【摘要】：輻射劑量驗(yàn)證技術(shù)是腫瘤放射治療過程中的關(guān)鍵技術(shù),Fricke凝膠劑量計(jì)因其制備簡(jiǎn)單、組織等效性好正逐步成為研究的熱點(diǎn)。本研究采用輻射交聯(lián)"一步法"制備Fricke凝膠劑量計(jì),利用傅里葉紅外光譜儀(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、X線衍射儀(X-ray diffractometer,XRD)與熱重分析儀(Thermo-gravimetric analyser,TGA)等儀器對(duì)凝膠樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)行了分析,利用分子動(dòng)力學(xué)模擬研究了亞鐵離子在凝膠劑量計(jì)中的擴(kuò)散行為,并在醫(yī)用加速器下對(duì)凝膠進(jìn)行輻照,利用多功能酶標(biāo)儀測(cè)定凝膠的輻射劑量響應(yīng)。結(jié)果表明,輻射法制備的Fricke凝膠劑量計(jì)中,聚丙烯酸鏈可以抑制亞鐵離子在凝膠樣品中的擴(kuò)散行為,添加二甲酚橙(Xylenol orange,XO)可以改善Fricke凝膠劑量計(jì)的劑量敏感性。
【圖文】：

，然后利用一臺(tái)6MV西門子Primus加速器（蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院放療科）對(duì)樣品進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，劑量率為2Gy·min-1，5份樣品的受照劑量分別為0Gy、5Gy、10Gy、30Gy、50Gy。然后用多功能酶標(biāo)儀測(cè)量受照劑量為0Gy和50Gy的樣品在400-700nm之間的吸光度，依據(jù)結(jié)果繪制吸收光譜圖。選擇吸光度差別最大的波長(zhǎng)作為，并測(cè)量在此處5份樣品的吸光度，依據(jù)結(jié)果繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而得到Fricke凝膠劑量計(jì)在臨床放療劑量范圍內(nèi)的劑量響應(yīng)關(guān)系。2結(jié)果與分析2.1凝膠含量測(cè)定結(jié)果不同反應(yīng)條件下的樣品凝膠含量的百分?jǐn)?shù)如圖1所示。圖1(a)為丙烯酸濃度20%、受照劑量為50kGy的條件下凝膠含量與Fe2+濃度之間的關(guān)系，由圖1(a)可見，隨著體系中亞鐵離子濃度的增加，所得樣品的凝膠含量降低，這是由于亞鐵離子具有抑制自由基的聚合反應(yīng)作用[14]，其中硫酸亞鐵銨就是一種常見的阻聚劑。圖1(b)顯示了Fe2+濃度為10-3mol·L-1時(shí)單體濃度對(duì)凝膠含量的影響，可以看出，單體濃度低于10%時(shí)，樣品中凝膠含量曲線增長(zhǎng)的速度非常緩慢；當(dāng)單體濃度在10%-15%時(shí)，凝膠含量曲線呈指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，而單體濃度大于15%時(shí)，凝膠含量達(dá)到100%。這是由于單體濃度較低時(shí)，高分子鏈段不足以形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠，同時(shí)Fe2+對(duì)交聯(lián)過程也有一定的抑制作用。由圖1(c)可以看出，當(dāng)吸收劑量位于30-100kGy時(shí)，所得樣品中的凝膠含量呈現(xiàn)緩慢下降趨勢(shì)，這是由于在輻照過程中，輻照聚合及交聯(lián)反應(yīng)與輻照降解反應(yīng)存在一定的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，隨著吸收劑量的增加，降解反應(yīng)增加，因而凝膠含量隨著劑量的增加而降低。圖1不同反應(yīng)條件下劑量計(jì)中的凝膠含量Fig.1GelcontentofFrickegeldosimetervs.differentreactioncondition.2.2Fricke凝膠結(jié)構(gòu)及熱性能分析圖2(a

降低了9.8oC（圖2(c),B）和11.4oC（圖2(c),C），這說明亞鐵離子和二甲酚橙的存在對(duì)于水凝膠的熱性能沒有太大影響。吸水能力是水凝膠的一個(gè)重要特性[20]，圖2(d)顯示了凝膠樣品的吸水能力�？梢钥闯觯S著時(shí)間的增加，凝膠的吸水率也不斷上升，并且在30h之后趨于飽和。同時(shí)可以看出，水凝膠的吸水能力可以達(dá)到自身重量的60倍以上，并且實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，水凝膠在吸水測(cè)試之后仍然保持著良好的機(jī)械性能，這就意味著Fricke凝膠除了具有良好的組織等效性之外，還具有良好的機(jī)械性，可以作為放療劑量驗(yàn)證材料使用。圖2Fricke凝膠結(jié)構(gòu)熱性能分析及吸水性測(cè)試結(jié)果(a)傅里葉紅外光譜分析，(b)X線衍射分析,(c)熱重分析，(d)吸水性Fig.2TheresultofTGAandwaterabsorptionanalysis.(a)FTIRspectra,(b)XRDspectra,(c)TGAspectraofnormalgelandFrickegel,(d)WaterabsorptionofFrickegel2.3自氧化與擴(kuò)散行為當(dāng)Fricke凝膠暴露在空氣中時(shí)，將會(huì)吸收空氣中的氧氣而自動(dòng)發(fā)生氧化反應(yīng)。圖3為4份樣品在空氣中暴露不同時(shí)間之后顏色變化的對(duì)比圖片。樣品A1、A2中的Fe2+的濃度分別為0.001mol·L-1和0.005mol·L-1，B1、B2中Fe2+濃度相同而二甲酚橙的濃度不同，分別為0.0003mol·L-1與0.0015mol·L-1。其他實(shí)驗(yàn)條件與圖2相同。比較A1和A2以及B1和B2，可以發(fā)現(xiàn)隨著Fe2+含量的增加，顏色變化越來越明顯，說明提高Fe2+含量有助于提高Fricke凝膠劑量計(jì)的靈敏度。B1、B2是添加了二甲酚橙的Fricke凝膠劑量計(jì)樣品，比較A2和B1或B2可見，添加二甲酚橙可以使凝膠的顏色變化更加明顯。因?yàn)镕e2+的自身氧化反應(yīng)是受Fe3+/Fe2+離子對(duì)的氧化還原電勢(shì)影響的，而添加合適的配體，選擇性地同其中一種離子結(jié)合，將改變F

鄭噫釠

本文編號(hào)：2760435