1

Ćwiczenie 53

Temat: Wyznaczanie liczby hematokrytowej krwi.

Liczba hematokrytowa [współczynnik objętościowy krwinek, hematokryt φ określany jest jako
stosunek objętości krwinek do objętości krwi pełnej (będącej sumą objętości krwinek i osocza)].

osocza

krwinek

krwinek

V

+

V

V

=

φ

(1)

Jedną z metod wyznaczania liczby hematokrytowej krwi jest odwirowanie krwi w specjalnej

wirówce hematokrytowej. Metoda ta wykorzystuje różnice w ciężarach właściwych krwi i osocza.
Oddzielenie się czerwonych krwinek od osocza następuje w wyniku działania siły odśrodkowej
podczas wirowania. Inną metodą wyznaczania powyższej liczby jest metoda elektryczna (metoda
Maxwella), wykorzystująca elektryczne właściwości krwi. Osocze krwi jest elektrolitem
zawierającym 90% wody, substancje białkowe i sole mineralne. Krwinki można traktować jako
kuleczki o bardzo dużym oporze właściwym rzędu 10

10

Ωm. Krew zawiera zatem osocze o bardzo

małym oporze właściwym i krwinki, których opór właściwy jest bardzo duży. Właściwości
elektryczne zawiesiny grupy komórek w środowisku przewodzącym prąd elektryczny podobne są do
właściwości kulistych cząsteczek znajdujących się w cieczy przewodzącej. Do takiego układu stosuje
się równanie wprowadzone przez Maxwella:

2

+

1

-

=

2

+

1

-

2

1

2

1

1

1

ρ

ρ

ρ

ρ

φ

ρ

ρ

ρ

ρ

⋅

(2)

gdzie: ρ - opór właściwy krwi
ρ

1

- opór właściwy osocza

ρ

2

- opór właściwy krwinek

φ - liczba hematokrytowa

Opór właściwy osocza ρ

1

jest bardzo mały w porównaniu z oporem właściwym krwinek

ρ

2

( ρ

1

<< ρ

2

), a więc czynnik ρ

1

/ ρ

2

jako znacznie mniejszy od 1 możemy pominąć. Dla krwi wzór

Maxwella przyjmuje postać:

1

1

ρ

ρ

ρ

ρ

φ

+

2

)

-

(

2

=

⋅

⋅

(3)

Pomiar liczby hematokrytowej metodą Maxwella sprowadza się do wyznaczenia oporów właściwych
krwi i osocza. Opór elektryczny elektrolitu wyznaczamy za pomocą mostka Kohlrausch'a, którego
schemat przedstawia się następująco:

2

Schemat układu pomiarowego.

Mostek zasilany jest prądem zmiennym, gdyż przy zastosowaniu prądu stałego w elektrolicie

nastąpi elektroliza. Ze względu na dużą ruchliwość niektórych jonów, przy zasilaniu mostka prądem
o niskiej częstotliwości wystąpiłaby polaryzacja jonowa elektrolitu. W celu uniknięcia tego zjawiska
do zasilania mostka stosujemy prąd zmienny o częstotliwości 1kHz, natomiast do pomiaru oporu
krwi stosujemy elektrody platynowe, aby uniknąć zmian chemicznych wywołanych reakcją metalu ze
składnikiem krwi. Podczas pomiarów elektrycznych krwi należy pamiętać o tym, aby natężenie
prądu płynącego przez naczynie pomiarowe nie przekroczyło wartości, przy której mogą wystąpić
trwałe zmiany w strukturze składników morfotycznych krwi. W układzie pomiarowym stosowanym
w ćwiczeniu natężenie prądu płynącego przez naczynie nie przekracza 50µA, a więc jest znacznie
mniejsze od progu fizjologicznego tj. takiej wartości natężenia prądu, przy której następują
nieodwracalne zmiany w strukturze składników morfotycznych krwi. Pomiar oporu za pomocą
mostka przedstawionego na schemacie polega na doprowadzeniu układu do równowagi poprzez
ustawienie suwaka S w takim położeniu, aby przez mikroamperomierz nie płynął prąd. Wtedy
potencjały punktów C i S są sobie równe. W stanie równowagi, analogicznie jak dla mostka
Wheatstone'a spełniona jest zależność:

2

1

2

1

0

L

L

=

R

R

=

R

R

x

(4)

stąd:

2

1

0

L

L

R

=

R

x

⋅

(5)

gdzie: R

x

- opór badanej cieczy

R

1

- opór drutu o długości L

1

R

2

- opór drutu o długości L

2

R

0

- opór znany (82Ω)

R

o

R

X

L

1

L

2

µA

S

A

B

C

G

R

x

-opór nieznany

R

0

- opór znany (82Ω)

µA-mikroamperomierz
L

1

,L

2

- położenie suwaka S na skali

G - źródło prądu zmiennego

3

Zależność pomiędzy oporem substancji ciekłej R

x

a jej oporem właściwym może być wyrażona

wzorem:

C

=

R

x

x

⋅

ρ

(6)

gdzie: C - stała charakteryzująca naczynie pomiarowe.

Wobec tego dla krwi i osocza słuszne są następujące zależności:

C

=

R

⋅

ρ

(7a)

C

=

R

⋅

1

1

ρ

(7b)

Stałą naczynia pomiarowego C możemy wyznaczyć mierząc opór substancji wzorcowej
R

wz

( 1/50 N roztwór KCl ) o znanym oporze właściwym równym 4.2Ωm.

wz

wz

R

=

C

ρ

(8)

Podstawiając wartości oporów właściwych krwi i osocza ze wzorów (7a) i (7b) do wzoru (3)
możemy obliczyć wartość liczby hematokrytowej.


Kolejność czynności:

I. Metoda wirówki hematokrytowej

.

1. Włączyć wirówkę do sieci (odczekać kilka sekund w ciągu których następuje samotestowanie

układu).

2. Po otwarciu komory wirnikowej (przycisk ‘‘lid’’) odkręcić nakrętką tarczę pokrywki wirnika i

zdjąć z wirnika tarczę pokrywy.

3. Napełnić dwie szklane kapilary próbkami krwi do około 3/4 długości kapilary i zakleić kapilary

specjalnym kitem. Długość zaklejania kapilary powinna się zawierać w granicach od 1mm do
2mm.

4. Zaklejone kapilary ułożyć symetrycznie w gniazdach wirnika tak, aby zapełnione gniazda wirnika

znajdowały się naprzeciw siebie w linii prostej. Zaklejone końce kapilary należy dosunąć do
plastykowej uszczelki na obwodzie wirnika.

5. Założyć tarczę pokrywki wirnika, przykręcić ją za pomocą nakrętki oraz zamknąć pokrywę

komory wirnikowej.

Uwaga: Uruchomienia wirówki należy dokonywać w obecności asystenta. Uruchomienie wirówki z
nie przykręconą lub źle przykręconą tarczą pokrywy wirnika grozi awarią urządzenia.

4

6. Uruchomić wirówkę przez naciśnięcie przycisku ‘‘start/stop’’.

Uwaga: Wyłączenie wirówki następuje samoczynnie (na krótko przed zatrzymaniem rozbrzmiewa
dwustopniowy sygnał akustyczny). W przypadku stwierdzenia nieprawidłowości pracy wyłączenie
wirówki następuje po naciśnięciu przycisku ‘‘start/stop’’. W czasie pracy wirówki nie wolno jej
przesuwać, przestawiać itp..

7. Po zatrzymaniu się wirnika otworzyć pokrywę komory wirnikowej (przycisk ‘‘lid’’) i po

odkręceniu nakrętki mocującej zdjąć tarczę pokrywy wirnikowej.

8. Wyjąć z gniazda wirnika kapilary. Pokrywę wirnika założyć ponownie, zamknąć pokrywę komory

wirnikowej

9. Wyłączyć wirówkę z sieci.
10. Dokonać odczytu liczby hematokrytowej za pomocą podziałki odczytowej. Odczyt polega na

ustawieniu kapilary w ten sposób aby dolny poziom słupka krwi był na poziomie linii 0%, a
górny poziom osocza na linii 100%. Na linii rozdziału erytrocytów i osocza odczytujemy wartość
hematokrytu.

11. Odczytane wartości liczby hematokrytowej wpisać do tabelki 4.

II. Metoda elektryczna.

1. Zestawić układ mostka wg schematu. Znany opór R

0

=82Ω znajduje się we wspólnej obudowie z

mikroamperomierzem.

2. Do naczynia pomiarowego wlać wzorcowy roztwór KCl. Znaleźć położenie suwaka, przy którym

przez mikroamperomierz nie płynie prąd. Odczytać wartość L

1

oraz L

2

.Pomiary wykonać

trzykrotnie. Wyniki zapisać w tabeli 1.

Uwaga: Przed napełnieniem naczynia inną substancją umyć je wodą, a następnie przepłukać
buforem PBS.

3. Znaleźć wartości L

1

i L

2

dla osocza. Pomiary wykonać trzykrotnie. Wyniki zapisać w tabeli 2.

4. Znaleźć wartości L

1

i L

2

dla krwi. Pomiary wykonać trzykrotnie. Wyniki zapisać w tabeli 3.

5. Ze wzoru (5) obliczyć opory cieczy wzorcowej R

WZ

, osocza R

1

i krwi R. Wyniki wpisać do

odpowiednich tabel.

6. Ze wzoru (8) obliczyć stałą C naczynia pomiarowego i wpisać do tabeli 1.
7. Obliczyć opory właściwe osocza ρ

1

i krwi ρ korzystając ze wzorów (7a) i (7b). Wyniki wpisać do

tabel 2 i 3.

8. Ze wzoru (3) obliczyć wartość liczby hematokrytowej i wpisać wyniki do tabeli 4.

5

Tabela 1 Tabela 2

L

1

[m]

L

2

[m]

R

wz

[Ω]

ρ

wz

[Ωm]

C[1/m
]

L

1

[m]

L

2

[m]

R

1

[Ω]

ρ

1

[Ωm]

KCl

O

so

cz

e

L

średnia

L

średnia

Tabela 3 Tabela 4

L

1

[m]

L

2

[m]

R[Ω]

ρ [Ωm]

I metoda

φ[%]

II metoda

φ[%]

Krew

L

ic

zb

a

H

em

at

o

k

ry

to

w

a

L

średnia

Sprawozdanie powinno zawierać:

1. Schemat układu pomiarowego.
2. Tabelki pomiarowe, podstawienia do wzorów i wyniki obliczeń.
3. Wnioski.