專利名稱：受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)發(fā)光檢測技術(shù)，特別涉及一種利用化學(xué)發(fā)光來檢測受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
目前放射線治療(簡稱“放療”)依然是治療早期癌癥及緩解晚期癌癥患者痛苦的主要手段之一，但是放療的儀器上所計(jì)算出的只是放療孔徑上的輻射通量，而放療后患者機(jī)體所受的損傷并沒有一個(gè)客觀的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，只能是憑借主治醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)去衡量，然后決定下一步放療的劑量，這樣容易產(chǎn)生較大的偏差，可能影響到治療的效果。另外，意外的核泄露問題不能保證完全避免，而其對周圍人員的影響大小也一直無法衡量。還有，長期在放射線環(huán)境下工作的人員其身體健康程度也一直無法定量判斷。上述這類問題的產(chǎn)生都是因?yàn)橹聊壳盀橹?，國?nèi)外都還沒有一種可以較準(zhǔn)確地檢查及測量受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的技術(shù)可以利用。另一方面，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在血液中的白細(xì)胞在受電離輻射后應(yīng)激產(chǎn)生自由基，這些自由基可與化學(xué)發(fā)光試劑反應(yīng)發(fā)出較強(qiáng)的光，通過檢測這種化學(xué)發(fā)光即可衡量被測者受放射線輻照后機(jī)體所受到的損傷程度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)存的受放射線輻射后機(jī)體所受損傷程度無法衡量的問題，提供一種可快速、客觀、準(zhǔn)確地綜合評估人在受放射線輻照后機(jī)體所受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)上述方法的化學(xué)發(fā)光檢測裝置。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測方法包括如下步驟——(1)從需檢驗(yàn)的人身上抽取血液，提取血液中的白細(xì)胞放到比色皿中；
(2)將比色皿放入樣品室內(nèi)的樣品盤中；(3)在比色皿中加入化學(xué)發(fā)光試劑，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光；(4)對化學(xué)發(fā)光進(jìn)行可選擇的全自動檢測，得到化學(xué)發(fā)光的光強(qiáng)值；(5)將化學(xué)發(fā)光的光強(qiáng)與已知正常血液光強(qiáng)對比得到相應(yīng)的機(jī)體損傷程度大小的結(jié)果。
在步驟(1)中，可用淋巴分離液對血液進(jìn)行分離，取中間層的白細(xì)胞加培養(yǎng)液后放到比色皿中進(jìn)行測量。
在步驟(2)中，比色皿可以任意放置在樣品盤中；可以在樣品盤中放入多個(gè)比色皿進(jìn)行具選擇性的、同時(shí)的測量。
在步驟(3)中，所使用的化學(xué)發(fā)光試劑包括MCLA、FCLA(MCLA、FCLA為兩種結(jié)合了不同基團(tuán)的海螢熒光素類似物)、魯米諾或光澤精。
在步驟(4)中，所述全自動檢測為通過計(jì)算機(jī)的程序控制光纖收集光子并進(jìn)行傳導(dǎo)，利用光子計(jì)數(shù)模塊進(jìn)行光學(xué)探測，并把光信號轉(zhuǎn)換為電脈沖，甄別后輸出標(biāo)準(zhǔn)方波(TTL)脈沖，通過USB計(jì)數(shù)卡對該脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果對應(yīng)化學(xué)發(fā)光的光強(qiáng)值，并由計(jì)算機(jī)輸出并存儲。
實(shí)現(xiàn)上述方法的化學(xué)發(fā)光檢測裝置包括光電轉(zhuǎn)換組件、控制組件、反饋組件、采集組件、顯示組件、計(jì)算機(jī)，光電轉(zhuǎn)換組件同時(shí)與采集組件及顯示組件電氣連接，控制組件、反饋組件、采集組件分別與計(jì)算機(jī)電氣連接。
所述光電轉(zhuǎn)換組件用于將光子個(gè)數(shù)以電脈沖個(gè)數(shù)的形式輸出，可以采用單光子計(jì)數(shù)模塊，如PerkinElmer公司的通道式光子放大器CPM-962。
所述控制組件用于在自動采集時(shí)對當(dāng)前所采集樣品的輪換、采集的開始與結(jié)束等步驟的控制；可以由計(jì)算機(jī)上的控制卡與裝置中被控部分如步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、繼電器控制板等連接組成；如可采用Advantech公司的PCL-836控制卡實(shí)現(xiàn)對裝置內(nèi)繼電器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的控制。
所述反饋組件用于對多樣品的轉(zhuǎn)盤進(jìn)行定位；可以用紅外的光偶合器件實(shí)現(xiàn)，它所輸出的反饋信號通過控制卡組件傳遞給計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析并進(jìn)入下一步的測量。
所述采集組件用于信息的采集，可以使用通用的數(shù)據(jù)采集卡。發(fā)明人為本發(fā)明專門設(shè)計(jì)了一種更簡潔、方便的USB數(shù)據(jù)采集卡，它主要由Cypress公司的EZ-USB AN2131QC開發(fā)而成，并實(shí)現(xiàn)了LabVIEW對該卡的驅(qū)動控制。
所述顯示組件是用于在裝置上直觀地顯示采集結(jié)果，可以采用南京新聯(lián)電子設(shè)備有限公司的NFC-1000C-1多功能計(jì)數(shù)器與光電轉(zhuǎn)換組件電氣連接即可以簡單地顯示采集的結(jié)果。
所述計(jì)算機(jī)內(nèi)裝有通用的虛擬儀器軟件，例如National Instruments公司開發(fā)的LabVIEW軟件，用于控制和協(xié)調(diào)整個(gè)程序的運(yùn)行，并可以在計(jì)算機(jī)上連續(xù)顯示采集的結(jié)果，還可以對采集的結(jié)果進(jìn)行處理以及存儲。
本發(fā)明具有以下的特點(diǎn)及效果(1)本方法所適用的放射劑量為0～3Gy。
(2)由于采用了比色皿這種較小的樣品池，使得測試時(shí)所需的樣品量非常微小，如果是液體樣品，只要200μl即可，所以取樣較為簡單、方便，對機(jī)體損傷度小。
(3)用探測器在側(cè)面檢測使得機(jī)械誤差對探測器的影響幾乎為零，并且用光纖導(dǎo)光和超高靈敏度的單光子計(jì)數(shù)模進(jìn)行探測，可顯著的提高信噪比和靈敏度。
(4)對不同樣品池進(jìn)行可選擇測量，可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)樣品的測量，因而測量者具有更大的選擇空間，可節(jié)約測量時(shí)間，而且可以對多樣品進(jìn)行對比測量。
(5)本發(fā)明裝置儀器集成化程度高，整個(gè)測量過程可全自動完成而不需要人工進(jìn)行干預(yù)。
(6)本發(fā)明裝置操作簡單，使用方便，僅需在測量開始時(shí)進(jìn)行簡單的設(shè)置后就可以方便地得到所需的測量結(jié)果。
(7)利用本發(fā)明可快速、客觀、準(zhǔn)確地綜合評估人在受放射線輻照后機(jī)體所受損傷程度，為疾病的診斷及對人體健康的判斷提供有力的依據(jù)。


圖1是本發(fā)明受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測裝置的結(jié)構(gòu)方框圖；圖2是用圖1所示裝置檢測的經(jīng)過不同照射劑量的人體血液中提出的白細(xì)胞的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例本發(fā)明的具體如圖1所示，由圖1可見，本發(fā)明裝置包括顯示組件1、光電轉(zhuǎn)換組件2、控制組件5、采集組件6、反饋組件10、計(jì)算機(jī)7，光電轉(zhuǎn)換組件2同時(shí)與采集組件6及顯示組件1電氣連接，控制組件5、反饋組件10、采集組件6分別與計(jì)算機(jī)7電氣連接；其中控制組件5由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器5-1、繼電器控制板5-2、控制板卡5-3連接構(gòu)成；樣品池旋轉(zhuǎn)托盤3上的比色皿9中的樣品發(fā)出的光經(jīng)由光纖8傳輸給光電轉(zhuǎn)換組件2，把光信號轉(zhuǎn)換為電脈沖后分別傳給顯示組件1和采集組件6；樣品池旋轉(zhuǎn)托盤3由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器5-1帶動的步進(jìn)電機(jī)帶動轉(zhuǎn)動，對放有樣品的樣品池位置進(jìn)行測量；控制組件中的繼電器控制板5-2控制采集的開始和結(jié)束；由采集組件6采集到的信息傳給計(jì)算機(jī)7進(jìn)行處理和存儲；構(gòu)件4為暗室，11為裝置外殼。本發(fā)明化學(xué)發(fā)光檢測裝置各組件的選型如下顯示組件1采用南京新聯(lián)電子設(shè)備有限公司的NFC-1000C-1多功能計(jì)數(shù)器；光電轉(zhuǎn)換組件2采用德國PerkinElmer公司的CPM-962型通道式光子放大器；控制組件中的控制板卡5-3選用Advantech公司的PCL-836板卡；采集組件6為發(fā)明者自行開發(fā)的USB數(shù)據(jù)采集卡，主要是利用Cypress公司EZ-USB AN2131QC芯片進(jìn)行開發(fā)，并實(shí)現(xiàn)了LabVIEW對該卡的驅(qū)動控制；光纖8由南京春輝科技公司制作，采用單光纖直徑為35-40微米，通光截面為5毫米的光纖束；計(jì)算機(jī)7上運(yùn)行的控制、顯示及存儲軟件用National Instruments公司的LabVIEW編程平臺開發(fā)。
將上述裝置應(yīng)用于全血受不同劑量電離輻射后化學(xué)發(fā)光的檢測。50mlB型全血購于暨南大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，在該全血中加入淋巴分離液，用2000r/m的速度離心分離10分鐘，取中間的白細(xì)胞進(jìn)行平均分裝到4個(gè)容量為25m1的玻璃克氏瓶中，細(xì)胞數(shù)為6×106/ml，每瓶裝6m1的細(xì)胞；對比組只含有等量的培養(yǎng)液，而沒有任何細(xì)胞。在室溫下用暨南大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院的加拿大產(chǎn)的PHOENIX60Coγ射線進(jìn)行不同劑量的照射，照射的輻射源的產(chǎn)率為189.51cGy/min，到樣品目標(biāo)靶的距離大約為80cm；經(jīng)過照射后立刻對其化學(xué)發(fā)光利用本發(fā)明方法進(jìn)行測量。測量75s后加入8μM/L的MCLA，加入MCLA后發(fā)光有較大的增高，為了檢驗(yàn)發(fā)光是否是自由基引起的，在不同的樣品中分別加入超氧化物歧化酶(SOD)、甘露醇、疊氮化鈉去影響MCLA的化學(xué)發(fā)光，得到了如圖2所示的結(jié)果。圖2的結(jié)果表明了MCLA的化學(xué)發(fā)光與輻射劑量之間的關(guān)系在未加MCLA之前，化學(xué)發(fā)光是非常弱的，加入MCLA后，對照組只有微小的上升，但其他組的發(fā)光卻有明顯的上升，且上升的幅度隨血液受輻照劑量的增大而升高。由本實(shí)施例證明本發(fā)明方法可以快速、客觀的檢測特定患者的特定部位經(jīng)放療后患者所受到實(shí)際放射量；本發(fā)明裝置可以方便地操作得到準(zhǔn)確的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測方法，其特征在于包括如下步驟(1)從需檢驗(yàn)的人身上抽取血液，提取血液中的白細(xì)胞放到比色皿中；(2)將比色皿放入樣品室內(nèi)的樣品盤中；(3)在比色皿中加入化學(xué)發(fā)光試劑，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光；(4)對化學(xué)發(fā)光進(jìn)行可選擇的全自動檢測，得到化學(xué)發(fā)光的光強(qiáng)值；(5)將化學(xué)發(fā)光的光強(qiáng)與已知正常血液光強(qiáng)對比得到相應(yīng)的機(jī)體損傷程度大小的結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測方法，其特征在于在步驟(1)中用淋巴分離液對血液進(jìn)行分離，取中間層的白細(xì)胞加培養(yǎng)液后放到比色皿中進(jìn)行測量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測方法，其特征在于在步驟(2)中的比色皿任意放置在樣品盤中；在樣品盤中放入多個(gè)比色皿進(jìn)行具選擇性的、同時(shí)的測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測方法，其特征在于在步驟(3)中所使用的化學(xué)發(fā)光試劑包括MCLA、FCLA、魯米諾或光澤精。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測方法，其特征在于在步驟(4)中所述全自動檢測為通過計(jì)算機(jī)的程序控制光纖收集光子并進(jìn)行傳導(dǎo)，利用光子計(jì)數(shù)模塊進(jìn)行光學(xué)探測，并把光信號轉(zhuǎn)換為電脈沖，甄別后輸出標(biāo)準(zhǔn)方波脈沖，通過USB計(jì)數(shù)卡對該脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果對應(yīng)化學(xué)發(fā)光的光強(qiáng)值，并由計(jì)算機(jī)輸出并存儲。
6.一種受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于包括光電轉(zhuǎn)換組件2、控制組件5、反饋組件10、采集組件6、顯示組件1、計(jì)算機(jī)7；光電轉(zhuǎn)換組件2同時(shí)與采集組件6及顯示組件1電氣連接，控制組件5、反饋組件10、采集組件6分別與計(jì)算機(jī)7電氣連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于所述光電轉(zhuǎn)換組件為單光子計(jì)數(shù)模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于所述控制組件由計(jì)算機(jī)上的控制卡與裝置中被控部分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、繼電器控制板連接組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于所述反饋組件為紅外的光偶合器件。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測裝置，其特征在于所述采集組件為USB數(shù)據(jù)采集卡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種受放射線輻射后機(jī)體受損傷程度的化學(xué)發(fā)光檢測方法，包括如下步驟從需檢驗(yàn)的人身上抽取血液，提取血液中的白細(xì)胞放到比色皿中；將比色皿放入樣品室內(nèi)的樣品盤中；在比色皿中加入化學(xué)發(fā)光試劑，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光；對化學(xué)發(fā)光進(jìn)行可選擇的全自動檢測，得到化學(xué)發(fā)光的光強(qiáng)值；將化學(xué)發(fā)光的光強(qiáng)與已知正常血液光強(qiáng)對比得到相應(yīng)的機(jī)體損傷程度大小的結(jié)果；一種實(shí)現(xiàn)上述方法的化學(xué)發(fā)光檢測裝置包括光電轉(zhuǎn)換組件2、控制組件5、反饋組件10、采集組件6、顯示組件1、計(jì)算機(jī)7等組成部分。本發(fā)明具有操作簡單，使用方便，自動化程度高，能夠快速、準(zhǔn)確地評定出機(jī)體所受損傷程度的優(yōu)點(diǎn)，可為疾病的診斷及對人體健康的判斷提供有力的依據(jù)。
文檔編號G01N21/76GK1424575SQ03113540
公開日2003年6月18日 申請日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者邢達(dá), 魏亞東 申請人:華南師范大學(xué)