Способ дозиметрии ультрафиолетового излучения

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ДОЗИМЕТРИИ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Пинчук Сергей Владимирович Воробей Александр Васильевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Способ дозиметрии ультрафиолетового излучения, при котором облучают раствор органического соединения с последующим его фотометрированием для определения оптической плотности, отличающийся тем, что в качестве раствора органического соединения используют водный раствор триптофана, содержащий хлороформ, а оптическую плотность определяют при длине волны 350 нм и рассчитывают дозу ультрафиолетового облучения , выраженную в минимальных эритемных дозах в соответствии с выражением 1/2,где 1 - изменение оптической плотности раствора, подвергнутого воздействию ультрафиолетового излучения произвольной интенсивности и спектрального состава,2 - изменение оптической плотности раствора, подвергнутого воздействию ультрафиолетового излучения в дозе, эквивалентной одной минимальной эритемной дозе. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве раствора органического соединения используют водный раствор триптофана в концентрации 2,510-3 М, содержащий хлороформ в концентрации 710-2 М. Изобретение относится к биологии и медицине и может быть использовано в медицинских учреждениях и научных лабораториях для быстрого определения доз ультрафиолетового (УФ) облучения, выраженных в минимальных эритемных дозах (МЭД). Известен способ дозиметрии УФ излучения с использованием прецензионной спектрорадиометрической аппаратуры 1. Доза УФ облучения, выраженная в МЭД, вычисляется на основе определения спектрального распределения энергетической освещенности с последующим умножением на спектр действия биоэффекта (относительную спектральную эффективность эритемы), интегрированием по всему спектру падающего излучения и 12198 1 2009.08.30 умножением на время экспозиции. Однако для этого способа необходима дорогая и сложная аппаратура, высококвалифицированный обслуживающий персонал. Известен способ дозиметрии УФ излучения на основе фотохимических реакций органических соединений в растворе 2, с использованием в качестве акцептора УФ излучения провитамина , включающий облучение спиртового раствора провитаминав кварцевой кювете УФ излучением, и последующий спектрофотометрический анализ облученного раствора. О дозе УФ облучения судят по величине фоторазрушения провитаминаили фотообразования провитамина , которую рассчитывают по изменению спектра поглощения раствора в диапазоне длин волн 230-330 нм. Недостатком этого способа является значительное различие кривой спектральной чувствительности дозиметрической системы и спектра действия эритемы, длительная процедура дозиметрии (для определения доз солнечного УФ излучения у поверхности Земли необходимо облучение в течение часа и более) и необходимость наличия спектрофотометрической аппаратуры. Задача изобретения - упрощение способа, повышение точности, повышение производительности труда и сокращение временных затрат при дозиметрии УФ излучения. Поставленная задача в способе дозиметрии ультрафиолетового излучения достигается путем облучения раствора органического соединения и последующего фотометрирования раствора для определения оптической плотности. В качестве раствора органического соединения используют водный раствор триптофана, содержащий хлороформ, оптическую плотность определяют при длине волны 350 нм, а дозу ультрафиолетового облучения ,выраженную в минимальных эритемных дозах, рассчитывают в соответствии с выражением 1/2,где 1 - изменение оптической плотности раствора, подвергнутого воздействию ультрафиолетового излучения произвольной интенсивности и спектрального состава,2 - изменение оптической плотности раствора, подвергнутого воздействию ультрафиолетового излучения в дозе, эквивалентной одной минимальной эритемной дозе. В предпочтительном варианте в качестве раствора органического соединения используют водный раствор триптофана в концентрации 2,5-10-3 М, содержащий хлороформ в концентрации 7-10-2 М. Преимуществом данного способа является высокая чувствительность регистрирующей системы, обусловленная тем, что при УФ облучении раствора триптофана в присутствии хлороформа увеличивается квантовый выход фоторазрушения триптофана, что проявляется в большем по величине снижении поглощения раствора при длине волны 280 нм, соответствующей максимуму в спектре поглощения триптофана, по сравнению с УФ облучением без хлороформа. При УФ облучении раствора триптофана в присутствии хлороформа образуются фотохимические продукты аминокислоты, имеющие максимум в спектре поглощения при 350 нм, что позволяет регистрировать образование фотохимических продуктов триптофана с использованием фотометрической аппаратуры со стеклянной оптикой. Кроме того, спектр действия индуцируемого УФ излучением образования фотохимических продуктов разрушения триптофана в растворе в присутствии хлороформа соответствует спектру действия УФ индуцируемой эритемы в диапазоне длин волн 290-330 нм. На фиг. 1. приведены спектры поглощения раствора триптофана до и после облучения УФ излучением в диапазоне длин волн 270-290 нм без и в присутствии хлороформа. Доза облучения 2,7 кДж/м 2. Концентрация триптофана - 110-4 М, хлороформа - 710-3 М. На фиг. 2. представлен спектр действия образования фотохимических продуктов разрушения триптофана в присутствии хлороформа (кривая 1) и спектр действия, приведенный в источнике 3, УФ индуцированной эритемы (кривая 2). Концентрация триптофана 2,510-3 М, хлороформа - 710-2 М. 12198 1 2009.08.30 На фиг. 3. приведена зависимость увеличения оптической плотности при 350 нм раствора триптофана, содержащего хлороформ, от времени облучения солнечным излучением. Концентрация триптофана - 2,510-3 М, хлороформа - 710-2 М. Облучение проводилось в 12 часов 05.05.2002 г в городе Минске. Пример осуществления способа. 2,04 мг триптофана растворяют в 4 мл дистиллированной воды, добавляют 0,1 мл хлороформа и выдерживают при 20 С в течение 48 часов в темноте для растворения хлороформа в воде до предельной концентрации, 4 мл полученного раствора триптофана,содержащего хлороформ, наливают в кварцевую кювету с длиной оптического пути 1 см и герметично закрывают крышкой, измеряют оптическую плотность раствора при длине волны 350 нм, кювету подвергают воздействию солнечного излучения в течение 2, 5, 15 и 30 минут и после каждого периода облучения измеряют оптическую плотность при длине волны 350 нм. Увеличение оптической плотности раствора пропорционально времени (дозе) УФ облучения (фиг. 3). Дозу УФ облучения, выраженную в МЭД, определяют в соответствии с выражением 1/2,где- доза УФ облучения, выраженная в МЭД,1 - изменение оптической плотности раствора, подвергнутого воздействию солнечного излучения,2 - изменение оптической плотности раствора, подвергнутого воздействию УФ излучения в дозе, эквивалентной одной МЭД. Предлагаемый способ может найти применение при мониторинге солнечного УФ излучения у поверхности Земли с использованием спектрорадиометрической аппаратуры. С течением времени характеристики спектрорадиометра могут измениться, что приведет к погрешностям измерения. Экспресс-контроль с использованием предлагаемого способа позволит определить наличие ошибки и необходимость калибровки прибора. Предлагаемый способ может найти применение при использовании источников УФ излучения в медицинских учреждениях для профилактического облучения пациентов или в соляриях для загара. С увеличением времени работы источников УФ излучения интенсивность УФ излучения может измениться. Экспресс-контроль с использованием предлагаемого способа позволит определить наличие изменения интенсивности УФ излучения источников и скорректировать времена облучения для достижения необходимых доз УФ облучения. Предлагаемый способ позволяет многократно сократить время и увеличить точность определения доз УФ облучения, выраженных в МЭД. Несомненным достоинством способа является также то, что для его осуществления требуются доступные реактивы и недорогая, выпускаемая серийно фотометрическая аппаратура. Персонал для работы по заявленному способу можно обучить в течение 1 дня. Источники информации 1. Стржижовский А.Д. Спектрально-энергетические параметры биологического действия УФ-излучения и подходы к его нормированию // Радиац. биол. Радиоэкол.- 1995.- Т. 35,3. - С. 435-443. 2.О,// . . .. 1999.- . 53.- . 12-19. 3.,//. - 1987. - . 66. - . 17-22. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4