[发明专利]一种快速有效的光热剂光热转换效率测量方法

说明书

本发明公开了一种快速有效的光热剂光热转换效率测量方法，其主要利用激光功率计测得在特定波长下的激光的原始功率以及分别透过纯溶剂与光热剂溶液之后的功率，将透过纯溶剂和光热剂溶液损失的能量差作为光热剂吸收转换的热能，来计算获得光热转换效率。该测量方法与传统测量方法相比，简单有效，且不需要依赖于大型贵重仪器紫外‑可见‑近红外分光光度计以及贵重仪器热成像仪，不需要对操作者有较为严格的专业背景以及技能培训要求，也不需要耗费太多的时间进行处理计算，就可以快速有效计算获得光热转换效率。

技术领域

本发明涉及一种测量方法，尤其涉及一种光热剂的光热转换效率的测量方法。

背景技术

随着癌症在全球发病率以及死亡率的增加，由于癌症的治愈率低，病人承受着巨大的痛苦以及经济压力，全球迫切的需要一种方式可以有效的解决癌症治疗，光热治疗应运而生，光热治疗的关键在于光热剂，光热剂可以吸收特定的波长，将光能转换为热能，从而可以对异常细胞或组织进行有选择性的局部加热(45℃左右)，在温和的温度下会发生蛋白质变性以及细胞膜的破坏，引起细胞的不可逆损伤，最后达到治疗癌症的目的。光热治疗主要是将吸收的光能转换为热能用于癌症的治疗，也有极少部分光热剂除将吸收的光能转换为热能用于癌症治疗外，还能将部分光能转换为荧光用于肿瘤的成像，本申请中探讨的光热剂除特殊说明外，其余均指将吸收的光能仅转换为热能的主流光热剂。

在光热治疗中，光热转换效率是用于评价光热剂将光能转换为热能能力的一个重要指标，光热转换效率的差异则是影响光热剂在研究以及临床应用中的重要因素。

传统光热剂光热转化效率的测量方法是Roper D K在2007年提出的(Roper D K，Ahn W， Hoepfner M.Microscale heat transfer transduced by surface plasmonresonant gold nanoparticles[J].The Journal of Physical Chemistry C，2007，111(9):3636-3641.)，其计算公式是其中，h为容器的传热系数(W/ (m2*℃))；A为容器的表面积(m²)；T_{最高升高温度}为体系所能到达的最高温度(℃)；T_环境温度为周围环境温度(℃)；Q_{溶剂吸收功率}为溶剂在激光照射下吸收的功率(W)；I_照射功率为激光功率(W)；_Aλ为悬液在相应激光波长处的紫外分光光度计的吸光度。

上述传统光热转换效率测量方法存在如下原理方面的偏差，主要包括1)：上述计算公式中分母为利用比尔定律根据样品吸光度A计算的入射激光的相对功率，而不是入射激光的初始功率；2)：上述计算公式在实验过程中是在真空环境下测得的热平衡时间，不仅与定义的差别很大(文献中提到为10倍)，而且在平时操作中也不可能达到真空下进行测量；3)：温度的测量，上述计算公式测量过程中采用的是热电偶测量温度，热电偶的存在对于升温有着极大的影响。