EastmanKodakEktachem的干片与仪器使用早期发展史.docVIP

Eastman Kodak Ektachem的干片与仪器使用早期发展史 Eastman Kodak公司坐落于纽约州罗彻斯特，Ektachem的故事开始于1970年。在一段时间内，Eastman有机化学制品公司为临床实验室提供试剂，Al Baitsholts为分析灵敏度的干片扫描色谱分析系统产品经理，他确信某种干片扫描格式可能成为一种新方法测定的原理，以用于日常临床化学分析。这时时机非常好，因为Kodak一直对一种新产品有兴趣，这种新产品可使用专利涂层技术制造。Al拜访了他以前的老板兼朋友，Edwin Przybylowicz，Kodak研究工作实验室高级经理。他们讨论了多种干片扫描化学的配置，仅需要不超过10μl的体液（血清、血浆、全血甚至是脑脊液），但是会产生定量结果。? ??? Przybylowicz被这些建议强烈地吸引住了。他成立了以Charles Warburton、Leo Kunzelsauer和William Fellows为成员的小组来探究这些可能性。这些早期实验的目的是制造一种干燥且薄的膜层，包含临床分析比色法中所必需的所有试剂。在亲水聚合物矩阵中的试剂被涂在透明塑料之上并进行干燥。在干片上加入样本，水和被分析物在试剂层混合，开始反应。用比色法来取得最终反应结果。 使样本在干片上分散被证明是一个相当大的挑战：在干片表面液体往往形成一个水珠。研发小组最初使用过滤纸、塑料过滤器或机织品使液体在试剂层分散。较好的解决方法是涂抹扩散层作为试剂层上凝胶材料中泥浆的固体颗粒；在涂层浆料干燥过程中这将成为一种多孔固体形成的地方。由Al Goffe研制的首选成分是以在溶剂-非溶剂混合剂外的二氧化钛涂层中的有色醋酸纤维素为基础。干燥时，这种混合物产生一种高度多孔性结构。在试剂层上的扩散涂层分析片横截面示意图为图1；图2为二氧化钛-醋酸纤维素层的显微照片。当测试液体低落时，如血清，触及到扩散层时，它迅速扩散直至微孔被填满。使用两倍的液体体积则扩散为原来约两倍的面积（在体积为5-15μl被证明其属实）。因而扩散层提供一个涵盖每单位面积的流体，其不受使用液体体积的限制。10μl液体可扩散1平方厘米。 因为二氧化钛-醋酸纤维素的扩散层几乎是不透明的，有色反应产物必需通过反射密度量化。使用Kodak研究工作实验室设计的设备，适当的光波长通过干片控制，以试剂层为45°角为基础，背面反射光为90°，从而减少镜面反射。读数通过微小的窗口读取。在反应过程中干片在可控温度下保存。这一设备示意图在图3中显示。?  ??? 直到1971年年末，研发小组终于证明研究的结果可运用到常见的临床化学反应方案中。确实，他们在可接受范围内以葡萄糖氧化酶与山葵过氧化物酶-催化邻苯甲苯胺氧化为基础进行葡萄糖分析干片。在1976年取得了干片分析的专利 。 基于这点，管理层决定通过建立以下三个新的团队扩大研究：（a）一个化学-生物化学小组，由Cornelius Unruh领导，Pat Grisdale为其下任，该小组提供试剂、化学及生物化学分析概念；（b）一个涂层技术小组，由Dick Spayd领导，进行涂层研究并将其转化为分析实验原理（小的干片，16mm正方形被证明是最好的格式）；（c）由Henry Curme领导的生物分析小组，进行分析干片的性能测试，并诊断其发生的问题。这些小组的领导或实验室负责人，是众所周知在Kodak具有10-20年的摄影研究与发展经验。实验室行政部门由Roy Rand负责，一名经验丰富的临床化学家，努力尽早提供必需的临床化学经验，指导研究计划。此外，一些年轻的大学毕业生，在生化专业及多个方面经过培训后也加入这个团队，每个分析干片研究小组都是由以上述专业团队组成。 ??? 技术障碍无处不在，例如高温是很不便的，因为在反应完成前高温会使酶的活性减少，干片变干。通过亲水聚合物的再次水化形成的凝胶体太浓密而不能使大的分子（如白蛋白）通过。因此，要为大分子的分析设计不同的策略。又比如腐蚀性化学物质，如在Abell–Kendall胆固醇诊断中使用的，能够损害干片。虽然将凝胶体排除在外使大分子的分析变得困难，但是其它大分子，如血色素（一种用光度测定的、化学干扰物），仍然留在白色不透明扩散层，影响光度检测。血色素实验分层干片的敏感度小于常规分光光度测定系统。但一般而言，低孔隙度血清蛋白不会进入凝胶层。 小组对将酶作为试剂使用很感兴趣，不仅因为其特异性高，还因为在37℃酶催化的反应速度。在葡萄糖测定中的直联茴香胺被改进的Trinder试剂取代。这个反应序列包括过氧化物酶-过氧化氢催化4-氨基偶氮苯氧化，更进一步的与苯酚或萘酚结合以形成染色剂。在Curme实验室中进行的机械论研究，每个人都指出葡萄糖氧化酶和过氧化物酶（就像其它酶）在膨胀的高分子干片中显