لوله های خونی خلاء: فیزیک، کاربردها و بهترین شیوه های صنعت

1فیزیک جمع آوری خون با اکسیژن

(H3)

1.1 تفاوت فشار و دینامیک مایعات

لوله های خلاء بهاصل برنولیوگرادیان فشاربرای گرفتن خون. لوله ی پیش تخلیه شده یکفشار منفی(معمولاً 20 ≈ 30 kPa) که فشار وریدی (5 ≈ 15 mmHg) را غلبه می کند.$ق$دنباله دارمعادله هاگن-پوئزوئل:

$$ق=\frac{\pi \mathrm{\Delta }P{r}^4}{8\eta L}$$

کجا$\mathrm{\Delta }P$= گرادیان فشار،$r$= شعاع سوزن$\eta$= ويسکوزيت خون (~3 ≈ 4 mPa·s) و$L$= طول سوزن

بینش کلیدی: اندازه سوزن کوچکتر (به عنوان مثال، 21G در مقابل 23G)$r$، کاهش سرعت جریان اما به حداقل رساندن خطر خونریزی.

1.2 علوم مواد و طراحی لوله

شیشه در مقابل لوله های پلاستیکی

• شیشه: از نظر شیمیایی بی اثر است، برای آزمایش عناصر ردیابی ایده آل است (بدون لیس کردن).

• پلاستیک (PET): مقاوم به شکستگی، سبک تر، اما ممکن است نیاز به پوشش سیلیکونی برای کاهش چسبندگی سلول داشته باشد.

جدا کننده های ژلی

ژلهای پلیمر (به عنوان مثال، مبتنی بر پلی استر) دارایتراکماز 1.04~1.08 g/cm3، میانگین بین سرم (1.02 g/cm3) و سلول ها (1.08~1.10 g/cm3). در طول سانتریفیوژن (1,200~2,000 RCF) ، ژل مهاجرت می کند تا یک مانع را تشکیل دهد،جلوگیری از متابولیسم سلولی از تغییر آنالیت ها.

2مواد افزودنی و سازگاری خون

(H3)

2.1 مکانیسم های ضد خونریزی

یادداشت فنی: نسبت استیکیومتریک EDTA ٪ 1.5 ٪ 2.2 میلی گرم / میلی لیتر خون است. عدم پر کردن باعث افزایش EDTA ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪ ٪

2.2 فعال کننده های لخته و شیمی سطح

ذرات سیلیک در لوله های قرمز فعال می شوندفاکتور هاگمن (FXII)از طریق شارژ منفی سطح، باعث ایجاد مسیر لخته شدن ذاتی می شود. بهینه سازی سطح (~ 300 m2/g) تشکیل سریع لخته شدن را تضمین می کند (20-30 دقیقه).

3کاربرد های صنعتی و مطالعات موردی

(H3)

3.1 تشخیص بالینی

مطالعه موردی: سرولوژی کووید-19

• لوله ها: لوله های جدا کننده سرم (SST) برای تشخیص IgG/IgM.

• چالش: تداخل ژل در ELISA → با استفاده از فوق سانتریفیوژن (10,000 RCF، 10 دقیقه) حل شد.

• داده ها: حساسیت از 85٪ به 94٪ بهبود یافته است ("ج. کلين" ميکروبيولوژي، 2023).

3.2 اونکولوژی دقیق

بیوپسی مایع:

• لوله ها: لوله های DNA بدون سلول (Streck) با ثابت کننده های اختصاصی.

• فیزیک: استقرار نوکلئاز از طریقکلراتورها(EDTA) وتنظیم کننده های اسموتیکبرای جلوگیری از تکه تکه شدن DNA.

4انطباق و استانداردها

(H3)

4.1 ISO 6710:2017

ابعاد لوله، افزودنی ها و برچسب گذاری را تنظیم می کند. به عنوان مثال:

• میزان تحمل حجم: ±10% برای لوله های <10 میلی لیتر.

• آستانه ی همولیز: هیموگلوبین آزاد < 0.5 g/L (اسپکتروفوتومی در 540 nm).

5. تجسم داده های تعاملی

(H3)

شکل 1: فشار در مقابل حجم گرفتن خون در لوله های خلاء
(چارت تعاملی را در اینجا وارد کنید که عملکرد 21G در مقابل 23G را مقایسه می کند)

شکل 2: بهره وری جدا کننده ژل با سرعت سانتریفیوژن
(گرافیک میله ای نشان دهنده تولید پلاسمای بدون سلول در 1000 در مقابل 2000 RCF)

6سوالات فنی

(H3)

سوال1: چرا سیترات سدیم نیاز به نسبت 9:1 خون به مواد افزودنی دارد؟

ج: نگه داشتنقدرت یونیکبرای اندازه گیری دقیق فاکتور انعکاس خون. عدم پر کردن فاکتورهای رقیق کننده → PT / APTT به اشتباه طولانی شده است.

س2: مواد لوله چگونه بر آزمایش فلزات اثر می گذارد؟

ج: پلاستیک کننده ها (به عنوان مثال، فتلات ها) در لوله های PET می توانند Zn2+ را خارج کنند → از لوله های گواهی شده بدون عناصر ردیابی استفاده کنید.

7. ترمینولوژی نوار کناری

(H4)

• همولیز: شکستن خون قرمز به علت فشار برش یا عدم تعادل اسموتیک.

• ترتیب قرعه کشی: توالی برای جلوگیری از آلودگی متقابل (به عنوان مثال، سیترات قبل از EDTA).

• SST: لوله جدا کننده سرم (سد ژل).

8. بینش های مهندسی

(H3)

مشکل: از دست دادن خلاء متغیر در مناطق با ارتفاع بالا (به عنوان مثال کوه های آند).
راه حل: لوله ها با دکمه های تقویت شده (CLSI H21-A5).

9مرجع و ارتباط با مقامات

(H3)

1. CLSI H3-A6: روش جمع آوری خون

2. شیمی بالینی(2023): تداخل افزودنی در طیف سنجی جرم.

3. دستورالعمل های WHO: نگهداری در لوله در ۴ ۰.۲۵ درجه سانتیگراد، از یخ زدن اجتناب کنید.

پیشنهاد عناصر تعاملی:

• لغت ابزار: برای دیدن تعاریف، روی اصطلاحاتی مانند RCF کلیک کنید.

• آزمون: ️دانش خود را بر روی افزودنی های لوله آزمایش کنید! ️