专利名称：一种血铅含量的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种血液检测，尤其是一种血铅含量的检测方法；属于医 疗技术中的血液方法和检测设备类。
技术背景随着现代工业的高速发展，人类生活环境中的铅污染日趋严重，已经 成为影响人类健康，尤其是影响儿童生长发育的一个重要社会问题。目前 环境中铅的大量存在，导致人血液中铅含量的持续上升，环境中的铅是造 成铅中毒的根本原因。目前的国内血铅测定方法主要有以下三种1、 红细胞原卟啉升高法，可以间接反映出人体血铅的含量，但经常会 出现假阴性现象，测量的灵敏度和精度都非常低；2、 原子吸收光谱法，是一种常规的元素分析法，可以用来分析常规样 品中铅含量，由于铅的原子化率非常低，通常需5 7毫升静脉血量，并在 硝化处理过程中，出现二次污染导致测量结果偏高。3、 阳极溶出伏安法(ASV)，是测量各种介质中多种金属的一种电化学 分析方法，此类仪器价格不贵，体积很小，不需要其它特殊辅助设备，测 定步骤少，分析时间短，测量成本低。但是作为医用检测仪器而言，操作 起来依然感到比较繁琐、适用面也比较窄。
发明内容
本发明发明的目的旨在提出一种用于人体阳极溶出伏安法进行血铅 含量的检测方法，既克服现有红细胞原卟啉升高法和原子吸收光谱法测定 人体血铅时存在的诸多问题，同时也解决阳极溶出伏安法检测方法及其相 关仪器存在的操作繁琐、适用性较窄的缺陷。这种血铅含量的检测方法，其特征在于-A、 应用PC机作为控制单元3、配以高速A/D测量单元2以及 由小型电机带动、由参比电极、对电极和工作电极组成的旋转电极1组成 的测量系统，并通过USB接口依次将高速A/D测量单元2、电极单元l与 PC机3连接组成硬件检测系统，所述的旋转电极获得的测量信号经高速 A/D测量单元2转换成数字信号通过USB接口传输给PC机进行处理，而 旋转电极3则通过RS-232接口和高速A/D测量单元2接受PC机的指令实 现旋转速度、启动或关闭动作控制；PC机同时通过高速A/D测量单元2 和RS-232接口给测量电极施加电压、并采集电机测量信号，完成操控旋转 电极的控制命令。B、 其检测方法是将所检测的一滴血放在旋转电极下的容器内，放入 100ml的抗凝固剂，接通电源使小型电机启动，使旋转电极工作五秒钟； 而后通过PC机的操作系统、并施加富集电压，在富集加压40~60秒后关 闭旋转电极；在电机停机状态下继续进行加压富集20 30秒后断开富集电 压，使溶液中的铅开始溶出；通过计算机设定的操作系统检测并记录溶出 电位，直至达到计算机设定的溶出电位限值时停止溶出；计算出整个操作 时间相对于溶出电位的一次微分，并以此绘制微分/电位曲线图；依据微分 /电位曲线和金属浓度成线性关系计算出血铅浓度。
所述的旋转电极单元1采用由参比电极、对电极和工作电极组成的三 电极测量系统，工作电压加在对电极上，参比电极上的电位呈反馈输入方 式，参比电极上的电位处于恒定状态。所述的AD976高速A/D转换芯片，其转换速率可达100K，转换精度 为16位；并采用分辨率为16位的D/A转换芯片AD7535。 所述的电机采用霍尔元件测量转速。根据以上技术方案提出的这种血铅含量的检测方法；由于采用通过普 通PC机以及旋转电极、高速AD测量单元的组合，构成专门用于血铅阳极 溶出伏安法测定血铅仪。由于该血铅测定仪仅只需一滴血，具有快速、准 确、低成本的特点，具有操作极为简便、既适用于对血液中铅含量的检测， 也可用于对其它有害金属的检测。
附图1为本发明的整体结构示意图；附图2检测流程示意图；附图3为旋转电极的结构示意图；附图4为旋转电极的设计原理图；附图5为高速AD数据测量系统的结构原理图；附图6采控电极接口连接示意图。
具体实施方式
如图1 2所示的这种血铅含量的检测方法，A、应用PC机作为控制单 元3、配以高速A/D测量单元2以及由小型电机带动、由参比电极、对电 极和工作电极组成的旋转电极1组成的测量系统，并通过USB接口依次将
高速A/D测量单元2、电极单元1与PC机3连接组成硬件检测系统，所 述的旋转电极获得的测量信号经高速A/D测量单元2转换成数字信号通过 USB接口传输给PC机进行处理，而旋转电极3则通过RS-232接口和高速 A/D测量单元2接受PC机的指令实现旋转速度、启动或关闭动作；PC机 同时通过高速A/D测量单元2和RS-232接口给测量电极施加电压、并采 集电机测量信号，完成操控旋转电极的控制命令。B、其检测方法是将所检测的一滴血放在旋转电极下的容器内，放入 100ml抗凝剂，接通电源使小型电机启动，使旋转电极工作五秒钟；而后 通过PC机的操作系统、并施加富集电压，在富集加压~秒后关闭旋转 电极；在电机停机状态下继续进行加压富集 秒后断开富集电压，使溶液 中的铅开始溶出；通过计算机设定的操作系统检测并记录溶出电位，直至 达到计算机设定的溶出电位限值时停止溶出；计算出整个操作时间相对于 溶出电位的一次微分，并以此绘制微分/电位曲线图；依据微分/电位曲线和 金属浓度成线性关系计算出血铅浓度。所述的旋转电极单元1采用由参比电极、对电极和工作电极组成的三 电极测量系统，工作电压加在对电极上，参比电极上的电位呈反馈输入方 式，参比电极上的电位处于恒定状态。所述的AD976高速A/D转换芯片，其转换速率可达100K，转换精度 为16位；并采用分辨率为16位的D/A转换芯片AD7535。所述的电机采用霍尔元件测量转速以下结合附图进一步介绍该血铅测定仪 电子部分
血铅测定仪尽量采用模块化设计，分为控制单元、高速A/D测量单 元、旋转电极单元等三部分。控制单元采用目前最常用的普通PC机，通 过流行的USB接口控制高速A/D数据测量和旋转电极单元，下面分别介绍 各部分功能。一、 旋转电极为了保证电极镀膜的均匀，以及溶液中电场的稳定，需要将工作电极设 计成旋转电极，并保证旋转电极本身的稳定。用小型电机带动工作电极旋 转，然后用电刷将电极线引出。电机采用霍尔元件测量转速，并将转速转 化为电脉冲，由此来控制电机的转速，原理框图如图l。二、 高速AD测量单元高速AD测量单元包含三部分，1、电极系统，2、高速AD数据测量系 统，3、 USB通讯接口。1、 血铅含量的检测方法，采用三电极测量系统，即参比电极、 对电极、工作电极。其基本要求是无论溶液的内阻和电极内阻如何变化， 加在参比电极和工作电极上面的电压要保持恒定，这就要求参比电极上面 不能通过电流，否则电极内阻将影响所加电压的准确性和稳定性，为此采 用图3的原理框图。图中，电压加在对电极上，参比电极上的电位作为反 馈输入，从而控制对电极上的电压，使参比电极上的电位保持恒定。.2、 高速A/D数据测量系统血铅的实际溶出时间相当短，要求A/D 采样具有较高的速率和精度，为此采用AD976高速A/D转换芯片，其转换 速率可达100K，转换精度为16位。另外，为了保证加在电极上的电压的 稳定，采用了分辨率为16位的D/A转换芯片AD7535，原理框图见图3。图3。图中，为了提高系统的采样速度，系统通过简单逻辑门组合，从而 实现各组成构件动作。3、 USB通讯接口本仪器的所有控制、运算、分析等工作都有上位 机PC机完成，为此需要有高速的通讯接口来保证数据的及时传输。我们 采用目前流行的USB接口方式，底层单片机控制USB通讯接口，完成高 速数据的通讯，满足仪器需要。图4即为原理框图。
权利要求
1、 一种血铅含量的检测方法，其特征在于A、 应用PC机作为控制单元(3)、配以高速A/D测量单元(2)以及 由小型电机带动、由参比电极、对电极和工作电极组成的旋转电极(1)组 成的测量系统，并通过USB接口依次将高速A/D测量单元(2)、电极单元(1)与PC机(3)连接组成硬件检测系统，所述的旋转电极获得的测量 信号经高速A/D测量单元(2)转换成数字信号通过USB接口传输给PC 机进行处理，而旋转电极(3)则通过RS-232接口和高速A/D测量单元(2) 接受PC机的指令实现旋转速度、启动或关闭动作控制；PC机同时通过高 速A/D测量单元2和RS-232接口给测量电极施加电压、并采集电机测量 信号，完成操控旋转电极的控制命令；B、 其检测方法是将所检测的一滴血放在旋转电极下的容器内，放入 100ml抗凝剂，接通电源使小型电机启动，使旋转电极工作五秒钟；而后 通过PC机的操作系统、并施加富集电压，在富集加压~秒后关闭旋转 电极；在电机停机状态下继续进行加压富集 秒后断开富集电压，使溶液 中的铅开始溶出；通过计算机设定的操作系统检测并记录溶出电位，直至 达到计算机设定的溶出电位限值时停止溶出；计算出整个操作时间相对于 溶出电位的一次微分，并以此绘制微分/电位曲线图；依据微分/电位曲线和 金属浓度成线性关系计算出血铅浓度。
2、如权利要求1所述的一种血铅含量的检测方法，其特征在于所述 的旋转电极单元(1)采用由参比电极、对电极和工作电极组成的三电极测量系统，工作电压加在对电极上，参比电极上的电位呈反馈输入方式，参 比电极上的电位处于恒定状态。
3、如权利要求1所述的一种血铅含量的检测方法，其特征在于所述的AD976高速A/D转换芯片，其转换速率可达100K，转换精度为16位； 并采用分辨率为16位的D/A转换芯片AD7535。
全文摘要
本发明涉及的一种血铅含量的检测方法，应用PC机作为控制单元、配以高速A/D测量单元以及由小型电机带动、由参比电极、对电极和工作电极组成的旋转电极组成的测量系统，并通过USB接口依次将高速A/D测量单元、电极单元与PC机连接组成硬件检测系统，所述的旋转电极获得的测量信号经高速A/D测量单元转换成数字信号通过USB接口传输给PC机进行处理，而旋转电极则通过RS-232接口和高速A/D测量单元接受PC机的指令实现旋转速度、启动或关闭动作控制；PC机同时通过高速A/D测量单元和RS-232接口给测量电极施加电压、并采集电机测量信号，完成操控旋转电极的控制命令。
文档编号G01N27/42GK101144792SQ200710045358
公开日2008年3月19日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日
发明者宋翔鹰, 殷传新, 薛琪鸿, 金春法, 魏乐樵 申请人:上海精密科学仪器有限公司