[发明专利]一种测量微量元素的X射线检测装置及检测方法

说明书

本发明公开了一种测量微量元素的X射线检测装置，包括设置在待测样品同侧的第一X射线源、X射线聚焦镜和第一X射线探测器。还包括预扫描机构，其包括第二X射线源和第二X射线探测器，第二X射线源发出的X射线光斑大，第二X射线探测器接收由第二X射线源激发微量元素发出的X射线荧光。还在待测样品另一侧设置第三X射线探测器，实现透射式X射线测量。还公开一种测量微量元素的X射线检测方法。本发明通过增加预扫描步骤，快速得出微量元素分布图像，再通过智能分析系统，自行确定精确扫描点，然后进行背散射式单点测量，提高效率，实现全自动运行。还通过设置第三X射线探测器，增加透射式测量，由单面测量改为双面测量，大大提高测量效率。

技术领域

本发明涉及微量元素检测领域，特别是涉及一种测量微量元素的X射线检测装置及检测方法。

背景技术

微量元素在生物体内有不可替代的作用，微量元素在人体内的存在量关系到很多疾病，例如帕金森症，老年痴呆和癌症。生物体内微量元素太少或太多都可能会影响生物功能和造成疾病。例如，最新医学发现，癌细胞内部的微量元素及其周围细胞组织的微量元素分布与正常细胞有很大不同。

现有医学技术中有使用金属纳米粒治疗癌症的做法，如金、钛纳米粒子附着在一定的蛋白质上植入癌细胞，然后进行放射性治疗，效果提高40％以上。使用纳米粒子治疗癌症是一个全新的领域，纳米粒子注射量、纳米粒子的最佳直径，纳米粒子在癌细胞附近的存在量等等，都需要通过测量细胞组织里的微量元素来研究。

X射线分析技术在分析生物样品时不需要样品准备，能够方便快速地测量生物样品微量元素，是目前生物医学首选的测量细胞组织微量元素的方法。生物医学微量元素测量对X射线仪器性能的要求，最重要的是三点：(1)高测量速度，(2)小测量光斑(即细X射线束)，(3)高测量灵敏度。目前能够满足以上三个要求最好的是电子同步加速器。但世界各国只有有限的几台电子同步加速器可供使用，由于用户多，远远不能满足测量需求。

现有高精度台式X射线仪器测量生物样品时，一般是对生物组织的生物切片进行测量。动物的生物组织切片约几十个平方毫米面积，10～50微米厚度，测量微量元素时，切片放置在超薄薄膜上，放在X射线束下测量。切片上的细胞组织内部包括多种微量元素，如磷、硫、铁、铜、锌、钆(P，S，Fe,Cu,Zn,Gd)等元素含量的两维分布被逐点扫描测量得到。逐点扫描的步长根据需要的图像分辨率设置，通常是几个微米左右(一般为每4个微米测量一个点)，每个位置上测得微量元素含量在PPM(百万分之一)量级。各种元素的两维分布位置不是均匀分布，并且在生物组织的切片测量之前，其上的微量元素分布未知，检测人员需要逐点扫描得到。由于逐点扫描的步长很小(通常几个微米左右)而每个点需要一定的测量时间，当扫描几十个平方毫米的生物切片时，测量时间会很长。例如，当扫描1平方毫米的面积，扫描步长10微米，既需要测量1万个点，如果每个点如果测量时间3秒(为了达到一定的测量精度，测量时间不能太短)，则需要8.3个小时。所以不可能在几十个平方毫米的生物切片上每点都测量，通常需要医学专业人员，在切片的各个部位小范围试测量，根据测量数据选择相关部位再详细测量。而测量区域的选择往往需要用相当多的时间，浪费人力和测量时间，所以测量时间是生物组织微量元素测量的瓶颈。

由此可见，上述现有的高精度台式X射线仪器用于检测生物切片中微量元素仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种新的测量微量元素的X射线检测装置及检测方法，使其大大缩短测量时间和减少人工选择时间，能实现粗扫描和精细扫描的结合，大大提高检测效率，成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量微量元素的X射线检测装置，使其大大缩短测量时间和减少人工选择时间，能实现粗扫描和精细扫描的结合，大大提高检测效率，从而克服现有的高精度台式X射线仪器的不足。