发光源后, 其长余辉发光时间可持续达数小时到十几小时。随着纳米科技的快速发展, 纳米尺寸的长余辉发光材料开始出现并不断拓宽长余辉发光材料的应用领域[20,21,22]。Chermont等[23]于2007年首先用分级法从溶胶凝胶法制备的近红外长余辉发光材料Ca0.2Zn0.9Mg0.9Si2O6:Eu, Dy, Mn中分离出少量纳米粉体, 并将其用于小鼠活体发光成像。Maldiney等[24]报道了近红外发光亮度更高的长余辉发光材料CaMgSi2O6:Eu, Mn, Pr的余辉发光亮度是Ca0.2Zn0.9Mg0.9Si2O6:Eu, Dy, Mn的4倍, 提示可以在小鼠体内观察更长时间。

长余辉发光纳米材料可以将发光材料的激发和发射过程分开, 这样不仅可以有效地避免激发光产生的生物自发光产生的背景, 提高信噪比, 还可以避免激发光对实验动物造成的光损伤。但是, 长余辉材料一般需要在高温条件下制备, 难以制备单分散的、水溶性的、纳米尺寸的长余辉材料, 而且高温制备的长余辉材料缺乏能够连接功能分子的活性基团。这些问题都极大地阻碍了长余辉发光材料在生物医学领域的应用。

6 多模式联合成像

活体光学成像技术组织穿透性差, 三维空间分辨率低, 但如果将活体光学成像与解剖学成像方法 (如MRI和CT等) 联合使用, 将有助于弥补光学成像的不足, 并提供相互补充的信息。基于此, 多功能探针日益引起各国学者的密切关注, 相关研究报道日益增多, 如荧光-MRI双模式成像[25]、上转换发光-MRI双模式成像[26]、荧光-PET双模式成像[27]、荧光-SPECT双模式成像[28]。实际上, 多模式联合成像是最有可能成为光学成像最终应用于临床的应用方式。

7 结束语

V波段波导-微带探针转换器设计 篇7

本文设计了一种波导-微带探针转换器结构, 在高频仿真软件HFSS中优化仿真的基础上, 加工制作了实物样件。实测结果与软件仿真结果相符, 符合工程要求。

1 模型结构分析

波导-微带探针转换器是波导-微带转换器结构中的一种, 是从同轴探针发展而来, 实质上是通过一段起耦合探针作用的微带线将波导中的电场耦合到微带线上[2]。矩形波导中探入一段微带探针短路活塞, 恰好使探针处于波导内电场最强位置, 微带探针经一段高阻抗线变换到50Ω微带线上, 实现了波导到微带的转换。波导-微带探针过渡又可分为两种形式, 一种为基片表面与波导中波传播方向垂直, 另一种为基片表面与波导中波传播方向平行, 如图1和图2所示[2]。

波导中短路面和微带探针的距离应为λ/4, 这样保证探针处于波导中电场最强位置。探针利用一段起耦合作用的微带线将波导中的电磁场耦合到微带上。同时还需适当选择耦合腔的尺寸以抑制高次模的影响。在耦合腔处用一段长度为λ/4的阻抗变化微带线将阻抗变至50Ω[3]。过渡性能的好坏主要取决于插入波导内部探针的长度、宽度, 与短路面的距离, 以及λ/4阻抗变换线的长度、宽度和耦合腔尺寸有关[4,5]。

2 模型设计及仿真

针对波导-微带探针转换器的实际使用频率50~60 GHz, 使用HFSS三维电磁场仿真软件建模并对影响过渡性能较大的参量进行优化仿真分析。波导的尺寸采用V波段BJ620标准矩形波导尺寸 (3.759 mm×1.88 mm) ;介质基片选用相对介电常数3.78的Quartz glass材料, 微带线厚度为0.127 mm, 微带线金属层厚度为0.004 mm。根据实际使用的工作频率50~60 GHz, 可计算出50Ω微带线 (中心频率为55 GHz) 的宽度约为0.27 mm。在HFSS中建立模型, 如图3所示。

对影响转换器的主要尺寸进行优化分析, 仿真结果如图4和图5所示。

从仿真结果可看出, 在50~60 GHz, 转换器插入损耗<0.25 d B, 输入驻波<1.25。此时探针到短路面的距离L=1.46。耦合线尺寸:长度d1=0.38, 宽度w1=0.78。匹配线尺寸:长度d2=1.85, 宽度w2=0.15。

实际的加工过程中, 微带线的加工误差会对转换器指标造成影响[6], 本文选用薄膜技术制作微带探针, 其金属薄膜采用CVD技术[7]制作, 金属原子溅射到图形上, 其精度可达0.1 nm, 完全满足转换器对微带线的精度要求;在实际装配过程中, 微带线的安装位置误差也会对转换器的指标造成影响, 本文在转换器结构设计时, 将微带线耦合波导段延伸至波导壁中, 设置定位槽, 并通过机械加工精度以及高精度的微带线一同保证微带装配的精确度。

3 样件制作及测试

根据仿真所得数据进行了样件制作。为了能方便测试V波段波导-微带探针转换器的过渡性能, 采用背靠背的测试结构, 即波导-微带-波导结构[8,9,10], 实物如图6所示。

使用测试频率达75 GHz的Agilent8757D矢量网络分析仪测试样件, 此时测得的插入损耗为两个转换器与一段微带线插入损耗之和。样件的实测结果如图7所示, 扣除中间一段约40 mm的微带传输线损耗后, 在50~60 GHz频率范围内单个波导-微带探针转换器的插入损耗约为0.5 d B。

4 结束语

本文设计了一种频率为50~60 GHz的波导-微带探针转换器, 并进行了模型仿真和优化, 实物加工及测试。从仿真和实测结果分析, 该转换器具有插入损耗小、体积小、结构简单的优势, 并可在毫米波混合集成电路如收发组件, 功率合成放大网络等方面得到广泛应用。

摘要：采用高频仿真软件HFSS仿真设计了V波段E面探针方式的波导-微带探针转换器结构, 并加工制作了实物样件。经测试样件实测结果表明, 在频率5060 GHz的范围内, 转换器的插入损耗<0.5 dB, 与仿真结果基本吻合, 适合广泛工程应用。

关键词：V波段,波导-微带探针转换器,HFSS仿真

参考文献

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自制冲洗探针治疗婴儿鼻泪管阻塞 篇8

1 资料和方法

1.1 一般资料

在所治疗的689例 (739眼) 中, 男390眼, 女349眼, 左410眼, 右329眼。年龄最小15d, 最大7岁。术前均用生理盐水冲洗泪道检查, 证实为鼻泪管阻塞及浓分泌物多少的情况, 是单纯性鼻泪管阻塞, 还是鼻泪管阻塞并发泪囊炎。

1.2 治疗方法

1.2.1 保守治疗:

保守治疗456例, 有135例治愈, 余有321例而后行泪道冲洗探通术, 局部按摩+滴抗菌素眼药水, 按摩内眦泪囊区, 上下挤压, 直到无分泌物可排除。一方面有利于滴眼液进入泪囊, 增加抗炎效果, 另一方面利用挤压分泌物冲破哈氏膜, 达到治疗效果。

1.2.2 手术方法:

保守治疗无效者可采用泪道冲洗探通术。 (1) 冲洗泪道:为了避免因头部晃动损伤泪囊, 用口腔科钻头先去尖而后磨钝再抛光的尼龙管头皮静脉针5号冲洗, 探针插入泪小管后将尼龙管用胶布固定于头部进行冲洗。 (2) 泪道探通:爱尔凯因2滴滴眼, 结膜及泪小点表面麻醉扩张泪小点, 用去尖磨钝的7号腰穿针做探针, 先插入下泪小点水平方向推进6mm, 达鼻骨转90°, 然后垂直向下, 后自上端注气无明显阻力说明探针已达鼻腔, 滞留1min后缓慢注入生理盐水, 注意有无吞咽动作, 边注水边拔针, 将鼻泪管中分泌物、细胞碎屑等冲洗干净, 次日再行一次泪道冲洗。术后教患儿家长局部按摩方法, 局部点眼药妥步霉素眼药水, 每日4次。如形成假道暂停冲洗, 口服抗菌素预防感染, 局部点抗菌素眼药水, 待1个月后再次探通。

2 结果

2.1 疗效标准

(1) 治愈:溢泪及眼部分泌物消失, 冲洗泪道畅通。 (2) 无效:泪道及眼部分泌物存在, 泪道不通。

2.2 治疗效果

1个月46眼, 全部治愈;1～12个月, 519眼治愈490眼;1～3岁104眼, 治愈94眼;4～7岁70眼, 治愈58眼 (见表1) 。可见年龄越小治愈率越高。

3 讨论

婴幼儿鼻泪管阻塞是由于鼻泪管管道化过程缺陷造成的。足月婴儿应有6%鼻泪管阻塞, 阻塞最多的在下口, 有的是上皮碎屑阻塞, 有的是因管道化不完全形成皱襞、瓣膜或黏膜阻隔, 使鼻泪管阻塞或狭窄, 泪液长期潴留所继发感染形成泪囊炎[2]。新生儿泪囊炎可以继发结膜炎、角膜炎、泪囊周围组织炎、湿疹性睑缘炎及皮疹, 危及患儿健康。婴幼儿鼻泪管阻塞治疗时机的选择[3], 曾云等报道:婴幼儿鼻泪管探通术最佳时机是6个月以内[4]。本组出生后1个月内治愈率为100%, 3岁以上仅为82.9%, 可见随着年龄的增长, 一次治愈率下降, 笔者体会治疗最佳时机为出生后3个月。因为3个月内婴儿易固定, 不易因惊吓而留后遗症, 3个月内婴儿病程短, 鼻泪管下口哈式膜较薄易于操作。

鼻泪管探通术在操作时要注意以下几点:动作轻柔, 避免产生副损伤及假道;冲洗时要缓慢, 冲洗时见婴儿有吞咽动作或见鼻孔有少量液体流出应立即停止;冲洗液不易过多, 避免吸入性肺炎产生, 故不能用全麻;要用小儿专用泪道探通冲洗器械[5]。

用尼龙管头皮静脉针进行冲洗, 避免了针头因注射器加水更换冲洗液而反复进入泪小管;注水时也不必担心婴儿头部摆动损伤泪小管;用腰穿针做的探针可注气和注水, 使探通冲洗一次完成, 充气可检验探针是否进入鼻腔, 且可减少注水量[6]。自制特别针头冲洗的优点有:针末端进入泪点后可直达泪囊部, 推出的冲洗液既在泪囊内对鼻泪管有较直接的压力, 而且针末端是直的推出的液体, 压力可以比一般弧形针的冲力较大, 同时选用7号腰麻针其管径稍粗, 送出的水柱也较大, 三者的协同作用, 可达到冲破鼻泪管阻塞部的效果。

参考文献

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探针结构 篇9

目前大庆油田产出剖面持水率测试主要采用阻抗法、电容法、同轴线相位法等, 其持水率测量都是基于均匀混合介质, 进行取平均值的线性模拟方法, 而电导探针产出剖面测井仪测量持水率是采用不同于以往思路的一种新方法, 其是能够同时测量含水率与流量的一种新型产出剖面测井仪器。本文简要介绍了仪器的测量原理, 并对仪器在现场上井实验数据进行分析。通过现场实验证明电导探针产出剖面测井仪对于中高含水油田具有较高的适用性。

1 基本原理

电导探针产出剖面测井仪主要由电路筒、电导探针持水率计、涡轮流量计、伞式集流器和电机驱动等部分组成。流量的测量是采用涡轮流量计进行体积流量的测量。含水率测量是当仪器的探针接触到油泡或水泡时, 每个探针产生不同的二进制输出信号, 信号上传到测井软件中进行处理分析。测量方法:采用一个适当的采集时间, 得出各探针的局部持水率, 经计算可以得出平均持水率曲线。然后再通过模拟井的含水率与持水率的标定图版进行解释, 进而得到含水率。

2 现场应用

2.1 仪器准确性分析

2G172-S153井口量油:50 m3/d, 化验含水:91.2%, 实测产量为52.4 m3/d, 解释含水为51.8%;N2-4-B455井口量油:64.8 m3/d, 化验含水:94.8%, 实测产量为68.8 m3/d, 解释含水为96.1%。通过图1和图2可以看出, 电导探针仪器测量的资料可以准确地与地质部门给出的产量和含水相符合, 说明了仪器测量的精确率是很高的。通过以上分析可以看出, 仪器在井口化验含水在90%及以上含水率范围内有很强的适用性;在井口化验含水80%~90%之间含水率范围内分辨率高;仪器在80%含水率以下范围受产气影响。

2.2 仪器一致性分析

图3为井号N8-1-332通过三只电导探针仪器测量的分层解释。为了验证测井仪的一致性, 测量先后分别用1#、3#、6#仪器进行分层流量和含水测量, 通过同一口井中三支仪器测井的数据对照可以得出, 不同仪器测量的流量和含水结果相差很小, 说明三支仪器测量的一致性很好。

2.3 对电导探针仪器影响的因素

产气的影响:主要表现为流量偏高, 持水率偏低。对于产气量大的井, 在探针仪器测量完成后, 可以用压差密度仪器或三相流仪器进行校正, 消除井下脱气的影响, 解释结果更加符合实际情况。

涡轮的影响:涡轮主要表现为涡轮响应为零。该情况多出现于产沙多的井, 涡轮沙卡, 涡轮度数为零, 影响含水率的计算。所以在产沙多的井中, 仪器下井应在短距离的较深后, 就开始进行探针仪器的点测。从而减少涡轮沙卡的情况出现。

3 结论