CN111265677A - 一种基于离子导电的检测液体及其制备方法和用于生物电阻抗测量的使用方法和用途 - Google Patents
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Abstract
一种基于离子导电的检测液体及其制备方法和用于生物电阻抗测量的使用方法和用途，属于医药制造技术领域。所述检测液体为离子型导电性液体，离子为Na+、K+、H+、CL‑、SO4 2‑、PO4 3‑、CH3COO‑中的两种或两种以上离子的混合物，溶剂为水。上述一种基于离子导电的检测液体及其制备方法和用于生物电阻抗测量的使用方法和用途，可使得多电极测量误差小于1%乃至更小，上机使用前6个月内不变质，不滋生细菌，电导率不变，无毒无害，在测量过程中也不会产生电化学反应，不会生成对人体有害的物质或气体，原料易得，安全环保，生产成本低，可重复性好。
Description
技术领域
本发明属于医药制造技术领域，具体为一种基于离子导电的检测液体及其制备方法和用于生物电阻抗测量的使用方法和用途。
背景技术
生物电阻抗断层成像(Electrical Impedance Tomography，EIT)技术、电阻抗扫描成像（Electrical impedance scanning，EIS）、是一种新型医学功能成像技术，它的原理是在人体表面电极上施加一微弱的电流或电压，并测得其他电极上的电压值或电流值，根据电压与电流之间的关系重构出人体内部电阻抗值或者电阻抗的变化值。由于该方法未使用核素或射线，对人体无害，因此可以多次测量重复使用，且成像速度快，具有功能成像等特点，加之其成本较低，不要求特殊的工作环境，因此生物电阻抗测量成像技术是一种理想的、具有广泛应用前景的无损伤医学成像技术。
电阻抗测量成像技术自1982年发明发现以来，已经证明从理论上成功应用于工业、医学两大领域的可能性，在医学领域里可以应用于人体的心肺功能、头颅、乳腺、肢体和其他器官的检测。除了应用到人体的各个肢体检测，阻抗CT代表的电场CT一直无法引用到临床的重大障碍其中之一，就是测量的数据的精度无法达到临床所需要的精度和可靠的重复性。
例如在测量人体乳腺中可能发生的结构和病理变化，要求测量系统通过多电极的传感器的综合测量精度，应该是达到至少1%，1‰更好，最好是万分之一及以上。这样一个重要的过程是不可能单纯靠电极加工的精度，保证它的接触面积能够达到千分之一，因为事实上在应用中几十个电极同时进行测量时，电极与被测物体表面之间接触的面积是不可能保证100%面积的接触，接触阻抗和接触面压力有关系，也与接触面清洁度、人体体表的角质层有关系。这就是造成阻抗CT为代表的电场CT在临床应用受到了严重的局限，是全球许多国家的乳腺癌监测或检测产品的研发小组不能够取得进展的关键原因之一。
现有技术的缺点：作为接触式为机理的电极系统，主要是超出临床测量系统所需的精度而产生较高的误差。因此，通常需要：1.大接触面积的电极系统以减少接触阻抗及电极之间在引入的接触阻抗时的相对误差；2.所有电极之间接触面积要完全相等；3.所有电极接触的压力要完全相同；4.并保证电极与人体完全接触即100%的接触，并要求实现电极之间面积一样大的接触误差是无法控制的。如何克服由于接触电极而造成的，系统传感器数字采集造成的误差，成为临床和阻抗CT在临床应用的最为关键的因素。自WO2007017634A2专利发明以后，在实施过程中使用的可靠的电极和媒介液体的制造技术以及质量的稳定性。第一，所用电极的金属性质能保证离子能够产生相当于电子导电的作用。第二，离子浓度和电子对应形成的电场，应该达到我们所需要的生物电子信号信噪比的浓度。而在特定的温度下，离子的浓度和离子、电子产生的电场密度都和温度有关。该发明专利阐述的内容，生物电阻抗测量成像的关键技术就是离子导电型的检测液，离子导电的检测液是的多电极检测误差小于1%乃至万分之一成为可能，温度波动控制在0.1—0.5℃范围内成为可能，并且能够形成稳定的电场和均匀的电流分布。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种基于离子导电的检测液体及其制备方法和用于生物电阻抗测量的使用方法和用途的技术方案，该检测液可使得多电极测量误差小于1%乃至更小，上机使用时即生产后6个月内不变质，不滋生细菌，电导率不变，无毒无害，在测量过程中也不会产生电化学反应，不会生成对人体有害的物质或气体，原料易得，安全环保，生产成本低，可重复性好。
所述的一种基于离子导电的检测液体，其特征在于所述检测液体为离子型导电性液体，离子为Na+、K+、H+、CL-、SO4 2-、PO4 3-、CH3COO-中的两种或两种以上离子的混合物，溶剂为水。
所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将灭菌的纯化水与杀菌抑菌剂混合溶液，杀菌抑菌剂的质量浓度为0.02%-0.08%；再用水溶性的盐类或酸类进行调配，调配至电导率为300-1000μS/cm，密封备用；所述的杀菌抑菌剂为聚六亚甲基胍盐酸盐、乙醇、醋酸、乳酸中的一种或一种以上混合物，所述的水溶性的盐类或酸类为氯化钠、氯化钾、醋酸钠、醋酸钾、磷酸钠、磷酸钾、硫酸钠、硫酸钾、盐酸、磷酸、硫酸中的一种或一种以上混合物。
所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：秤取15升经杀菌的纯化水，加入7.5g聚六亚甲基双胍盐酸盐，加入试剂级氯化钠，在搅拌下充分溶解，电导率达300us/cm为止，密封备用。
所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：秤取15升经杀菌的纯化水，加入150g醋酸，加入试剂级醋酸钠，在搅拌下充分溶解，电导率达900us/cm为止，密封备用。
所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：秤取15升经杀菌的纯化水，加入150g磷酸，加入试剂级磷酸钾，在搅拌下充分溶解，电导率达500us/cm为止，密封备用。
所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于杀菌抑菌剂的质量浓度为0.03%-0.07%，优选0.04%-0.06%，更优选0.05%。
所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于所述检测液体的电导率为：400—900μS/cm，优选为500—800μS/cm，更优选为600—700μS/cm。
所述的一种基于离子导电的检测液体用于生物电阻抗测量的使用方法，其特征在于：检测工作时，交流电源频率100Hz-100MHz，电流0.1mA-1.0mA、电压1.0-2.5V。
所述的一种基于离子导电的检测液体用于生物电阻抗测量的使用方法，其特征在于：交流电源频率300Hz-50MHz，优选500Hz-25MHz；电流0.2mA-0.8mA，优选0.3mA-0.7mA，更优选0.4mA-0.5mA；电压1.2 -2.2V，优选1.5-2.0 V，更优选1.6-1.8V。
所述的一种基于离子导电的检测液体在制备专门应用生物阻抗进行医学、生物技术的EIS、基于生物电阻抗断层进行多维乳腺电阻抗乳腺图像分析仪设备中的非接触电极系统的系统校准检测液，以及进行阻抗测量的EIM随机普查设备的检测液中的应用。
上述一种基于离子导电的检测液体及其制备方法和用于生物电阻抗测量的使用方法和用途，可使得多电极测量误差小于1%乃至更小，上机使用后1个月内不变质，不滋生细菌，电导率不变，无毒无害，在测量过程中也不会产生电化学反应，不会生成对人体有害的物质或气体，原料易得，安全环保，生产成本低，可重复性好。
具体实施方式
以下结合本发明的具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
检测液的配制：秤取15升经杀菌的纯化水，加入7.5g聚六亚甲基双胍盐酸盐，加入试剂级氯化钠，在搅拌下充分溶解，电导率达300us/cm为止，密封备用。电导率采用市面上常规的电导率测试仪测试即可。
实施例2：
检测液的配制：秤取15升经杀菌的纯化水，加入150g醋酸，加入试剂级醋酸钠，在搅拌下充分溶解，电导率达1000us/cm为止，密封备用。
实施例3：
检测液的配制：秤取15升经杀菌的纯化水，加入150g磷酸，加入试剂级磷酸钾，在搅拌下充分溶解，电导率达500us/cm为止，密封备用。
实施例4：
检测液的配制：秤取15升经杀菌的纯化水，加入4.5g乙醇，加入试剂级硫酸钠，在搅拌下充分溶解，电导率达500us/cm为止，密封备用。
实施例5：
检测液的配制：秤取15升经杀菌的纯化水，加入10g乳酸，加入试剂级磷酸钠，在搅拌下充分溶解，电导率达735us/cm为止，密封备用。
实施例6：
检测液的配制：秤取15升经杀菌的纯化水，加入6g聚六亚甲基胍盐酸盐，加入试剂级醋酸钾或氯化钾，在搅拌下充分溶解，电导率达600us/cm为止，密封备用。
本发明实施例1-6中的纯化水可以采用蒸馏水或纯净水。本发明制得的检测液用于人体检测时，根据人种不同，可以采取不同的导电率，原则是保证人体安全电流，在这个范围内，既可以保证电流的浓度和密度，也可以保证电流不会过多的在两个电极之间形成局部短路，也就是说，让大于99%的电流流过被检测物体和器官，而极少数的电流可以流过其它的不相关的电极，使得整个检测系统的精度控制在有限范围内，有足够的导电离子在加压电场下形成稳流场用于电场CT对被测物体进行扫描，使整个被测物体的电场处于一种动态相对的稳定状态，整个测量有非常好的可重复性。且本发明制得的检测液在出厂上机使用前6个月内不变质，不会产生微生物效应，导电率不会发生变化，也不会使人体在使用过程中产生微生物侵害人体，发生生物副作用。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种基于离子导电的检测液体，其特征在于所述检测液体为离子型导电性液体，离子为Na+、K+、H+、CL-、SO4 2-、PO4 3-、CH3COO-中的两种或两种以上离子的混合物，溶剂为水。
2.如权利要求1所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将灭菌的纯化水与杀菌抑菌剂混合溶液，杀菌抑菌剂的质量浓度为0.02%-0.08%；再用水溶性的盐类或酸类进行调配，调配至电导率为300—1000μS/cm，密封备用；所述的杀菌抑菌剂为聚六亚甲基胍盐酸盐、乙醇、醋酸、乳酸中的一种或一种以上混合物，所述的水溶性的盐类或酸类为氯化钠、氯化钾、醋酸钠、醋酸钾、磷酸钠、磷酸钾、硫酸钠、硫酸钾、盐酸、磷酸、硫酸中的一种或一种以上混合物。
3.如权利要求1所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：秤取15升经杀菌的纯化水，加入7.5g聚六亚甲基双胍盐酸盐，加入试剂级氯化钠，在搅拌下充分溶解，电导率达300us/cm为止，密封备用。
4.如权利要求1所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：秤取15升经杀菌的纯化水，加入150g醋酸，加入试剂级醋酸钠，在搅拌下充分溶解，电导率达900us/cm为止，密封备用。
5.如权利要求1所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：秤取15升经杀菌的纯化水，加入150g磷酸，加入试剂级磷酸钾，在搅拌下充分溶解，电导率达500us/cm为止，密封备用。
6.如权利要求2所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于杀菌抑菌剂的质量浓度为0.03%-0.07%，优选0.04%-0.06%，更优选0.05%。
7.如权利要求2所述的一种基于离子导电的检测液体的制备方法，其特征在于所述检测液体的电导率为：400—900μS/cm，优选为500—800μS/cm，更优选为600—700μS/cm。
8.采用权利要求1所述的一种基于离子导电的检测液体用于生物电阻抗测量的使用方法，其特征在于：检测工作时，交流电源频率100Hz-100MHz，电流0.1mA-1.0mA有效值、电压1.0-2.5V。
9.如权利要求8所述的一种基于离子导电的检测液体用于生物电阻抗测量的使用方法，其特征在于：交流电源频率300Hz-50MHz，优选500Hz-25MHz；电流0.2mA-0.8mA，优选0.3mA-0.7mA，更优选0.4mA-0.5mA；电压1.2 -2.2V，优选1.5-2.0 V，更优选1.6-1.8V。
10.如权利要求1或2所述的一种基于离子导电的检测液体在制备专门应用生物阻抗进行医学、生物技术的EIS、基于生物电阻抗断层进行多维乳腺电阻抗乳腺图像分析仪设备中的非接触电极系统的系统校准检测液，以及进行阻抗测量的EIM随机普查设备的检测液中的应用。
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Citations (2)
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| WO2007017634A2 (en) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | De Montfort University | An apparatus and method for non-contact electrical impedance imaging |
| CN104583118A (zh) * | 2012-08-23 | 2015-04-29 | 独立行政法人科学技术振兴机构 | 碳纳米材料、组合物、导电性材料及其制造方法 |
-
2020
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Patent Citations (2)
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 沈克琦 主编: "《高中物理学.3》", 31 July 2015, 合肥：中国科学技术大学出版社 * |
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