血库储存血红细胞物理特性变化规律

郝希平，宋霄薇，曹 彬

1)河南科技大学物理与工程学院 洛阳 471003 2)河南科技大学医学技术与工程学院 洛阳 471003 3)暨南大学生物医学工程研究所 广州 510632

血库储存血红细胞物理特性变化规律

郝希平1)△，宋霄薇2)，曹 彬3)

1)河南科技大学物理与工程学院 洛阳 471003 2)河南科技大学医学技术与工程学院 洛阳 471003 3)暨南大学生物医学工程研究所 广州 510632

△女，1964年9 月生，硕士，副教授，研究方向：医用物理，E-mail：hxp516@126.com

红细胞；储存；几何形态；弯曲弹性模量

红细胞作为血液中数量最多的一种血细胞，是氧气和二氧化碳的最主要载体，同时还参与物质转运、信息传递、细胞免疫等功能。红细胞功能的正常发挥与其形态、细胞膜力学性能以及胞内血红蛋白的结构和功能有关。研究[1-4]表明血库血储存的过程中，红细胞的变形能力会大大下降，但以上研究中的测量方法均为有扰测量，所测值为群体信息，不能对红细胞作连续跟踪测定。红细胞在其生存期内，青、中、老龄红细胞的形态结构和变形能力有所差异[5]。作者采用对细胞正常生理状态无扰测量的快速显微动、静态图像分析技术[5]对不同储存时间的红细胞进行测定，探讨血库血红细胞的数目、形态结构、力学性能随储存时间的变化规律，从而为临床上血库血的合理使用提供指导，以提高临床用血的有效性。

1 材料与方法

1.1血库血样品的制备抽取6个健康人的静脉血，立即加入CPDA血液储存液(每100 mL全血中加入14 mL)，于4 ℃下密封储存。以刚抽取的新鲜血(储存0 d)以及用CPDA储存5、10、15 d的血用于实验。

1.2不同胞龄红细胞的分离和提取

④PBS-BSA溶液：pH 7.4 PBS缓冲液，加入5 mmol 葡萄糖，1 mmol 硫酸镁，1 g/L BSA。

1.3各层红细胞计数应用细胞计数板。稀释红细胞，将盖玻片盖在细胞计数板上，吸取10 μL红细胞悬浮液，置于盖玻片的边缘,使红细胞悬浮液缓缓渗入，多余的红细胞悬浮液用吸水纸吸弃,稍待片刻,使红细胞悬浮液全部沉降到血球计数室内，变通光镜下进行红细胞计数。

1.4不同层别红细胞形态结构、变形能力的测定

1.4.1 红细胞形态的显微静态图像分析 将拍摄

的红细胞形态图像导入显微静态图像分析软件，利用该软件测量分析红细胞的大小、接触面积、周长、长轴长、短轴长和圆度(REF)等。每组测量30个红细胞，取其平均值。

1.4.2 显微动态图像分析 将摄录的反映红细胞动态变化的录像导入显微动态图像分析软件，测量分析单个活态红细胞的弯曲弹性模量(Kc)，每组测量分析15个红细胞，取其平均值。

1.5统计学处理采用SPSS 13.0进行分析。采用重复测量数据的方差分析比较不同储存时间和不同层红细胞数计数的差异，检验水准α=0.05。

图1 血液分层

1.6结果

1.6.1 不同储存时间各层红细胞计数和形态结构的比较 见表1、2。

表1 储存0、5 d各层红细胞计数、接触面积和周长的比较(n=6)

表2 储存10、15 d各层红细胞计数、接触面积和周长的比较(n=6)

1.6.2 不同储存时间各层红细胞长轴长、短轴长、REF和Kc的比较 结果见表3、4。

表3 储存0、5 d时各层红细胞的长轴长、短轴长、REF和Kc(n=6) μm

表4 储存10、15 d时各层红细胞的长轴长、短轴长、REF和Kc(n=6) μm

2 讨论

作者测量了血库血红细胞储存0、5、10、15 d后不同胞龄红细胞的数目、接触面积、周长、长轴长、短轴长、REF和Kc值，结果显示：储存0、5 d时红细胞分为4层，储存10、15 d时红细胞分为3层。储存0和5 d相比较，红细胞形态结构和变形能力没有发生改变；储存10和15 d相比较其形态结构和变形性发生了改变，相同时间点，除了REF没有改变外，其他参数都有改变。该研究结果说明红细胞在储存过程中，若超过15 d，形态结构和功能都发生了变化，红细胞的体积就会变小，密度就会变大，正常功能作用逐渐变差。

血库储存血红细胞，存储期超过10 d，红细胞原来的4层变为3层，这是由于随着储存时间的延长，其形态由正常双凹形渐渐向球形转变，表面积越来越小，体积逐渐减少，但其内容物并未有所增减，故导致红细胞密度在增大；超过10 d，Kc值显著增加，说明其变形能力变差，这会导致红细胞通过毛细血管的能力变差，减弱红细胞的运输能力。故储存时间越长的红细胞越难以发挥正常的携氧能力。

综上所述，输血时，若采用储存时间不超过15 d的血库血红细胞，其使用效果会比较好。然而由于该研究属首创初步探讨，还需要进一步深入研究。

[1]Li Y,Wen C,Xie H,et al. Mechanical property analysis of stored red blood cell using optical tweezers[J].Colloids Surf B Biointerfaces,2009,70(2):169

[2]Lion N, Crettaz D, Rubin O, et al. Stored red blood cells: a changing universe waiting for its map(s)[J]. J Protemics,2010,73(3):374

[3]赵明旭,王谦，房平,等.血液贮存过程中红细胞变形指数测定的临床意义[J].山东医药,2006,46(14):70

[4]王爱梅,梁文华,王群,等.不同保存期全血制备洗涤红细胞的超微结构变化[J]. 临床输血与检验, 2004,6(3): 173

[5]吴正洁. 酸、碱pH环境对人红细胞和血红蛋白的作用[D]. 广州：广州暨南大学, 2010: 19

[6]Rennie CM,Thompson S,Parker AC,et al.Human erythrocyte fraction in "Percoll" density gradients[J].Clin Chim Acta,1979,98(1/2):119

(2013-05-20收稿 责任编辑李沛寰)

10.13705/j.issn.1671-6825.2014.03.047