[发明专利]一种通过生物体离子分子流速判别气体安全性的方法

说明书

技术领域

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

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。

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。

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⁺、Ca²⁺、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。

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

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0.9％，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。

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。

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H⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺、O₂、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。

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。

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。

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。