專利名稱：一種內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)及其定量檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種內(nèi)毒素檢測技木，尤其涉及ー種基于激光粒徑檢測的內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)及其定量檢測方法，屬于內(nèi)毒素監(jiān)控領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
細(xì)菌內(nèi)毒素為脂多糖，也被稱為脂質(zhì)體，是革蘭氏陰性菌細(xì)胞外壁的成分，廣泛存在于自然界中，該物質(zhì)進(jìn)入人體血液會引起發(fā)熱，俗稱熱原反應(yīng)。由于此類物質(zhì)可能致人產(chǎn)生嚴(yán)重不良反應(yīng)，因此在藥物注射劑中均需要嚴(yán)格控制。目前，注射用水及注射劑生產(chǎn)過程還無法對內(nèi)毒素進(jìn)行在線監(jiān)控，內(nèi)毒素的檢測還依賴于生產(chǎn)結(jié)束后采用鱟試劑法或家兔法進(jìn)行檢查。這些方法及過程不僅檢測的靈敏度低，而且一旦發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品中的內(nèi)毒素超標(biāo)時，整批產(chǎn)品將以廢品處理，這不僅會給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失，同時也會給企業(yè)帶來巨大的臨床應(yīng)用風(fēng)險。因此，為了保障注射用水及注射劑質(zhì)量安全，防止生產(chǎn)過程中的突發(fā)污染，監(jiān)測生產(chǎn)中超濾膜的完整性，實現(xiàn)對內(nèi)毒素的在線監(jiān)控意義重大。目前激光粒徑檢測儀尚未應(yīng)用于內(nèi)毒素的檢測，我們對靈敏度較高的馬爾文NanoZSZEW3600型激光粒徑分析儀進(jìn)行分析，其可檢測出內(nèi)毒素濃度在10EU/ml以上的溶液中粒子，這無法滿足注射劑中內(nèi)毒素的檢測濃度。激光粒徑檢測儀是根據(jù)顆粒在不同角度的散光信號不同，對兩點以上的多點散光信號進(jìn)行粒徑分析，但還不能對粒子濃度進(jìn)行檢測，因此無法用于內(nèi)毒素的定量檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，而提出一種檢測靈敏度高、可實現(xiàn)在線檢測的內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)及其定量檢測方法。該內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)包括激光源、短焦透鏡、光柵、長焦透鏡、檢測池、散射光接收器、光電轉(zhuǎn)換器、信號放大器、信號處理器、數(shù)據(jù)采集器、定量運算器、數(shù)據(jù)顯示器和預(yù)警裝置，其中激光源的輸出光依次通過短焦透鏡、光柵和長焦透鏡后進(jìn)入檢測池，檢測池的透出光由散射光接收器接收后進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換器，光電轉(zhuǎn)換器的輸出信號依次通過信號放大器、信號處理器和數(shù)據(jù)采集器后進(jìn)入定量運算器進(jìn)行內(nèi)毒素濃度計算，定量運算器的輸出連接數(shù)據(jù)顯示器和預(yù)警裝置。該內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)的定量檢測方法為在三個以上不同角度檢測溶液中內(nèi)毒素粒子的散射光信號強(qiáng)度，根據(jù)光散射公式I=K ·( *f (D) *f(E),由其中任意兩個角度的散射光信號計算出f (D)和f (E)，將光散射公式化簡為S=f C+g，再用其余角度的散射光信號計算出溶液的內(nèi)毒素濃度，實現(xiàn)定量檢測；以上公式中1為散射光信號強(qiáng)度ボ為比例常數(shù)；(為內(nèi)毒素濃度；f⑶為粒子粒徑參數(shù)函數(shù)ば(E)為散射光譜函數(shù)；S為散光度，S是由I的In線性化數(shù)據(jù)處理得到；相關(guān) 系數(shù)f=K · f (D) · f (E) ；g為修正參數(shù)。
技術(shù)效果I、檢測不消耗試劑，對藥液無任何污染，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。2、對光路系統(tǒng)進(jìn)行了集成，提高了檢測靈敏度，可檢測O. 5EU/ml以上的內(nèi)毒素溶液。3、結(jié)合了對三點以上的多點散光信號的定量運算方法，實現(xiàn)了內(nèi)毒素的定量檢測。4、檢測模式分為在線檢測和離線檢測兩種，應(yīng)用靈活、實用性好、檢測時間短，可 滿足注射用水、注射劑以及超濾膜完整性的在線監(jiān)測要求。5、增設(shè)了預(yù)警系統(tǒng)，可在溶液的內(nèi)毒素濃度超標(biāo)時觸發(fā)預(yù)警，實現(xiàn)在線監(jiān)控，可靠性高。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖中標(biāo)號名稱1、激光源；2、短焦透鏡；3、光柵；4、長焦透鏡；5、檢測池；6、散射光接收器；7、光電轉(zhuǎn)換器；8、信號放大器；9、信號處理器；10、數(shù)據(jù)采集器；11、定量運算器；12、數(shù)據(jù)顯示器；13、預(yù)警裝置。圖2為內(nèi)毒素定量計算原理示意圖。圖3為本發(fā)明系統(tǒng)的檢測預(yù)警流程圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明。本發(fā)明內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括激光源I、短焦透鏡2、光柵3、長焦透鏡4、檢測池5、散射光接收器6、光電轉(zhuǎn)換器7、信號放大器8、信號處理器9、數(shù)據(jù)米集器
10、定量運算器11、數(shù)據(jù)顯示器12和預(yù)警裝置13，其中激光源I的輸出光依次通過短焦透鏡2、光柵3和長焦透鏡4后進(jìn)入檢測池5，檢測池5的透出光由散射光接收器6接收后進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換器7，光電轉(zhuǎn)換器7的輸出信號依次通過信號放大器8、信號處理器9和數(shù)據(jù)米集器10后進(jìn)入定量運算器11進(jìn)行內(nèi)毒素濃度計算，定量運算器11的輸出連接數(shù)據(jù)顯示器12和預(yù)警裝置13。本發(fā)明在常規(guī)激光粒徑檢測儀的基礎(chǔ)上對光路系統(tǒng)進(jìn)行集成，優(yōu)選為90°左右的散射光路檢測。激光源I為雙光束激光源，采用加拿大EXFO公司的FLS-2600B激光源；短焦透鏡2米用超低色散透鏡；光柵3米用光纖稱合器型光纖光柵；長焦透鏡4米用低耗NV-202m透鏡。檢測池5由光學(xué)玻璃制成，包括在線檢測池和離線檢測池兩種在線檢測池的上下兩端設(shè)有出液口和進(jìn)液ロ，在線檢測池通過出液口和進(jìn)液ロ連接在注射劑生產(chǎn)線管路中并形成回路，以實現(xiàn)藥液的連續(xù)檢測，在出液ロ和進(jìn)液ロ上均設(shè)有電磁閥門，在進(jìn)液ロ處還設(shè)有超聲探頭，用于排除氣泡干擾；離線檢測池為半密封可拆卸式檢測池，該檢測池頂部設(shè)有加液ロ，用于手動更換溶液。散射光接收器6采用API公司的Picometrix LLC高速多點寬角度散射光接收器模塊，呈多點間隔對數(shù)排列；光電轉(zhuǎn)換器7采用美國恒啟電子有限公司的HESMC光電轉(zhuǎn)換器；信號放大器8由放大電路和濾波電路組成,其中放大電路由三個ICL7650放大器接成差動放大電路形式，濾波器為常用的RC網(wǎng)絡(luò)；信號處理器9采用意大利VAL. CO的CONVERTER-VLC. 602可編程信號處理器；數(shù)據(jù)采集器10采用美信公司的A/D轉(zhuǎn)換器Maxl32。定量運算器11為本單位自主研發(fā)，定量運算器的計算原理如圖2所示，根據(jù)光散射公式I=K · b · C · f⑶· f (E) · f (Λ λ )，式中I為散射光信號強(qiáng)度，K為比例常數(shù)，b為待測溶液厚度，C為內(nèi)毒素濃度(單位EU/ml), f (D)為粒子粒徑參數(shù)函數(shù)，f (E)為散射光譜函數(shù)，f(A λ)為波長函數(shù)，待測溶液厚度(比色池)固定，波長固定，所以b和f(A λ)為常數(shù)，光散射公式可以簡化為I=ICOf(D) *f(E)。用不同濃度的內(nèi)毒素標(biāo)準(zhǔn)溶液檢測可得出常數(shù)K值，系統(tǒng)在三個以上不同角度檢測溶液中內(nèi)毒素粒子的散射光信號強(qiáng)度，根據(jù)I=K-C- f(D) · f (E)，由其中任意兩個角度的散射光信號計算出f(D)和f(E)，將光散射公式簡化為S=f · C+g，式中S為散光度，S是由I的In線性化數(shù)據(jù)處理得到，相關(guān)系數(shù)f=K*f(D) *f(E), g為修正參數(shù)，再用其余角度的散射光信號計算出溶液中內(nèi)毒素含量，實現(xiàn)定量檢測。數(shù)據(jù)顯示器12采用金創(chuàng)導(dǎo)公司的128X64點陣顯示終端，用于顯示檢測出的內(nèi)毒素濃度值；預(yù)警裝置13采用集成成就電子CMS7000-500報警監(jiān)控軟件和壓電式預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)的檢測預(yù)警流程如圖3所示，在預(yù)警軟件中可預(yù)先設(shè)定內(nèi)毒素濃度限值，當(dāng)檢測的藥液中內(nèi)毒素濃度超過限值時警示器報警。 本發(fā)明在線檢測時的使用流程為依據(jù)生產(chǎn)需要，在定量運算器中預(yù)先設(shè)定內(nèi)毒素濃度限值以及系數(shù)f和參數(shù)g，開啟生產(chǎn)線，使溶液進(jìn)入在線檢測池，根據(jù)s=f · C+g計算出內(nèi)毒素濃度，當(dāng)該濃度小于限值時系統(tǒng)保持運行，當(dāng)該濃度高于限值時預(yù)警系統(tǒng)報警。本發(fā)明離線檢測時的操作步驟為在定量運算器中預(yù)先設(shè)定系數(shù)f和參數(shù)g，取出離線檢測池，用純凈水清洗干凈，用待測溶液蕩洗2 3次后，加入待測溶液，將檢測池置于本系統(tǒng)中，根據(jù)S=f · C+g計算出內(nèi)毒素濃度。下面提供丹參滴注液的內(nèi)毒素離線定量檢測實例更換離線檢測池，取工作標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)毒素，使用檢查用水配制成濃度100EU/ml的標(biāo)準(zhǔn)溶液，再使用檢查用水逐步稀釋為系列濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，配制成的系列濃度分別為O. 5、1、5、10、50EU/ml，將溶液置于檢測池中進(jìn)行檢測，通過定量運算器進(jìn)行數(shù)據(jù)回歸計算，線性方程為S=0. 056C+0. 165，R2 = O. 997，計算結(jié)果見表 I。表I
內(nèi)毒素濃度(EU/ml)散光度
(い0.107
I0.217
50.523
100.761
502.988取丹參滴注液中間體(上海華源安徽錦輝制藥有限公司提供，批號05110209)，分別采用本系統(tǒng)檢測法和鱟試劑濁度法計算內(nèi)毒素含量，結(jié)果見表2。表2檢酒方法含量檢測時間內(nèi)毒素檢測系統(tǒng) 23.3 EU/ml3min
鱟試劑濁度法 22.8 EU/ml3結(jié)果顯示，本系統(tǒng)測得的內(nèi)毒素含量與鱟試劑濁度法較為接近。目前鱟試劑濁度法已為中國藥典收載方法，測定結(jié)果較為準(zhǔn)確，本系統(tǒng)測得的結(jié)果與之相近，這也說明了本系統(tǒng)的可靠性。下面提供丹參滴注液的內(nèi)毒素在線定量檢測實例取兩份丹參滴注液，ー份為正常藥液(上海華源安徽錦輝制藥有限公司提供， 批號10011605)，另ー份為污染后的藥液，對兩份藥液分別進(jìn)行在線監(jiān)測。設(shè)置檢測參數(shù)f為O. 056，g為O. 165，內(nèi)毒素限值為lEU/mL，開啟生產(chǎn)線進(jìn)行檢測，通過回歸方程S=O. 056C+0. 165計算內(nèi)毒素濃度，結(jié)果見表3。表3
丹參滴注液樣品內(nèi)毒素濃度(EU/ml) 系統(tǒng)狀態(tài)正常藥液小于限值正常
污染藥液50.2報警結(jié)果表明，當(dāng)內(nèi)毒素污染超過限值時，本系統(tǒng)可進(jìn)行報警，能夠滿足注射劑生產(chǎn)中的內(nèi)毒素污染狀況的定量監(jiān)控。
權(quán)利要求
1.ー種內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)，其特征在于包括激光源(I)、短焦透鏡(2)、光柵(3)、長焦透鏡(4)、檢測池(5)、散射光接收器(6)、光電轉(zhuǎn)換器(7)、信號放大器(8)、信號處理器(9)、數(shù)據(jù)采集器(10)、定量運算器(11)、數(shù)據(jù)顯示器(12)和預(yù)警裝置(13)，其中激光源(I)的輸出光依次通過短焦透鏡(2)、光柵(3)和長焦透鏡(4)后進(jìn)入檢測池(5)，檢測池(5)的透出光由散射光接收器(6)接收后進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換器(7),光電轉(zhuǎn)換器(7)的輸出信號依次通過信號放大器(8 )、信號處理器(9 )和數(shù)據(jù)采集器(10 )后進(jìn)入定量運算器(11)進(jìn)行內(nèi)毒素濃度計算，定量運算器(11)的輸出連接數(shù)據(jù)顯示器(12)和預(yù)警裝置(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)，其特征在于所述激光源(I)采用雙光束激光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)，其特征在于所述檢測池(5)由光學(xué)玻璃制成，檢測池(5)包括在線檢測池和離線檢測池。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)，其特征在于所述散射光接收器(6)采用三點以上的多點寬角度散射光接收器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)，其特征在于所述在線檢測池上設(shè)有出液ロ和進(jìn)液ロ，在線檢測池通過該出液ロ和進(jìn)液ロ連接在注射劑生產(chǎn)線管路中，所述出液ロ和進(jìn)液ロ上均設(shè)有電磁閥門，在進(jìn)液ロ處還設(shè)有用于排除氣泡干擾的超聲探頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)，其特征在于所述離線檢測池為半密封可拆卸式檢測池，該檢測池頂部設(shè)有加液ロ。
7.ー種基于權(quán)利要求I所述的內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)的定量檢測方法，其特征在于 該方法內(nèi)容如下在三個以上不同角度檢測溶液中內(nèi)毒素粒子的散射光信號強(qiáng)度，根據(jù)光散射公式I=K -Cィ⑶*f (E)，由其中任意兩個角度的散射光信號計算出f (D)和f (E)，將光散射公式化簡為S=f · C+g，再用其余角度的散射光信號計算出溶液的內(nèi)毒素濃度，實現(xiàn)定量檢測； 以上公式中1為散射光信號強(qiáng)度ボ為比例常數(shù)；(為內(nèi)毒素濃度ば(D)為粒子粒徑參數(shù)函數(shù)ば(E)為散射光譜函數(shù)；S為散光度，S是由I的In線性化數(shù)據(jù)處理得到；相關(guān)系數(shù)f=K · f(D) · f(E)ぼ為修正參數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)毒素檢測系統(tǒng)及其定量檢測方法，屬于內(nèi)毒素監(jiān)控領(lǐng)域。該系統(tǒng)是在常規(guī)激光粒徑檢測儀的基礎(chǔ)上對光路檢測系統(tǒng)進(jìn)行集成，采用雙激光源照射，輸出光通過光路進(jìn)入檢測池后由多點散射光接收器接收，再通過光電轉(zhuǎn)換及信號放大處理后進(jìn)入定量運算器，定量運算器根據(jù)內(nèi)毒素粒子在三個以上不同角度的散射強(qiáng)度差異，擬合散光度與內(nèi)毒素濃度的相關(guān)性，計算出內(nèi)毒素濃度并顯示，當(dāng)內(nèi)毒素濃度超過限值則觸發(fā)預(yù)警系統(tǒng)，實現(xiàn)在線監(jiān)控。本發(fā)明可實現(xiàn)內(nèi)毒素的定量檢測，檢測靈敏度高，不消耗試劑，對藥液無污染，檢測時間短，可靠性高。
文檔編號G01N21/47GK102692396SQ20121019659
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者彭國平, 李紅陽, 鄭云楓 申請人:南京中醫(yī)藥大學(xué)