19.03.2005 19:28:38
[kliknutím k originálu v angličtině][použit strojový překlad eurotran]
Leland C. Clark
narozený 1918

Leland Clark je jznámější pro svou tj. Clarkovou elektrodu

Leland C. Clark byl narozen v 1918 a přjímal jeho Ph.D. v biochemii a fyziologii u univerzity Rochester lékařské fakulty. Dr. Clark, jeden z století je nejvíce plodní biomedicínští vynálezcové a výzkumníci, je rozpoznán pro propagovat několik lékařských milníků připočítaných s ukládacími tisíci životů a urychlovat technologii moderní medicíny. Jeho úspěchy výzkumu zahrnují vývoj prvního úspěšného srdce-stroj plíce, povýšení prokládání technologie k vývoji jednoho z prvních jednotek intenzivní péče na světě a propagování bádají v biomedicínských aplikacích perfluorocarbons a biosensors. On publikoval více než 400 vědeckých prací v biomedicine a vytvářel četný nás a cizí patenty, hlavně v poli lékařského vybavení a fluorocarbons. On je příjemce četné studijní specializace a ceny včetně uvedení do národní akademie inženýrství a inženýrství a chodby vědy slávy.

To je obecně dohodnuté, že biosensor historie začala v 19621 a že předek biosensor byl americký vědec Leland C. Clark. Clark studoval electrochemistry redukce plynného kyslíku u platiny (Pt) kov elektrody, propagovat použití pozdnější jako kyslík - (a proto chemi -) senzor. Ve skutečnosti, Pt elektrody objevily kyslík electrochemically jsou často odkazoval se na druhově jak”Clark elektrody”.

Tyto elektrody mají tenkou organickou blánu pokrývat vrstvu electrolyte a dvě kovové elektrody. Kyslík se šíří blánou a je electrochemically redukované u katody. Tam je opatrně fixované napětí mezi katodou a anodou tak ten jediný kyslík je redukován. Větší kyslíkový parciální tlak, více kyslík se šíří blánou v daném čase. Toto skončí proudem, který je úměrný kyslíku ve vzorku. Tepelná čidla vestavěná do sondy na některých pokročilých měřících systémech dovolí náhradu za blánu a teploty vzorku, který ovlivnit rychlost rozšiřování a rozpustnost. Metr používá katodový proud, teplotu vzorku, teplotu blány, barometrický tlak a informace slanosti spočítat rozpuštěný kyslík obsah vzorku v jedné koncentraci (ppm) nebo procento nasycení t % seděl). Napětí pro redukci může jeden být dodáván elektronicky metrem (potentiometric kyslíková elektroda) nebo nepodobné kovy mohou být užití na dvě elektrody, prohozený tak že správné napětí je tvořeno mezi nimi (galvanic elektroda).
 

Toto je elektroda polarographic užitá na měření koncentrace kyslíku v kapalném prostředí (např. krev) a plyny. Vzorek je přinesen do kontaktu s blánou (obvykle polypropylén nebo Teflon) přes kterého kyslík se šíří do měřící komory obsahovat draselné chlórové řešení. V komoře jsou dvě elektrody; jeden je stříbro odkazu/stříbrná chlórová elektroda a jiný je platinová elektroda pokrytá sklem k výkladu jen nepatrné území platiny (např. 20 mm průměr). Tok elektrického proudu mezi dvěma elektrodami když polarizovaný s potenciálem - 600 mV (vs. Ag/AgCl) určuje kyslíkovou koncentraci v řešení. Původně vyvinutý pro měřící plynný kyslík, to je jen věc polarity, zda elektroda cítí vodík nebo plynný kyslík. Pro měření vodíku + 600 mV (vs. Ag/AgCl) být dodáván. Reakce je velmi citlivá na teplotu a udržovat lineární vztah mezi kyslíkem (nebo vodík) koncentrace a proud změřili elektrodu teplota musí být řízena uvnitř 0.1 oC. elektroda je kalibrována používat dvě plynové směsi známého kyslíku (nebo vodík) koncentrace. Takové kyslíkové citlivé elektrody jsou použity v krevním analyzátoru plynu v klinické chemické laboratoři nebo v oblastech intenzivní péče. Clark-elektroda typu sestává z Pt - () a odkaz Ag/AgCl-elektroda (B) krytý filmem poloviny-naplnil KCl electrolyte (C) uzavřený v Teflon bláně (D) který je držen na místě těsněním (E). Nabídka napětí (F) a elektronický přístroj pro měření současné výroby je ukazován (G).

Clark měl chytrou myšlenku rozmístění velmi blízkého povrchu elektrody platiny (tím, že chytí to fyzicky proti elektrodě s kusem blány dialýzy) enzyme to reagovalo s kyslíkem. On vyvozoval, že on mohl následovat aktivitu enzyme tím, že následuje změny v koncentraci kyslíku kolem toho, tak chemosensor se stal biosensor. Založený na tomto zážitku a adresování jeho touha rozšířit rozmezí analytes, které mohly být měřila v těle, on dělal adresu orientačního bodu v roce 1962 u nové York akademie symposia věd ve kterém on popsal jak “dělat electrochemical senzory (pH, polarographic, potentiometric nebo conductometric) inteligentnější” tím, že sčítá “enzyme snímače jako blána oplotily sendviče”. Pojetí bylo objasněno experimentem ve kterém oxidase glukózy byly chyceny u Clark kyslíkové elektrody používat blánu dialýzy. Snížení uměřené kyslíkové koncentrace bylo úměrné koncentraci glukózy. Ve vydaném referátu (Clark, L.C. Jnr. Ann. NY Acad. Sci. 102, 29-45, 1962), Clark a Lyons razil termín enzyme elektroda. Clarkovy nápady se staly realitou reklamy v roce 1975 s úspěšnými re-start (první start 1973) žlutých jaer společnost nástroje (Ohio) glukóza analyzátor založený na detekci amperometric peroxidu vodíku. Toto bylo první mnoho biosensor-založil analyzátory laboratoře být postaven společnostmi ve světě.

Náhražka krve

První skutečný úspěch v tekutém dýchání se dostavoval v roce 1966, s Dr. Leland Clark je “kapalina-dýchat-myš” experiment. Dr. Clark pochopil ten kyslík a uhlík dioxide byl velmi rozpustný v kapalinách fluorocarbon (jako freon). Předpokládat, že alveoli plíc by měly být schopné kyslíku kreslení ven tekutiny a nahrazovat to uhlíkem dioxide, Clark zjistil, že tyto fluorocarbons by měly podporovat dýchání zvířat. Vykonávat první testy na zanestetizovaných myších, Dr. Clark přechodně ochromil každé zvíře a umístil trubku dole průdušnice, nahušťovat manžetu uvnitř aerolinie poskytovat pečeť a zajišťovat to žádný vzduch zadal plíce a žádné řešení unikalo.
 

Po kypícím kyslíku přes fluorocarbon, okysličená tekutina byla pumpovaná do plíc zvířat a recirculated (o 6 cyklech inhalace a exhalace na minutu). Většina ze zvířat, která byla udržovala se v tekutině pro až do hodiny přežité pro několik týdnů po jejich odstranění, předtím, než nakonec podlehne plicní škodě. Pitvy jednotně ukázaly, že plíce vypadaly ucpané když zhroucený ale normální když nahustil. Některé ty časné problémy Clark setkal se s vypadal, že je způsobený velikostí aerolinie zvířat. Malá velikost fyzicky limitovala množství tekutiny, která mohla se dostat do plíc. Pro to a jiné důvody, uhlík dioxide inklinoval vybudovat v systému: to prostě nemohlo být odstraněno rychle dost. Dr. Leland Clark Cincinnati vynalezl krevní náhražku dovolovat toto žijící myš nadechnout se kapalina, zatímco zlaté rybky obývají zavodňování vody nahoře.

Dr. Clark objevil, že délka času myši mohly přežít v tekutině byl přímo příbuzný teplotě fluorocarbon: chladnější tekutina, snížit míru dýchání, která podle pořadí předešla uhlíku dioxide nahromadění. Jediná cesta kolem problému, proto, byl přimět podchlazení ve zvířatech. Tato technika vypadala, že dává jej nejvíce úspěch jak jedno zvíře přežili přes 20 hodin tekutina dýchání u 18 mír Centigrade. Všechna zvířata v nejčasnějších studiech utrpěla plicní poškození, ale zda to bylo způsobené jedovatými nečistotami fluorocarbon, chemickým vzájemným ovlivňováním fluorocarbon s plící nebo nějakým neznámem účinek byl undetermined. Toto tajemství plicní škody, stejně jako problém uhlíku dioxide eliminace a skutečnost, že fluorocarbon inklinoval být udržen tkáněmi těla, by musel být řešen předtím proces mohl být zkusen na předmětech člověka.

Tento text byl sestaven z biografií Clarka dostupný v internetu:
( 1, 2, 3 )

(se aktualizoval a korigoval 17. května 2003)