[发明专利]一种光动力治疗光敏剂单态氧量子产率测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光动力治疗光敏剂单态氧量子产率测量方法及装置，属于光动力治疗技术领域。

背景技术

光动力治疗(Photodynamic therapy，PDT)用于治疗和诊断浅表性癌症已有很长时间了。其治疗的原理为：将光敏剂注射入人体器官后，光敏剂有选择性的被吸收并聚集于肿瘤细胞附近；采用合适波长的激发光照射病变组织，在激发光的作用下光敏剂被激发产生单态氧；单态氧有选择性的杀死肿瘤细胞，从而达到治疗的效果。

光动力治疗的疗效主要和氧分子浓度、光敏剂浓度、激发光强度和单态氧(¹O₂.)量子产率(Φ_Δ)有关。由于光动力治疗的疗效主要依赖于单态氧的细胞毒性，因此，单态氧量子产率是光动力治疗疗效的最重要影响因素。而实际上，光敏剂的单态氧量子产率容易受环境因素和储存时间的影响。因此，在光动力治疗之前有必要准确测量光敏剂的单态氧量子产率。而直接测量光敏剂的单态氧量子产率非常困难。DPBF和NADH等药物可以和单态氧反应，其浓度变化可以很好反应单态氧产量即单态氧量子产率。因此，DPBF和NADH等药物可以作为单态氧指示剂用来测量光敏剂的单态氧量子产率。与其它单态氧指示剂相比，DPBF具有吸收谱更好、和单态氧反应更快、更灵敏、准确等优点。

因此，本发明专利采用DPBF作为单态氧指示剂，设计一种光动力治疗光敏剂单态氧量子产率测量方法及装置。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种光动力治疗光敏剂单态氧量子产率测量方法及装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光动力治疗光敏剂单态氧量子产率测量方法，包括如下步骤：

(1)启动光谱仪，比色皿为空，挡住激光及氘灯，用光谱仪测得背底光谱；

(2)将待测光敏剂及甲醇的混合溶液放入比色皿，挡住激光打开氘灯，用光谱仪测得光敏剂及甲醇的混合液的透过光谱I′(λ)，作为定标光谱；

其中I′(λ)＝I₀(λ)e^{-σ′(λ)N′L}，I₀(λ)为甲醇的透过光谱，σ'(λ)为待测光敏剂的吸收截面积，N'为待测光敏剂的浓度，L为光程长度；

(3)将待测光敏剂、甲醇及DPBF的混合溶液放入比色皿；

(4)挡住激光打开氘灯，用光谱仪测得待测光敏剂、甲醇及DPBF的透过光谱I(λ)；

其中I(λ)＝I₀(λ)e^-σ(λ)NLe^{-σ′(λ)N′L}，σ(λ)为DPBF的吸收截面积，N为DPBF的浓度；

(5)提取函数的波峰，其中函数其中k＝σ(λ)L；

(6)打开激光挡住氘灯，使激光照射比色皿，待测光敏剂产生单态氧，该单态氧与DPBF发生氧化反应；

(7)系统自动判断已完成测量次数是否小于系统设定的测量次数，若为“是”，返回步骤(4)，若为“否”，进行步骤(8)；

(8)将步骤(5)提取的多个波峰为纵坐标，对应的激光照射时间为横坐标，采用最小二乘法进行拟合，拟合曲线的斜率为待测光敏剂的k；

(9)打开激光挡住氘灯，使比色皿为空，用光谱仪测得激发光的发射光谱，归一化得到光谱I″(λ)；

(10)打开激光挡住氘灯，将甲醇放入比色皿，用光谱仪测得甲醇的透过光谱I₀(λ)，利用I'(λ)除以I₀(λ)，得到e^{-σ′(λ)N′L}，按照如下公式求取积分得到待测光敏剂的吸收光谱I_abs，I_abs＝∫I″(λ)×(1-e^{-σ′(λ)N′L})dλ；

(11)同等实验条件下采用上述方法，测得作为参考光敏剂的玫瑰红的k^ref和由已有文献获得玫瑰红的单态氧量子产率

(12)由计算被测光敏剂的单态氧量子产率φ_Δ。

优选的，挡住激光或者挡住氘灯所用的设备为受控制器控制的舵机及与该舵机连接的移动挡板。