Сенсибилизированный это: Недопустимое название — Викисловарь

Виды сенсибилизации

Повышенная чувствительность к аллергену проявляется только после повторного контакта с ним. Первичный контакт аллергена с иммунокомпетентными клетками приводит к выработке антител – иммуноглобулинов и фиксации их на клетках-мишенях. Возникает состояние повышенной чувствительности к повторному попаданию антигена.

Появление в организме специфических аллергических антител и определяет состояние сенсибилизации, т.е. появление повышенной чувствительности к какому-то аллергену. Сенсибилизация – это иммунологически опосредованное повышение чувствительности организма к антигенам (аллергенам) экзогенного или эндогенного происхождения.

По способу получения различают сенсибилизацию активную и пассивную.

Активная сенсибилизация возникает при искусственном введении или естественном попадании в организм аллергена. Он должен поступать во внутреннюю среду, минуя барьеры (слизистая оболочка, кожа), или за счет повышения их проницаемости. Для сенсибилизации достаточно очень небольшого количества аллергена – порядка сотых и тысячных долей грамма. Состояние повышенной чувствительности возникает через 8-21 дней, сохраняется у животных неделями, месяцами, годами, а затем постепенно исчезает.

Пассивная сенсибилизация возникает при введении здоровому животному сыворотки крови, другого активно сенсибилизированного животного (для морской свинки 5-10 мл, для кролика 15-20 мл), или сенсибилизированных Т- и В-лимфоцитов. Адоптивным переносом иммунокомпетентных клеток можно моделировать повышенную чувствительность немедленного (В-клетки) или замедленного (Т-клетки) типа. Состояние повышенной чувствительности возникает через 18-24 часа после введения сыворотки. Это время необходимо для того, чтобы антитела, содержащиеся в чужеродной сыворотке, успели зафиксироваться в тканях организма. Сохраняется в течение 40 дней.

Сенсибилизация может быть моновалентной при повышении чувствительности к одному аллергену и поливалентной при сенсибилизации ко многим аллергенам. Перекрестной сенсибилизацией называют повышение чувствительности сенсибилизированного организма к другим антигенам, имеющим общие детерминанты с аллергеном, вызвавшим сенсибилизацию.

Клинические проявления аллергии

Аллергия клинически проявляется в изменении функций различных органов и систем. В первую очередь изменения отмечаются со стороны нервной системы: возникает явление парабиоза, которое может быть выражено либо резким возбуждением, либо резким угнетением нервной системы. Так как нарушается ЦНС и периферическая, то это приводит к нарушениям со стороны и других систем.

Возникают нарушения со стороны кровообращения, снижается кровяное давление, появляются застойные явления (крови) в легких, печени, желудочно-кишечном тракте, повышается проницаемость сосудов, поэтому возникают кровоизлияния особенно в слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта.

Нарушается функция дыхания – вначале резкое усиление, учащения, затем дыхание замедленного ритма.

Нарушения со стороны пищеварительного аппарата — рвоты, понос часто кровавый.

Обмен веществ идет не до конечных продуктов распада, возникает ацидоз, резкая гипергликемия, а потом и глюкозурия.

Изменяется картина крови — вначале увеличивается число лейкоцитов, затем резко снижается, замедляется свертываемость крови, снижается ферментативная активность. Понижается фагоцитарная способность лейкоцитов.

Возникают дистрофические и некротические процессы в тканях. Может повышаться общая температура тела, опухают суставы, возникают ограниченные отеки. При аллергии обостряются все хронические процессы.

Значение, Определение, Предложения . Что такое сенсибилизированный

Другие результаты

Один слой был сенсибилизирован для регистрации красной части спектра, другой слой регистрировал только зеленую часть, а третий — только синюю.

В первоначальном процессе Дагерра пластина была сенсибилизирована только воздействием паров йода.

В 2013 году как планарная, так и сенсибилизированная архитектура претерпела ряд изменений.

Когда большое количество личинок прикрепляется к сенсибилизированному человеку, это может привести к тяжелому аллергическому дерматиту.

В новом процессе обычная фотография была перефотографирована непосредственно на сенсибилизированную металлическую пластину.

— Татарские Сенсибилизированные материалы; принят на вооружение предприятия в 1974 году.

Трансгенные мыши, демонстрирующие индуцибельную экспрессию ΔFosB преимущественно в прилежащем ядре и дорсальном стриатуме, демонстрируют сенсибилизированные поведенческие реакции на кокаин.

Предварительно сенсибилизированные тучные клетки реагируют дегрануляцией, высвобождая вазоактивные химические вещества, такие как гистамин.

Такая конструкция характерна для современных перовскитовых или сенсибилизированных красителем солнечных элементов.

Галогениды олова метиламмония и свинца метиламмония представляют интерес для использования в сенсибилизированных красителями солнечных элементах.

МГЭ-покрынный клеток, на данном этапе, не сенсибилизированных к аллергену.

Люди, которые уже сенсибилизированы от предшествующего заражения, могут развить симптомы в течение нескольких часов.

Эти клетки, если они сенсибилизированы IgE-антителами, прикрепленными к их мембранам, дегранулируют при воздействии соответствующего антигена.

Активированная микроглия, производящая PGE2, может затем сенсибилизировать ноцицептивные нейроны, что проявляется в снижении их порога боли.

Кроме того, случайные загрязнители, такие как сильные кислоты или соединения серы, могут еще больше их сенсибилизировать.

В одной модели непривязанные прометафазные кинетохоры могут сенсибилизировать АПК к ингибированию MCC, рекрутируя АПК к кинетохорам через функционирующий мешок.

Композиции не обладают раздражающим действием, сенсибилизирующего действия не выявлено.

Оксид этилена является алкилирующим агентом, оказывает раздражающее, сенсибилизирующее и наркотическое действие.

Используются схемы лучевой сенсибилизирующей химиотерапии, состоящие из цисплатина или 5-флурурацила и митомицина С.

Немецкий химик Герман В. Фогель обнаружил, как расширить чувствительность до зеленого, а затем и до оранжевого цвета, добавив в эмульсию сенсибилизирующие красители.

Некоторые больные внезапно приобретают гиперакузию в результате приема сенсибилизирующих ухо препаратов, болезни Лайма, болезни Меньера, травмы головы или операции.

На прогрессирование цирроза печени могут влиять количество жира и степень стеатогепатита, а также целый ряд других сенсибилизирующих факторов.

Это повышает уровень PGE2, сенсибилизируя болевые нейроны.

Значение слова «сенсибилиза́ция»

и, только ед., ж.

[сэ]нсибилиза́ция

[sensibilis чувствительный]

Воспроизвести аудиофайл

1. Биол.Повышение чувствительности организмов, их клеток и тканей к воздействию какого-л. вещества, лежащее в основе ряда аллергических заболеваний.

Сенсибилизация, вызванная химическими веществами. Сенсибилизация к пыльце цветов. Сенсибилизация к сывороточным аллергенам, к нейроспецифическим белкам. Резус-сенсибилизация

(реакция организма матери с отрицательным резус-фактором на резус-положительный плод).

2. Спец.Увеличение чувствительности кино-, фотопленок, фотографических пластинок к некоторым цветным лучам.

Химическая, оптическая сенсибилизация.

3. Полигр.Химическая обработка формных пластин для плоской печати, повышающая устойчивость печатных элементов.

Энциклопедическая информация 1) В медицине под сенсибилизацией понимают появление у человека повышенной чувствительности к чужеродным для организма веществам — аллергенам. Аллергенами могут стать бактерии, вирусы и их токсины, химические вещества, в том числе многие лекарственные средства, промышленные яды и, кроме того, вещества, вырабатываемые в самом организме (аутоаллергены). Выражается сенсибилизация в виде образования и циркуляции в крови антител (защитных белков), соответствующих аллергену. Повторное воздействие аллергенов на сенсибилизированный организм может вызвать аллергические реакции от легких до тяжелых форм и аллергические заболевания (бронхиальную астму, поллиноз). Время между первым попаданием в организм аллергена и возникновением повышенной чувствительности к нему может колебаться от нескольких суток до нескольких месяцев и даже лет. Уменьшение или устранение сенсибилизации к повторному введению аллергена называют десенсибилизацией. Десенсибилизирующей способностью обладают препараты серы, алоэ, антигистаминные препараты, глюкокортикоиды. 2) В психиатрической практике у больных с аддикцией (зависимость от какого-либо фактора, например алкогольная, наркотическая зависимость), сенсибилизацией (сенситизацей) называют разновидность терапии отвращения, во время которой раздражитель, вызывающий у человека беспокойство и тревогу, связывается с возникновением у него нежелательного поведения. (Д. А. Ниаури)

Типы и виды аллергических реакций

Аллерген, попав в организм впервые, вызывает появление специфических антител (иммуноглобулинов типа Е — IgE), которые фиксируются на поверхности тучных клеток. Это состояние называют сенсибилизацией. При повторном контакте уже сенсибилизированного организма с раздражителем происходит IgE-зависимая активация тучных клеток. Это вызывает выброс гистамина, гепарина и других медиаторов воспаления, ответственных за проявление аллергических реакций.

Причиной аллергических реакций I типа чаще всего становятся компоненты пыльцы растений (трав, цветов, деревьев), бытовые, эпидермальные и пищевые аллергены, некоторые лекарственные средства, а также чужеродные сыворотки крови⁶.

По I типу протекают анафилактический шок, аллергический ринит, атопическая бронхиальная астма, атопический дерматит, аллергическая крапивница и отек Квинке, анафилактические реакции, например на продукты питания, укусы насекомых и ряд других⁶.

При таком типе реакции антитела действуют против веществ, которые заранее прикрепились к клеткам собственных тканей организма. В результате запускается процесс их гибели. Именно по этой причине II тип аллергических реакций и получил название цитотоксического¹.

Антигенами же при этом типе реакций чаще всего выступают бактериальные, вирусные и другие инфекционные аллергены, аутоаллергены и лекарства⁶. По II типу может протекать лекарственная аллергия, такая же реакция возникает иногда и при переливаниях крови: организм считает попавшие в него клетки чужими и обороняется от них¹.

Характеризуется образованием комплексов аллергена с антителами, которые активируют высвобождение медиаторов, повреждающих окружающие ткани. Такая реакция может развиваться в ответ на пищевые, лекарственные, ингаляционные, вирусные и бактериальные аллергены и антитоксические сыворотки¹,⁷.

Заболевания, обусловленные реакцией III типа: сывороточная болезнь, лекарственная аллергия и аутоаллергические заболевания (ревматоидный артрит, системная красная волчанка)¹,⁷.

В ответ на попадание аллергена образуются сенсибилизированные Т-лимфоциты. На их поверхности есть рецепторы, способные взаимодействовать с соответствующими антигенами. При повторном попадании аллергена они соединяются с сенсибилизированными лимфоцитами, что ведет к выделению медиаторов — лимфокинов, из-за которых появляются симптомы аллергии.

Причинами реакции IV типа могут быть компоненты различных микроорганизмов, паразитов, грибов, гельминтов, вирусов, а также вирус-содержащие и опухолевые клетки, собственные, но измененные белки организма или чужеродные протеины, гаптены⁸.

Самый простой пример такого рода реакции — проба Манту, с которой сталкивался, наверное, каждый⁹. Врачи проводят тесты на наличие антител, как раз вооружившись знаниями о гиперчувствительности замедленного типа.

Аллергия — ШПАРГАЛКИ ДЛЯ ПАЦИЕНТОВ

08.08.2019

Если верить рекламе, аллергия – одна из наибольших проблем человечества. И это правда, в отличие от того, что нам придется услышать дальше: достаточно принять «волшебную» таблетку – и болезнь отступит. Но в реальной жизни все не так просто.

Оказывается, аллергия – это не только зуд, слезотечение, чихание и «фонтан» из носа, но и высокая температура, тошнота, диарея и общая слабость. Удивительно, но когда весь белый свет не мил и раздражают даже стены, наша нервозность тоже может быть проявлением аллергии. И хотя эта проблема известна людям со времен строительства пирамид, именно за последние два десятилетия заболеваемость аллергией возросла в 3–4 раза, и сегодня более 25 % населения Земли страдает различными ее проявлениями. Некоторые авторы приводят еще более удручающие цифры – аллергия мучит до 60 % жителей мегаполисов! Итак, симптомы заболевания многообразны, а причин – несметное количество. На все, что нас окружает, – растения, насекомых, домашнюю пыль, шерсть животных, бытовую химию – организм может отреагировать непредсказуемо. Так что же это за беда и как с ней бороться?

 Аллергия, согласно одному из современных определений, – чрезмерная реакция иммунной системы человеческого организма на чужеродные вещества (аллергены).

 Иммунная система – это наш «спецназ», отвечающий за постоянство внутренней среды организма. Все «чужаки», проникшие в него извне (бактерии, вирусы, паразиты), или замаскированные под своих «террористы», появившиеся в ходе жизнедеятельности (атипичные клетки), должны быть обезврежены. Система иммунитета обладает способностью отличать «свое» от «чужого» и принимать меры по его уничтожению. За порядок в организме отвечает немалая «армия» готовых к обороне «бойцов»: целые органы (вилочковая железа, селезенка), островки лимфоидной ткани(лимфоузлы, глоточное лимфоидное кольцо, узлы кишечника и др.), клетки крови (различные виды лимфоцитов) и антитела (особые белковые молекулы).

В норме, когда «чужак» (например, вирус) первый раз попадает в организм, иммунная система реагирует, анализируя и запоминая его структуру, а затем вырабатывает антитела, сохраняющиеся в плазме крови. Следующее поступление этого же антигена вызывает немедленную атаку заранее синтезированных антител, которые быстро обезвреживают «непрошеного» гостя, и человек не заболевает. Кроме антител, в бою участвуют и Т-лимфоциты, способные выделять ферменты, разрушающие антиген. Их так и называют – «Т-киллеры».

Аллергическая реакция принципиально не отличается от нормального реагирования иммунной системы на антиген. Разница заключается лишь в неадекватности соотношения силы реакции и причины, ее вызывающей.

В нормальном состоянии организм игнорирует воздействие большинства поступающих в него веществ. Рефрактерность – так медики называют этот «игнор».

Так почему же у некоторых людей развивается сильная реакция на то, что другие просто не замечают? Однозначного ответа на этот вопрос, к сожалению, не существует. Резкий рост числа сенсибилизированных людей в последние десятилетия отчасти объясняется огромным количеством новых соединений, с которыми они сталкиваются в повседневной жизни.

 

Наиболее распространенные экзогенные аллергены

Пищевые – молоко, яйца, шоколад, мед, цитрусовые, злаковые, приправы, консерванты, пищевые красители.

Бытовые – домашняя, гостиничная, библиотечная пыль и некоторые ее компоненты (микроскопические клещи-дерматофагоиды, микроорганизмы и др.), перхоть и шерсть кошек, собак, лошадей и других животных, перья и пух (в том числе из подушек), сухой корм для рыб, экскременты домашних птиц, тараканы, споры плесневых грибков (особенно в сырых помещениях).

Контактные – моющие средства, стиральные порошки, полироли, косметические средства, изделия из синтетических материалов.

Пыльцевые – пыльца деревьев (береза, осина, орешник и др.), злаков (рожь, кукуруза, подсолнечник и пр.), сорных трав (амброзия, одуванчик, полынь и т.д.), луговых трав (ежа сборная, тимофеевка, райграс и др.).

Химические – низкомолекулярные (никель, хром, ртуть, динитрохлорбензол и др.) и высокомолекулярные химические вещества (лаки, краски, полимеры).

Инсектные – яды и аллергенные субстанции насекомых.

Лекарственные – любое лекарственное средство может быть аллергеном.

 

Помимо внешних аллергенов, существуют аллергены внутреннего происхождения (эндоаллергены). При травмах, инфекциях, воздействии токсических веществ или излучения нормальная структура тканей нарушается, и организм воспринимает их как чужие, реагируя образованием антител.

Все виды аллергических реакций имеют в своей основе единый механизм, в котором можно выделить несколько стадий.

 

Иммунологическая стадия

Это первая встреча организма с антигеном и выработка к нему антител – сенсибилизация. Реакция возникает при повторном и всех последующих поступлениях антигена. Антитела атакуют антиген с целью его уничтожения и образуют комплексы антиген – антитело.

 

Патохимическая стадия

Образующиеся иммунные комплексы повреждают особые тучные клетки, имеющиеся во многих тканях. Медиаторы воспаления (гистамин, брадикинин, серотонин и др.), содержащиеся в этих клетках, активизируются и выбрасываются в общий кровоток.

 

Патофизиологическая стадия

Это результат воздействия медиаторов воспаления на органы и ткани. Возникают разнообразные внешние проявления аллергии – спазм мускулатуры бронхов, усиление перистальтики кишечника, желудочной секреции и образования слизи, расширение капилляров, появление кожной сыпи, ринит и др.

Поскольку аллергия может протекать по-разному, выделяют следующие типы аллергических реакций.

 

І тип – анафилактические (немедленного типа)

Реакции взаимодействия иммуноглобулинов (антител) группы E (IgE) и G (IgG) с внешним антигеном. Образовавшийся комплекс оседает на мембранах тучных клеток с высвобождением большого количества гистамина. Время возникновения реакции: от нескольких минут до нескольких часов после проникновения антигена в организм. Примеры: анафилактический шок, отек Квинке, крапивница, атопическая бронхиальная астма, аллергический ринит, пищевая аллергия у детей.

ІІ тип – цитотоксические (или цитолитические)

Реакции взаимодействия иммуноглобулинов групп M и G с собственными клетками организма, воспринимаемыми иммунной системой как антигены. В результате клетки разрушаются и гибнут. Время развития клинической картины: до нескольких часов. Примеры: гемолитическая анемия, гемолитическая желтуха новорожденных при резус-конфликте (разрушение эритроцитов), тромбоцитопения (гибнут тромбоциты), осложнения при переливании крови, введении лекарственных препаратов (токсико-аллергическая реакция).

ІІІ тип – иммунокомплексные (феномен Артюса)

Иммунные комплексы из молекул антигена и антител групп G и M откладываются на внутренних стенках капилляров и вызывают их повреждение. Время реакции: от нескольких часов до нескольких суток. Примеры: сывороточная болезнь (иммунный ответ на введение сыворотки), гломерулонефрит, ревматические заболевания, аллергический дерматит.

IV тип – поздняя гиперсенсибилизация (замедленного типа)

Время развития реакции: через сутки и более после поступления в организм антигена. Реакции происходят при участии T-лимфоцитов (отсюда еще одно их название – клеточно-опосредованные). Атака на антиген обеспечивается не антителами, а специфическими клонами T-лимфоцитов, размножившимися после предыдущих поступлений антигена. Лимфоциты выделяют активные вещества – лимфокины, способные вызывать воспалительные реакции. Примеры: контактный дерматит, бронхиальная астма, ринит.

 

Аллергические реакции разделяют также по характеру течения – сезонные и круглогодичные.

Кроме истинной (специфической) аллергии, существуют состояния, клинически очень похожие на аллергические, но таковыми не являющиеся. Выделение гистамина и других медиаторов воспаления происходит не в результате сенсибилизации организма специфическими антигенами, а как результат каких-либо других проблем в организме, например, снижения антитоксической функции печени при ее заболеваниях. Такие реакции называют псевдоаллергическими (неспецифическими).

Многие авторы классифицируют аллергические реакции по клиническим формам.

1.       Аллергодерматозы (аллергические заболевания кожи):

а) атопический дерматит (резкий зуд, покраснение и отек участков кожи) – встречается у детей;

б) крапивница (кожный зуд, внезапное появление и быстрое исчезновение на коже и/или слизистых оболочках волдырей) – чаще бывает у взрослых;

в) ангионевротический отек Квинке (ограниченный отек кожи, подкожной клетчатки и слизистых оболочек, опасен тем, что при распространении на область дыхательных путей может возникнуть удушье).

2.       Аллергический ринит.

3.       Аллергический конъюнктивит.

4.       Поллиноз (сенная лихорадка, весенний катар) – аллергический ринит, вызываемый пыльцой растений.

5.       Бронхиальная астма.

6.       Сывороточная болезнь – генерализованная аллергическая реакция на введение медикаментов, в частности на чужеродный белок сывороток.

7.       Анафилактический шок – реакция всего организма на контакт с аллергеном. Характеризуется начальным возбуждением с последующим угнетением ЦНС, бронхоспазмом и резким снижением артериального давления. Это самое тяжелое проявление аллергии.

 

Факторы, способствующие развитию аллергических реакций

Ø  Наличие наследственной предрасположенности.

Ø  Сенсибилизация в раннем детском возрасте (в том числе внутриутробно).

Ø  Воздействие табачного дыма.

Ø  Воздействие промышленных отходов, способствующих сенсибилизации.

Ø  Употребление большого количества сладкой пищи. Такая еда усиливает выраженность аллергических реакций.

Ø  Эмоциональный стресс.

Ø  Периоды гормональной перестройки организма: пубертат, беременность, климакс, менструация.

Ø  Повышенная инсоляция.

 

Любое проявление аллергии требует консультации врача для идентификации аллергена, выбора правильной тактики лечения и профилактики повторных аллергических реакций.

Однако наличие у пациента некоторых симптомов – повод для срочного обращения за медицинской помощью.

 

Симптомы аллергии, угрожающие здоровью и жизни пациента

Ø  Одышка, затрудненное дыхание, нарушения со стороны нервной системы, резкое падение артериального давления, приступы удушья.

Ø  Признаки отека гортани: хриплый голос, «лающий» кашель, затруднение дыхания.

Ø  Распространение отека на верхнюю половину лица.

Ø  Проявления выраженного беспокойства, чувство страха, выраженная слабость, повышенная двигательная активность.

Ø  Абдоминальный синдром – тошнота, рвота, боль в животе различной интенсивности.

Ø  Аллергический ринит сопровождается кровянистыми выделениями из носа или повышением температуры и гнойными выделениями из носа.

Ø  Возникновение новых проявлений аллергии во время лечения.

Ø  Проявления аллергии не уменьшаются в течение суток после начала лечения или эпизодически повторяются.

 

Обращайтесь к нам в клинику Доступный доктор.

Доступный доктор: ДОСТУПНОЕ КАЧЕСТВО ЧАСТНОЙ МЕДИЦИНЫ!

 

Подписывайтесь на страницу Facebook и Telegram чтобы следить за продолжением рубрики ШПАРГАЛКИ ДЛЯ ПАЦИЕНТОВ.

Юрий ЧЕРТКОВ, врач, бизнес-тренер, директор компании «Агентство Медицинского Маркетинга»

Оставить комментарий

Сенсибилизированный красителем солнечный элемент — HiSoUR История культуры

Сенсибилизированный красителем солнечный элемент (DSSC, DSC, DYSC или ячейка Гретцеля) является недорогим солнечным элементом, принадлежащим к группе тонкопленочных солнечных элементов. Он основан на полупроводнике, образованном между фотосенсибилизированным анодом и электролитом, фотоэлектрохимической системой. Современная версия солнечного элемента красителя, также известного как ячейка Гретцеля, первоначально была изобретена в 1988 году Брайаном О’Реганом и Майклом Гетцелем в Калифорнийском университете в Беркли, и эта работа была позже разработана вышеупомянутыми учеными в Политехническом институте им. Лозанне до публикации первого высокоэффективного DSSC в 1991 году. Майкл Гетцель был удостоен премии технологии тысячелетия в 2010 году за это изобретение.

DSSC обладает рядом привлекательных функций; это простое использование с использованием обычных технологий рулонной печати, является полугибким и полупрозрачным, что предлагает множество применений, не применимых к стеклянным системам, и большинство используемых материалов являются недорогими. На практике оказалось трудно устранить ряд дорогостоящих материалов, в частности платины и рутения, а жидкий электролит представляет серьезную проблему для создания ячейки, пригодной для использования в любую погоду. Хотя эффективность преобразования меньше, чем лучшие тонкопленочные ячейки, теоретически его соотношение цена / производительность должно быть достаточно хорошим, чтобы позволить им конкурировать с генерированием электроэнергии на ископаемом топливе за счет достижения четности сетки. Коммерческие заявки, которые были задержаны из-за проблем с химической стабильностью, прогнозируются в «Фотогальванической дорожной карте» Европейского союза, что значительно способствовало бы производству возобновляемой электроэнергии к 2020 году.

Текущая технология: полупроводниковые солнечные элементы
В традиционном полупроводниковом полупроводнике солнечный элемент выполнен из двух легированных кристаллов, один из которых легирован примес ми n-типа (полупроводник n-типа), которые добавляют дополнительные электроны свободной зоны проводимости, а другие, легированные примес ми p-типа ( полупроводник p-типа), которые добавляют дополнительные электронные дыры. Когда они находятся в контакте, некоторые из электронов в части n-типа поступают в p-тип, чтобы «заполнить» недостающие электроны, также известные как электронные дыры. В конечном счете достаточно электронов будет проходить через границу, чтобы уравнять уровни Ферми двух материалов. Результатом является область интерфейса, pn-переход, где носители заряда истощаются и / или накапливаются с каждой стороны интерфейса. В кремнии эта передача электронов создает потенциальный барьер около 0,6-0,7 В.

Когда они помещаются на солнце, фотоны солнечного света могут возбуждать электроны на стороне p-типа полупроводника, процесс, известный как фотовозбуждение. В кремнии солнечный свет может обеспечить достаточную энергию, чтобы вытолкнуть электрон из валентной зоны с более низкой энергией в зону проводимости более высоких энергий. Как следует из названия, электроны в зоне проводимости могут свободно перемещаться вокруг кремния. Когда нагрузка помещается по всей ячейке в целом, эти электроны будут вытекать из стороны р-типа в сторону n-типа, теряют энергию при движении по внешней цепи, а затем возвращаются обратно в материал p-типа, где они могут снова снова объединиться с дырой валентной зоны, которую они оставили. Таким образом, солнечный свет создает электрический ток.

В любом полупроводнике ширина запрещенной зоны означает, что только фотоны с таким количеством энергии, или более, будут способствовать образованию тока. В случае с кремнием большая часть видимого света от красного до фиолетового имеет достаточную энергию, чтобы это произошло. К сожалению, более высокие фотоны энергии, те, которые находятся на синем и фиолетовом конце спектра, имеют более чем достаточно энергии для пересечения запрещенной зоны; хотя часть этой дополнительной энергии переносится в электроны, большая часть ее теряется в виде тепла. Другая проблема заключается в том, что для того, чтобы иметь разумные шансы на захват фотона, слой n-типа должен быть довольно толстым. Это также увеличивает вероятность того, что свежевыброшенный электрон встретится с ранее созданным отверстием в материале до достижения pn-перехода. Эти эффекты дают верхний предел эффективности кремниевых солнечных элементов, в настоящее время около 12-15% для общих модулей и до 25% для лучших лабораторных клеток (33,16% — теоретическая максимальная эффективность для однодиапазонных солнечных элементов, см. Shockley -Высокий лимит.).

Безусловно, самая большая проблема с традиционным подходом — это затраты; солнечные элементы требуют относительно толстого слоя легированного кремния, чтобы иметь приемлемые скорости захвата фотонов, а обработка кремния является дорогостоящей. В течение последнего десятилетия было несколько различных подходов к снижению этой стоимости, в частности тонкопленочных подходов, но на сегодняшний день они видели ограниченное применение из-за множества практических проблем. Еще одна линия исследований заключалась в том, чтобы значительно повысить эффективность за счет подхода с несколькими переходами, хотя эти ячейки очень дорогостоящие и подходят только для крупных коммерческих развертываний. В общих чертах типы ячеек, подходящих для развертывания на крыше, существенно не изменились по эффективности, хотя затраты несколько снизились из-за увеличения предложения.

Сенсибилизированные красителем солнечные элементы
В конце 1960-х годов было обнаружено, что освещаемые органические красители могут генерировать электричество на оксидных электродах в электрохимических ячейках. В попытке понять и имитировать первичные процессы фотосинтеза явление изучалось в Калифорнийском университете в Беркли с хлорофиллом, извлеченным из шпината (биомиметический или бионический подход). На основе таких экспериментов выработка электроэнергии по принципу солнечной ячейки сенсибилизации красителя (DSSC) была продемонстрирована и обсуждена в 1972 году. Нестабильность солнечного элемента красителя была определена как основная задача. Его эффективность в течение следующих двух десятилетий может быть улучшена за счет оптимизации пористости электрода, полученного из порошка мелкого оксида, но проблема нестабильности оставалась проблемой.

Современный DSSC состоит из пористого слоя наночастиц диоксида титана, покрытого молекулярным красителем, который поглощает солнечный свет, как хлорофилл в зеленых листьях. Диоксид титана погружают в раствор электролита, над которым находится катализатор на основе платины. Как и в обычной щелочной батарее, анод (диоксид титана) и катод (платина) помещаются по обеим сторонам жидкого проводника (электролита).

Солнечный свет проходит через прозрачный электрод в слой красителя, где он может возбуждать электроны, которые затем поступают в диоксид титана. Электроны текут к прозрачному электроду, где они собираются для питания нагрузки. После прохождения через внешнюю цепь они снова вводятся в ячейку на металлическом электроде сзади, втекающем в электролит. Затем электролит транспортирует электроны обратно к молекулам красителя.

Сенсибилизированные красителем солнечные элементы разделяют две функции, обеспечиваемые кремнием в традиционной конструкции ячейки. Обычно кремний действует как источник фотоэлектронов, а также обеспечивает электрическое поле для разделения зарядов и создания тока. В сенсибилизированном красителем солнечном элементе основная часть полупроводника используется исключительно для переноса заряда, фотоэлектроны предусмотрены из отдельного светочувствительного красителя. Разделение заряда происходит на поверхностях между красителем, полупроводником и электролитом.

Молекулы красителя довольно малы (нанометровые размеры), поэтому для захвата разумного количества входящего света слой молекул красителя должен быть достаточно толстым, намного толще, чем сами молекулы. Для решения этой проблемы наноматериал используется в качестве эшафота для хранения большого количества молекул красителя в трехмерной матрице, увеличивая количество молекул для любой заданной площади поверхности ячейки. В существующих конструкциях эти строительные леса обеспечивают полупроводниковый материал, который служит для двойной работы.

строительство
В случае оригинальной конструкции Grätzel и O’Regan, ячейка имеет 3 основных части. Наверху представлен прозрачный анод из диоксида олова, легированного фторидом (SnO2: F), нанесенный на спинку (обычно стеклянной) пластины. На обратной стороне этой проводящей пластины находится тонкий слой диоксида титана (TiO2), который образуется в высокопористой структуре с чрезвычайно высокой площадью поверхности. (TiO2) химически связан процессом, называемым спеканием. TiO2 поглощает лишь небольшую часть солнечных фотонов (в УФ). Затем пластину погружают в смесь фоточувствительного рутениево-полипиридинового красителя (также называемого молекулярными сенсибилизаторами) и растворителя. После просачивания пленки в раствор красителя тонкий слой красителя оставляют ковалентно связанными с поверхностью TiO2. Соединение представляет собой сложную эфирную, хелатирующую или бидентатную связующую связь.

Затем изготавливают отдельную пластину с тонким слоем иодидного электролита, распределенного по проводящему листу, обычно платинового металла. Затем две пластины соединяют и герметизируют вместе, чтобы предотвратить утечку электролита. Конструкция достаточно проста, что для ее изготовления можно использовать хобби. Хотя они используют ряд «продвинутых» материалов, они недороги по сравнению с кремнием, необходимым для нормальных ячеек, потому что они не требуют дорогостоящих этапов производства. TiO2, например, уже широко используется в качестве основы краски.

В одном из эффективных устройств DSSC используется молекулярный краситель на основе рутения, например [Ru (4,4′-дикарбокси-2,2′-бипиридин) 2 (NCS) 2] (N3), который связан с фотоанодом через карбоксилатные фрагменты , Фотоанон состоит из пленки толщиной 12 мкм прозрачных наночастиц TiO2 диаметром 10-20 нм, покрытых пленкой толщиной 4 мкм с гораздо большими (диаметром 400 нм), которые рассеивают фотоны обратно в прозрачную пленку. Возбужденный краситель быстро вводит электрон в TiO2 после поглощения света. Инъецированный электрон диффундирует через сеть спеченных частиц, собираемую на прозрачном проводящем оксидном электроде на передней стороне (TCO), в то время как краситель регенерируется посредством восстановления редокс-шаттлом I3 / I, растворенным в растворе. Диффузия окисленной формы челнока на противоэлектрод завершает схему.

Механизм DSSC
Основные процессы, происходящие в DSSC

Шаг 1: Следующие основные шаги преобразуют фотоны (свет) в ток:

Падающий фотон поглощается комплексными фотосенсибилизаторами Ru, адсорбированными на поверхности TiO2.
Фотосенсибилизаторы возбуждаются из основного состояния (S) в возбужденное состояние (S *). Возбужденные электроны вводятся в зону проводимости электрода TiO2. Это приводит к окислению фотосенсибилизатора (S +).

S + hν → S * (1)

(2)

Инжектированные электроны в зоне проводимости TiO2 переносятся между наночастицами TiO2 с диффузией к обратному контакту (TCO). И электроны, наконец, достигают противоэлектрода через контур.
Окисленный фотосенсибилизатор (S +) принимает электроны от ионооксидного окислительно-восстановительного медиатора, приводя к регенерации основного состояния (S), а два I — ионов окисляются до элементарного йода, который реагирует с I- в окисленное состояние, I3.
S + + e- → S (3)

Окисленный окислительно-восстановительный медиатор, I3-, диффундирует к противоэлектроду, а затем восстанавливается до ионов I.
I3- + 2 e-> 3 I- (4)

Эффективность DSSC зависит от четырех энергетических уровней компонента: возбужденного состояния (приблизительно LUMO) и основного состояния (HOMO) фотосенсибилизатора, уровня Ферми электрода TiO2 и окислительно-восстановительного потенциала медиатора (I- / I3-) в электролите.

Морфология, подобная наносранту
В DSSC электроды состояли из спеченных полупроводниковых наночастиц, в основном TiO2 или ZnO. Эти DSSC наночастиц полагаются на ограниченную ловушкой диффузию через полупроводниковые наночастицы для переноса электронов. Это ограничивает эффективность устройства, поскольку это медленный транспортный механизм. Рекомбинация чаще встречается при более длинных волнах излучения. Более того, спекание наночастиц требует высокой температуры около 450 ° С, что ограничивает изготовление этих ячеек устойчивыми твердыми твердыми субстратами. Было доказано, что эффективность DSSC повышается, если спеченный наночастичный электрод заменяется специально разработанным электродом, обладающим экзотической морфологией, подобной «нанопотону».

операция
Солнечный свет проникает в ячейку через прозрачный контакт SnO2: F, ударяя краску на поверхности TiO2. Фотоны, поражающие краситель с достаточной энергией для поглощения, создают возбужденное состояние красителя, из которого электрон может «впрыскиваться» непосредственно в зону проводимости TiO2. Оттуда он движется путем диффузии (в результате градиента концентрации электронов) на чистый анод сверху.

Между тем, молекула красителя потеряла электрон, и молекула будет разлагаться, если другой электрон не предусмотрен. Краситель удаляет один из иодида в электролите ниже TiO2, окисляя его в трииодид. Эта реакция протекает довольно быстро по сравнению со временем, когда требуется, чтобы инъецированный электрон рекомбинировался с молекулой окисленного красителя, предотвращая эту реакцию рекомбинации, которая бы эффективно коротко замыкала солнечный элемент.

Затем трийодид восстанавливает свой недостающий электрон механически, диффундируя в нижнюю часть ячейки, где противоэлектрод повторно вводит электроны после прохождения через внешнюю цепь.

КПД
Для характеристики солнечных элементов используются несколько важных мер. Наиболее очевидным является общий объем электроэнергии, производимой для заданного количества солнечной энергии, сияющей на ячейке. Выраженный в процентах, это известно как эффективность преобразования солнечной энергии. Электрическая мощность является продуктом тока и напряжения, поэтому максимальные значения этих измерений также важны, соответственно, Jsc и Voc. Наконец, для того, чтобы понять основную физику, «квантовая эффективность» используется для сравнения вероятности того, что один фотон (определенной энергии) создаст один электрон.

В терминах квантовой эффективности DSSC чрезвычайно эффективны. Из-за их «глубины» в наноструктуре существует очень высокая вероятность поглощения фотона, а красители очень эффективны при преобразовании их в электроны. Большинство небольших потерь, которые существуют в DSSC, обусловлены потерями проводимости в TiO2 и прозрачном электроде или оптическими потерями на переднем электроде. Общая квантовая эффективность для зеленого света составляет около 90%, а «потерянные» 10% в основном объясняются оптическими потерями в верхнем электроде. Квантовая эффективность традиционных конструкций варьируется в зависимости от их толщины, но примерно такая же, как у DSSC.

Теоретически максимальным напряжением, создаваемым такой ячейкой, является просто разность между (квази-) ферми-уровнем TiO2 и окислительно-восстановительным потенциалом электролита, около 0,7 В в условиях солнечной освещенности (Voc). То есть, если подсвеченный DSSC подключен к вольтметру в «разомкнутой цепи», он будет читать около 0,7 В. В терминах напряжения DSSC предлагают немного выше Voc, чем кремний, около 0,7 В по сравнению с 0,6 В. Это довольно небольшая разница, поэтому в реальных различиях доминирует текущее производство, Jsc.

Хотя краситель очень эффективен при преобразовании поглощенных фотонов в свободные электроны в TiO2, только фотоны, поглощаемые красителем, в конечном итоге создают ток. Скорость поглощения фотонов зависит от спектра поглощения сенсибилизированного слоя TiO2 и от спектра солнечного потока. Перекрытие между этими двумя спектрами определяет максимально возможный фототок. Обычно используемые молекулы красителя обычно имеют более низкое поглощение в красной части спектра по сравнению с кремнием, что означает, что меньшее количество фотонов в солнечном свете можно использовать для генерации тока. Эти факторы ограничивают ток, создаваемый DSSC, для сравнения традиционный кремниевый солнечный элемент предлагает около 35 мА / см2, тогда как современные DSSC предлагают около 20 мА / см2.

Общая эффективность преобразования пиковой мощности для текущих DSSC составляет около 11%. Текущий рекорд для прототипов составляет 15%.

деградация
DSSC деградируют при воздействии ультрафиолетового излучения. В 2014 году воздушная инфильтрация обычно используемого аморфного слоя Спиро-MeOTAD была идентифицирована как основная причина деградации, а не окисления. Ущерб можно было бы избежать, добавив соответствующий барьер.

Барьерный слой может включать УФ-стабилизаторы и / или УФ-поглощающие люминесцентные хромофоры (которые выделяются на более длинных волнах) и антиоксиданты для защиты и повышения эффективности клетки.

преимущества
В настоящее время DSSC являются наиболее эффективными солнечными технологиями третьего поколения (2005 г.). Другие тонкопленочные технологии обычно составляют от 5% до 13%, а традиционные недорогие коммерческие кремниевые панели работают от 14% до 17%. Это делает DSSC привлекательными в качестве замены существующих технологий в приложениях с низкой плотностью, таких как солнечные коллекторы на крыше, где механическая прочность и малый вес безстекляющего коллектора является основным преимуществом. Они могут быть не столь привлекательными для крупномасштабных развертываний, когда более высокопроизводительные ячейки более высокой эффективности более жизнеспособны, но даже небольшое увеличение эффективности преобразования DSSC может сделать их пригодными для некоторых из этих ролей.

Существует еще одна область, в которой DSSC особенно привлекательны. Процесс инжекции электрона непосредственно в TiO2 качественно отличается от процесса, происходящего в традиционной клетке, где электрон «продвигается» в исходном кристалле. Теоретически, учитывая низкие скорости производства, высокоэнергетический электрон в кремнии мог бы объединиться со своей собственной дырой, выделяя фотон (или другую форму энергии) и не создавая никакого тока. Хотя этот частный случай может не распространяться, довольно легко электрон, сгенерированный в другой молекуле, попасть в дыру, оставленную в предыдущем фотовозбуждении.

Для сравнения, процесс инжекции, используемый в DSSC, не вводит дырки в TiO2, а только дополнительный электрон. Хотя электронно можно рекомбинировать электроны обратно в краситель, скорость, с которой это происходит, довольно медленна по сравнению со скоростью, с которой краситель возвращает электрон из окружающего электролита. Также возможна рекомбинация непосредственно из TiO2 в виды в электролите, хотя, опять же, для оптимизированных устройств эта реакция протекает довольно медленно. Напротив, перенос электронов с электрода с платиновым покрытием на вид в электролите обязательно очень быстро.

В результате этой благоприятной «дифференциальной кинетики» DSSC работают даже в условиях низкой освещенности. Поэтому DSSC могут работать под облачным небом и непрямым солнечным светом, тогда как традиционные конструкции будут иметь «вырез» при некотором нижнем пределе освещенности, когда подвижность носителей заряда низкая, а рекомбинация становится серьезной проблемой. Обрезание настолько низкое, что их даже предлагают для использования в помещении, собирая энергию для небольших устройств из огней в доме.

Практическое преимущество, которое объединяет одна DSSC с большинством тонкопленочных технологий, заключается в том, что механическая прочность ячейки косвенно приводит к более высокой эффективности при более высоких температурах. В любом полупроводнике возрастающая температура будет стимулировать некоторые электроны в зону проводимости «механически». Хрупкость традиционных кремниевых ячеек требует их защиты от элементов, как правило, путем помещения их в стеклянный ящик, подобный теплице, с металлической основой для прочности. Такие системы страдают заметным снижением эффективности, поскольку клетки нагреваются внутри. Обычно DSSC строятся только с тонким слоем проводящего пластика на переднем слое, что позволяет им намного легче выделять тепло, и, следовательно, работать при более низких внутренних температурах.

Недостатки
Основным недостатком конструкции DSSC является использование жидкого электролита, который имеет проблемы с температурной стабильностью. При низких температурах электролит может замерзнуть, прекратив производство энергии и потенциально привести к физическому повреждению. Более высокие температуры заставляют жидкость расширяться, что затрудняет герметизацию панелей. Другим недостатком является то, что для получения DSSC необходимы дорогостоящий рутений (краситель), платина (катализатор) и проводящее стекло или пластик (контакт). Третий главный недостаток заключается в том, что раствор электролита содержит летучие органические соединения (или ЛОС), растворители, которые должны быть тщательно запечатаны, поскольку они опасны для здоровья человека и окружающей среды. Это, наряду с тем, что растворители проникают в пластмассы, препятствует широкомасштабному наружному применению и интеграции в гибкую структуру.

Замена жидкого электролита на твердое вещество стала важной областью исследований. Недавние эксперименты с использованием затвердевших расплавленных солей показали некоторые перспективы, но в настоящее время они страдают от более высокой деградации во время продолжительной работы и не являются гибкими.

Фотокатоды и тандемные клетки
Сенсибилизированные красителем солнечные элементы функционируют как фотоанод (n-DSC), где фототок является результатом впрыска электронов сенсибилизированным красителем. Фотокатоды (p-DSCs) работают в обратном режиме по сравнению с обычным n-DSC, где вслед за возбуждением красителя происходит быстрый перенос электронов из полупроводника p-типа в краситель (инъекция с помощью сенсибилизации красителя, а не впрыска электронов) , Такие p-DSC и n-DSC могут быть объединены для создания тандемных солнечных элементов (pn-DSC), а теоретическая эффективность тандемных DSC намного превосходит теоретические значения DSC с одним соединением.

Стандартная тандемная ячейка состоит из одного n-DSC и одного p-DSC в простой сэндвич-конфигурации с промежуточным слоем электролита. n-DSC и p-DSC соединены последовательно, что означает, что результирующий фототок будет контролироваться самым слабым фотоэлектроном, тогда как фотовольтажия является аддитивной. Таким образом, согласование фототока очень важно для построения высокоэффективных тандемных pn-DSC. Однако, в отличие от n-DSCs, рекомбинация быстрых зарядов после инъекции отверстий сенсибилизированной красителем обычно приводила к низким фототокам в p-DSC и, таким образом, затрудняла эффективность всего устройства.

Исследователи обнаружили, что использование красителей, содержащих периленемоноимид (PMI) в качестве акцептора и олиготиофена, связанного с трифениламином в качестве донора, значительно улучшает эффективность p-DSC за счет снижения скорости рекомбинации заряда после инъекции сенсибилизированной красителем. Исследователи построили тандемное DSC-устройство с NiO на стороне p-DSC и TiO2 на стороне n-DSC. Согласование фототока было достигнуто путем регулировки толщины пленки NiO и TiO2 для управления оптическими поглощениями и, следовательно, для соответствия фототокам обоих электродов. Эффективность преобразования энергии устройства составляет 1,91%, что превышает эффективность отдельных компонентов, но все же намного ниже, чем у высокопроизводительных n-DSC-устройств (6% -11%). Результаты все еще многообещающие, поскольку тандемный ДСК сам по себе был рудиментарным. Резкое повышение производительности в p-DSC может в конечном итоге привести к тандемным устройствам с гораздо большей эффективностью, чем одиночные n-DSC.

развитие
Красители, используемые в ранних экспериментальных клетках (около 1995 г.), чувствительны только в высокочастотном конце солнечного спектра, в УФ и синем. Более поздние версии были введены (около 1999 г.), которые имели гораздо более широкий частотный отклик, особенно «трискарбокси-рутений терпиридин» [Ru (4,4 ‘, 4 «- (COOH) 3-терпи) (NCS) 3], который эффективен прямо в низкочастотный диапазон красного и инфракрасного света. Широкий спектральный отклик приводит к тому, что краситель имеет глубокий коричнево-черный цвет и упоминается просто как «черный краситель». Красители имеют отличную возможность преобразования фотона в электрон, первоначально около 80%, но улучшая почти идеальное преобразование в более поздних красках, общий КПД составляет около 90%, а «потерянные» 10% в значительной степени объясняются оптическими потерями в верхнем электроде.

Солнечная батарея должна быть способна производить электроэнергию не менее 20 лет без значительного снижения эффективности (срока службы). Система «черного красителя» была подвергнута 50 миллионам циклов, что эквивалентно десятилетнему воздействию солнца в Швейцарии. Не наблюдалось заметного снижения производительности. Однако краситель подвержен разрушению в условиях высокой освещенности. За последнее десятилетие была проведена обширная исследовательская программа для решения этих проблем. Более новые красители включали 1-этил-3-метилимидазолийтетроцианоборат [EMIB (CN) 4], который является чрезвычайно легким и устойчивым к температуре, медь-диселений [Cu (In, GA) Se2], который обеспечивает более высокую эффективность конверсии, а другие с изменяющимися специальные свойства.

DSSC все еще находятся в начале цикла разработки. Эффективность может быть достигнута и в последнее время начала более широкое исследование. К ним относятся использование квантовых точек для преобразования высокоэнергетического (высокочастотного) света в несколько электронов с использованием твердотельных электролитов для лучшего температурного отклика и изменение легирования TiO2 для лучшего соответствия его используемому электролиту.

Новые разработки

2010
Исследователи из Политехнической школы Лозанны и в Университете Квебека Монреаль утверждают, что преодолели две основные проблемы DSC:

«Новые молекулы» были созданы для электролита, в результате чего образуется жидкость или гель, который является прозрачным и не вызывает коррозии, что может увеличить фотонапряжение и улучшить выход и стабильность ячейки.
На катоде платина была заменена сульфидом кобальта, который намного дешевле, эффективнее, стабильнее и легче производить в лаборатории.
2011
Dyesol и Tata Steel Europe объявили в июне о разработке крупнейшего в мире красителя, сенсибилизированного фотоэлектрического модуля, напечатанного на стали непрерывной линией.

Dyesol и CSIRO объявили в октябре успешное завершение второго этапа в совместном проекте Dyesol / CSIRO. Директор Dyesol Гордон Томпсон сказал: «Материалы, разработанные в ходе этого совместного сотрудничества, могут значительно продвинуть коммерциализацию DSC в ряде приложений, где производительность и стабильность являются важными требованиями. Dyesol чрезвычайно воодушевлен прорывами в химии, позволяющими производить молекул-мишеней, что создает путь к непосредственному коммерческому использованию этих новых материалов ».

Dyesol и Tata Steel Europe объявили в ноябре о целевом развитии конкурентной солнечной стали BIPV Grid Parity, которая не требует субсидируемых правительством тарифов. TATA-Dyesol «Солнечная сталь» Кровельные материалы в настоящее время устанавливаются в Центре устойчивой строительной конвертации (SBEC) в Шоттоне, Уэльс.

2012
Исследователи из Северо-Западного университета объявили о решении основной проблемы DSSC, трудности в использовании и содержании жидкого электролита и, как следствие, относительно короткий срок службы устройства. Это достигается за счет использования нанотехнологий и преобразования жидкого электролита в твердое вещество. Текущая эффективность примерно в два раза выше, чем у кремниевых ячеек, но ячейки являются легкими и потенциально намного дешевле производить.

2013
В течение последних 5-10 лет был разработан новый тип DSSC — твердотельный солнечный элемент, чувствительный к красителям. В этом случае жидкий электролит заменяется одним из нескольких твердых проводящих материалов. С 2009 по 2013 год эффективность твердотельных ЦОС резко возросла с 4% до 15%. Майкл Грейцель (Michael Graetzel) объявил о создании твердотельных ДССК с эффективностью 15,0%, достигаемой с помощью гибридного перовскита Ch4Nh4PbI3 красителя, впоследствии осажденного из отделенных растворов Ch4Nh4I и PbI2.

Первая архитектурная интеграция в новом конференц-центре EPFL в партнерстве с Romande Energie. Общая площадь будет 300 квадратных метров, в 1400 модулей 50 см х 35 см. Разработан художниками Даниэлем Шлепфером и Кэтрин Болле.

2018
Исследователи исследовали роль поверхностных плазмонных резонансов, присутствующих на наностержнях золота, в работе сенсибилизированных красителем солнечных элементов. Они обнаружили, что с увеличением концентрации в нанородах поглощение света росло линейно; однако извлечение заряда также было восприимчиво к концентрации. С оптимизированной концентрацией они обнаружили, что общая эффективность преобразования энергии улучшилась с 5,31 до 8,86% для солнечных элементов, чувствительных к красителям Y123.

Синтез одномерной наноструктуры TiO2 непосредственно на подложках из оксида олова, легированных фтором, был успешным с помощью двухстопной сольвотермической реакции. Кроме того, благодаря обработке TiO2-золем производительность двойных нанопроволочных наноструктур TiO2 может быть увеличена, достигнув эффективности преобразования энергии 7,65%.

Сообщалось о встречном электроде на основе нержавеющей стали для DSSC, что еще больше снижает стоимость по сравнению с обычным противоэлектродом на основе платины и подходит для наружного применения.

Исследователи из EPFL продвинули DSSC на основе медных комплексов окислительно-восстановительных электролитов, которые достигли 13,1% эффективности при стандартных условиях AM1,5G, 100 мВт / см2 и рекордно 32% эффективности при 1000 лк внутреннего освещения.

Введение в рынок
Несколько коммерческих поставщиков обещают доступность DSC в ближайшем будущем:

Dyesol официально открыла свои новые производственные мощности в Queanbeyan Australia 7 октября 2008 года. Впоследствии она объявила о партнерстве с Tata Steel (TATA-Dyesol) и Pilkington Glass (Dyetec-Solar) для разработки и крупномасштабного производства DSC BIPV. Dyesol также вступил в рабочие отношения с Merck, Umicore, CSIRO, японским министерством экономики и торговли, Singapore Aerospace Manufacturing и совместным предприятием с компанией TIMO Korea (Dyesol-TIMO).

Solaronix, швейцарская компания, специализирующаяся на производстве материалов DSC с 1993 года, расширила свои помещения в 2010 году, чтобы разместить производственную пилотную линию модулей DSC.

SolarPrint была основана в Ирландии в 2008 году доктором Мажаром Бари, Андре Ферноном и Роем Хорганом. SolarPrint был первым коммерческим предприятием в Ирландии, занимающимся производством технологии PV. Инновация SolarPrint была решением для электролита на основе растворителя, который на сегодняшний день запретил массовую коммерциализацию DSSC. Компания отправилась в конкурсное производство в 2014 году и была разорвана.

G24innovations, основанная в 2006 году, основана в Кардиффе, Южный Уэльс, Великобритания. 17 октября 2007 года было заявлено о выпуске первых тонкопленочных тонкодисперсных красителей, полученных с использованием красителя.
Корпорация Sony разработала солнечные элементы с чувствительностью к красителям с КПД преобразования энергии 10%, уровень, необходимый для коммерческого использования.

Tasnee заключает стратегическое инвестиционное соглашение с Dyesol.

H.Glass была основана в 2011 году в Швейцарии.H.Glass приложил огромные усилия для создания технологического процесса DSSC — первые результаты, показанные на ЭКСПО 2015 в Милане в австрийском павильоне. Важнейшим этапом для DSSC является научная башня в Австрии — это крупнейшая установка DSSC в мире, осуществляемая технологиями SFL.

Поделиться ссылкой:

• Нажмите, чтобы поделиться на Twitter (Открывается в новом окне)
• Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook. (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Pinterest (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Tumblr (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться на LinkedIn (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в WhatsApp (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в Skype (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в Telegram (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться на Reddit (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Pocket (Открывается в новом окне)

Related

Солнечные батареи должны быть дешевыми и эффективными – Наука – Коммерсантъ

текст Сергей Козюхин доктор химических наук
Владимир Иванов доктор химических наук, Институт общей и неорганической химии РАН
Андрей Шевельков доктор химических наук, Московский государственный университет
Геннадий Русинов кандидат химических наук
Роман Иргашев кандидат химических наук, Институт органического синтеза Уральского отделения РАН Владимир Козик доктор технических наук, Томский государственный университет

Российские химики и материаловеды создали научный консорциум для разработки солнечных элементов третьего поколения. Предложена технология гидротермального получения мезопористого оксида титана для ячеек солнечных батарей, по характеристикам не уступающего зарубежным аналогам. Синтезирован ряд перспективных рутенийсодержащих и безметалльных красителей для батарей, повышающих их светочувствительность. Ведется разработка новых неорганических материалов для полностью твердотельных солнечных элементов.

Слишком дорогое электричество

Излучение Солнца в электрический ток преобразуют с помощью солнечных батарей, или, как говорят специалисты, фотовольтаических преобразователей. Они могут быть разных конструкций.

Наибольшее распространение получили кремниевые солнечные батареи, известные уже более полувека; коффициент полезного действий (КПД) у них достигает 25,6%, а срок службы — более 25 лет. Сам кремний дешевый, но технология производства кремниевых батарей сложна (например, требуются «чистые» помещения), что и обуславливает высокую цену готового продукта.

На сегодня критическим параметром для развития солнечной энергетики является именно стоимость производства батарей. Но помимо экономических аспектов, существует также чисто фундаментальное ограничение (предел Шокли-Квиссера), согласно которому КПД солнечных батарей такого типа не может превышать 34%.

Иной тип солнечных элементов (второе поколение), в которых кремний не используется и на которые ограничение Шокли-Квиссера не распространяется, создан с использованием так называемых тонкопленочных тандемных гетероструктур на основе галлия, мышьяка, индия, олова и азота. Эти элементы имеют высокую эффективность — до 46%. Однако в их производстве используются токсичные химикаты, технология изготовления гетероструктур сложная, да и подбор материалов слоев представляет собой нетривиальную научную задачу.

В итоге цена на электроэнергию, вырабатываемую фотовольтаическими преобразователями указанных типов, составляет 0,15-0,29 евро/кВт час, в то время как цена энергии из традиционных источников — 0,02-0,035 евро/кВт час. По прогнозам, к 2020 году последняя вырастет до 0,05-0,06 евро/кВт час, но это все равно дешевле «солнечного» электричества.

Иными словами, прогресс в солнечной энергетике невозможен без новых прорывных технологий.

Рис. 01 Схема и принцип действия сенсибилизированной красителем ячейки третьего поколения

При поглощении кванта света краситель-сенсибилизатор (Si) переходит в возбужденное состояние (S*) и инжектирует электрон в зону проводимости полупроводника. Окисленный сенсибилизатор может быть восстановлен, приняв электрон от медиатора. Электроны из зоны проводимости собираются на прозрачном электроде, проходят через внешнюю цепь и поступают на противоположный электрод, где восстанавливают окисленный медиатор.

Искусственный фотосинтез

Одним из перспективных направлений развития фотовольтаических устройств и солнечной энергетики в целом стало создание солнечных элементов третьего поколения на базе широкозонных полупроводников, светочувствитетельность которых сенсибилизирована (увеличена) органическими или металлорганическими красителями.

Прорыв в этой области датируется 1991 годом, когда в качестве фотоанода был применен обладающий развитой поверхностью мезопористый оксид титана (с частицами 10-20 нм), сенсибилизированный комплексным соединением рутения.

Сенсибилизированные красителями солнечные элементы известны как ячейки Гретцеля. Среди существующих направлений солнечной энергетики третьего поколения они считаются перспективными. Они относительно дешевы и просты в изготовлении. При желании и при наличии реактивов прототип такого устройства можно собрать даже в домашних условиях.

Принципиальное отличие ячеек третьего поколения от кремниевых элементов состоит в том, что в них разделение фотогенерированных зарядов происходит на границе сенсибилизированного полупроводника, а перенос электрона — в толще полупроводника. При кремниевой же технологии разделение и перенос зарядов происходят внутри одного и того же материала.

Тот факт, что разделение зарядов и перенос электрона происходят в разных материалах (точнее, в разных частях полупроводника), создает широкие возможности для направленного улучшения материалов с целью повышения эффективности всей солнечной батареи. По сути, процесс конверсии солнечного света в электрический ток в такой фотовольтаической ячейке аналогичен фотосинтезу в природе, поэтому в литературе о сенсибилизированных красителями солнечных ячейках часто говорят как об устройствах искусственного фотосинтеза.

Солнечная Германия

Принцип действия ячеек третьего поколения

Принцип действия конструкции основан на том, что в результате поглощения кванта света краситель-сенсибилизатор переходит в возбужденное состояние. При этом он способен инжектировать электрон в зону проводимости полупроводника. После передачи электрона полупроводнику сенсибилизатор переходит в окисленное состояние и может быть восстановлен в результате захвата электрона от донора электронов (в качестве донора выступает редокс-пара, или медиатор — система из окисленной и восстановленной форм данного вещества).

Электроны из зоны проводимости собираются на электроде (как правило, это стекло с прозрачным проводящим покрытием), далее проходят через внешнюю цепь и поступают на противоположный электрод, где принимают участие в обратной реакции восстановления окисленного медиатора.

Величина фототока зависит от спектральных, окислительно-восстановительных свойств сенсибилизатора и медиатора, эффективности инжекции заряда и структуры полупроводникового электрода, а также от эффективности фотокатода, выступающего в качестве электрокатализатора. Теоретическое значение КПД для сенсибилизированных красителями ячеек составляет 33,3%.

Сенсибилизация

Титанический синтез

В настоящее время диоксид титана является ключевым компонентом сенсибилизированных красителями ячеек, используемым в составе фотоанодов. К материалу фотоанода предъявляется целый ряд требований, призванных обеспечить высокую эффективность ячейки. В частности, он должен обладать малым размером частиц (10-20 нм) и высокой удельной площадью поверхности (порядка 100 м2/г), что обеспечивает хороший контакт красителя-сенсибилизатора и полупроводника.

Другим важным требованием является высокая степень кристалличности диоксида титана, то есть отсутствие в материале аморфных или высокодефектных фаз. Кристалличность обеспечивает высокую эффективность переноса носителей заряда от места их генерации (интерфейс — краситель/TiO2) к электроду, а любые дефекты структуры являются «ловушками», в которых носители заряда «застревают».

Указанные требования — до некоторой степени взаимоисключающие, поскольку высокая степень кристалличности присуща крупнокристаллическим веществам, которые, очевидно, не могут обладать развитой поверхностью. Поэтому для получения диоксида титана с нужными характеристиками используют специальные приемы. Например, гидротермальный синтез (обработку водных растворов или суспензий соединений титана при температуре около 200°С), а также различные его вариации, в первую очередь — гидротермально-микроволновой синтез, обеспечивающий высокую однородность и скорость нагрева реакционных смесей.

Краситель-якорь

Вторым ключевым компонентом ячейки Гретцеля является металлорганический краситель, который в адсорбированном состоянии на поверхности фотоанода играет роль сенсибилизатора.

Солнечные элементы на основе комплексных соединений рутения демонстрируют высокие показатели эффективности преобразования световой энергии в электрическую, но батареи на этих красителях не имеют шансов на крупномасштабное внедрение в производство, главным образом из-за высокой стоимости рутения.

Роль сенсибилизаторов в солнечных батареях могут успешно выполнять и более доступные органические безметалльные красители. Исследования таких красителей ведутся во всем мире последние 10-15 лет.

С химической точки зрения молекулы всех безметалльных красителей имеют так называемое «пуш-пульное» строение, когда в одной молекуле сочетаются два структурных фрагмента с избыточной (донорный) и с недостаточной (акцепторный) электронной плотностью, которые соединяет ?-электронный мост. В результате между донором и акцептором в молекуле реализуется эффективный внутримолекулярный перенос заряда, что позволяет красителю поглощать излучение в видимой области спектра. Акцепторный фрагмент в структуре красителя в большинстве случаев выполняет дополнительно функцию «якоря», благодаря которому молекулы красителя закрепляются на поверхности диоксида титана.

Высокие значения всех названных характеристик красителя-сенсибилизатора могут быть достигнуты в результате тонкой настройки его молекулярной архитектуры с использованием приемов тонкого органического синтеза.

Заметим, что сырьевой базой для синтеза безметалльных красителей-сенсибилизаторов являются нефть и каменный уголь — источники обширнейшей «библиотеки» ароматических и гетероциклических соединений на Земле. Иными словами, изобилие первичного источника сырья открывает широкие перспективы для внедрения технологии сенсибилизированных красителем солнечных батарей в промышленное производство.

Рис. 02 Сырьевая база

Сырьевой базой для синтеза безметалльных красителей-сенсибилизаторов, необходимых для солнечных батарей третьего поколения, являются нефть и каменный уголь.

Свинец с йодом лучше йода

Третий компонент сенсибилизированной красителем ячейки — медиатор — потенциально способен привести к ее разрушению. Традиционно входящий в состав медиатора элементарный йод (I2) вызывает коррозию конструкции ячейки, а под действием солнечного света и тепла коррозия только усиливается.

Выход был предложен в 2009 году, когда группа японских ученых обнаружила уникальные свойства свинец-галогенидных перовскитов общей формулы APbX3 (обычно X — это йод), где в качестве А-катиона может служить производное органического вещества с молекулой небольшого размера, например метиламмоний.

В этих соединениях под действием света рождается экситон — связанная пара электрона и дырки, которые движутся в направлении противоположных электродов ячейки. Электроны попадают в мезопористый полупроводник — тот же оксид титана, что и в обычных ячейках Гретцеля, — а для переноса дырок к противоположному электроду используют специальные органические полупроводники.

Такие ячейки не содержат жидких компонентов, поэтому часто называются полностью твердотельными сенсибилизированными ячейками (ASDSC, от английского All-Solid Dye-sensitized Solar Cell). Их эффективность, изначально очень низкая, в течение последних 3-4 лет была доведена уже до 20%.

Перспективная энергия

Как избавиться от свинца

Исследования ASDSC-ячеек активно ведутся во всем мире, и прогнозы обещают скорое повышение их эффективности до 30%. Однако и полностью твердотельные ячейки не лишены недостатков.

Во-первых, используемые для переноса дырок органические полупроводники p-типа пока очень дороги, их вклад в стоимость окончательного продукта может превышать 50%. Во-вторых, если создание лабораторных прототипов с рабочим элементом размером около 10 х 10 мм не составляет проблем, то производство ячеек с большой площадью поверхности все еще затруднено. Наконец, сам перовскитный краситель содержит токсичный свинец, и поскольку свинец-галогенидные перовскиты растворимы в воде, неизбежна опасность рабочего материала ячеек для окружающей среды и человека, как в процессе эксплуатации, так и при утилизации отработавших устройств.

Решение каждой из этих проблем находится на разных этапах. Но в целом замена дорогих органических полупроводников p-типа на более дешевые и вполне устойчивые неорганические аналоги видится верным направлением. Уже предложены интересные неорганические производные меди, никеля и в особенности олова. Для изготовления ячеек большой площади возможно использование альтернативных технологий, основанных либо на напылении рабочего материала, либо на применении струйной печати.

Сложнее всего избавиться от производных свинца. Первые попытки замены свинецсодержащих перовскитов на производные олова или сурьмы показали интересные результаты, но перспективы их практического применения еще туманны, поскольку соединения олова подвержены деградации, а производные сурьмы пока не показывают существенной эффективности.

Сборка российских солнечных батарей

Можно констатировать, что создание и разработка солнечных элементов третьего поколения требует совместных усилий специалистов из различных областей, в том числе материаловедов, химиков-органиков, электрохимиков и специалистов в области фотовольтаики.

В России для решения этой задачи создан консорциум, в который вошли ученые из нескольких регионов России (Москва, Екатеринбург, Томск), работающие как в академических институтах (ИОНХ РАН, ИОС УрО РАН, ИФХЭ РАН), так и в ведущих университетах (МГУ, ТГУ).

Усилиями участников консорциума создана инфраструктура для создания и тестирования солнечных батарей третьего поколения. Уже разработана технология гидротермального получения мезопористого оксида титана, по характеристикам не уступающего импортным аналогам. Синтезирован ряд новых рутенийсодержащих и безметалльных красителей для фотоанодов. Ведется поиск новых неорганических медиаторов и красителей для твердотельных солнечных элементов.

Работы ведутся при поддержке РФФИ (проекты 13-03-12415 и 13-03-12434), а также в рамках программы повышения конкурентоспособности ТГУ.

Понимание сенсибилизации и истинной аллергии

Процесс, при котором ваше тело становится чувствительным к определенному веществу и у него возникает аллергия на него, называется сенсибилизацией. Когда ваша иммунная система становится чувствительной к аллергену (в остальном безвредному веществу), у вас, вероятно, будут развиваться симптомы аллергии каждый раз, когда вы подвергаетесь воздействию того же аллергена.

Аллергии могут включать физические реакции, которые варьируются от слегка неприятных до очень вредных.

Изображения Соллина / Getty Images

Аллергены вызывают иммунный ответ у одних людей, но не у других. Процесс сенсибилизации сложен и включает в себя этапы, на которых ваше тело «учится» вызывать воспалительную реакцию и запоминает это всякий раз, когда вы повторно подвергаетесь воздействию аллергена.

Симптомы сенсибилизации и истинной аллергии

Сенсибилизация — это процесс, при котором иммунная система вырабатывает антитело, представляющее собой защитный белок, в ответ на вещество, такое как определенные продукты, пыльца, плесень или лекарства.

Таким образом, симптомы аллергии развиваются из-за реакции, запускаемой иммунной системой в ответ на аллерген.Если есть антитела, но нет симптоматического ответа, мы называем это бессимптомной чувствительностью.

Симптомы аллергии могут включать:

• Кожная сыпь
• Крапивница
• Зуд глаз или кожи
• Свистящее дыхание
• Ринит (насморк, чихание, заложенность носа)

При более тяжелых реакциях гиперчувствительности может развиться анафилаксия, тяжелая форма аллергии. Эта аллергическая реакция может привести к дыхательной недостаточности, шоку и даже смерти.

Изменения аллергической чувствительности

Интересно, что аллергическая сенсибилизация зависит не только от человека, но и от того, в какой части мира вы живете. Например, аллергия на кунжут распространена в Израиле, где аллергия на арахис встречается реже. И наоборот, аллергия на арахис встречается часто. в Соединенных Штатах, где аллергия на кунжут встречается реже. Если вы живете в Италии, у вас больше шансов иметь аллергию на рыбу.

Хотя ученые не совсем уверены, почему это происходит, некоторые считают, что широкое потребление определенных продуктов в регионе приведет к индивидуальному воздействию и последующей сенсибилизации, которая проявляется более высокой частотой конкретной аллергии.

И то, как обрабатываются определенные продукты (или даже почва, на которой они растут), может способствовать этому явлению. То же самое относится к загрязняющим веществам или токсинам, которые распространены в одних частях мира и в меньшей степени в других.

Перекрестно-реактивная чувствительность

Если у человека истинная аллергия, в кровотоке обычно присутствуют аллергические антитела. Таким образом, всякий раз, когда человек повторно подвергается воздействию аллергена, антитела будут там, чтобы вызвать реакцию, и иногда антитела могут быть обнаружены с помощью анализа крови.

В некоторых случаях иммунная система ошибочно принимает неаллерген за истинный аллерген. Это называется перекрестной реактивностью и возникает, когда белок аллергена, например пыльцы, похож по структуре на что-то другое.

Программа трансплантации почки – Пациенты с высокой чувствительностью – Нью-Йорк

Центр трансплантации Монтефиоре Эйнштейна в настоящее время проводит трансплантацию почки пациентам с циркулирующими антителами, что ранее являлось причиной неприемлемости трансплантации.Это достигается с помощью специального процесса, называемого десенсибилизацией.

Вопросы и ответы об антителах и сенсибилизации при трансплантации почки

В. Что означает сенсибилизация?
A. Приблизительно 30 процентов пациентов, ожидающих пересадку донорской почки, считаются сенсибилизированными, что означает, что у них исключительно высокий уровень антител, которые реагируют на чужеродную ткань. Высокие уровни антител труднее подобрать для донорских почек. У людей вырабатывается этот тип антител в результате предыдущего контакта с чужеродными тканями, например, при предшествующей трансплантации, переливании крови или беременности.На самом деле каждый год только 6,5% высокочувствительных пациентов получают трансплантацию. Сенсибилизированные пациенты ждут совместимого умершего донора в три-четыре раза дольше, чем несенсибилизированные пациенты.

В. Как узнать, что я сенсибилизирован?
A. Панель реактивных антител (PRA) измеряет античеловеческие антитела в крови. Оценка PRA выражается в процентах, которые могут варьироваться от 0 до 99 процентов, что представляет вероятность того, что в вашей крови есть антитела против конкретного донора.PRA 20 процентов означает, что у вас есть антитела примерно к 20 процентам населения. Наличие антител к чужеродным тканям затрудняет поиск совместимой живой или умершей донорской почки.

В. Как долго действует протокол десенсибилизации?
A. Количество необходимых пациенту процедур определяется уровнем вредных антител в крови пациента. Эти уровни часто проверяют, чтобы определить, нужны ли дополнительные процедуры.Перед трансплантацией требуется не менее четырех процедур плазмафереза. Внутривенный иммуноглобулин (ВВИГ) вводят однократно в течение одного сеанса высокой четкости (ВЧ) после четырех сеансов плазмафереза. Если уровень антител снижается недостаточно, мы делаем дополнительно четыре сеанса плазмафереза ​​и еще одну инфузию ВВИГ.

В. Нужен ли мне живой донор почки для программы десенсибилизации?
A. Кандидаты в живые доноры с донорским органом проходят десенсибилизирующее лечение.Благодаря десенсибилизации или удалению антител из крови непосредственно перед трансплантацией орган успешно пересаживают сенсибилизированному пациенту. Пациенты также могут пройти десенсибилизацию, если они сенсибилизированы и ждут в списке доноров более пяти лет. При лечении пациента иммуноглобулином и ритуксимабом уровни антител у сенсибилизированного пациента снижаются. Только сенсибилизированные пациенты с отрицательным результатом теста на антитела в крови получают трансплантаты.

В.Что такое донорский перекрестный тест?
A. Наиболее важным тестом при донорстве почки является тест на перекрестную совместимость. Он включает в себя смешивание крови реципиента с клетками крови донора. Тест на перекрестную совместимость должен быть отрицательным, что означает отсутствие антител, которые могли бы работать против донорского органа для проведения трансплантации. Положительный результат показывает, что присутствуют вредные антитела, которые будут работать против донора, а это означает, что почка будет немедленно отторгнута.

В.Какие есть варианты, если мой перекрестный матч положительный?
A. Если у вас положительная перекрестная совместимость, есть три варианта: дождаться другого донора с отрицательной перекрестной совместимостью, принять участие в программе обмена донорами или пройти процесс десенсибилизации.

В. Какова вероятность успеха десенсибилизации? Имею ли я более высокий риск развития отторжения после трансплантации?
A. В настоящее время годовая выживаемость трансплантата у несенсибилизированных живых доноров-реципиентов в Соединенных Штатах составляет 96 процентов.Годичная выживаемость трансплантата у сенсибилизированных пациентов составляет от 90 до 92 процентов. Риск отторжения у сенсибилизированных пациентов составляет 20-25%, что выше, чем у несенсибилизированных пациентов (10-15%).

В. Сколько стоит десенсибилизация?
A. Пациенты, проходящие программу десенсибилизации, могут рассчитывать на дополнительные 20 000–30 000 долларов сверх стоимости трансплантации почки, не требующей десенсибилизации. Некоторые страховки покрывают дополнительные расходы. Прежде чем предпринимать какие-либо шаги в процессе десенсибилизации, наш финансовый консультант встречается с пациентами, чтобы обсудить их страховое покрытие.

Аллергическая сенсибилизация и вирусные заболевания могут усилить астму

Опубликовано в Интернете: 13 апреля 2020 г.

Астма — наиболее распространенное хроническое детское заболевание. Многие факторы, включая генетику и окружающую среду, считаются важными в развитии астмы. Был интерес к тому, оказывает ли вирусное респираторное заболевание в раннем детстве большее влияние на аллергическо-сенсибилизированных детей и тем самым увеличивает риск развития астмы в более позднем возрасте. В то время как вирусные заболевания в детском возрасте распространены, остается неясным, могут ли они и каким образом влиять на аллергическо-сенсибилизированных детей иначе, чем на детей без сенсибилизации.Считалось, что дети-аллергики могут иметь дефекты иммунной системы, которые могут подвергать их более высокому риску развития астмы при контакте с вирусными респираторными заболеваниями в раннем возрасте.

Wadhwa et al сообщают в The Journal of Allergy and Clinical Immunology: In Practice результаты их систематического обзора, в котором рассматривается, есть ли доказательства связи между вирусными респираторными заболеваниями и аллергической сенсибилизацией у детей, у которых развиваются стойкие хрипы и астма.Их обзор включал все исследования на людях, в которых изучалась эта связь. Они провели метаанализ для изучения степени влияния на исходы хрипов и астмы, который связан с вирусным заболеванием у детей в зависимости от их статуса аллергической сенсибилизации.

Всего было рассмотрено 9 исследований, которые были рассмотрены для систематического обзора, и 4 из них наблюдали за детьми с рождения и были включены в метаанализ. Они обнаружили, что существует большая связь между вирусными респираторными заболеваниями в раннем возрасте и астмой у детей, у которых была аллергическая сенсибилизация, по сравнению с теми, у кого ее не было.Они также заметили, что разница между двумя группами была наибольшей в возрасте до 7 лет. Однако они признают, что выводы были ограничены несколькими доступными исследованиями небольших размеров выборки, в которых изучалась эта связь.

Полученные данные свидетельствуют о том, что у детей с аллергической сенсибилизацией вирусное респираторное заболевание может оказывать большее влияние на последующее развитие свистящего дыхания и астмы. Наиболее сильно эта разница наблюдалась у детей в возрасте до 7 лет.Клинические последствия этого исследования заключаются в том, что защита развивающейся дыхательной системы в группах риска посредством предотвращения инфекции может иметь решающее значение. В этих группах также следует рассмотреть подходы к оптимизации иммунитета и минимизации воздействия других вредных агентов.

Журнал аллергии и клинической иммунологии: на практике — это официальный журнал AAAAI, посвященный практической информации для практикующих врачей.

Полная статья

Повышенная сенсибилизация к Kathon CG (метилхлоризотиазолинон плюс метилизотиазолинон) на юге Гран-Канарии, Испания

Kathon CG — консервант, содержащий метилхлоризотиазолинон (MCLI) и метилизотиазолинон (MI) в соотношении 3:1.Он используется в косметике, а также в промышленных и бытовых чистящих средствах. Недавно сообщалось об увеличении сенсибилизации к MCLI/MI, вероятно, из-за увеличения сенсибилизации к компоненту ИМ.1

ситуация возникла и у нас. Выборка пациентов, сенсибилизированных к МКЛИ/ИМ, включает период с 1 января 2005 г. по 31 июля 2013 г., а выборка лиц, сенсибилизированных к ИМ, включает период с 1 января 2012 г. по 31 июля 2013 г.Тест χ2 (Epidat 4.0®, Servicio Gallego de Salud) использовался для определения наличия значительных различий между изучаемыми группами. Сенсибилизация к MCLI/MI была диагностирована с помощью True Test (Smartpractice DENMARK ApS, Hillerød, Дания), и все пациенты, обследованные в течение периода исследования, прошли пластырь для выявления MI в концентрации 0,05% в воде (alergEAZE, MartiTor, Барселона) и при 0,2% в воде у пациентов, протестированных с косметической серией (Chemotecnique, Vellinge, Швеция).

Патч-тестирование на MCLI/MI было проведено у 863 пациентов, из которых 85 (9,85%) были сенсибилизированы. Анализ частоты сенсибилизации по годам выявил заметный рост, начиная с 2010 г. (рис. 1). Когда период исследования был разделен на 2010 год, мы наблюдали увеличение частоты сенсибилизации с 5,97% до 14,11% (P

.05, тест χ2). Сравнение показателей MOAHLFA сенсибилизированных пациентов в эти 2 периода не выявило существенных различий; это предполагает, что не было никаких эпидемиологических изменений, которые могли бы оправдать такое увеличение частоты.Однако оценка причины экземы показала статистически значимое повышение сенсибилизации, связанное с использованием косметических средств во втором периоде (P.05, тест χ2) (табл. 1). Изучено

ИМ у 195 больных, из них 8,2% (16 больных) были сенсибилизированы. Следует отметить, что у 5 из 16 пациентов с ИМ при обеих концентрациях (0,05% и 0,2%) были получены отрицательные результаты при более низкой концентрации. Все пациенты, сенсибилизированные к ИМ, были положительными с MCLI/ИМ, а 50% пациентов, сенсибилизированных к MCLI/ИМ, были положительными с ИМ.

С момента своего появления в восьмидесятых годах было установлено, что MCLI/MI является мощным сенсибилизатором, поэтому максимально допустимая концентрация в косметических продуктах была снижена до 15 частей на миллион. Несмотря на это регулирование, частота сенсибилизации до 2008 г. в Европе оставалась стабильной на уровне от 1% до 4%2, а в Испании — на уровне от 3% до 4%.3,4 Однако с этой даты частота сенсибилизации в Европе удвоился1,5,6 и в 2012 г. достиг 8% в Испании.7 Наши данные показывают, что уровни сенсибилизации уже были очень высокими и удвоились за последние 3 года.

В 2005 году MI был одобрен для использования в косметических продуктах при максимальной концентрации 100 частей на миллион, но его концентрация в промышленных продуктах не регулируется. Подсчитано, что распространенность сенсибилизации к ИМ в Европе составляла около 1,5% до 2010 г., и в последние годы она увеличивалась параллельно с сенсибилизацией MCLI/MI. Это открытие позволяет нам утверждать, что эта новая «эпидемия» сенсибилизации к MCLI/MI в значительной степени обусловлена ​​увеличением первичной сенсибилизации к ИМ.8 В нашей популяции как высокая частота сенсибилизации к ИМ (8,2% за оцениваемый период), так и близкая параллель с результатами пациентов, положительных на MCLI/MI, благоприятствовали бы этому заключению. Представленные результаты также подтверждают текущую рекомендацию проводить пластыри для выявления ИМ при концентрации 2000 частей на миллион, поскольку при проведении теста с концентрацией 500 частей на миллион происходит потеря чувствительности. Согласно основным европейским исследованиям, патч-тестирование только смеси MCLI/MI без независимого тестирования MI не смогло бы выявить от 30% до 60% пациентов, сенсибилизированных к MI8; однако все наши пациенты, сенсибилизированные к ИМ, были положительными на MCLI/MI.Наши пациенты прошли патч-тест с MCLI/MI в TrueTest, а не с этим аллергеном, разведенным в воде. Таким образом, техника отличается, и поэтому данные не полностью сопоставимы.

В заключение следует отметить высокую частоту сенсибилизации к MCLI/MI в Испании, и она значительно увеличилась с 2010 года. Это требует скорейшего регулирования для контроля использования MI как в косметике, так и в промышленных продуктах.

Сенсибилизация к рентгеновскому излучению постоянным электрическим током

В предыдущем сообщении мы обсудили и проанализировали литературу по сенсибилизации искусственных тканей к рентгеновскому излучению.Кроме того, был сделан предварительный отчет о некоторых экспериментальных работах, касающихся эффектов ионизации облученной ткани. Эти эксперименты в настоящее время завершены, и ввиду растущего интереса к искусственной сенсибилизации было сочтено, что результаты могут представлять интерес.

Чтобы полностью понять взаимодействие двух по существу едких агентов с живой тканью, необходимо изучить действие каждого агента в отдельности. Действие постоянного электрического тока может варьировать от едва заметной реакции до полного разрушения нормальных тканей.Вообще говоря, вполне возможно пропускать ток через живую ткань без какого-либо заметного стойкого изменения, как это хорошо известно физиотерапевту. Физико-химические эффекты сильно различаются на противоположных полюсах. Например, отрицательный полюс имеет щелочную реакцию, имеет место расширение сосудов, раздражение. На положительном полюсе наблюдается кислая реакция и сужение сосудов, наблюдается седативный эффект. Производство определенного количества тепла, вероятно, является общим для обоих полюсов.

Показано, что щелочная реакция, активная вазодилатация и раздражение усиливают действие рентгеновского излучения на нормальные живые ткани. Однако кислая реакция, вазоконстрикция и седативный эффект имеют тенденцию снижать эффект.

Если поток тока на единицу площади ткани слишком велик, это может привести к ожогу. Электрический ток имеет тенденцию проходить там, где сопротивление наименьшее, , т. е. , по кровеносным сосудам, лимфатическим каналам и т. д., иногда выбирая структурные плоскости способом, который можно сравнить с бутербродом.По этой причине электрический ожог на самом деле может быть довольно тяжелым без особых внешних проявлений. Появление электрического ожога чрезвычайно усложняет оценку данных, и были приняты все меры предосторожности, чтобы его избежать. Электрический ожог виден сразу после снятия электрода. Если на отрицательном полюсе имеется мягкий влажный струп, обычно красноватый. Под положительным полюсом струп твердый и сухой, обычно белого цвета. Гистология некротического процесса; ткани, принимающие базофильную часть пятна.Поражение обычно начинает заживать рано и приводит к довольно незначительному рубцу. Если течение не было очень сильным, общее состояние здоровья животного не пострадало.

При использовании только рентгеновского излучения, с другой стороны, возникает эритема, эпиляция, шелушение и изъязвление при большой дозе. Гистологические изменения представляют собой некрозы непосредственно под язвой с фиброзом, эндартериитом и др. Некроз не носит избирательного характера, часто отмечаемого при электрическом ожоге.Нарушается общее состояние здоровья животного, особенно если лечение проводится на брюшной стенке.

При оценке эффекта комбинирования двух агентов использовались как общие, так и гистологические критерии.

Эндопептидаза IgG у высокосенсибилизированных пациентов, перенесших трансплантацию

Пациенты и дизайн исследования

Мы объединили данные двух отдельных открытых одногрупповых исследований фазы 1–2, изучающих безопасность и эффективность IdeS для уменьшения или удаления патогенного донора -специфические антитела, чтобы сделать возможной HLA-несовместимую трансплантацию почки.Исследования проводились независимо друг от друга в медицинском центре Cedars-Sinai в Лос-Анджелесе, а также в Университете Уппсалы, Уппсала, Швеция, и в Каролинском институте, Стокгольм. Протоколы исследования (доступные с полным текстом этой статьи на сайте NEJM.org) были одобрены на каждом сайте институциональным наблюдательным советом или комитетом по этике. Все пациенты дали письменное информированное согласие.

В ходе первоначального исследования по подбору дозы, проведенного в Швеции, была изучена эффективность IdeS для удаления HLA-антител у пациентов с высокой HLA-сенсибилизацией.В двух последующих исследованиях, одно из которых было проведено в Соединенных Штатах, а другое в Швеции, изучали эффективность и профиль безопасности стрептококковой IgG-эндопептидазы IdeS, вводимой перед трансплантацией почки высокосенсибилизированным пациентам для уменьшения или устранения донор-специфических антител и обеспечения трансплантации из несовместимый донор без раннего отторжения антител.

Подходящие пациенты были в возрасте от 18 до 70 лет, подвергались диализу по поводу терминальной стадии почечной недостаточности и ожидали трансплантации почки либо из списка ожидания United Network for Organ Sharing (в США), либо из списка ожидания Scandiatransplant (в США). Швеция).У всех пациентов была обширная сенсибилизация со средним расчетным уровнем панельных реактивных антител 95% (диапазон от 22 до 100) и клинически значимая сенсибилизация в анамнезе. Отбор пациентов основывался на уровне сенсибилизации и времени ожидания, которое было настолько продолжительным, что включало частые предложения трансплантатов, полученных от умерших доноров, что привело к положительным перекрестным совпадениям и донор-специфическим антителам, которые ранее запрещали трансплантацию.

Критерии приемлемости для HLA-несовместимых органов у реципиентов в США сообщались ранее.Вкратце, эти критерии включают в себя отрицательную перекрестную совместимость по комплементарной цитотоксичности, отрицательную перекрестную совместимость при проточной цитометрии или положительную перекрестную совместимость Т-клеток и В-клеток при проточной цитометрии примерно с 250 сдвигами каналов или менее и обычно донорскими. специфическая положительная реакция на антитела. ^13,17 (Сдвиг канала относится к методу измерения интенсивности световых сигналов, генерируемых специфическими флуоресцентно-мечеными антителами, связывающимися с антигенами HLA на клетках-мишенях. Световые сигналы преобразуются аналого-цифровым преобразователем, поэтому сигналы могут быть обработаны бинарным компьютером.Интенсивность связывания измеряется как степень смещения канала относительно отрицательного контроля.) В Швеции пациенты соответствовали критериям, если у них было по крайней мере два анти-HLA-антитела со средней интенсивностью флуоресценции 3000 или более. Восемь пациентов участвовали в первоначальном исследовании по подбору дозы, которое не включало трансплантацию и которое использовалось для определения доз IdeS, которые будут использоваться в испытаниях по трансплантации. В общей сложности 25 пациентов (14 пациентов в США и 11 в Швеции) соответствовали критериям, изложенным выше, и участвовали в исследованиях по трансплантации.

Донор-специфические антитела были обнаружены с использованием систем твердофазного анализа, которые в настоящее время используются в HLA-лабораториях каждой больницы. ¹⁷ После оценки безопасности пациенты получили трансплантат от несовместимого донора. У исследуемых пациентов, перенесших трансплантацию почки, перед лечением IdeS были взяты образцы для оценки донор-специфических антител и проточной цитометрии, а также прошли исследования после лечения, которые включали мониторинг эффективности расщепления IgG в заранее определенные моменты времени.

Пациенты, перенесшие трансплантацию, получали ИдеС в дозе 0,24 мг на килограмм массы тела (в США) или в дозе 0,25 мг на килограмм или 0,50 мг на килограмм (в Швеции; обе дозы исследовались в дозе — поисковое исследование). IdeS вводили внутривенно в день 0, обычно за 4-6 часов до трансплантации. Тесты на перекрестную совместимость и донор-специфические антитела проводились через 6 часов и 24 часа, а также на 7, 30, 60, 90 дни (только в исследовании США) и 180 дней (только в исследовании США).исследование S.) после лечения для определения эффективности IdeS. Пациенты шведской когорты получали индукцию лошадиным антитимоцитарным глобулином (Atgam, Pfizer) в течение 4 дней после трансплантации. Лошадиный антитимоцитарный глобулин не расщепляется IdeS (неопубликованные данные). Пациенты из когорты США получали индукционную терапию алемтузумабом в дозе 30 мг подкожно через 4 дня после трансплантации. Пациенты в исследованиях в США и Швеции продолжали получать стандартную иммуносупрессию, как сообщалось ранее. ⁵ Уровни такролимуса в крови поддерживались на уровне от 10 до 12 нг на миллилитр в шведском исследовании и на уровне от 8 до 10 нг на миллилитр в исследовании в США.

Все пациенты получали профилактические антибиотики для предотвращения бактериальной инфекции при отсутствии антител IgG. Пациенты в исследовании в США получали внутривенный иммуноглобулин в дозе 2 г на килограмм (максимальная доза 140 г) с 7 по 14 день после трансплантации. Пациенты в исследовании в США, которые не получали ритуксимаб до трансплантации почки, получали ритуксимаб в дозе 375 мг на квадратный метр площади поверхности тела с 14 по 21 день после трансплантации.Краткое изложение протоколов лечения показано на рисунке 1B. Гуманизированные моноклональные антитела и внутривенный иммуноглобулин вводили после периода полураспада IdeS, чтобы избежать переваривания.

Биопсия почечного аллотрансплантата выполнялась для оценки опосредованного антителами отторжения, когда отмечалась дисфункция аллотрансплантата. Кроме того, биопсии согласно протоколу выполнялись через 6 месяцев в двух исследованиях. Оценки в двух исследованиях включали окрашивание C4d с использованием критериев Banff 2013. ¹⁸ Сжатая версия патологических критериев для оценки опосредованного антителами отторжения в соответствии с критериями Banff 2013 показана на рисунке S1 в дополнительном приложении, доступном на сайте NEJM.org.

Клиническая оценка

Оценка включала рутинные лабораторные анализы, измерение панельно-реактивных антител и донор-специфических антител, оценку основных показателей жизнедеятельности и сбор данных, связанных с нежелательными явлениями и серьезными нежелательными явлениями.Все нежелательные явления и серьезные нежелательные явления регистрировались, классифицировались и сообщались экспертному совету учреждения в каждом центре, спонсору исследования (Hansa Medical) и регулирующим органам. Образцы для анализа уровней IdeS и качественного анализа уровней IgG пациентов оценивали с использованием электрофореза в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (SDS-PAGE). ¹⁹ Расщепление IdeS и клиренс фрагментов Fc и F(ab’) ₂ анализировали с использованием методов твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA), как описано ранее. ¹⁷ Анализы SDS-PAGE и вестерн-блоттинга проводились в соответствии с инструкциями производителей в невосстановленных условиях. ¹⁹

Надзор за исследованием

Предварительное исследование по подбору дозы было проведено в Швеции. Два исследования по трансплантации имели дизайн фазы 1-2 с одной группой. Американское исследование было одобрено институциональным наблюдательным советом Медицинского центра Cedars-Sinai. Шведское исследование было одобрено региональным комитетом по этике Уппсалы и Шведским агентством по продуктам медицинского назначения.Исследования проводились в соответствии с Хельсинкской декларацией, этическими принципами, основанными на федеральных правилах и Общем правиле. Медицинский центр Cedars-Sinai также имеет федеральную гарантию. Американское исследование было инициировано исследователем (первым автором). Шведское исследование было инициировано Hansa Medical. Исследования были разработаны, проведены и оценены исключительно исследователями после одобрения и финансирования Hansa Medical после заключения соглашений о конфиденциальности.Данные были собраны и проанализированы, а рукопись подготовлена ​​исследователями, все из которых ручаются за полноту и точность результатов, а также за соответствие исследований протоколам.

Статистический анализ

Статистический анализ характеристик пациентов и доноров проводили с использованием U-критерия Манна-Уитни. Уровни общего IgG в сыворотке сравнивали с использованием однофакторного дисперсионного анализа с повторными измерениями и критерием множественного сравнения Данна.Самые высокие уровни донор-специфических антител сравнивались между исследованиями с использованием однофакторного дисперсионного анализа с повторными измерениями и теста Сидака для множественных сравнений. Значение P менее 0,05 считалось показателем статистической значимости.

Чувствительная и сенсибилизированная кожа — Dermalogica

Вы прячетесь за болезненными (и часто смущающими) симптомами чувствительной кожи?

Независимо от того, чувствительна у вас кожа или сенсибилизирована, симптомы на самом деле одни и те же.Покраснение, обезвоживание, зуд и жжение.

Еще одной общей чертой чувствительной и сенсибилизированной кожи является нарушенный липидный барьер. Здоровый липидный барьер помогает сохранить кожу здоровой, удерживая воду и не пропуская загрязнители окружающей среды и микробы. Представьте клетки кожи в виде крошечных кирпичиков. «Ступкой», скрепляющей их вместе, являются липиды. Здоровый липидный барьер помогает сохранить кожу увлажненной и здоровой, удерживая воду и не пропуская загрязнители окружающей среды и вредные микробы. Когда ваша кожа подвергается воздействию триггеров, которые нарушают барьер, в результате появляются покраснение, сухость, раздражение и дискомфорт, иначе известные как, как вы уже догадались, чувствительная кожа.

Но знаете ли вы, что на самом деле есть два разных сценария, которые приводят к этим не очень забавным симптомам? Они здесь. Вы можете ежедневно бороться с раздражением кожи из-за своей генетики (чувствительная кожа), или у вас могут возникать воспаления чувствительной кожи, вызванные внешними факторами в окружающей среде (сенсибилизированная кожа).

Более подробная информация о том, что вызывает реакцию вашей кожи, поможет вам определить, является ли она чувствительной или сенсибилизированной, чтобы вы могли узнать, как сохранить вашу кожу сильной и здоровой.

Чувствительная кожа – это слабая защитная функция кожи, которая может быть генетически предрасположена. Когда кожа чувствительна, ее защитный внешний слой пропускает раздражители, микробы и аллергены, вызывая побочные реакции, такие как жжение, боль, покраснение или приливы. Генетически чувствительная кожа считается более нежной, поскольку имеет меньшее количество пигмента, тонкий эпидермис и близко расположенные к поверхности кожи кровеносные сосуды, отсюда и появление покраснения. Вы можете заметить, что вы также склонны к астме и аллергии.Чувствительность кожи может передаваться из поколения в поколение, но есть способы справиться с этим.

Сенсибилизированная кожа может быть вызвана любым человеком, независимо от ваших генов. На самом деле это отражение вашего окружения. Частая раздражительность из-за образа жизни, раздражителей, косметических ингредиентов, включая алкоголь, ланолин, ароматизаторы и искусственные красители, а также другие внешние факторы могут способствовать сенсибилизации кожи. Трудно избежать, верно? Готовы к хорошим новостям? Избегание ваших индивидуальных триггеров может фактически уменьшить или устранить ваши симптомы.Когда этих триггеров нельзя избежать (например, загрязнение, окружающая среда и чувствительность к температуре), ваши симптомы сенсибилизации кожи можно контролировать с помощью ухода за кожей и изменения образа жизни.

На вашу кожу может повлиять любой из следующих факторов:

образ жизни

стресс, диета, курение, обезвоживание, алкоголь и косметические ингредиенты

окружающая среда

загрязнение, переносимые по воздуху аллергены, погода и изменения температуры

физиология

физические последствия стресса или гормональных колебаний

болезнь

розацеа, экзема, псориаз

Жара также может привести к повышенной чувствительности кожи, такой как потница, которая возникает, когда ваши потовые протоки закрываются.Влага попадает под кожу и может привести к сыпи в виде волдырей или бугорков!

Хорошая новость заключается в том, что кожа, когда она здорова, сама по себе является довольно эффективным фильтром того, что хорошо, а что плохо. И, поскольку вы не всегда можете избежать суровых факторов окружающей среды, таких как загрязнение окружающей среды или экстремальные погодные условия, вот как сохранить вашу кожу спокойной, сильной и здоровой.

Невесомый увлажняющий гель на водной основе проникает в кожу и удерживает влагу.

ремонт шлагбаума

Бархатистое увлажняющее средство помогает укрепить чувствительную кожу с поврежденным барьером.

.