人红细胞叠连的介电特性的实验研究
作者：张春梅 刘建军 马青
单位：张春梅 刘建军(解放军141医院， 山东 青岛 266100)；马青(黑龙江佳木斯大学 医学院，黑龙江 佳木斯 154003)
关键词：红细胞叠连；介电常数
中国医学物理学杂志000211 摘要：目的：本文研究了人红细胞叠连的介电特性。方法：利用光学显微镜观察了叠连状态和磷酸盐缓冲液(PBS)洗后分离状态的红细胞，并利用生物阻抗技术测量了两种状态下的介电常数。结果：在低频段介电常数上，红细胞叠连明显高于PBS洗后红细胞。结论：低频介电常数能反映红细胞叠连现象，为将来开发新型血沉测量仪奠定了理论基础。
中国分类号：Q64 文献标识码：A 文章编号：1005-202X(2000)02-0093-02
The experimental research of the dielectric character of rouleaux in human
, http://www.100md.com
ZHANG Chun-mei,MA Qing，LIU Jian-jun
(Qingdao 141 hospital basic medical college of jiamusi university ,154003，China)
Abstract: Purpose:this paper studied the dielectric character of rouleaux in human. Methods: rouleaux and cleaned blood by PBS were observed by microscope, and measured this relative permittivity at low frequency by using bioimpedance technique. Result: the permittivity of rouleaux was high than cleaned blood by PBS. Conclusion: the permittivity at low frequency is expected encourage the kinetic approach to the study of rouleaux, which has been theoretic basis to measuring erythrocyte sedimentation rate.
, 百拇医药
Key words: rouleaux; permittivity rouleaux; permittivity
血液的沉降速率(血沉)在疾病状态时，做为最普通的检查方法被应用于临床，研究血沉的基础是观察红细胞叠连形成，红细胞叠连是红细胞与血浆蛋白之间相互作用而形成，其形成 快慢主要决定于血浆的性质[1]。目前，临床上对于血沉的检查仍采用分血计的人工肉眼观察方法，此方法耗时，浪费人力，且存在着肉眼观察不准确等缺点。 近来，有学者[2]利用生物阻抗手段测定血沉，并探讨了可靠性，本文利用生物阻抗技术研究人红细胞叠连的介电特性，观察到低频段介电常数可以反映红细胞叠连现象。由此推断：生物阻抗技术测定血沉的可能性。
1 材料与方法
(1) 健康人全血采集及红细胞叠连观察：常规采取健康人全血适量、抗凝测定红细胞比容(Hct=40%)， 静止20分钟后，光学显微镜观察红细胞叠连形成并拍照。
, http://www.100md.com
(2) 无血浆红细胞悬浮液制备：把肝素抗凝的新鲜血离心(2000 rpm,5 min)弃上清，把余下的血细胞移入到大试管中，加入足量含2%白蛋白的PBS缓冲液充分振荡后离心，洗去血浆重复2次。然后用PBS缓和液配制成红细胞比容为40%的无血浆红细胞悬浮液，同时光学显微镜观察静止20分钟后的情况并拍照。
(3) 生物阻抗法测定细胞介电谱[3]：由横河-惠普公司产YHP-4194A型阻抗分析仪及夹式固定器16092A和NEC9801微机组成的生物细胞阻抗测定系统完成，样品测量电极采用圆柱型平形板电容型，圆型Pt电极直径8 mm,电极间距6 cm ，容量约为0.3 ml，利用测量电极常数Co即空气填充时平行板电容器的电容量(Co=0.0699PF),将实测电容C转变成相对介电常数εr,测量室温在(25±1)℃。
(4) 数据处理及统计学分析：红细胞叠连和PBS洗后红细胞的电容数值经阻抗分析仪测量后由计算机采集，换算成相对介电常数εr，再由绘图仪作出细胞介电谱(如图1)。在测量的36个频率数据中，我们选取8个具代表性的频率和相对介电常数列表1，采用均数±标准差，对低频为104～105 Hz的两组数据进行t检验。
, 百拇医药
2 结果与讨论
由图1及表1所示，随外加电场频率增加，红细胞叠连的介电常数或PBS洗净红细胞的介电常数逐渐减少的现象，通常称为细胞介电弛豫[4]，此结果表现为典型的弛豫曲线特征，在低频段(104～105 Hz)，红细胞叠连介电常数约6000，PBS洗净红细胞介电常数约为2400，两者具有明显区别。
图1 红细胞介电谱
表1 叠连和PBS洗后红细胞的相对介电常数与
频率之关系(实验例数n=36) 频率
对数/Hz
, http://www.100md.com 4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
相对
叠连
RBC
6505
±423
, http://www.100md.com 6001
±374
5655
±301
4371
±287
2363
±138
868
±48
273
±11
106
, 百拇医药
±6
介电
常数
PBS洗
后RBC
2699
±178
2475
±171*
2389
±134
2290
±127
, 百拇医药
1823
±103
999
±48
404
±23
132
±8
*与叠连RBC比较P <0.001
其原因是低频段介电常数与细胞形态有直接关系，当血液充分静止后，红细胞以其双凹面紧密地相互叠连形成多介长栓状的连线如图2所示，象糖葫芦连成串，细胞膜连接紧密仿佛变成一个大的红细胞结构，造成低频段介电常数增大。
, 百拇医药
图2 红细胞叠连
图3 PBS洗后红细胞
另外，PBS洗净的红细胞处于分散状态如(图3)，几乎没有叠连现象产生，其红细胞形态比叠连的红细胞小得多，故PBS洗净的红细胞介电常数较小。故此，利用生物阻抗技术测量的低频介电常数可以客观准确地反映红细胞叠连现象。为进一步研制开发新型的自动测量血沉的检测仪奠定了理论基础，为将来临床应用提供了可能，具有重要的临床意义。
基金项目：此课题在日本国高知医科大学入交昭彦研究室完成。并受到日本国际教育协会资助
作者简介：张春梅(1964年生)，女，黑龙江省肇东县人，解放军第141医院医院内科主治医师，从事红细胞的生物学特性研究.
, 百拇医药
参考文献：
[1] 张镜如，乔健天.生理学[M].北京：人民卫生出版社，1996.56-57.
[2] ZHAO Tian-xian and Dieter Lockner Electrical impedance and erythrocyte sedimentation rate of blood [J]. Biochimicaet Biophysical Acta, 1993.1153,243-248.
[3] 马青，等.蛙血红细胞射频介电谱的分析[J]，中国医学电阻抗杂志，1996，6(4)：13-15.
[4] 鲁勇军，余珏 .细胞和组织射频介电弛豫特性分析[J].基础医学与临床，1995，15(3)：202-208.
收稿日期：1999-07-01, 百拇医药
单位：张春梅 刘建军(解放军141医院， 山东 青岛 266100)；马青(黑龙江佳木斯大学 医学院，黑龙江 佳木斯 154003)
关键词：红细胞叠连；介电常数
中国医学物理学杂志000211 摘要：目的：本文研究了人红细胞叠连的介电特性。方法：利用光学显微镜观察了叠连状态和磷酸盐缓冲液(PBS)洗后分离状态的红细胞，并利用生物阻抗技术测量了两种状态下的介电常数。结果：在低频段介电常数上，红细胞叠连明显高于PBS洗后红细胞。结论：低频介电常数能反映红细胞叠连现象，为将来开发新型血沉测量仪奠定了理论基础。
中国分类号：Q64 文献标识码：A 文章编号：1005-202X(2000)02-0093-02
The experimental research of the dielectric character of rouleaux in human
, http://www.100md.com
ZHANG Chun-mei,MA Qing，LIU Jian-jun
(Qingdao 141 hospital basic medical college of jiamusi university ,154003，China)
Abstract: Purpose:this paper studied the dielectric character of rouleaux in human. Methods: rouleaux and cleaned blood by PBS were observed by microscope, and measured this relative permittivity at low frequency by using bioimpedance technique. Result: the permittivity of rouleaux was high than cleaned blood by PBS. Conclusion: the permittivity at low frequency is expected encourage the kinetic approach to the study of rouleaux, which has been theoretic basis to measuring erythrocyte sedimentation rate.
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Key words: rouleaux; permittivity rouleaux; permittivity
血液的沉降速率(血沉)在疾病状态时，做为最普通的检查方法被应用于临床，研究血沉的基础是观察红细胞叠连形成，红细胞叠连是红细胞与血浆蛋白之间相互作用而形成，其形成 快慢主要决定于血浆的性质[1]。目前，临床上对于血沉的检查仍采用分血计的人工肉眼观察方法，此方法耗时，浪费人力，且存在着肉眼观察不准确等缺点。 近来，有学者[2]利用生物阻抗手段测定血沉，并探讨了可靠性，本文利用生物阻抗技术研究人红细胞叠连的介电特性，观察到低频段介电常数可以反映红细胞叠连现象。由此推断：生物阻抗技术测定血沉的可能性。
1 材料与方法
(1) 健康人全血采集及红细胞叠连观察：常规采取健康人全血适量、抗凝测定红细胞比容(Hct=40%)， 静止20分钟后，光学显微镜观察红细胞叠连形成并拍照。
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(2) 无血浆红细胞悬浮液制备：把肝素抗凝的新鲜血离心(2000 rpm,5 min)弃上清，把余下的血细胞移入到大试管中，加入足量含2%白蛋白的PBS缓冲液充分振荡后离心，洗去血浆重复2次。然后用PBS缓和液配制成红细胞比容为40%的无血浆红细胞悬浮液，同时光学显微镜观察静止20分钟后的情况并拍照。
(3) 生物阻抗法测定细胞介电谱[3]：由横河-惠普公司产YHP-4194A型阻抗分析仪及夹式固定器16092A和NEC9801微机组成的生物细胞阻抗测定系统完成，样品测量电极采用圆柱型平形板电容型，圆型Pt电极直径8 mm,电极间距6 cm ，容量约为0.3 ml，利用测量电极常数Co即空气填充时平行板电容器的电容量(Co=0.0699PF),将实测电容C转变成相对介电常数εr,测量室温在(25±1)℃。
(4) 数据处理及统计学分析：红细胞叠连和PBS洗后红细胞的电容数值经阻抗分析仪测量后由计算机采集，换算成相对介电常数εr，再由绘图仪作出细胞介电谱(如图1)。在测量的36个频率数据中，我们选取8个具代表性的频率和相对介电常数列表1，采用均数±标准差，对低频为104～105 Hz的两组数据进行t检验。
, 百拇医药
2 结果与讨论
由图1及表1所示，随外加电场频率增加，红细胞叠连的介电常数或PBS洗净红细胞的介电常数逐渐减少的现象，通常称为细胞介电弛豫[4]，此结果表现为典型的弛豫曲线特征，在低频段(104～105 Hz)，红细胞叠连介电常数约6000，PBS洗净红细胞介电常数约为2400，两者具有明显区别。
图1 红细胞介电谱
表1 叠连和PBS洗后红细胞的相对介电常数与
频率之关系(实验例数n=36) 频率
对数/Hz
, http://www.100md.com 4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
相对
叠连
RBC
6505
±423
, http://www.100md.com 6001
±374
5655
±301
4371
±287
2363
±138
868
±48
273
±11
106
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±6
介电
常数
PBS洗
后RBC
2699
±178
2475
±171*
2389
±134
2290
±127
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1823
±103
999
±48
404
±23
132
±8
*与叠连RBC比较P <0.001
其原因是低频段介电常数与细胞形态有直接关系，当血液充分静止后，红细胞以其双凹面紧密地相互叠连形成多介长栓状的连线如图2所示，象糖葫芦连成串，细胞膜连接紧密仿佛变成一个大的红细胞结构，造成低频段介电常数增大。
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图2 红细胞叠连
图3 PBS洗后红细胞
另外，PBS洗净的红细胞处于分散状态如(图3)，几乎没有叠连现象产生，其红细胞形态比叠连的红细胞小得多，故PBS洗净的红细胞介电常数较小。故此，利用生物阻抗技术测量的低频介电常数可以客观准确地反映红细胞叠连现象。为进一步研制开发新型的自动测量血沉的检测仪奠定了理论基础，为将来临床应用提供了可能，具有重要的临床意义。
基金项目：此课题在日本国高知医科大学入交昭彦研究室完成。并受到日本国际教育协会资助
作者简介：张春梅(1964年生)，女，黑龙江省肇东县人，解放军第141医院医院内科主治医师，从事红细胞的生物学特性研究.
, 百拇医药
参考文献：
[1] 张镜如，乔健天.生理学[M].北京：人民卫生出版社，1996.56-57.
[2] ZHAO Tian-xian and Dieter Lockner Electrical impedance and erythrocyte sedimentation rate of blood [J]. Biochimicaet Biophysical Acta, 1993.1153,243-248.
[3] 马青，等.蛙血红细胞射频介电谱的分析[J]，中国医学电阻抗杂志，1996，6(4)：13-15.
[4] 鲁勇军，余珏 .细胞和组织射频介电弛豫特性分析[J].基础医学与临床，1995，15(3)：202-208.
收稿日期：1999-07-01, 百拇医药