一种通过生物体离子分子流速判别气体安全性的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种通过生物体离子分子流速判别气体安全性的方法，是一种基于生 物样品生理特征的生物检测方法，属于环境检测技术领域。
【背景技术】
[0002] 空气是生命活动不可或缺的物质，与人体健康息息相关。对于可能会被吸入人体 的气体的安全性，世界各国政府已经制订了大量强制性的检测标准或规范。目前的气体安 全标准通过检测一系列可能危害人体健康的化学成分是否超过规定的阈值来判别气体的 安全性。上述传统检测方法存在两个问题：一是被测成分难以涵盖所有可能危害人体健康 的物质，往往造成漏检；二是如果被测气体中存在多种有害成分，有害成分之间可能发生相 互作用使毒性增强，导致每种有害成分的含量都不超标但实际上被测气体被吸入人体后仍 会危害人体健康。
[0003] 近年来，对环境质量的生物检测方法日益受到重视。生物检测方法充分利用生物 长期进化中形成的对环境的敏锐感知能力，通过生物体在被测环境中能否维持正常的生理 状态来检验环境质量，有效规避了传统环境检测方法的弱点。
[0004] 生物体能否维持正常的生理状态可通过多种指标来表征。流入或流出生物体的 H+、Ca 2+、O2等离子或分子的速度是反映生物体生理状态的重要指标，已经公开报道的非损 伤微测技术可以实现测量活体生物样品的离子或分子流速。
[0005] 因此，将被测气体溶入到水中，选择合适的生物样品和特定的离子或分子作为检 测指标，就能够建立相应的生物检测方法，通过生物的生理状态来判别被测气体的安全性。 由此获得的气体安全性通常称为气体的生物安全性。
【发明内容】
[0006] 本发明在常温常压下采集一定体积的洁净空气，将其溶入等体积的生理盐水中， 形成基准水源（针对不同类型的生物样品，生理盐水的浓度值优选按照已经公开的技术规 范设定，例如哺乳动物样品为〇. 9%，两栖类动物样品为0. 7%等。如果没有已经公开的技 术规范，生理盐水的浓度统一设定为0. 9 % );同样常温常压条件下采集一定体积的被测 气体，将其溶入等体积的生理盐水中，形成被测水源。以具备生理功能的生物样品为测量 样品，通过测量生物样品上某一离子或分子流入或流出速度的变化来间接判别气体的安全 性。
[0007] 本发明所述的生物样品，指具备生理功能的动物、植物或微生物整体样品以及取 自动物、植物或微生物的已经离体但仍具有生物活性的器官、组织、细胞、（富集的）细胞器 等各种类型的样品。所述的生物样品包括以不违背伦理的医学手段取自人体的细胞、组织 等样品，不包括不具备独立生理功能的病毒样品。当生物样品处于病理状态时，其生理反应 和正常状态下的生物样品会有差别，实施本发明时不建议选择病理样品。
[0008] 本发明所述的离子分子，指所有与生物样品的生理活动存在关联的离子或分子， 包括但不限于矿、0&2+^&+、1(+、0 2、植物生长素、谷氨酸等离子或分子。这些离子或分子以一 定的速度流入或流出生物样品，该流速的值能够被非损伤微测技术检测到。
[0009] 生物样品对水环境的变化非常敏感，环境成分的改变会迅速引起其生理状态的改 变，而生理状态的改变会立即引起离子或分子流速的变化。
[0010] 单个生物样品对有毒有害物质的耐受能力一般要低于人体的整体免疫能力。如果 与由洁净空气形成的基准水源相比，在被测水源中生物样品的离子或分子流速没有明显变 化，那么就能间接证明被测气体对人体而言是安全的；相反，若生物样品离子或分子流速有 明显改变，则间接表明被测气体可能对人体有害。
[0011] 尽管本发明基于先将气体溶入水中后再进行测量的间接方法，可能一些有害气体 成分在水中的溶解量有限，但由于生物样品在长期自然进化过程中形成的对有毒有害物质 的高度敏感性，仍能引起相关离子或分子流速的显著变化。另外，自然界中可能存在个别气 体成分极难溶于水，但考虑到人体的内环境是水环境，根据生物学公知常识极难溶于水的 物质无法在人体内产生生理作用，因而也不会危害人体健康。气体极难溶于水的特殊情况 并不影响本发明的实用性。
[0012] 通过水生生物离子或分子流速判别气体安全性的实验设计为：将具备生理功能的 生物样品置于基准水源中静置培养24小时，之后测量生物样品某一离子或分子的流速数 值，每6-8秒测量一个数据共测量10-20分钟，将该段时间内获得的数据的平均值作为基准 水源流速值J 1 ;随后将基准水源中的生物样品移入被测水源中静置培养5分钟，之后测量 生物样品相同离子或分子的流速数值，每6-8秒测量一个数据共测量10-20分钟，将该段时 间内获得的数据的平均值作为被测水源流速值J 2 ;最后再将生物样品移回基准水源中静置 培养5分钟，之后测量生物样品相同离子或分子的流速数值，每6-8秒测量一个数据共测量 10-20分钟，将该段时间内获得的数据的平均值作为基准水源流速值J 3 ;通过J1J2和J3三 个数值计算获得的气体安全指数GSlO来判别被测气体的安全性。测量离子或分子流速的 具体操作方法按照非损伤微测技术已公开的文件执行。
[0013] 气体安全指数GSlO的具体计算方法为：
【主权项】
1. 一种通过生物体离子分子流速判别气体安全性的方法，其特征在于，常温常压下采 集一定体积的洁净空气，将其溶入等体积的生理盐水中，形成基准水源；同样常温常压条件 下采集一定体积的被测气体，将其溶入等体积的生理盐水中，形成被测水源；将具备生理功 能的生物样品置于基准水源中静置培养24小时，之后测量生物样品某一离子或分子的流 速数值，每6-8秒测量一个数据共测量10-20分钟，将该段时间内获得的数据的平均值作为 基准水源流速值J 1 ;随后将基准水源中的生物样品移入被测水源中静置培养5分钟，之后 测量生物样品相同离子或分子的流速数值，每6-8秒测量一个数据共测量10-20分钟，将该 段时间内获得的数据的平均值作为被测水源流速值J 2 ;最后再将生物样品移回基准水源中 静置培养5分钟，之后测量生物样品相同离子或分子的流速数值，每6-8秒测量一个数据共 测量10-20分钟，将该段时间内获得的数据的平均值作为基准水源流速值J 3 ;通过J1U2和 J3三个数值计算获得的气体安全指数GSlO来判别被测气体的安全性。
2. 根据权利要求1所述的通过生物体离子分子流速判别气体安全性的方法，其特征在 于，所述的气体安全指数GSlO的计算方法为：
GSlO的上限不超过10 ;若被测水源的GSlO小于5,表明被测气体存在安全隐患，被人 体吸入后可能危害人体健康。
【专利摘要】本发明利用生物体在长期自然进化过程中形成的对环境中有毒有害物质的敏感性来判别气体的生物安全性。生命科学研究表明，生物对有毒有害物质的反应必然伴随有相关离子或分子流速的变化，因此通过比较溶入洁净空气的基准水源与溶入被测气体的被测水源中，生物体离子或分子的流速是否有明显改变就可以判断被测气体被吸入人体后的生物安全性的高低。本发明有效克服了传统方法可能漏检气体中有毒有害物质，以及不能表征气体中各种物质(包括有毒有害物质)相互作用引发的衍生毒害作用的缺陷。
【IPC分类】G01N33-00
【公开号】CN104678055
【申请号】CN201310613776
【发明人】许越
【申请人】旭月(北京)科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月28日