PPB級一氧化碳傳感器在ETCOc呼氣末一氧化碳分析儀中的應用

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一氧化碳（CO）是機體代謝的產(chǎn)物。一直以來，一氧化碳(carbon monoxide,CO)被認為是代謝廢物和毒性氣體，導致環(huán)境污染及人類死亡。直至1949年，Sjostrand T首次報道，機體降解血紅素產(chǎn)生膽紅素IXa的同時會產(chǎn)生等當量的CO，內(nèi)源性CO受到關注，許多學者致力于內(nèi)源性CO的產(chǎn)生、代謝、生物學效應、檢測方法等研究，內(nèi)源性CO作為一項檢測指標逐漸被應用于臨床。隨著檢測技術的發(fā)展，用于評價內(nèi)源性 CO 產(chǎn)生水平的矯正室內(nèi)一氧化碳的呼氣末一氧化 碳 值 ( end-tidal carbon monoxide corrected for inhaled carbon monoxide，ETCOc) 作為一種無創(chuàng)性檢查方法也開始應用于臨床。 CO作為機體的代謝產(chǎn)物，最終將通過呼吸的方式排出體外，通過呼氣末一氧化碳檢測可以了解內(nèi)源性CO的情況，從而了解血紅素降解和膽紅素產(chǎn)生的情況。
- h7 F3 F0 _5 L5 F8 ]+ }內(nèi)源性CO的產(chǎn)生與代謝血紅素分解途徑 由依賴還原型輔酶Ⅱ( nicotinamideadenine dinucleotide phosphate，NADPH) 和細胞色素 P450 的血紅素加氧酶( heme oxygenase，HO) 催化分解血紅素所產(chǎn)生。正常狀態(tài)下，人類大于 86%的內(nèi)源性 CO 來源于此途徑，其中約 85% 的血紅素來源于循環(huán)中衰老紅細胞及無效紅細胞的分解代謝，另外約 15% 的血紅素來源于其他含血紅素的蛋白的分解代謝( 如肌紅蛋白、過氧化氫酶、過氧化物酶、細胞色素、一氧化氮合酶及鳥苷酸環(huán)化酶等) 。細胞色素 P450 供應電子給 HO，HO 降解血紅素產(chǎn)生膽綠素、鐵，并釋放等當量的CO，產(chǎn)生的膽綠素很快被膽綠素還原酶還原成膽紅素。
非血紅素分解途徑此外體內(nèi)少量內(nèi)源性 CO 的來源與血紅素分解無關，與生物氧化有關，包括脂質(zhì)過氧化、光氧化及外源性氧化劑自體氧化等。對于機體而言，氧化應激引起的脂質(zhì)過氧化在非血紅素分解途徑中最為重要。
內(nèi)源性 CO 代謝機體產(chǎn)生的 CO 主要通過呼吸和被組織氧化從體內(nèi)清除。CO 與血紅蛋白( hemoglobin，Hb) 可逆結合，以碳氧血紅蛋白( carboxyhemoglobin，COHb) 形式經(jīng)血液循環(huán)轉運到肺， 絕大部分 COHb 在肺臟解離，CO 通過肺泡毛細血管擴散，隨呼吸排出體外。正常情況下，體內(nèi)的 COHb 占總血紅蛋白百分比不到 1%。此外約 3%的CO 在線粒體內(nèi)經(jīng)細胞色素氧化酶氧化成二氧化碳( carbon dioxide，CO2 ) 。其中被組織氧化的CO 量隨體內(nèi)的 COHb 比例增加而增加，當 COHb% 達到10%時，被組織氧化的 CO 量將增加 10 倍，因此當 COHb% 達到 10%時，其將降低 CO 產(chǎn)生率，進而降低膽紅素生成速度。
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ETCOc 與新生兒疾病
新生兒高膽紅素血癥
4 I' p3 o( U$ ]新生兒高膽紅素血癥是指血清總膽紅素( total serum bilirubin，TSB) 水平超過 95 百分位( P95 ) ，以未結合膽紅素增高為主的新生兒高膽紅素血癥是十分常見的臨床問題，而膽紅素誘導的神經(jīng)系統(tǒng)障礙( bilirubin-induced neurologic dysfunction，BIND) 是新生兒高膽紅素血癥最嚴重的并發(fā)癥。引起新生兒高膽紅素血癥的原因包括膽紅素產(chǎn)生增多( 血色素降解及腸肝循環(huán)) 及清除減少( 肝臟攝取、結合及膽道排泄) 。研究表明，ETCOc 測定可以反映膽紅素生成速度，故其在新生兒高膽紅素血癥中有重要的應用價值。
* D) d4 j7 u, ~6 O* q' C, C新生兒溶血性疾病新生兒溶血性疾病包括: 新生兒免疫性溶血( 新生兒ABO 溶血、ＲH 溶血等) 、紅細胞酶缺陷( G-6-PD 缺陷癥、丙酮酸激酶缺乏癥等) 、紅細胞膜缺陷( 遺傳性球形紅細胞增多癥等) 及血紅蛋白病( 鐮狀紅細胞性貧血、地中海貧血等) 。鄒佩佩等［20］報道，與溶血病監(jiān)測的傳統(tǒng)指標相比，內(nèi)源性 CO 對新生兒溶血病有早期診斷價值，ETCOc 最佳截斷值為 2. 025 ppm( 敏感度 90%) 。Herschel M 等［21］比較直接抗人球蛋白實驗( direct antiglobulin test，DAT) 與 ETCOc 測定在新生兒溶血病中的診斷價值，發(fā)現(xiàn)與 DAT 相比，ETCOc 測定敏感性更高。Christensen Ｒ D 等［11］通過比較 20 例明確溶血性疾病患兒及 20 例年齡匹配健康對照組 ETCOc 值發(fā)現(xiàn)，前者 ETCOc 值較后者明顯增高( P ＜ 0. 01) ，指出對于高膽紅素血 癥患兒，ETCOc 高于參考范圍可用于病理性溶血輔助診斷。
) v" G: M$ m7 @" a$ q新生兒敗血癥新生兒敗血癥的本質(zhì)是一種炎癥反應，而炎癥反應所致的氧化應激，一方面可以通過誘導 HO-1 的表達，增加血色素降解; 另一方面通過非血色素途徑，使細胞膜發(fā)生脂質(zhì)過氧化，兩者均可影響 ETCOc 變化，因此，理論上新生兒敗血癥與ETCOc 存在相關性。既往研究也證實，成人產(chǎn)生全身性炎癥反應時，呼吸末 CO 水平會增高。然而Andrew J M 等通過回顧性分析 30 例早產(chǎn)兒 COHb 水平與敗血癥間的關系，指出 COHb 并非是診斷早產(chǎn)兒敗血癥的實用指標。由于上述研究樣本量較小，尚需進一步研究證實。
支氣管肺發(fā)育不良BPD 是指新生兒任何氧依賴( ＞ 21%) 超過 28 d，其病理生理機制是在遺傳易感基礎性上，氧中毒、氣壓傷或容量傷及感染或炎癥等各種不利因素對發(fā)育不成熟的肺導致?lián)p傷， 以及損傷后肺組織的異常修復。炎性反應是 BPD 發(fā)病中的關鍵環(huán)節(jié)，理論上可通過血紅素降解途徑和非血色素途徑， 使內(nèi)源性 CO 產(chǎn)生增加。May C 等 [4]對 50 例早產(chǎn)兒分別于日齡 3、5、7、14、21、28 d 連續(xù)測定 ETCOc 值，發(fā)生 BPD 者ETCOc 值在日齡 7、14、21、28 d 比未發(fā)生 BPD 者高: 日齡 14 d，BPD 組 ETCOc 值為 3. 19 ( 1. 11) ppm，非 BPD 組為 1. 43 ( 0. 61) ppm( P＜0. 01) 。以日齡 14 d ETCOc＞ 2. 15 ppm 為截斷值，對預測 BPD 的敏感度、特異度分別為 80%、92%。該研 究同時指出，兩組患兒膽紅素水平?jīng)]有統(tǒng)計學差異，提示增加的 CO 主要來源于氧化應激引起的脂質(zhì)過氧化途徑， ETCOc 反映持續(xù)性炎癥反應。后期May C 等 [5]再次對 78 例早產(chǎn)兒進行研究指出，與傳統(tǒng)的肺功能檢查指標( 如功能殘氣量、順應性、氣道阻力) 相比，ETCOc 檢測能更好地預測BPD 的發(fā)生。此外 Zhang Z Q 等 回顧性地分析多項預測BPD 發(fā)生的早期指標，也指出 ETCOc 與 BPD 具有相關性。
, a5 ^: l, K/ x* N7 K呼吸窘迫綜合征呼吸窘迫綜合征是肺泡表面活性物質(zhì)缺乏所致，為生后不久出現(xiàn)呼吸窘迫并進行性加重的臨床綜合征。ＲDS 與肺部炎癥反應相關，理論上也可通過血紅素降解途徑和非血色素途徑，使內(nèi)源性 CO 產(chǎn)生增加。Ekrediet T G 等 通過測 定 78 例早產(chǎn)兒生后( 0 ～ 12) h、( 48 ～ 72) h、168 h ETCOc 值發(fā)現(xiàn)，ＲDS 組生后第一周 ETCOc 值較非 ＲDS 組明顯高( P ＜ 0. 05) ，且 ETCOc 值與 ＲDS 嚴重程度( F-test: 18. 17) 及胎齡 ( F-test: 4. 67) 相關。生后 12 h 內(nèi) ETCOc ＜ 2. 5 ppm 對預測后期發(fā)生慢性肺部疾病的陰性預測值可達 100%。研究還發(fā)現(xiàn)，ＲDS 組 ETCOc 水平增高而血漿 COHb、TSB 水平并沒有增高，提示增高的 CO 來源于肺臟局部非血色素分解途徑，即炎癥引起的脂質(zhì)過氧化。
新生兒腦損傷內(nèi)源性 CO 同一氧化氮( nitric oxide，NO) 一樣，不僅是重要的信使分子，還是一種新型的神經(jīng)遞質(zhì)，在體內(nèi)發(fā)揮重要的生物學效應。CO 主要通過激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶( soluble guanylyl cyclase，GCs ) ，導致環(huán)磷酸鳥苷 ( cyclic guanosine monophosphate，cGMP) 生成增加，發(fā)揮其生物學效應，具有傳遞神經(jīng)元信息、舒張血管平滑肌、抑制血小板聚集、調(diào)節(jié)多種細胞因子及水平、參與細胞與組織損傷修復等復雜功能。此外，CO 可提高長時程增強作用( long-term potentiation，LTP) ，與學習與記憶相關。
呼氣末一氧化碳分析儀該檢測主要面對對于新生兒、低齡兒童、高齡患者。高膽紅素血癥 應用科室：血液科、體檢科、新生兒科、產(chǎn)科、腎內(nèi)科、腫瘤科等
& H. @3 S3 B% n呼氣末一氧化碳檢測儀采用了當今世界先進的PPB級電化學一氧化碳傳感器，靈敏度高可靠性好；具體原理為：在電化學一氧化碳傳感器內(nèi)，有一對感應電極和負電極，擴散進入的一氧化碳在感應電極和負電極處分別發(fā)生氧化和還原反應，從而產(chǎn)生內(nèi)部電流，此電流的大小便對應于一氧化碳的濃度。

1 d" x- j8 l4 _; W2 Z& X$ Q6 q! k工采網(wǎng)提供呼氣末一氧化碳檢測儀中PPB級一氧化碳傳感器CO-B4：CO-B4是高分辨率一氧化碳傳感器，可以檢測4ppb的CO氣體，具有穩(wěn)定性好的特點，非常適合各種監(jiān)測系統(tǒng)和檢測儀器。
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