CN104530278A - 一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，属于医用天然高分子材料技术领域。该制备方法包括以下步骤：A、在辐照管中添加体积比为1:9的异丙醇和水，混合均匀得到溶液Ⅰ；B、在溶液Ⅰ中添加一定量的凝胶单体，混合均匀后得到体系溶液Ⅱ；C、在体系溶液Ⅱ中添加一定浓度的亚铁离子，获得溶液Ⅲ；D、将溶液Ⅲ置于密封条件下，通入氮气以除氧，然后通过钴放射源或电子束辐照进行交联反应，得到产品Ⅳ；E、将产品Ⅳ进行洗涤，最终获得三维Fricke凝胶剂量计。本发明采用辐射交联的方法，操作简单易行，制备周期短，制备的三维Fricke凝胶剂量计纯净，且采用与铁离子配位的凝胶单体，能够有效降低铁离子的迁移。

Description

一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法
技术领域
本发明属于医用天然高分子材料技术领域，尤其涉及一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法。
背景技术
临床放疗中，为了提高肿瘤控制率(TCP)，降低正常组织的并发症发病率，剂量授予必须准确。国际辐射单位和测量委员会(ICRU)第24号报告和第42号报告中阐述了放射治疗剂量的准确度，必须在5％以内，才能实现有效的治疗，同时减少并发症的发生。因而，病人体内受到的真实剂量与治疗计划系统(TPS)中计算出来的剂量之间的一致性就显得极为重要。
对病人体内的剂量值进行验证，尚未出现标准的方法和流程。先后出现了电离室法、半导体法、电子射野影像装置(EPID)和凝胶剂量计等。凝胶剂量计是一种新型的三维剂量计，其中的凝胶可以作为空间剂量信息的载体，凝胶内均匀分布辐射敏感物质。凝胶还可以作为辐射体模，不用再进行密度校正。因此，凝胶剂量计可以一次性测量人体内的三维剂量分布，同时空间分辨率高，剂量精准，组织等效性好，可以作为新一代的剂量验证设备。
三维Fricke凝胶剂量计是将硫酸亚铁溶液(即Fricke溶液)与凝胶结合成的Fricke凝胶。典型的制备方法是将凝胶物质在水中溶解后，加入辐射敏感物质，混合均匀后，进行冻融循环或化学交联。这类方法制备周期长，产物复杂，制备的产品中铁离子迁移效应明显，对于后续的应用有着不利影响。
发明内容
本发明的目的是提出一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，该制备方法简单，制备周期短，制成的产物纯净，且采用与铁离子配位的凝胶单体，可以有效的降低铁离子的迁移。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
发明提供了一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，包括以下步骤：
A、在辐照管中添加体积比为1:9的异丙醇和水，混合均匀得到溶液Ⅰ；
B、在所述溶液Ⅰ中添加一定量的凝胶单体，混合均匀后得到体系溶液Ⅱ；
C、在所述体系溶液Ⅱ中添加一定浓度的亚铁离子，获得溶液Ⅲ；
D、将所述溶液Ⅲ置于密封条件下，通入氮气以除氧，然后通过钴放射源或电子束辐照进行交联反应，得到产品Ⅳ；
E、将所述产品Ⅳ进行洗涤，最终获得三维Fricke凝胶剂量计。 
作为一种优选方案，在所述步骤B中，所述凝胶单体为丙烯酸或丙烯酰胺一种或两种。
作为一种优选方案，在所述步骤B中，所述凝胶单体为丙烯酸，丙烯酸的体积分数为15％-60％。
作为一种优选方案，在所述步骤B中，所述凝胶单体为丙烯酰胺，丙烯酰胺的质量分数为15％-60％。
作为一种优选方案，在所述步骤C中，所述亚铁离子的浓度为0.005-0.0005mol/L。
作为一种优选方案，在所述步骤D中，辐照剂量为20kGy-100kGy。
作为一种优选方案，在所述步骤D中，将所述溶液Ⅲ置于密封条件下具体为：采用真空纸密封盛装有所述溶液Ⅲ的辐照管。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，包括以下步骤：A、在辐照管中添加体积比为1:9的异丙醇和水，混合均匀得到溶液Ⅰ；B、在所述溶液Ⅰ中添加一定量的凝胶单体，混合均匀后得到体系溶液Ⅱ；C、在所述体系溶液Ⅱ中添加一定浓度的亚铁离子，获得溶液Ⅲ；D、将所述溶液Ⅲ置于密封条件下，通入氮气以除氧，然后通过钴放射源或电子束辐照进行交联反应，得到产品Ⅳ；E、将所述产品Ⅳ进行洗涤，最终获得三维Fricke凝胶剂量计。本发明以丙烯酸作为凝胶物质，以亚铁离子作为辐射敏感物质，并添加异丙醇作为还原剂，经钴60放射源辐照，即可生成均匀性良好的三维Fricke凝胶剂量计。
本发明采用辐射交联的方法，操作简单易行，制备周期短，利用该方法制备的三维Fricke凝胶剂量计纯净不含杂质，且采用与铁离子配位的凝胶单体，能够有效降低铁离子的迁移。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供的一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，包括以下步骤：
A、在辐照管中添加72mL的超纯水和8mL的异丙醇(即异丙醇和水的体积比为1:9)，混合均匀得到溶液Ⅰ；
B、在所述溶液Ⅰ中添加20mL(即体积分数为20％)的凝胶单体丙烯酸，混合均匀后得到体系溶液Ⅱ；
C、在所述体系溶液Ⅱ中添加0.0278g(即摩尔浓度为0.001mol/L)的七水合硫酸亚铁亚铁离子，获得溶液Ⅲ；
D、采用真空纸密封盛装有所述溶液Ⅲ的辐照管，通入氮气20min以除氧，然后通过钴放射源或电子束以辐照剂量为30kGy辐照进行交联反应，得到产品Ⅳ；
E、将所述产品Ⅳ进行洗涤，最终获得三维Fricke凝胶剂量计。 
实施例二：
本实施例提供的一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，包括以下步骤：
A、在辐照管中添加90mL的超纯水和10mL的异丙醇(即异丙醇和水的体积比为1:9)，混合均匀得到溶液Ⅰ；
B、在所述溶液Ⅰ中添加17.6g(即质量分数为15％)的凝胶单体丙烯酰胺， 混合均匀后得到体系溶液Ⅱ；
C、在所述体系溶液Ⅱ中添加0.0139g(即摩尔浓度为0.0005mol/L)的七水合硫酸亚铁亚铁离子，获得溶液Ⅲ；
D、采用真空纸密封盛装有所述溶液Ⅲ的辐照管，通入氮气20min以除氧，然后通过钴放射源或电子束以辐照剂量为20kGy辐照进行交联反应，得到产品Ⅳ；
E、将所述产品Ⅳ进行洗涤，最终获得三维Fricke凝胶剂量计。 
实施例三
本实施例提供的一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，包括以下步骤：
A、在辐照管中添加27mL的超纯水和3mL的异丙醇(即异丙醇和水的体积比为1:9)，混合均匀得到溶液Ⅰ；
B、在所述溶液Ⅰ中添加60mL(即体积分数为60％)的凝胶单体丙烯酸，混合均匀后得到体系溶液Ⅱ；
C、在所述体系溶液Ⅱ中添加0.139g(即摩尔浓度为0.005mol/L)的七水合硫酸亚铁亚铁离子，获得溶液Ⅲ；
D、采用真空纸密封盛装有所述溶液Ⅲ的辐照管，通入氮气20min以除氧，然后通过钴放射源或电子束以辐照剂量为100kGy辐照进行交联反应，得到产品Ⅳ；
E、将所述产品Ⅳ进行洗涤，最终获得三维Fricke凝胶剂量计。 
实施例四
本实施例提供的一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，包括以下步骤：
A、在辐照管中添加90mL的超纯水和10mL的异丙醇(即异丙醇和水的体积比为1:9)，混合均匀得到溶液Ⅰ；
B、在所述溶液Ⅰ中添加17.6g(即质量分数为15％)的凝胶单体丙烯酰胺，混合均匀后得到体系溶液Ⅱ；
C、在所述体系溶液Ⅱ中添加0.0278g(即摩尔浓度为0.001mol/L)的七水 合硫酸亚铁亚铁离子，获得溶液Ⅲ；
D、采用真空纸密封盛装有所述溶液Ⅲ的辐照管，通入氮气20min以除氧，然后通过钴放射源或电子束以辐照剂量为20kGy辐照进行交联反应，得到产品Ⅳ；
E、将所述产品Ⅳ进行洗涤，最终获得三维Fricke凝胶剂量计。 
实施例五
本实施例提供的一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，包括以下步骤：
A、在辐照管中添加76.5mL的超纯水和8.5mL的异丙醇(即异丙醇和水的体积比为1:9)，混合均匀得到溶液Ⅰ；
B、在所述溶液Ⅰ中添加15mL(即体积分数为15％)的凝胶单体丙烯酸，混合均匀后得到体系溶液Ⅱ；
C、在所述体系溶液Ⅱ中添加0.0139g(即摩尔浓度为0.0005mol/L)的七水合硫酸亚铁亚铁离子，获得溶液Ⅲ；
D、采用真空纸密封盛装有所述溶液Ⅲ的辐照管，通入氮气20min以除氧，然后通过钴放射源或电子束以辐照剂量为100kGy辐照进行交联反应，得到产品Ⅳ；
E、将所述产品Ⅳ进行洗涤，最终获得三维Fricke凝胶剂量计。 
本发明中的凝胶单体不局限于上述的丙烯酸或丙烯酰胺，还可以为两者的混合物。
另外，本发明制备方法中的丙烯酸的体积分数或丙烯酰胺的质量分数控制在15％-60％的范围内。亚铁离子的浓度控制在0.005-0.0005mol/L的范围内。钴放射源或电子束的辐照剂量为20kGy-100kGy。
本发明采用辐射交联的方法，操作简单易行，制备周期短，利用该方法制备的三维Fricke凝胶剂量计纯净不含杂质，且采用与铁离子配位的凝胶单体，能够有效降低铁离子的迁移。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的 解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、在辐照管中添加体积比为1:9的异丙醇和水，混合均匀得到溶液Ⅰ；
B、在所述溶液Ⅰ中添加一定量的凝胶单体，混合均匀后得到体系溶液Ⅱ；
C、在所述体系溶液Ⅱ中添加一定浓度的亚铁离子，获得溶液Ⅲ；
D、将所述溶液Ⅲ置于密封条件下，通入氮气以除氧，然后通过钴放射源或电子束辐照进行交联反应，得到产品Ⅳ；
E、将所述产品Ⅳ进行洗涤，最终获得三维Fricke凝胶剂量计。
2.根据权利要求1所述的三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，其特征在于：在所述步骤B中，所述凝胶单体为丙烯酸或丙烯酰胺的一种或两种。
3.根据权利要求2所述的三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，其特征在于：在所述步骤B中，所述凝胶单体为丙烯酸，丙烯酸的体积分数为15％-60％。
4.根据权利要求2所述的三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，其特征在于：在所述步骤B中，所述凝胶单体为丙烯酰胺，丙烯酰胺的质量分数为15％-60％。
5.根据权利要求1所述的三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，其特征在于：在所述步骤C中，所述亚铁离子的浓度为0.005-0.0005mol/L。
6.根据权利要求1所述的三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，其特征在于：在所述步骤D中，辐照剂量为20kGy-100kGy。
7.根据权利要求1所述的三维Fricke凝胶剂量计的制备方法，其特征在于：在所述步骤D中，将所述溶液Ⅲ置于密封条件下具体为：采用真空纸密封盛装有所述溶液Ⅲ的辐照管。
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