参考下:
进入21世纪后,特别在我国加入WTO后,国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业,温湿度是影响纺织品质量的重要因素,但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙,十分落后,绝大多数仍在使用干湿球湿度计,采用人工观测,人工调节阀门、风机的方法,其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里,则基本上凭经验,很少有人使用湿度传感器。值得一提的是,随着农业向产业化发展,许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式,采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战,并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚,种植反季节蔬菜,花卉;养殖业对环境的测控也日感迫切;调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座,自动化程度较高,成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术,一般先搞调温、调光照,控通风;第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外,国家粮食储备工程的大量兴建,对温湿度测控技术提也提出了要求。
但目前,在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度环境下。在需要特殊环境下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”!例如在上面提到纺织印染行业,食品行业,耐高温材料行业等,都需要在高温情况下测量湿度。一般情况下,印染行业在纱锭烘干中,温度能达到120摄氏度或更高温度;在食品行业中,食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右;耐高温材料,如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。在这些情况下,普通的湿度传感器是很难测量的。
高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上,用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极,再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中,因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化,此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性,除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外,还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点,液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T=5℃时为78.36,在T=20℃时为79.63。有机物ε与温度的关系因材料而异,且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势,某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为:高分子聚合物具有较小的介电常数,如聚酰亚胺在低湿时介电常数为3.0一3.8。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后,由于水分子偶极距的存在,大大提高了吸水异质层的介电常数,这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变 化,使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器,高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升,介质膜厚d增加,对C呈负贡献值;但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加,即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配,在不同的湿度范围温漂不同;在不同的温区呈不同的温度系数;不同的感湿材料温度特性不同。总之,高分子湿度传感器的温度系数并非常数,而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。
国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂,产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极,再喷镀感湿介质材料(如前所述)形式平整的感湿膜,再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系,线性度约±2%。虽然,测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想,在工业领域使用,寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。
陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温,湿度滞后,响应速度快,体积小,便于批量生产,但由于多孔型材质,对尘埃影响很大,日常维护频繁,时常需要电加热加以清洗易影响产品质量,易受湿度影响,在低湿高温环境下线性度差,特别是使用寿命短,长期可靠性差,是此类湿敏传感器迫切解决的问题。
当前在湿敏元件的开发和研究中,电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域,其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点,氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史,有着多种多样的产品型式和制作方法,都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。
氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料,在众多的感湿材料之中,首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件,氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。
氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆,以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高,产品性能不断得到改善,氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的,也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中,经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。
在国内九纯健科技依托于国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向,生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器,自动化仪表等产品,在吸取了国内外此项技术的成功经验的同时,努力克服传统产品存在的各项弱点,取得实质性进展。产品选用了Al2O3及SiO2陶瓷基片为衬底,基片面积大大缩小,采用特殊的工艺处理,耐湿性和粘覆性均大大提高。使用烧结工艺,在衬底集片上烧结5个9的工业纯金制成的梳妆电极,氯化锂感湿混合液使用新产品添加剂和固有成份混合经过特殊的老化和涂覆工艺后,湿敏基片的使用寿命和长期稳定性大大提高,特别是耐温性达到了-40℃-120℃,以多片湿敏元件组合的独特工艺,是传感器感湿范围为1%RH-98%RH,具备了15%RH范围以下的测量性能,漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平,使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统,先对对被测气体采样,然后降温检测并确保绝对湿度的恒定,使探头耐温范围提高到600℃左右,大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。现在,不采用任何装置直接测量150度以内环境中的湿度的分体式高温型温湿度传感器JCJ200W已成功应用在木材烘干,高低温试验箱等系统中。同时,JCJ200Y产品能耐温高达600度,也已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统、特殊陶瓷材料的自动烘干系统、出口大型烘干机械等方面,并表现出良好的效果,为国内自动化控制域填补了高温湿度测量的空白,为我国工业化进程奠定了一定基础。
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霍尔器件具有许多优点,它们的结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。
霍尔线性器件的精度高、线性度好;霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高(可达μm级)。取用了各种补偿和保护措施的霍尔器件的工作温度范围宽,可达-55℃~150℃。
按照霍尔器件的功能可将它们分为: 霍尔线性器件 和 霍尔开关器件 。前者输出模拟量,后者输出数字量。
按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性,后者是检测受检对象上人为设置的磁场,用这个磁场来作被检测的信息的载体,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制。
一 霍尔器件的工作原理
在磁场作用下,通有电流的金属片上产生一横向电位差如图1所示:
这个电压和磁场及控制电流成正比:
VH=K╳|H╳IC|
式中VH为霍尔电压,H为磁场,IC为控制电流,K为霍尔系数。
在半导体中霍尔效应比金属中显著,故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。
用霍尔器件,可以进行非接触式电流测量,众所周知,当电流通过一根长的直导线时,在导线周围产生磁场,磁场的大小与流过导线的电流成正比,这一磁场可以通过软磁材料来聚集,然后用霍尔器件进行检测,由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系,因此可利用霍尔器件测得的讯号大小,直接反应出电流的大小,即: I∞B∞VH
其中I为通过导线的电流,B为导线通电流后产生的磁场,VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时,可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。
二 霍尔传感器的应用
1 霍尔接近传感器和接近开关
在霍尔器件背后偏置一块永久磁体,并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内,做成一个探头,将霍尔器件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来,构成如图1所示的接近传感器。它们的功能框见图19。(a)为霍尔线性接近传感器,(b)为霍尔接近开关。
图1 霍尔接近传感器的外形图
a)霍尔线性接近传感器
(b)霍尔接近开关
图2 霍尔接近传感器的功能框图
霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数,黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、角度检测等。
霍尔接近开关主要用于各种自动控制装置,完成所需的位置控制,加工尺寸控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测等等。3.2.7霍尔翼片开关
霍尔翼片开关就是利用遮断工作方式的一种产品,它的外形如图20所示,其内部结构及工作原理示于图21。
图3 霍尔翼片开关的外形图
2 霍尔齿轮传感器
如图4所示,新一代的霍尔齿轮转速传感器,广泛用于新一代的汽车智能发动机,作为点火定时用的速度传感器,用于ABS(汽车防抱死制动系统)作为车速传感器等。
在ABS中,速度传感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意图如图23所示。图中,1是车速齿轮传感器;2是压力调节器;3是控制器。在制动过程中,控制器3不断接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理,得到车辆的滑移率和减速信号,按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令,调节器及时准确地作出响应,使制动气室执行充气、保持或放气指令,调节制动器的制动压力,以防止车轮抱死,达到抗侧滑、甩尾,提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。在这个系统中,霍尔传感器作为车轮转速传感器,是制动过程中的实时速度采集器,是ABS中的关键部件之一。
在汽车的新一代智能发动机中,用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度,以提供更准确的点火时间,其作用是别的速度传感器难以代替的,它具有如下许多新的优点。
(1)相位精度高,可满足0.4°曲轴角的要求,不需采用相位补偿。
(2)可满足0.05度曲轴角的熄火检测要求。
(3)输出为矩形波,幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时,会降低成本。
用齿轮传感器,除可检测转速外,还可测出角度、角速度、流量、流速、旋转方向等等。
图4 霍尔速度传感器的内部结构
1. 车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器
2. 图4 ABS气制动系统的工作原理示意图
3 旋转传感器
按图5所示的各种方法设置磁体,将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。霍尔电路通电后,磁体每经过霍尔电路一次,便输出一个电压脉冲。
(a)径向磁极(b)轴向磁极(c)遮断式
图5 旋转传感器磁体设置
由此,可对转动物体实施转数、转速、角度、角速度等物理量的检测。在转轴上固定一个叶轮和磁体,用流体(气体、液体)去推动叶轮转动,便可构成流速、流量传感器。在车轮转轴上装上磁体,在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路,可制成车速表,里程表等等,这些应用的实例如图25所示。
图6的壳体内装有一个带磁体的叶轮,磁体旁装有霍尔开关电路,被测流体从管道一端通入,推动叶轮带动与之相连的磁体转动,经过霍尔器件时,电路输出脉冲电压,由脉冲的数目,可以得到流体的流速。若知管道的内径,可由流速和管径求得流量。霍尔电路由电缆35来供电和输出。
图6 霍尔流量计
由图7可见,经过简单的信号转换,便可得到数字显示的车速。
利用锁定型霍尔电路,不仅可检测转速,还可辨别旋转方向,如图27所示。
曲线1对应结构图(a),曲线2对应结构图(b),曲线3对应结构图(c)。
图7 霍尔车速表的框图
图8 利用霍尔开关锁定器进行方向和转速测定
4 在大电流检测中的应用
在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理(例如可控核聚变)试验装置中都有许多超大型电流用电设备。用多霍尔探头制成的电流传感器来进行大电流的测量和控制,既可满足测量准确的要求,又不引入插入损耗,还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图9示出一种用于DⅢ-D托卡马克中的霍尔电流传感器装置。采用这种霍尔电流传感器,可检测高达到300kA的电流。
图9(a)为G-10安装结构,中心为电流汇流排,(b)为电缆型多霍尔探头,(c)为霍尔电压放大电路。
(a)G�10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路
图9 多霍尔探头大电流传感器
图10霍尔钳形数字电流表线路示意图
图11霍尔功率计原理图
(a)霍尔控制电路
(b)霍尔磁场电路
图12霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器
图13霍尔电度表功能框图
图14霍尔隔离放大器的功能框图
5 霍尔位移传感器
若令霍尔元件的工作电流保持不变,而使其在一个均匀梯度磁场中移动,它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位移量Z来决定。图15示出3种产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器的输出特性曲线,将它们固定在被测系统上,可构成霍尔微位移传感器。从曲线可见,结构(b)在Z<2mm时,VH与Z有良好的线性关系,且分辨力可达1μm,结构(C)的灵敏度高,但工作距离较小。
图15 几种产生梯度磁场的磁系统和几种霍尔位移传感器的静态特性
用霍尔元件测量位移的优点很多:惯性小、频响快、工作可靠、寿命长。
以微位移检测为基础,可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。
6 霍尔压力传感器
霍尔压力传感器由弹性元件,磁系统和霍尔元件等部分组成,如图16所示。在图16中,(a)的弹性元件为膜盒,(b)为弹簧片,(c)为波纹管。磁系统最好用能构成均匀梯度磁场的复合系统,如图29中的(a)、(b),也可采用单一磁体,如(c)。加上压力后,使磁系统和霍尔元件间产生相对位移,改变作用到霍尔元件上的磁场,从而改变它的输出电压VH。由事先校准的p~f(VH)曲线即可得到被测压力p的值。
图16 几种霍尔压力传感器的构成原理
7 霍尔加速度传感器
图17示出霍尔加速度传感器的结构原理和静态特性曲线。在盒体的O点上固定均质弹簧片S,片S的中部U处装一惯性块M,片S的末端b处固定测量位移的霍尔元件H,H的上下方装上一对永磁体,它们同极性相对安装。盒体固定在被测对象上,当它们与被测对象一起作垂直向上的加速运动时,惯性块在惯性力的作用下使霍尔元件H产生一个相对盒体的位移,产生霍尔电压VH的变化。可从VH与加速度的关系曲线上求得加速度。
图17 霍尔加速度传感器的结构及其静态特性
三 小结
目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段,正越来越受到人们的重视,应用日益广泛。
1 引 言
磁性纳米粒子是近年来发展起来的一种新型材料,因其具有独特的磁学特性,如超顺磁性和高矫顽力,在生物分离和检测领域展现了广阔的应用前景[1]。同时,因磁性氧化铁纳米粒子具有小尺寸效应、良好的磁导向性、生物相容性、生物降解性和活性功能基团等特点[2~4], 在核磁共振成像、靶向药物、酶的固定、免疫测定等生物医学领域表现出潜在的应用前景[5~7]。但由于其较高的比表面积,强烈的聚集倾向,所以通常对其表面进行修饰,降低粒子的表面,能得到分散性好、多功能的磁性纳米粒子。对磁性纳米粒子的表面进行特定修饰,如果在修饰后的粒子上引入靶向剂、药物分子、抗体、荧光素等多种生物分子,可以改善其分散稳定性和生物相容性, 以实现特定的生物医学应用。此外,适当的表面修饰或表面功能化还可以调节磁性纳米粒子表面的反应活性[8],从而使其应用在细胞分离、蛋白质纯化、核酸分离和生物检测等领域。本文介绍了磁性氧化铁纳米粒子的制备方法, 比较了各种制备方法的优缺点,并对其在生物分离及检测中应用的最新进展进行了评述。
2 磁性氧化铁纳米粒子的合成方法
磁性纳米粒子的制备是其应用的基础。目前已发展了多种合成和制备方法,如共沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法和微乳液法等,上述方法均可制备高分散、粒度分布均匀的纳米粒子,并能方便地对其表面进行化学修饰,这些方法的优点和缺点见表1。
在这些合成方法当中,共沉淀法是水相合成氧化铁纳米粒子最常用的方法。该方法制备的磁性纳米颗粒具有粒径小,分散均匀,高度生物相容性等优点,但制得的颗粒存在形状不规则,结晶差等缺点。通过在反应体系中加入柠檬酸,可得到形状规则、分散性好的纳米粒子。利用这种方法合成的磁性纳米材料被广泛应用在生物化学及生物医学等领域[9]。微乳液法制备纳米粒子,产物均匀、单分散,可长期保持稳定,通过控制胶束、结构、极性等,可望从分子规模来控制粒子的大小、结构、特异性等。微乳液合成的磁性纳米粒子仅溶于有机溶剂,其应用受到限制。通常需要在磁性纳米粒子的表面修饰上亲水分子,使其溶于水,从而能应用于生物、医学等领域。
热分解法是有机相合成氧化铁纳米粒子最多也是最稳定的方法。利用热分解法制备的纳米Fe3O4颗粒产物具有好的单分散性,且呈疏水性,可以长期稳定地分散于非极性有机溶剂中。该方法合成的氧化铁纳米粒子虽然具有粒径均一的特点,但必须在其表面偶联亲水性及生物相容性好的生物分子或制备成核壳结构,才可用于生物医学领域。表1 磁性氧化铁纳米粒子的制备方法(略)
此外,绿色化学和生物方法合成氧化铁纳米粒子也备受关注[28,29]。磁性氧化铁纳米粒子除具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应等纳米粒子基本特性外,它同时还具有超顺磁特性、类酶催化特性和生物相容性等特殊性质,因此在医学和生物技术领域中的应用引起了人们的广泛兴趣。
3 磁性氧化铁纳米材料在生物分离与生物检测的应用
3.1 磁性氧化铁纳米材料在生物分离的应用
磁性氧化铁纳米粒子可以通过外界磁场来控制纳米粒子的磁性能,从而达到分离的目的,如细胞分离[30,31]、蛋白分离[32] 和核酸分离[33]等。此外磁性氧化铁纳米粒子由于兼有纳米、磁学和类酶催化活性等性能,不仅能够实现被检测物的分离和富集,而且能够使检测信号放大,在生物分析领域也都具有很好的应用前景[34,35]。磁性纳米粒子(MNP)能够应用于这些领域主要基于它的表面化学修饰,包括非聚合物有机固定、聚合物有机固定、无机分子固定及靶向配体修饰等[36](图1)。纳米粒子表面功能化修饰是目前研究的热点。
3.1.1 磁性氧化铁纳米材料在细胞分离方面的应用
细胞分离技术的目的是快速获得所需目标细胞。传统细胞分离技术主要根据细胞的大小、形态以及密度的差异进行分离,如采用微滤、超滤以及超离心等方法。这些方法操作简单,但是特异性差,而且存在纯度不高、制备量偏小、影响细胞活性等缺点,因此未能被广泛地用于细胞的纯化研究[37]。近年来,随着对磁性纳米粒子研究的深入,人们开始利用磁性纳米粒子来分离细胞[38,39]。如磁性氧化铁纳米粒子在其表面接上具有生物活性的吸附剂或配体(如抗体、荧光物质、外源凝结素等),利用它们与目标细胞的特异性结合,在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对其种类、数量分布进行研究。张春明等[40]运用化学连接方法将单克隆抗体CD133连接到SiO2/Fe3O4复合粒子的表面得到免疫磁性Fe3O4纳米粒子,利用它分离出单核细胞和CD133细胞。经培养后可以看出,分离出来的CD133细胞与单核细胞一样,具有很好的活性,能够正常增殖形成集落,并且在整个分离过程中对细胞的形态以及活性没有明显的毒副作用,这与Kuhara等[30]]报道的采用磁分离技术分离CD19+和CD20+细胞的结果一致。Chatterjee等[39]采用外源凝结素分别修饰聚苯乙烯包被的磁性Fe3O4微球和白蛋白磁性微球,利用凝结素与红细胞良好的结合能力,快速、高效的分离了红细胞。此外,磁性粒子在分离癌细胞和正常细胞方面的动物实验也已获得成功。
3.1.2 磁性氧化铁纳米材料在蛋白质和核酸分离中的应用
利用传统的生物学技术(如溶剂萃取技术等)来分离蛋白质和核酸程序非常繁杂,而磁分离技术是分离蛋白、核酸及其他生物分子便捷而有效的方法。目前在外磁场作用下,超顺磁性氧化铁纳米粒子已广泛应用于蛋白质和核酸的分离。
Liu等[41]利用聚乙烯醇等表面活性剂存在下制备出共聚磁性高分子微球,表面用乙二胺修饰后用于分离鼠腹水抗体,得到很好的分离效果。Xu等[42]在磁性氧化铁纳米粒子表面偶联多巴胺分子,用于多种蛋白质的分离纯化。多巴胺分子具有二齿烯二醇配体,它可以与氧化铁纳米粒子表面配位不饱和的Fe原子配位,形成纳米颗粒多巴胺复合物,此复合物可以进一步偶联次氨基三乙酸分子(NTA),NTA分子可特异螯合Ni+,对于具有6×His标签的蛋白质的分离纯化方面表现出很高的专一性。Liu等[43]用硅烷偶联剂(AEAPS)对核壳结构的SiO2/Fe2O3复合粒子的表面进行处理,研究复合磁性粒子对牛血清白蛋白(BSA)的吸附情况,结果表明BSA与磁性复合粒子之间是通过化学键作用被吸附的,复合粒子对BSA的最大吸附量达86 mg/g,显示出在白蛋白的分离和固定上有很大的应用潜力。Herdt等[44]利用羧基修饰的吸附/解离速度快的核壳型(Fe3O4/PAA)磁性纳米颗粒与Cu2+亚氨基二乙酸(IDA)共价交联,通过Cu2+与组氨酸较强的亲和能力实现了组氨酸标记蛋白的选择性分离,分离过程如图2所示。
磁性纳米粒子也是核酸分子分离的理想载体[45]。DNA/mRNA含有单一碱基错位,它们的富集和分离在人类疾病诊断学、基因表达研究方面有着至关重要的作用。Zhao等[46]合成了一种磁性纳米基因捕获器,用于富集、分离、检测痕量的DNA/mRNA分子。这种材料以磁性纳米粒子为核,包覆一层具有生物相容性的SiO2保护层,表面再偶联抗生素蛋白维生素H分子作为DNA分子的探针,可以将10-15 mol/L DNA/mRNA有效地富集,并能实时监控产物。Tayor等[47]用硅酸钠水解法、正硅酸乙酯水解法制备SiO2/Fe2O3磁性纳米粒子并对DNA进行了分离。结果表明,SiO2功能化的Fe2O3磁性纳米粒子对DNA的吸附分离效果明显好于单独Fe2O3磁性纳米粒子的分离效果,但是其吸附机理有待进一步研究。
3.2 磁性氧化铁纳米材料在生物检测中的应用
3.2.1 基于磁学性能的生物检测
磁性氧化铁纳米粒子因其特有的磁导向性、小尺寸效应及其偶联基团的活性,兼有分离和富集地作用,使其在生物检测领域有广泛的应用。当检测目标为低含量的蛋白分子时,不能通过聚合酶链反应(PCR)对其信号进行放大,而磁微球与有机染料或量子点荧光微球结合可以对某些特异性蛋白、细胞因子、抗原和核酸等进行多元化检测,实现信号放大的作用。Yang等[48]采用一对分子探针分别连接荧光光学条码(彩色)和磁珠(棕色),对DNA(顶端镶板)和蛋白质(底截镶板)生物分子进行目标分析(图3)。如果目标DNA序列或蛋白存在,它将与两个磁珠结合一起,形成了一个三明治结构,经过磁选,光学条码可以在单磁珠识别目标水平下,通过分光光度计或是在流式细胞仪读出。通过此方法检测目标分子是基于数百万个荧光基团组成的微米尺寸光学条码信号的扩增而检测出来,其基因和蛋白的检出限可达到amol/L量级,甚至更低。
Nam等[49]利用多孔微粒法(每个微粒可填充大量条形码DNA)和金纳米微粒为基础的比色法生物条形码检测技术检测了人白细胞介素2(IL2),检出限可达到30 amol/L,比普通的酶联免疫分析技术的灵敏度高3个数量级。Oh等 [50]利用荧光为基础的生物条形码放大方法检测了前列腺特异性抗原(PSA)的水平,其检出限也低于300 amol/L,而且实现了快速检测。
在免疫检测中,磁性纳米粒子作为抗体的固相载体,粒子上的抗体与特性抗原结合,形成抗原抗体复合物,在磁力作用下,使特异性抗原与其它物质分离,克服了放免和酶联免疫测定方法的缺点。这种分离具有灵敏度高、检测速度快、特异性高、重复性好等优点。Yang等[51]通过反相微乳液法制备了粒径很小的SiO2包覆的Fe3O4磁性纳米粒子,生物分子通过诱导这些高单分散的磁性纳米粒子可用于酶的固定和免疫检测。Lange等[52]采用直接或三明治固相免疫法(生物素基化抗IgG抗体和共轭连接链霉素的磁性纳米粒子组成三明治结构)和超导量子干涉法(SQUID),研究它们在确定抗原、抗体相互作用免疫检测中的应用,结果表明特异性键合的磁性纳米颗粒的驰豫信号大小依赖于抗原(人免疫球蛋白G,IgG)的用量,这种磁弛豫(Magnetic relaxation)免疫检测方法得到的结果与广泛使用的ELISA方法的结果相当。
因磁性纳米粒子独特的性能,在生物传感器上也有潜在的应用前景。Fan等[53]在磁珠上偶联被检测物的一级抗体,在金纳米颗粒上连接二级抗体,两者反应后,利用HClNaClBr2将Au氧化为Au3+,催化发光胺(Luminol)化学发光,人免疫球蛋白G(IgG)的检出限可达2 × 10-10 mol/L ,实现了磁性纳米颗粒化学发光免疫结合的方法对IgG进行生物传感分析(图4)。
3.2.2 类酶催化特性在生物检测中的应用
Cao等[54]发现Fe3O4磁性纳米粒子能够催化H2O2氧化3,3',5,5'四甲基联苯胺(TMB)、3,3'二氨基联苯胺四盐酸盐(DAB)和邻苯二胺(OPD),使其发生显色反应,具有类辣根过氧化物酶(HRP)活性(图5),而且其催化活性比相同浓度的辣根过氧化物酶高40倍。并且Fe3O4磁性纳米粒子可以运用磁分离手段进行重复性利用,显著降低了生物检测的实验成本,利用此特性可进行多种生物分子的检测。
利用葡萄糖氧化酶(GOx)与Fe3O4磁性纳米粒子催化葡萄糖的反应(见式(1)和(2)),通过比色法检测葡萄糖,其检测的灵敏度达到5×10-5 ~ 1×10-3 mol/L 。由于Fe3O4磁性纳米粒子制备简单、稳定性好、活性高,成本低,因而比普通酶更有竞争优势,这也为葡萄糖的检测提供了高灵敏度和选择性的分析方法,在生物传感领域的应用上展现了巨大的潜能,为糖尿病人疾病的诊断提供了快速、灵敏的检测方法。然而要提高检测灵敏度,合成催化效率高的Fe3O4磁性纳米粒子及多功能磁性纳米粒子是关键。Peng等[56]用电化学方法比较了不同尺寸Fe3O4纳米粒子的催化活性发现,随着尺寸的变小,磁性纳米粒子的催化活性变高。Wang等[57]制备的单分散哑铃型PtFe3O4纳米粒子,由于本身尺寸和结构特点,可更大限度地提高催化活性。本研究组已经合成了分散性好和磁性高的氧化铁纳米粒子并对其进行了表征,利用其磁学和催化特性,已开展了葡萄糖等生物分子的检测,该方法的检出限达到1 μmol/L,具有灵敏度高、操作简便和成本低等优点[58]。
总之,Fe3O4磁性氧化铁纳米粒子不但具有显著的超顺磁性,而且具有类辣根过氧化物酶催化特性,可通过使用过氧化物敏感染料,设计了一系列(如乙肝病毒表面抗原等)的免疫检测模型[59],因此超顺磁性纳米粒子在生物分离和免疫检测领域具有广阔的应用前景。
4 结 语
随着纳米技术的迅速发展,磁性氧化铁纳米粒子的开发及其在生物医学、生物分析、生物检测等领域的潜在应用已经越来越受到重视,但同时也面临很多挑战和问题。(1)构建并制备尺寸小、粒径均一、分散性和生物相容性好及催化性能高的多功能磁性纳米粒子;(2)根据被检测生物分子的特点设计多功能磁性氧化铁纳米粒子,实现高灵敏度、特异性检测;(3)利用纳米氧化铁颗粒作为分子探针进行实时、在线、原位、活体和细胞内生物分子的检测。这些问题不仅是纳米材料在生物分子检测领域应用需要解决的难点,也是目前其进行生物分子检测研究的热点和重点。
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近年来,食品安全问题得到了全社会的关注,食品生物技术得到了更多的重视,下面是我整理的关于食品生物技术论文,希望你能从中得到感悟!
食品分析中的生物技术应用分析
摘要:随着人们对食品安全问题重视程度的与日俱增,食品检测领域的快速检测的技术越来越受到重视,而在该技术领域,生物检测技术作为一种新兴技术,其应用范围越来越广泛。现在,生物技术的发展更是突飞猛进,这必将促成生物检测方法的不断补充和完善。
关键词:食品分析 生物技术 应用分析
食品分析是食物营养评价和食品加工过程中质量保证体系的一个重要组成部分,它始终贯穿于食物资源的开发、食品加工与销售的全过程。随着人们生活水平的提高,特别是我国加入WTO后,我国食品走向世界的关税壁垒将逐渐被技术壁垒所取代,一方面,食品的功能性和安全性将越来越受到重视,对其分析精度和检测限的要求越来越高;另一方面,作为食品生产企业和政府监管机构,对食品品质的控制则要求能实现现场无损检测和快速检测,而对分析精度和检测限的要求则相对较低。因此,食品分析技术正向着省时、省力、廉价、减少溶剂、减少环境污染、微型化和自动化方向发展。
1 生物检测技术种类
1.1 生物酶技术。基于生物酶的食品安全生物检测技术具有较强的特异性,该技术是非常常用的生物检测技术,能够从代建样本中成功检测出残留农药和毒性微生物的准确含量。不仅如此,该技术还可跟其他技术相结合产生先进的检测技术,如,将该技术跟免检测技术,由于其优异的特性,已在食品安全领域检测的各个领域广泛使用。酶联免疫分析(ELISA)检测技术的最大优点就是准确度和敏感度都非常高,实验结果表明,采用该检测技术对蔬菜和瓜果类食品样本中的农药残留的检测限为0,对奶制品中各种除草剂残留的检测限为0。所以,世界粮农组织(FAO)已经向许多国家的食品安全检测部门大力推广该技术,美国的食品安全部门也将基于酶联免疫分析的食品安全检测技术作为检测农药残留的主要技术。
1.2 PCR技术。PCR(Polymemse Chain Reaction)的中文意思是聚合酶链式反应,是一种在体外快速扩增特定基因或DNA序列的方法。该技术最初的应用领域为基因克隆领域和转基因检测领域。但是,由于该技术具有众多优点,比如具有微量性、精确性等,使得该技术成功应用于其他领域。特别是随着对食品中微生物性质的了解,该技术在主要食品安全检测中显现出了广阔的应用前景。该技术最早应用于生物检测领域是在1992年,而应用于对食品安全的检测则要更晚,也就是最近几年才出现的,直到2002年国内才见相关技术应用干食品检测的文献报道。通过建立基于聚合酶链式反应技术的检测体系,对日常生活中人们常用的肉类、奶类和水产类食品中容易感染的致病性小肠耶尔森氏菌进行了检测试验,取得了较好的检测结果。研究人员进行不断改进,希望通过将基于PCR技术的生物检测技术跟其他方法相结合,找到一种全新的更加有效地食品检测方法。
1.3 生物芯片。随着全球经济一体化的迅速发展,世界主要经济大国对食品安全的重视,对进出口食品的卫生检疫已经成为各主要经济体的贸易壁垒。目前,世界上许多国家和地区,也都相继开展了基于生物芯片技术的食品检测技术的研制和开发工作。基于生物芯片的检测技术采用光导原位等方法,能够将检测样本中的生物大分子有序地固化于支持物表面,进而构成密集的分子排列,然后与已经过标记的待测样品中的靶分子进行杂交,最后通过对杂交信号的强度进行分析,能够非常快速、高效、准确地对待测样品中的中靶分子数量进行判断,因此可说,基于生物芯片的食品检测技术是现有检验、检疫领域中速度最快、适用范围最广的高新技术。所以,基于该技术的生物检测技术可以对食品的安全状态有一个科学、快速的了解。
1.4 生物传感器。基于生物传感器的检测技术是通过具有较高选择性的生物材料对各种有毒分子进行识别,当待检测样品中的毒性物质分子与识别材料结合后,把所产生的复合物通过信号转换器转变为光电信号后输出,进而得到对检测样品的检验结果。该项检测技术具有快速、准确、可靠的的优点,能够最大限度的满足食品安全检测领域的各种要求。因此,该项检测技术已经成功地应用于农产品的药物残留检测和病原菌检测等众多领域。当然,基于该项技术的食品检测体系还存在一定的缺陷,如该技术的使用寿命和检测稳定性还不尽如人意,使得该技术的商业化进程受到一定的制约。
2 具体应用实例的分析
2.1 食品中的药物残留检测。对于食品中残留的药物成分对人体的危害问题,已经引起了人们的广泛重视,因而对农产品中残留药物成分的分析技术也得到了快速发展。现在,在农产品中成功应用的药物残留检测技术是生物酶技术和生物传感器技术。用生物技术对药物残留进行检测的方式出现的更早,早在1989年,人们就开始用电流式生物传感器来测定检测样本中的有机磷杀虫剂,其中使用的就是人造酶,该技术可以对样本中的硝基酚和二乙基酚进行有效检测,且时间较短。
2.2 有害微生物的检测。食品中的有害微生物对人类健康的危害性也不容忽视,所以,采用快速有效地检测方法是限制有害微生物扩大传播的有效途径。生物检测技术在领域已经取得了大量的研究成果。我国一些学者应用酶联免疫分析方法对奶制品样本中的沙门氏菌进行了成功检测,证明了该检测方法的敏感性和特异性。
2.3 转基因食品检测。随着转基因食品的出现和普及,以及各种转基因产品对人类健康和环境影响的不确定性,能对各类转墓因产品进行有效检测技术也随之出现,现在,应用于该检测领域的生物检测技术主要包括:酸检测方法、酶活性检测方法以及蛋白质检测方法等。
2.4 样本成分和品质的检测。最早应用于食品样本成分和品质检测的生物检测方法,是基于生物传感器的食品检测技术,只不过开始的检测种类较少,如最早的生物传感器检测技术主要是葡萄糖传感器,只针对食品样本中的含糖量进行检测。随着生物技术的发展,用于对样本成分和品质检测的技术也越来越多。
3 结束语
随着生物技术的发展,人们已逐步认识到生物技术在食品分析中的重要作用。生物技术检测方法以其自身独特的优势在食品分析中显示出巨大的应用潜能,其应用几乎涉及到食品分析的各个方面,包括食品的品质评价、食品的质量监督、生产过程的质量监控及食品科学研究等,尤其是它能够对许多过去难于检测的成分进行分析。目前由于各种条件的限制,生物技术在食品分析中的应用还不普及,随着科学技术的不断发展,在不久的将来,生物技术在食品分析中将占有越来越重要的地位。
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糖尿病周围神经病变是一种严重危害糖尿病病人身体健康的常见的、多发的慢性并发症,糖尿病的护理对于康复有着重要的意义。下面是我为大家整理的糖尿病护理论文,供大家参考。
摘要:糖尿病是一种常见的内分泌代谢性、慢性终身性疾病,是由多种原因引起的胰岛素分泌绝对或相对不足以及靶细胞对胰岛素敏感性降低,致使糖、蛋白质、脂肪的代谢异常的疾病。临床中95%糖尿病属II型糖尿病,发病有逐年上升和年轻化趋势。我院自2009年7月至今收治糖尿病患者数十例,现将护理体会 总结 如下。
关键词:糖尿病 护理
糖尿病是一种常见的内分泌代谢性、慢性终身性疾病,是由多种原因引起的胰岛素分泌绝对或相对不足以及靶细胞对胰岛素敏感性降低,致使糖、蛋白质、脂肪的代谢异常的疾病。临床中95%糖尿病属II型糖尿病,发病有逐年上升和年轻化趋势。我院自2009年7月至今收治糖尿病患者数十例,现将护理体会总结如下:
1 做好心理护理
糖尿病为终身性疾病,病程长,并发症多,患者思想包袱重,易产生烦躁、悲观、失望等消极情绪。研究表明,过度的抑郁、焦虑和应激,导致体内儿茶酚胺、肾上腺皮质激素特别是糖皮质激素分泌过多,可影响组织对葡萄糖的利用,引起血糖升高,在负性情绪状态下体内皮质醇分泌增加,后者浓度升高后,可通过拮抗胰岛素来阻碍血糖利用,导致血糖增高,所以医护人员应关心体贴患者,做好思想解释工作,给患者讲述有关糖尿病方面的知识,态度要和蔼,语言要亲切,不仅要听取患者的倾诉,更要取得患者的信任,鼓励并尽力帮助其克服困难,使之树立长期与疾病斗争的决心,使患者保持良好的心境,主动积极配合治疗与护理。
2 饮食治疗护理
饮食疗法是治疗糖尿病的基本 方法 之一,也是治疗过程中贯穿始末的一项重要的基本治疗 措施 ,应严格和长期执行。①制定饮食计划,合理膳食:进餐应定时定量,通常将每日的热量按1/5、2/5、2/5或1/3、1/3、1/3分配至早、中、晚3餐中,或少吃多餐,将1天的热量分配4餐为1/7、2/7、2/7、2/7;②均衡饮食,合理分配:每天的饮食应保证正常的生理需要。每日需摄取以下基本食物:谷类、肉蛋类、蔬菜水果类、奶制品和油脂类食物。每日热量分配应符合以下标准:碳水化合物占50%―60%,蛋白质<15%,脂肪占30%;③避免高糖类食物的摄入:减少糖果、 蛋糕 等的摄入,减少高胆固醇和油炸食物的摄入,多选择含纤维素高的食物;④低盐饮食,每日摄入食盐5克以内;⑤限酒戒烟。
3 运动治疗护理
合理的运动能增强肌肉组织对葡萄糖的利用,提高胰岛素的敏感性,有利于降低血糖,消除体内多余的脂肪,控制体重,改善血脂代谢,加强心肌收缩力,促进血液循环,增加肺活量,改善肺的通气功能,减少和延缓糖尿病并发症的发生和发展。运动时间选在餐后1―1.5小时,此时是降血糖的最佳时间。运动方式应注意个体化原则,老年糖尿病患者应选择低强度、短时间的运动,如散步、快走、 太极拳 、气功等。中青年糖尿病患者可选择中等强度、时间不宜过长的运动,如:慢跑、快走、 健身操 等。重症糖尿病患者应绝对卧床休息,待病情好转,视病情逐步增加活动量。患者运动之前,一定要在医生的指导下制定有效的运动计划。
4 药物治疗护理
①口服降糖药应严格掌握药物的作用、副作用、常用剂量及用药目的。如磺脲类药物主要是促进胰岛素分泌,故需餐前30分钟服用。②服药时应注意药物的不良反应,以确定服药时间。如双胍类有胃肠道反应,我们指导患者在餐中或饭后服药,这样可以减少不良反应。葡萄糖苷酶抑制剂:主要不良反应有腹胀、腹痛、腹泻或便秘,服用时应与第一口饭同时嚼服。③服药时间及间隔时间应固定,以减少低血糖的发生。④定期监测血糖并记录:监测血糖的时间通常选择空腹、餐前、餐后2小时、睡前及凌晨。⑤服药期间应继续遵守饮食计划,以取得控制血糖的目的。
5 基础护理
保持床铺清洁干燥。保持口腔、皮肤清洁,尤其是要保持外阴部清洁,女性患者要做好尿道口及阴道口的护理,防止发生泌尿系感染。对卧床老人每晚用温水擦浴,并观察、按摩骨突部位,每2h翻身1次,防止压疮形成。特别强调足部护理,建议患者每日洗脚,一般要求用40摄氏度左右的温水泡脚,时间不宜过长。选择适当的鞋袜,避免因微小的创伤而引起溃疡、感染甚至坏疽等。秋冬季节足部易干裂,可用润肤霜均匀涂搽在足的表面,汗脚可撒些滑石粉。不留长指甲,修剪趾甲时不能伤及皮肤,以免足部损伤,造成不可挽回的后果。
6 并发症护理
急性并发症:①酮症酸中毒:严格执行医嘱,迅速建立静脉通道,确保液体和胰岛素的输入,以达到纠正水、电解质和酸碱平衡紊乱,控制血糖的目的。②低血糖:意识清醒者可口服糖水、糖果、饼干、面包、馒头等食物即可缓解,昏迷者可静脉推注50%葡萄糖30~40ml,意识不清者不能经口喂食物,以免发生窒息。
慢性并发症:①糖尿病眼病:如果患者出现视物模糊,应减少活动,平日须保持便通畅,以免用力排便导致视网膜剥离;当患者视力下降时,应注意加强日常生活的协助和安全护理,以防意外;②糖尿病肾病:积极有效地控制高血压,限制蛋白质的摄入,除饮食控制外,可口服降脂药物及抗凝血药物,以改善肾小球内循环。
7 出院指导
由于糖尿病是一种慢性终生性疾病,因此,治疗是一项长期的过程。向出院病人及其家属指导胰岛素的注射技能,血糖仪的使用,无菌技术的操作,口服降糖药物的注意事项等。特别是定期检查,这有助于监控病情的发展,积极预防并发症,提高生活质量。
8 小结
通过对所有临床病例的护理分析,笔者认为饮食护理和药物治疗护理对糖尿病患者起着关键性的作用,但 其它 几项护理也不容忽视,且作用日渐重要。由于糖尿病患者日益增多,怎样进行科学有效的护理是护理专业值得继续探讨的课题。
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摘要:随着人们生活水平的提高,糖尿病的患病率不断提高,目前,我国糖尿病患者比10年前高出3~4倍,糖尿病为慢性终身性疾病,患者需要在复杂的社会生活和家庭生活中进行治疗,因此做好糖尿病患者的护理工作是十分重要的。
关键词:病因临床表现实验室检查糖尿病护理
临床工作实践总结:
1糖尿病的病因
1.1遗传因素。1型或2型糖尿病均存在明显的遗传异质性。糖尿病存在家族发病倾向,1/4~1/2患者有糖尿病家族史。临床上至少有60种以上的遗传综合征可伴有糖尿病。
1.2环境因素。进食过多,体力活动减少导致的肥胖是2型糖尿病最主要的环境因素,使具有2型糖尿病遗传易感性的个体容易发病。1型糖尿病患者存在免疫系统异常,在某些病毒如柯萨奇病毒,风疹病毒,腮腺病毒等感染后导致自身免疫反应,破坏胰岛素β细胞。
2糖尿病的临床表现
2.1多饮、多尿、多食和消瘦。
2.2疲乏无力,肥胖。
3检查
3.1血糖是诊断糖尿病的惟一标准。有明显“三多一少”症状者,只要一次异常血糖值即可诊断。无症状者诊断糖尿病需要两次异常血糖值。可疑者需做75g葡萄糖耐量试验。
3.2尿糖。常为阳性。血糖浓度超过肾糖阈(160~180毫克/分升)时尿糖阳性。肾糖阈增高时即使血糖达到糖尿病诊断可呈阴性。因此,尿糖测定不作为诊断标准。
3.3尿酮体。酮症或酮症酸中毒时尿酮体阳性。
3.4糖基化血红蛋白(HbA1c)。是葡萄糖与血红蛋白非酶促反应结合的产物,反应不可逆,HbA1c水平稳定,可反映取血前2个月的平均血糖水平。是判断血糖控制状态最有价值的指标。
3.5糖化血清蛋白。是血糖与血清白蛋白非酶促反应结合的产物,反映取血前1~3周的平均血糖水平。
3.6血清胰岛素和C肽水平。反映胰岛β细胞的储备功能。2型糖尿病早期或肥胖型血清胰岛素正常或增高,随着病情的发展,胰岛功能逐渐减退,胰岛素分泌能力下降。
3.7血脂。糖尿病患者常见血脂异常,在血糖控制不良时尤为明显。表现为甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇水平升高。高密度脂蛋白胆固醇水平降低。
3.8免疫指标。胰岛细胞抗体(ICA),胰岛素自身抗体(IAA)和谷氨酸脱羧酶(GAD)抗体是1型糖尿病体液免疫异常的三项重要指标,其中以GAD抗体阳性率高,持续时间长,对1型糖尿病的诊断价值大。在1型糖尿病的一级亲属中也有一定的阳性率,有预测1型糖尿病的意义。
3.9尿白蛋白排泄量,放免或酶联方法。可灵敏地检出尿白蛋白排出量,早期糖尿病肾病尿白蛋白轻度升高。
4糖尿病的护理
4.1饮食护理。饮食治疗的护理对是糖尿病病人最基本的护理措施,有效的控制饮食,其目的在于减轻胰岛β细胞的负担,纠正代谢紊乱,消除症状。饮食应以控制总热量为原则,实行低糖,低脂,适量蛋白质,高维生素,高纤维素。同时应定时定量。
4.2心理护理。要 教育 糖尿病患者懂得糖尿病的基本知识,树立战胜疾病的信心,如何控制糖尿病,控制好糖尿病对健康的益处。根据每个糖尿病患者的病情特点制定恰当的治疗方案。
认识疗法是我们对患者进行宣教的理论基础,对一些无临床症状或临床症状较轻、只是在体检中发现的患者,让他们了解慢性高血糖与糖尿病慢性并采用支持性心理治疗,如解释、安慰、鼓励、保证等手段,对患者因人而异地进行解释,让患者走出迷惘,调整患者的心理状态。协助患者适应生活问题。糖尿病患者住院后角色改变了,生活环境也变了,同时要接受糖尿病的治疗,也就意味着要求患者改变自己多年来形成的生活习惯,饮食治疗是糖尿病的一项基本治疗措施,不管患者的年龄和病情的轻重,也不管是否应用药物,患者都必须严格执行长期坚持为其制定的饮食方案。
4.3自我监测血糖。随着小型快捷血糖测定仪的逐步普及,病人可以根据血糖水平随时调整降血糖药物的剂量。1型糖尿病进行强化治疗时每天至少监测4次血糖(餐前),血糖不稳定时要监测8次(三餐前、后、晚睡前和凌晨3∶00)。强化治疗时空腹血糖应控制在7.2毫摩尔/升以下,餐后两小时血糖小于10mmol/L,HbA1c小于7%。2型糖尿病患者自我监测血糖的频度可适当减少。
4.4用药的护理。口服降糖药物有磺脲类和双胍类。教育病人按时按剂量服药,不可随意增量或减量,观察病人血糖、GHB、FA、尿糖、尿量和体重的变化,观察药物疗效和药物剂量及药物的不良反应。在使用胰岛素时要密切观察和预防胰岛素的不良反应。常见有低血糖反应与胰岛素使用剂量过大、饮食失调或运动过量有关,多见于Ⅰ型糖尿病病人。表现为疲乏、头昏、心悸、出汗、饥饿,重者可引起昏迷。对低血糖反应者,立即平卧休息及时检测血糖,根据病情进食糖类食物如糖果、饼干、含糖饮料以缓解症状。昏迷者应立即抽血、查血糖,继之静脉推注50%葡萄糖20~30mL。根据情况调整胰岛素的有效使用剂量和时间、定时定量进食及适量运动是预防低血糖反应的关键,若就餐时间推迟,可先进食些饼干。注意胰岛素过敏反应主要表现为注射局部瘙痒、荨麻疹,全身性皮疹少见。
4.5糖尿病的足部护理。选择合适的鞋袜,正确做好洗脚和护脚,坚持足部检查并及时到医院治疗。
此外,还应对病人及其家属进行有关糖尿病知识指导,让其明确饮食治疗的重要性,并教会病人自测血糖、尿糖的操作方法,随时了解病情的发展情况,以达到控制的目的。
5结语
经过上述对糖尿病简单的病因分析和实际生活护理,使患者积极接受糖尿病教育,提高患者对糖尿病有关知识技能的掌握,主动参与疾病的控制,改善生活质量,有效促进血糖控制,减少并发症的发生,提高自己的生活质量。
[摘要] 目的 探讨人性化护理干预在糖尿病护理中的应用效果。 方法 选取2015年1月―2016年1月在住院治疗期间采用人性化护理干预的38例糖尿病患者作为干预组,同时选取采用内分泌科常规护理措施的30例患者作为常规组,并比较两组患者临床治疗效果、护理前后血糖变化情况以及对护理服务满意度。 结果 干预组患者临床治疗效果明显高于常规组(P<0.05);两组患者在护理前其血糖情况差异无统计学意义,护理后,干预组患者空腹血糖、餐后2 h血糖以及糖化血红蛋白水平均明显优于常规组(P<0.05)。 结论 人性化护理干预不仅能有效改善糖尿病患者血糖水平和提高其临床治疗效果,还能明显提高患者对护理服务满意度。
由于糖尿病治疗时间较长,病情难以得到有效控制,治疗费用高,因此对患者采取有效护理服务十分重要[1]。该院对2015年1月―2016年1月住院治疗的38例糖尿病患者实施人性化护理干预,并与常规护理患者护理效果进行比较,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2015年1月―2016年1月在住院治疗期间采用人性化护理干预的38例糖尿病患者作为干预组,同时选取采用内分泌科常规护理措施的30例患者作为常规组,所有患者发病时其平均血糖水平>7.8 mmol/L。常规组患者共30例患者,男性患者19例,女性11例,最低年龄为50岁,最高年龄为85岁,平均年龄为(66.2±10.3)岁,治疗方法为单纯使用降糖药物者11例、联合使用降糖药物者19例,空腹血糖平均水平为(7.6±1.5)mmol/L;干预组患者共38例患者,男性患者23例,女性15例,最低年龄为52岁,最高年龄为81岁,平均年龄为(65.7±9.9)岁,治疗方法为单纯使用降糖药物者16例、联合使用降糖药物者22例,血糖平均水平为(8.0±1.8)mmol/L。两组患者上述指标间比较差异无统计学意义,具有可比性。
1.2 方法
常规组患者采取内分泌科常规护理,如静脉注射治疗。干预组患者在常规组基础上予以人性化护理干预,具体内容包括:
①实施全面护理:护理人员针对患者具体病情情况实施全面护理,提高护理服务质量,降低护理缺陷发生率;护理人员在患者住院后,对患者进行住院评估,为糖尿病患者建立个人档案,做好准备工作;在患者住院期间,医护人员加强和患者的交流和沟通,对患者进行有效心理护理,做好疾病 健康知识 宣教工作;根据了解到的情况以及有关护理流程对患者采取针对性护理。
②人文关怀:护理人员在护理期间有效渗透人文关怀,如有效保护患者隐私,针对患者精神和身体痛苦予以患者爱护和关心,在不同场合下对患者实施针对性心理辅导;为患者采取治疗之前,对患者手部进行保暖,确保静脉输液位置充盈,同时为患者讲解血管保护的相关方法和注意事项[2]。
③个体化护理:护理人员针对患者个体化情况实施有效护理,如向患者详细介绍降糖药物的种类、规格、用法用药、临床作用以及不良反应,同时使用胰岛素时叮嘱患者特别注意剂量、注射部位和注射时间。
④饮食护理:饮食需做到用药量和饮食量均衡,饮食护理对控制糖尿病患者血糖具有关键作用;护理人员应根据患者具体病情以及饮食习惯为患者制定合理健康的饮食计划,同时指导患者合理饮食,多使用富含纤维、维生素和高蛋白、低血糖、低脂肪和低热量食物,少食用辛辣刺激性食物,禁止饮用含糖饮料,禁烟禁酒。
⑤运动指导:合理运动可提高胰岛素受体的敏感性,对减少降糖药物用量以及降低患者体质量具有重要意义,护理人员可指导患者进行适当运动,如 瑜伽 、太极拳和散步,日常运动时间和运动量需适量,避免剧烈运动,运动时间尽量选在餐后1 h进行,对于视网膜病变、感染以及严重心脑血管类疾病患者不宜进行运动。
⑥健康宣教:医护人员要密切观察糖尿病治疗期间出现的低血糖现象,并告知其临床症状为嗜睡、心悸、面色苍白、出汗和意识障碍等,若出现低血糖现象可适当使用饼干和水果糖;凡是以意识障碍或嗜睡为临床症状者需即刻复查血糖水平,同时立即告知医生进行处理,预防低血糖现象的发生[3]。
1.3 观察指标
观察并比较两组患者临床治疗效果、护理前后血糖水平以及患者对护理服务满意度。根据患者空腹血糖以及餐后2 h血糖水平对临床治疗效果进行评价,评价标准包括显效、有效和无效;显效指患者空腹血糖低于7.2 mmol/L或者血糖水平下降程度>30%,餐后血糖水平低于8.3 mmol/L或血糖水平下降程度在10%~30%;有效指患者空腹血糖范围在7.2~8.3 mmol/L或者血糖水平下降程度>30%,餐后血糖水平在8.3~10 mmol/L或血糖水平下降程度在10%~30%;无效指患者血糖水平未见明显改善。采用自制满意度调查问卷对护理服务满意度进行调查,总分为100分,90分以上为满意,80~90分为比较满意,80分以下为不满意。
1.4 统计方法
采取SPSS18.0统计学软件对数据进行处理,计量资料用(x±s)表示,行t检验,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 常规组和干预组患者临床治疗效果比较
干预组患者临床治疗总有效率为94.7%(显效16例,有效20例,无效2例),常规组患者临床治疗总有效率为76.7%(显效9例,有效14例,无效7例),两组患者比较差异有统计学意义(χ2=4.7670,P=0.0290)
2.2 常规组和干预组患者护理前后血糖变化情况比较
两组患者在护理前其血糖情况无明显差异,护理后,干预组患者空腹血糖、餐后2 h血糖以及糖化血红蛋白水平均明显优于常规组(P<0.05)。
2.3 常规组和干预组患者对护理服务满意度比较
干预组患者对护理服务满意度为100%(满意20例,比较满意18例,不满意0例),常规组患者对护理服务满意度为90.0%(满意15例,比较满意12例,不满意3例),两组患者比较差异有统计学意义(χ2=3.9754,P=0.0462)。
3 讨论
糖尿病是一种由多因素引起的疾病,主要是指患者机体自身胰岛素功能出现相对不足或绝对不足从而导致血糖增加,该病常见临床症状概括为“三多一少”,即多食、多饮、多尿以及体重减轻等[4]。糖尿病属于一种长期慢性疾病,目前缺乏较好的治疗手段,患者往往需要终身服用降糖药物,临床治疗费用较高,这给患者心理和生理等带来较大影响,所以对糖尿病患者采取有效的护理干预十分重要[5]。
该文研究结果显示,采取人性化护理服务的患者其临床治疗效果、护理后血糖变化水平以及患者对护理服务满意度等均明显优于常规组(P<0.05)。