WO2001038836A1 - Uv-dosimeter (sun sensor) - Google Patents
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Classifications
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Definitions
- the invention relates to a composition, in particular for UV Dosimet ⁇ e, containing one or more dyes absorbing in the UV and visible range of electromagnetic waves, which react to UV light to form products with an absorption characteristic different from the absorption of the dye
- Ozone is a gas that occurs in the atmosphere and has an important function as a filter for the UV light emitted by the sun.
- the ozone layer has been degraded as a result of increasing air pollution, in particular due to polyhalogenated hydrocarbons Reduction of the ozone layer, popularly known as the ozone hole, leads to increased UV radiation on Earth
- UV radiation which has reached particularly threatening proportions in Australia and New Zealand, can lead to health problems for people, plants and animals.
- the proportion of high-energy UVB rays [about 280-320 nm, see Endres, L and Breit, R "Physical principles, light sources, Dosimet ⁇ e” in Krutmann, J, Honigsmann H (ed.) Handbook of dermatological phototherapy and photodiagnostics, S 3 to 43 Springer Verlag, Berlin (1997)] in the entire spectrum of sunlight can cause sunburn with permanent damage to the DNA and subsequently lead to skin cancer. Studies in children have shown that there is a correlation between the frequency and intensity of sunburns in childhood and the occurrence of skin cancer in later life.
- Carrier material for the bacterial spores in the known dosimeter is a usual sterile cover glass, which is covered with cling film and glued to a white carrier material.
- UV dosimeters with Bacillus subtilis spores have numerous disadvantages and problems.
- One problem is the selection of the Bacillus subtilis Spores and the reproducible keeping of the Bacillus subtilis strain used or the spores obtained therefrom It is known that not only UV-sensitive spores, but also UV-resistant spores can be inactivated under strong UV radiation.
- the culture conditions and the composition nutrient media or contact with traces of antibiotics can lead to mutants with apparently the same genotype or phenotype, but different responsiveness to UV radiation. Another problem with this
- Dosimeter is to achieve a reproducible and constant layer thickness of the spores during production.
- the analysis of the exposed dosimeters requires the entire logistics and resources of an established microbiological laboratory. The manufacture of such dosimeters is therefore time-consuming, and the analysis of the exposed dosimeters in the microbiological laboratory is also time-consuming complex and must be carried out under sterile conditions. The washing steps required in the analysis can lead to losses of the only weakly bound spores Handling is also difficult, since the carrier materials are at risk of breakage. All of these problems can lead to incorrect and less reproducible results. In addition, such dosimeters are only suitable for everyday use to a limited extent
- the object of the invention is therefore to overcome the above-mentioned problems with UV dosimetry.
- a device is to be provided which is simple and inexpensive to manufacture and handle.
- the dosimetry process should be calibratable and the results obtained reproducible. Similar to how this is also possible with the measurement of radioactive radiation.
- the device and readability should be suitable for everyday use
- a composition in particular for UV dosimetry, comprising at least one hydroxyl radical donor or (which forms hydroxyl radicals when irradiated with UV light) and one or more in the UV and visible region of absorbing dyes which, when reacted with the hydroxyl radicals formed by the hydroxyl radical donor when irradiated with UV light, react to give products with an absorption characteristic which is different from the absorption of the dye, ie the absorption characteristic of the reaction products is preferably changed compared to that of the starting dye the dye in the composition according to the invention is selected so that the products with the absorption characteristic of the dye differ from the absorption characteristic colorless
- dyes are selected from the group consisting of the group of dyes with conjugated double bonds, in particular methylene blue, Athac ⁇ dinlactat, diammobenzidine, thiazolyl blue and their derivatives absorbing in the UV and visible range
- Dyes can also be used in a mixture, as is already stated by the selected formulation "selected from”
- the dyes used in particular the preferred dyes methylene blue, Athac ⁇ dinlactat, diaminobenzidine, thiazolyl blue and their derivatives absorbing in the UV and visible range, in a particularly preferred Trap methylene blue, converted to a colorless leuco form by hydroxyl radicals. This is shown in Fig 1 for the case of using methylene blue
- the derivatives and dyes provided according to the invention are distinguished by the fact that they form the hydroxyl radicals, in particular after UV irradiation, preferably in the UVB range (280 to 320 nm) through oxidizing agents such as organic and inorganic peroxides or hydroperoxides, for example hydrogen peroxide , decolorized
- oxidizing agents such as organic and inorganic peroxides or hydroperoxides, for example hydrogen peroxide
- the particularly preferred methylene blue is a dye from the group of substituted phenothiazines, which is used as a dye in dyeing and medically as a dye in bacteriology and hematology. Because of its disinfectant effect, methylene blue is used in medicine in 0.2 % solution for wound irrigation and 10% solution for brushing mucous membranes. Therapeutically, methylene blue was used therapeutically due to its redox potential for poisoning by methamoglobin-forming substances such as cyanides methylene blue has recently also been used for the photochemotherapy of tumors [Orth, K, Russ, D, Beck, G, Ruck, A, Berger, HG Langenbecks Arch Surg, 383, S 276-281 (1998)]
- methylene blue is only one which is particularly preferably used in the composition according to the invention Dye.
- derivatives of methylene blue and / or other dyes customary in medicine, research, microbiology, analysis or technology and industry can also be used in the composition according to the invention, which range in the UV or visible range - sorb, be used.
- the dyes mentioned and used in the composition according to the invention are normally contained in the composition in a concentration in the range from 1 ⁇ 10 "1 to 1 x 10 " 12 mol / l, a range from 1 ⁇ 10 '3 to 1 is very particularly preferred x 10 "7 mol / l.
- the hydroxyl radical donor in the example shown in Fig. 1 is hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), which releases hydroxyl radicals after irradiation with UV light.
- Methylene blue shows 3 absorption maxima, one in the short-wave UV range at 292 nm and 2 in the visible, long-wave range at 614 and 664 nm.
- the decolorization of the methylene blue by hydroxyl radical leads to a loss of the absorption bands at 614 and 664 nm.
- inorganic and / or organic peroxides or hydroperoxides can also be used according to the invention; a concentration range from 30% to 0.01%, in particular 10% to 0.1%, is very particularly preferred. All information relates to% by weight.
- peroxide is understood here and below so that it also includes hydroperoxides.
- any other hydroxyl radical donor can also be used as long as it retains the ability in the composition according to the invention in the presence of the other components generate hydroyl radicals as a result of UV radiation.
- hydrogen peroxide itself is particularly preferred because of its low cost.
- a 0.001% by weight to 30% by weight solution is particularly preferred, more preferably a 10 to 0.1% by weight solution.
- This information relates to the initial concentration of the peroxide solution used.
- the composition according to the invention as a whole preferably contains its constituents in the form of a solution.
- the solvent used for the solution can be an aqueous or an organic solvent.
- mixtures of these solvents are also conceivable, in particular and preferably in the Solvents according to the invention contain a 0.0001 n to 1 n acid, preferably 0.0001 to 0.01 n acid.
- the acids selected for the composition include, in particular, those from the group consisting of HCl, HBr, HF and sulfuric acid , Nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, formic acid, T ⁇ -fluoroacetic acid, are selected
- bases can also be used as solvents.
- Bases which are preferably used are, for example, NaOH, KOH, aqueous NH 3 , methylamine, ethanolamine, etc.
- the acids or bases are used in such concentrations that the stability of the dyes and / or that of the hydroxyl radical donors is not impaired
- Organic or inorganic buffer solutions can also be used as solvents for the composition or solution according to the invention.
- Such buffers have a pH value of 1 to 14, the exact pH value depends on the other constituents of the composition, such as the hydroxyl radical donor, the dye, etc ab
- buffers with a pH in the range from 3 to 5 or 7 to 9 are particularly preferably used
- the UV dosimeter according to the invention has, as the UV-sensitive main component, a solution with one or more of the substances described above, ie in particular dyes, hydroxyl radical donor, etc., this solution is naturally present in a container for better handling because of the costs
- Preferred materials for such a container are materials which consist essentially of low or high density polyethylenes, PVC, polypropylene, polystyrene, polycarbonates or mixtures thereof
- the container preferably has a larger size in a range of L x H x D in the range from (5 to 50) mm x (5 to 50) mm x (0.5 to 5) mm preferably (10 to 20) mm x (10 to 20) mm x (0.5 to 3) mm
- the volume of the composition or solution according to the invention in the UV dosimeter is in the range from 11 to 1 ⁇ 10 "9 1, taking into account the manageability and the fact that the UV dosimeter according to the invention is a mass article, however, volumes in the range from 0.1 to 2 ml, in particular 0.3 to 1.0 ml, are preferred
- the rear wall of the containers is advantageously covered with a white, reflective layer.
- the containers can be sealed for everyday use by means of a snap lid closure.
- the closure can also be attached at another location, for the preparation of the samples using the method described below UV-dosimetric measuring method, however, a lid closure is preferred.
- On the back wall of the dosimeter there is preferably a clamping mechanism that allows attachment to clothing.
- the dosimeters filled with the composition according to the invention to be exposed can be individually packaged, protected from light, in black plastic bags with a snap closure.
- the dosimeters packaged in this way are provided with a label that includes the lot number, the last name, first name, place of residence of the test person with street and The day of measurement and the length of time it wears.
- detailed instructions for use and brief information on the dosimeter are included with each assembled dosimeter
- the UV dosimeters are used in a UV dosimetric measuring method for determining the UV radiation exposure.
- the method according to the invention comprises the step that a UV dosimeter is on an object, preferably a person or is attached to another natural being, this object is exposed to UV radiation, the UV dosimeter is separated from the object and which is exposed during exposure tion absorbed dose of UV radiation is determined qualitatively or semi-quantitatively visually by means of a color change (variant I) or quantitatively in the laboratory (variant II)
- the above-described UV dosimeters with the compositions or solutions according to the invention are preferably used.
- the UV dose received from the exposed person is determined in a laboratory.
- a laboratory examination is more precise with regard to the values.
- a breakdown is ' within the spectrum of UV radiation (UVB or UVA radiation) possible
- the UV dosimetric measuring method according to the invention or the UV dosimeter according to the invention can be used in several areas.
- One area of application is occupational health and safety for people who are exposed to UV radiation for occupational reasons, such as field workers (construction workers, lifeguards, gardeners, mountain guides), industrial workers in the Plastics industry or welder
- Another area of application is in medicine for patients who are exposed to phototherapy for a longer period of time and / or people who are exposed to UV radiation from work for occupational reasons, such as doctors and medical staff.
- UV radiation according to the invention can dosimetric measuring methods or the UV dosimeters according to the invention can be used on animals.
- the UV dosimetric measuring method according to the invention has the following advantages
- the UV radiation dose of samples which were exposed to daylight or UV radiation sources can be assessed by the wearer himself by changing the color from blue to colorless, broken down according to 1 MED, 2 MED, 3 MED or 4 MED
- the dosimeter according to the invention simulates the physiological processes taking place in the skin of humans. According to studies by Miyachi [Miyachi, Y Skm diseases associated with oxidative stress, in Oxidative Stress in Dermatology, (ed. Fuchs J and Packer L), Marcel Dekker, 1993, p. 323 -331] there is formation of reactive radicals, in particular hydroxyl radicals, after UV radiation of the skin, which subsequently lead to oxidative damage to the skin.
- the changes in the dosimeter substance should ideally be independent of temperature and humidity, and the dosimeters should also be storable after use and after End of exposure show no further changes ("dark effect")
- the dosimeter should be easy to use and the wearer in no way e hinder or restrict him in his actions and actions
- the dosimeter should enable the wearer to assess the radiation dose himself without great laboratory or apparatus expenditure, and the manufacturing costs of a dosimeter should be low so that they can be used on a large scale can All of these requirements are met by the dosimeter according to the invention or the method according to the invention
- the dosimeters with the composition according to the invention can be stored for more than 280 days without loss of activity when stored in the refrigerator at 4 ° C.
- the invention is explained in more detail by the following figures and examples
- Fig. 1 Representation of the conversion of the methylene blue into its colorless leuco form by hydroxyl radicals taking place in the composition according to the invention
- Fig. 4 Decolorization of different methylene blue concentrations by hydrogen peroxide after irradiation with a sunlight simulator depending on the dose, broken down according to 1 MED, 2 MED, 3 MED and 4 MED according to application example 3.
- Methylene blue was used in concentrations of 0.48 x 10 "5 mol / l (corresponding to 1 MED), 0.96 x 10 " 5 mol / l (corresponding to 2 MED), 1, 24 x 10 '5 mol / l (corresponding to 3 MED) and 1, 94 x 10 "5 mol / l (corresponding to 4 MED) in 0.001 n HCl in the presence of 3% hydrogen peroxide.
- the solutions prepared according to the preparation example were in a volume of about 0.8 ml in the above Disc-shaped and cylindrical plastic vessels made of clear, colorless polypropylene with a thickness or height of 0.5 to 3 mm and an outer diameter of 10 to 30 mm filled.
- test solution prepared according to Preparation Example 1 (5 x 10 "5 mol / l solution of methylene blue, dissolved in 0.001 N HCl in the presence of 3% hydrogen peroxide) and the Controil solution (5 x 10 " 5 mol / l solution of methylene blue, dissolved in 0.001 n HCl) were irradiated with a UVB lamp.
- the test solution prepared according to Preparation Example 1 (5 x 10 "5 mol / l solution of methylene blue, dissolved in 0.001N HCl in the presence of 3% hydrogen peroxide) was irradiated with a sunlight simulator.
- This light source simulates sunlight better as a pure UVB or UVA light source.
- a dose-dependent conversion of methyl blue to its leuco form could be demonstrated.
- the kinetics of the conversion in relation to the high-energy UVB light was rapid, while the conversion with the low-energy UVA light was significant
- test solution prepared according to preparation example 1 (5 ⁇ 10 5 mol / l solution of methylene blue, dissolved in 0.001 n HCl in the presence of 3% hydrogen peroxide), filled into disc-shaped and cylindrical plastic containers made of clear, colorless polypropylene with a thickness or height of 0 , 5 to 3 mm and an outer diameter of 10 to 30 mm, was exposed to daylight as a test sample.
- the reduction in the blue color of the methylene blue caused by the action of daylight was determined by decreasing the absorption band at 664 nm spectrophotometric.
- Sample T1 was on a snow-free sunny day in spring exposed to 11 30 h of daylight After exposure, 25.29% of intact, unchanged methylene blue was detectable.
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Abstract
Die Erfindung offenbart eine Zusammensetzung, insbesondere zur UV-Dosimetrie, enthaltend mindestens einen Hydroxylradikal-Donor, der bei Bestrahlung mit UV-Licht Hydroxylradikale bildet, und eine oder mehrere im UV-und sichtbaren Bereich absorbierende Farbstoffe, die bei Reaktion mit den vom Hydroxylradikal-Donor bei Bestrahlung mit UV-Licht gebildeten Hydroxylradikalen zu Produkten mit einer von der Absorption des Farbstoffs veschiedenen Absorptionscharakteristik reagieren. Die Zusammensetzung findet Verwendung in einem sog. Sun-Sensor.
Description
UV-Dosimeter
(Sun Sensor)
Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, insbesondere zur UV- Dosimetπe, enthaltend eine oder mehrere im UV- und sichtbaren Bereich elektromagnetischer Wellen absorbierende Farbstoffe, die bei Reaktion auf UV-Licht zu Produkten mit einer von der Absorption des Farbstoffs verschiedenen Absorptionscharakteristik reagieren
Ozon ist ein in der Atmosphäre vorkommendes Gas, dem eine wichtige Aufgabe als Filter für das durch die Sonne emittierte UV-Licht zukommt In den ver- gangenen Jahren kam es im Rahmen der zunehmenden Luftverschmutzung, insbesondere durch polyhalogenierte Kohlenwasserstoffe zu einem Abbau der Ozonschicht Durch die Reduktion der Ozonschicht, im Volksmund auch Ozonloch genannt, kommt es zu einer erhöhten UV-Strahlenbelastung auf der Erde
Die erhöhte UV-Strahlung, die besonders in Australien und Neuseeland bedrohliche Ausmaße erreicht hat, kann zu gesundheitlichen Schädigungen von Menschen, Pfanzen und Tieren fuhren Insbesondere der Anteil der energiereichen UVB-Strahlen [etwa 280 - 320 nm, vgl Endres, L und Breit, R "Physikalische Grundlagen, Lichtquellen, Dosimetπe" in Krutmann, J , Honigsmann H (Hrsg ) Handbuch der dermatologischen Phototherapie und Photodiagnostik, S 3 bis 43 Springer Verlag, Berlin (1997)] im Gesamtspektrum des Sonnenlichtes kann zu Sonnenbranden mit bleibenden Schädigungen der DNA und in der Folge zu Hautkrebs fuhren In Untersuchungen an Kindern konnte gezeigt werden, daß eine Korrelation zwischen der Häufigkeit und der Intensität von Sonnenbranden in der Kindheit und dem Auftreten von Hautkrebs im spateren Leben besteht Erst kürzlich konnte in einer weiteren Studie eine signifikante Zunahme des Hautkrebses auch bei jüngeren Personen gezeigt werden Somit ist die qualitative und quantitative Erfassung der individuellen UV-Strahlenbelastung nicht nur von khnisch- medizinischem, sondern auch von volkswirtschaftlichem und gesundheitspoliti- schem Interesse
Nur mit großem technischen und apparativem Aufwand ist es derzeit möglich, mit Hilfe physikalischer Meßgerate die vermehrte UV-Strahlenbelastung qualitativ und quantitativ zu bestimmen Mit dieser Methodik lassen sich nicht nur Intensität und Energie der UV-Strahlenbelastung, sondern auch die Anteile der UVC-, UVB- und UVA-Strahlung durch Messung der UV-Spektren bestimmen Bislang ist die Messung der UV-Strahlenbelastung eines Individiums mit Hilfe eines kleinen, tragbaren UV-Dosimeters in nur sehr beschranktem Umfang verwirklicht worden
Mehrere Personen-UV-Dosimeter zur individuellen UV-Strahlenbelastung, die auf unterschiedlichen Meßprinzipien beruhen, sind in der Literatur beschrieben Das wohl bekannteste und in der Literatur am meisten zitierte Personen-UV- Dosimeter ist das Bacillus subtilis-Sporen-Dosimeter, das auf einem mikrobiologischen Meßprinzip beruht [Wang, Tzu-Chien V Biochemical and biophysical re- search Communications (1991 ), Bd 177, S 48 - 53] Dieses UV-Dosimeter nutzt die Empfindlichkeit von Bacillus subtilis-Sporen gegenüber UV-Strahlung, die zu einer Schädigung der DNA fuhrt DNA-geschadigte Sporen sind aber nach in-vitro Inkubation nicht mehr in der Lage, Proteine zu synthetisieren, je großer die UV- Strahlendosis, desto geringer ist also die Konzentration an Protein
Tragermaterial für die bakteriellen Sporen ist bei dem bekannten Dosimeter ein übliches steriles Deckglas, das mit Frischhaltefolie überzogen und auf ein weißes Tragermaterial aufgeklebt ist UV-Dosimeter mit Bacillus subtilis-Sporen sind mit zahlreichen Nachteilen und Problemen behaftet Ein Problem ist die Auswahl der Bacillus subtilis-Sporen und das reproduzierbare Konstanthalten des verwende- ten Bacillus subtilis-Stammes bzw der daraus gewonnenen Sporen Es ist nämlich bekannt, daß nicht nur UV-sensitive Sporen, sondern auch UV-resistente Sporen bei starker UV-Strahlung inaktiviert werden können Die Kulturbedingungen und die Zusammensetzung der Nahrmedien oder der Kontakt mit Spuren von Antibiotika können zu Mutanten mit scheinbar gleichem Geno- bzw Phenotyp, aber verander- ter Ansprechbarkeit auf UV-Strahlung fuhren Ein weiteres Problem bei diesem
Dosimeter ist, eine reproduzierbare und konstante Schichtdicke der Sporen bei der Herstellung zu erreichen Außerdem bedarf die Analyse der exponierten Dosimeter der gesamten Logistik und Ressourcen eines etablierten mikrobiologischen Labors Die Herstellung derartiger Dosimeter ist also zeitaufwendig die Analytik der expo- nierten Dosimeter im mikrobiologischen Labor ist ebenfalls aufwendig und muß unter sterilen Bedingungen durchgeführt werden Die in der Analytik notwendigen Waschschritte können zu Verlusten der nur schwach gebundenen Sporen fuhren
Die Handhabung ist auch schwierig, da die Tragermateπalien bruchgefahrdet sind All diese Probleme können zu fehlerhaften und wenig reproduzierbaren Ergebnissen fuhren Außerdem sind derartige Dosimeter nur beschrankt alltagstauglich
Ein anderes biologisches UV-dosimetπsches Verfahren verwendet sog
"Biofilme" Dabei laßt man Sporen von B subti s in einer wäßrigen Agaroselosung auf einem Polyesterfilm anhaften [Quintern, L E , Horneck, G , Eschweiler, U , Buk- ker, H Photochemistry and Photobiology, Bd 55, S 389 - 295 (1992)] Weitere biologische UV-dosimetπsche Verfahren sind in "Biological dosimetry of solar UV-radiation" [Horneck, G Trends in Photochemistry and Photobiology, Bd 4, S 67 - 78 (1997)] beschrieben Allen diesen Verfahren sind die vorstehend erwähnten Nachteile gemeinsam, d h diese Verfahren sind entweder aufwendig oder schwierig in der Handhabung, außerdem bereitet die Kalibrierung und demzufolge auch die Standardisierung und Reproduzierbarkeit Probleme
Grόf, P et al beschreiben in "Use of Uracil Thin Layer for Measuπng Biolo- gically Effective UV-Dose" [Photochemistry and Photobiology, Bd 64, 800 - 806 (1996)] den Einsatz polykπstalliner Uracil-Dunnschichten mit einer Dicke von 200 μm zur Messung der biologisch wirksamen UV-Dosis Die Herstellung, Hand- habung bzw Anwendung und Auswertung dieses Uracil-Dosimeters ist sehr komplex und aufwendig Dafür ist ein großer apparativer Aufwand und speziell geschultes Personal erforderlich Die reproduzierbare Herstellung einer homogenen und konstanten Uracil-Beschichtung mit einer Dicke von 200 μm ist technisch nicht einfach zu bewerkstelligen, da dabei Abweichungen von bis zu ± 30 % auftreten können Ein weiteres Problem ist die Verwendung von sog "Quarzsheets" als Tra- germateπal für das Uracil Derartige Quarzdunnschichten sind zum einen mechanisch sehr labil, zerbrechen leicht und zum anderen absorbieren sie außerdem noch UV-Strahlung Aufgrund der UV-absorbienden Eigenschaft von Quarz sind besondere Qualitatsanforderungen in Bezug auf die Konstanz der Schichtdicke und die Homogenitat der Quarzmateπals unabdingbar
Davis und Täte (GB-A 2 067 060) beschreiben ein UV-dosimetπsches Verfahren unter Verwendung von polymeren Polysulfonen, Smith (US-A 4,763,01 1 ) nutzt in seinem Patent die Fähigkeit von Disulfiden in organischen Losungsmitteln, sich nach UV-Bestrahlung quantitativ meßbar zu verandern Nachteil des Dosime- ters von Davis und Täte ist, wie in der Offenlegungsschπft erwähnt eine reproduzierbare Schichtdicke der Polysulfone auf dem inerten Tragermateπal Cellophan zu
erzielen, was aber für die reproduzierbare Messung der UV-Strahlung unabdingbar ist Nachteil des Dosimeters von Smith ist die Tatsache, daß Disulfide chemisch sehr labil sind, was die Herstellung unter Ausschluß von Sauerstoff sehr aufwendig macht
Unabhängig von den Schwierigkeiten hinsichtlich der repoduzierbaren Herstellung und Handhabung der oben genannten UV-Dosimeter liegt eine weiterer Nachteil in derTatsache, daß zur Auswertung der aufgenommenen UV-Strahlen- dosis die Dosimeter an ein Labor zur Analyse eingeschickt werden müssen und der Trager nicht in der Lage ist, die aufgenommene UV-Strahlendosis selbst beurteilen zu können
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, die vorstehend genannten Probleme bei der UV-Dosimetπe zu überwinden Es soll eine Vorrichtung bereitgestellt wer- den, die einfach und kostengünstig in der Herstelllung und Handhabung ist Außerdem soll das dosimetπsche Verfahren kalibπerbar und die erhaltenen Ergebnisse reproduzierbar sein, ähnlich wie dies auch bei der Messung radioaktiver Strahlung möglich ist Insbesondere sollen Vorrichtung bzw die Ablesbarkeit alltagstauglich
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelost, daß eine Zusammensetzung, insbesondere zur UV-Dosimetπe bereitgestellt wird, enthaltend mindestens einen Hydroxylradιkal-Don(at)or, der bei Bestrahlung mit UV-Licht Hydroxyl- radikale bildet, und eine oder mehrere im UV- und sichtbaren Bereich absorbieren- de Farbstoffe, die bei Reaktion mit den vom Hydroxylradikal-Donor bei Bestrahlung mit UV-Licht gebildeten Hydroxylradikalen zu Produkten mit einer von der Absorption des Farbstoffs verschiedenen Absorptionscharakteristik reagieren, d h die Absorptionscharakteristik der Reaktionsprodukte ist gegenüber derjenigen des Ausgangsfarbstoffs geändert Bervorzugterweise ist der Farbstoff in der erfindungsge- maßen Zusammensetzung so gewählt, daß die Produkte mit der von der Absorptionscharakteristik des Farbstoffs veschiedenen Absorptionscharakteristik farblos
Insbesondere werden Farbstoffe ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Gruppe der Farbstoffe mit konjugierten Doppelbindungen, insbesondere Methylenblau, Athacπdinlactat, Diammobenzidin, Thiazolylblau und deren im UV- und sichtbaren Bereich absorbierenden Derivaten Naturlich können verschiedene
Farbstoffe auch in einer Mischung eingesetzt werden, wie es bereits durch die gewählte Formulierung „ausgewählt aus" ausgesagt wird
Bei der erfindungsgemaßen Zusammensetzung zur Verwendung in der UV-Dosimetπe wird die Fähigkeit ausgenutzt, daß die eingesetzten Farbstoffe, insbesondere also die bevorzugten Farbstoffe Methylenblau, Athacπdinlactat, Dia- minobenzidin, Thiazolylblau und deren im UV- und sichtbaren Bereich absorbierende Derivate, in einem besonders bevorzugten Falle Methylenblau, durch Hydroxylradikale in eine farblose Leukoform umgewandelt werden Dies ist in der Abb 1 für den Fall der Verwendung von Methylenblau gezeigt
Die erfmdungsgemaß bereitgestellten Derivate und Farbstoffe zeichnen sich dadurch aus, daß sie durch Oxidationsmittel wie organische und anorganische Peroxide oder Hydroperoxide, z B Wasserstoffperoxid, die Hydoxylradikale, insbe- sondere nach UV-Bestrahlung, bevorzugt im UVB-Bereich (280 bis 320 nm) bilden, entfärbt werden Die dafür erforderliche Messung des Absorptionsvermögens im UV- und sichtbaren Bereich als solche ist eine Routineangelegenheit und für den Fachmann leicht ausfuhrbar Somit können aus den theoretisch in Frage kommenden Derivaten und Farbstoffen für den Fachmann ohne Schwierigkeit diejenigen ausgewählt werden, die im gewünschten UV- bzw sichtbaren Bereich absorbieren und durch Hydroxylradikal-Donoren entfärbt werden
Das besonders bevorzugt eingesetzte Methylenblau ist ein Farbstoff aus der Gruppe der substituierten Phenothiazine, der als Farbstoff in der Farberei und me- dizinisch als Farbstoff in der Bakteriologie und Hamatologie verwendet wird Auf Grund seiner desinfizierenden Wirkung wird und wurde Methylenblau in der Medizin in 0,2%-ιger Losung zu Wundspulungen und in 10%-ιger Losung zu Schleim- hautpinselungen verwendet Therapeutisch wurde Methylenblau auf Grund seines Redoxpotentials bei Vergiftungen durch methamoglobinbildende Substanzen wie Cyanide eingestzt Die Indikation von Methylenblau zur inneren Einnahme bei Ma- laπaerkrankungen ist heute nicht mehr gebrauchlich Des weiteren findet Methylenblau neuerdings Anwendung zur Photochemotherapie von Tumoren [Orth, K , Russ, D , Beck, G , Ruck, A , Berger, H G Langenbecks Arch Surg, 383, S 276 - 281 (1998)]
Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei Methylenblau lediglich um einen in der erfindungsgemaßen Zusammensetzung besonders bevorzugt eingesetzten
Farbstoff. Neben oder an Stelle von Methylenblau können - wie bereits gesagt - in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung auch Derivate des Methylenblaus und/oder andere in der Medizin, Forschung, Mikrobiologie, Analytik bzw. Technik und Industrie gebräuchlichen Farbstoffe, die im UV- bzw. sichtbaren Bereich ab- sorbieren, eingesetzt werden.
Die erwähnten, in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung eingesetzten Farbstoffe sind in der Zusammensetzung normalerweise in einer Konzentration im Bereich von 1 x 10"1 bis 1 x 10"12 mol/l enthalten, ganz besonders bevorzugt ist ein Bereich von 1 x 10'3 bis 1 x 10"7 mol/l.
Als Hydroxylradikal-Donor fungiert bei dem in Abb. 1 wiedergegebenen Beispielsfalle Wasserstoffperoxid (H2O2), das nach Bestrahlung mit UV-Licht Hydroxyl- radikale freisetzt. Methylenblau zeigt 3 Absorptionsmaxima, eines im kurzwelligen UV-Bereich bei 292 nm und 2 im sichtbaren, langwelligen Bereich bei 614 und 664 nm. Die Entfärbung des Methylenblaus durch Hydroxylradikal führt zu einem Verlust der Absorptionsbanden bei 614 bzw. 664 nm.
Neben dem vorstehend erwähnten Wasserstoffperoxid können erfindungs- gemäß auch andere anorganische und/oder organische Peroxide bzw. Hydroperoxide eingesetzt werden; dabei ist ganz besonders bevorzugt ein Konzentrationsbereich von 30 % bis 0,01 %, insbesondere 10 % bis 0,1 %. Alle Angaben beziehen sich auf Gew.-%. Der Begriff „Peroxid" wird hier und im nachfolgenden also so verstanden, daß er auch Hydroperoxide umfaßt.
Es ist außerdem gleichwohl nicht erforderlich, daß in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung unbedingt ein Peroxid als Hydroxylradikal-Donor enthalten ist, jeder andere Hydroxylradikal-Donor kann ebenfalls eingesetzt werden, so lange er in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Gegenwart der übrigen Komponen- ten die Fähigkeit beibehält, als Folge der UV-Einstrahlung Hydroylradikale zu generieren.
Wassersoffperoxid selbst ist jedoch wegen seiner geringen Kosten besonders bevorzugt. Besonders bevorzugt ist dabei eine 0,001 gew.-%-ige bis 30 gew.-%-ige Lösung, noch stärker bevorzugt eine 10 bis 0,1 gew.-%ige Lösung. Diese Angaben beziehen sich auf die Ausgangskonzentration der eingesetzten Peroxidlösung.
Die erfindungsgemaße Zusammensetzung insgesamt enthalt ihre Bestandteile bevorzugt in Form einer Losung Bei dem für die Losung eingesetzten Losungsmittel kann es sich um ein wäßriges oder um ein organisches Losungsmittel handeln Natürlich sind auch Mischungen dieser Losungsmittel denkbar Insbeson- dere und bevorzugt handelt es sich bei dem in der erfindungsgemaßen Zusammensetzung enthaltenen Losungsmittel um eine 0,0001 n bis 1 n Saure, bevorzugt 0,0001 bis 0,01 n Saure Zu den für die Zusammensetzung ausgewählten Sauren gehören insbesondere diejenigen, die aus der Gruppe, bestehend aus HCI, HBr, HF, Schwefelsaure, Salpetersaure, Phosphorsaure, Essigsaure, Ameisensaure, Tπ- fluoressigsaure, ausgewählt sind
Außer Sauren können je nach Zusamensetzung der erfindungsgemaßen Mischung auch Basen als Losungsmittel eingesetzt werden Bevorzugt eingesetzte Basen sind etwa NaOH, KOH, wäßriges NH3, Tπethylamin, Ethanolamin etc Für die Basen gelten die gleichen bevorzugten Konzentrationsbereiche wie für die Sauren Allgemein gilt, daß die Sauren bzw Basen in den solchen Konzentrationen eingesetzt werden, daß die Stabilität der Farbstoffe und/oder diejenige der Hydroxylradikal-Donoren nicht beeinträchtigt wird
Auch organische oder anorganische Pufferlosungen sind als Losungsmittel für die erfindungsgemaße Zusammensetzung bzw Losung einsetzbar Derartige Puffer weisen einen pH-Wert von 1 bis 14 auf, der genaue pH-Wert hangt von den übrigen Bestandteilen der Zusammensetzung, wie dem Hydroxylradikal-Donor, dem Farbstoff usw ab Besonders bevorzugt werden jedoch Puffer mit einem pH-Wert im Bereich von 3 bis 5 oder 7 bis 9 eingesetzt
Weist das erfindungsgemaße UV-Dosimeter als UV-sensitive Hauptkomponente eine Losung mit einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Stoffe, d h insbesondere Farbstoffe, Hydroxylradikal-Donor etc auf, so ist diese Losung der besseren Handhabung wegen naturgemäß in einem Behältnis vorhanden In Anbetracht der Kosten sind als Materialien für ein derartiges Behältnis Materialien bevorzugt, die im wesentlichen aus Polyethylenen mit niedriger oder hoher Dichte, PVC, Polypropylen, Polystyrol, Polycarbonaten oder Mischungen derselben bestehen
Das Behältnis zeigt bevorzugterweise eine Große in einem Bereich von L x H x T im Bereich von (5 bis 50) mm x (5 bis 50) mm x (0,5 bis 5) mm, starker
bevorzugt (10 bis 20) mm x (10 bis 20) mm x (0,5 bis 3) mm Ebenso geeignet sind Gefäße, in Form eines scheibenförmigen Zylinders mit einer Dicke bzw Hohe von 0,5 bis 3 mm und einem Außendurchmesser von 10 bis 30 mm
Entsprechend der Große des Behältnisses bzw Gefäßes liegt das Volumen der erfindungsgemaßen Zusammensetzung oder Losung in dem UV-Dosimeter im Bereich von 11 bis 1 x 10"9 1, unter Berücksichtigung der Handhabbarkeit und der Tatsache, daß das erfindungsgemaße UV-Dosimeter einen Massenartikel darstellt, sind aber Volumina im Bereich von 0,1 bis 2 ml, insbesondere 0,3 bis 1 ,0 ml bevor- zugt
Die Ruckwand der Behaltnisse ist vorteilhafterweise mit einer weißen, reflektierenden Schicht belegt Die Behaltnisse können für den Alltagsgebrauch durch einen Schnapp-Deckelverschluß dicht abschließbar sein Natürlich kann der Ver- Schluß auch an einer anderen Stelle angebracht sein, für die Aufbereitung der Proben mittels des nachfolgend beschriebenen UV-dosimetπschen Meßverfahrens ist ein Deckelverschluß jedoch bevorzugt An der Ruckwand des Dosimeters befindet sich vorzugsweise ein Klemm-Mechanismus, der die Befestigung an Kleidungsstücken erlaubt Am Klemm-Mechanismus befindet sich ebenfalls eine Ose, die das Tragen mittels einer Aufhangevorrichtung, beispielsweise einer Kordel usw ermöglicht
Die mit der zu exponierenden erfindungsgemaßen Zusammensetzung gefüllten Dosimeter können für Routineuntersuchungen lichtgeschutzt in schwarze Pla- stikbeutel mit Schnappverschluß einzeln abgepackt werden Die auf diese Art abgepackten Dosimeter sind mit einem Etikett versehen, das die Lotnummer, den Namen, Vornamen, Wohnort des Probanden mit Straße sowie Tag der Messung und Zeitdauer tragt Zusätzlich werden zu jedem konfektionierten Dosimeter detaillierte Anleitungen zum Gebrauch und kurz gefaßte Informationen zum Dosimeter mitgehefert
Die UV-Dosimeter werden, wie bereits aus dem vorstehend Gesagten deutlich wird, in einem UV-dosimetπschen Meßverfahren zur Bestimmung der UV- Strahlenbelastung eingesetzt Das erfindungsgemaße Verfahren umfaßt die Schπt- te, daß ein UV-Dosimeter an einem Objekt, bevorzugt einer Person oder einem anderen naturlichen Wesen angebracht wird, dieses Objekt einer UV-Strahlung exponiert wird, das UV-Dosimeter vom Objekt separiert und die wahrend der Exposi-
tion absorbierte Dosis an UV-Strahlung qualitativ bzw semi-quantitativ visuell mittels eines Farbumschlags (Variante I) oder quantitativ im Labor bestimmt wird (Variante II)
Bei dem erfindungsgemaßen UV-dosimetπschen Meßverfahren werden bevorzugt die vorstehend beschriebenen UV-Dosimeter mit den erfindungsgemaßen Zusammensetzungen bzw Losungen eingesetzt Das Verfahren umfaßt in seiner ersten Variante die Schritte, daß ein erfmdungsgemaßes UV-Dosimeter an einem Objekt, bevorzugt einer Person oder einem anderen natürlichen Wesen angebracht wird, das Objekt UV-Strahlung exponiert wird, das UV-Dosimeter vom Objekt separiert wird und die wahrend der Exposition absorbierte Dosis UV-Strahlung vom Trager selbst, ohne Laboruntersuchung, aufgeschlüsselt nach 1 MED, 2 MED, 3 MED bzw 4 MED (MED = minimale Erythemdosis) durch Farbumschlag von blau nach farblos bestimmt wird
In der zweiten Variante wird die von der exponierten Person erhaltene UV- Dosis in einem Labor bestimmt Eine derartige Laboruntersuchung ist natürlich bezüglich der Werte genauer, außerdem ist je nach eingesetztem Farbstoff oder Farbstoffmischung eine Aufschlusselung'innerhalb des Spektrums von UV-Strahlung (UVB- bzw UVA-Strahlung) möglich
Das erfindungsgemaße UV-dosimetπsche Meßverfahren bzw die erfindungsgemaßen UV-Dosimeter können in mehreren Bereichen angewendet werden Ein Anwendungsbereich egt im Arbeitsschutz bei Personen, die berufsbedingt UV- Strahlung ausgesetzt sind, wie beispielsweise Freilandarbeiter (Bauarbeiter, Bademeister, Gärtner, Bergführer), Industriearbeiter in der Kunststoffindustrie oder Schweißer Ein weiterer Anwendungsbereich egt in der Medizin bei Patienten, die über einen längeren Zeitraum einer Phototherapie ausgesetzt sind und/oder Personen, die berufsbedingt der Strahlung von UV-Strahlungsquellen ausgesetzt sind, wie Arzte und K nikpersonal Am weitaus wichtigsten ist jedoch die Anwendung an der breiten Masse der Bevölkerung, besonders im Freizeitbereich Hier ist die Messung der UV-Strahlenbelastung in der Freizeit und Urlaub beim Sonnenbaden, Skiläufen und Bergwandern, Radfahren und anderen Freizeitaktivitaten im Freien oder etwa beim Besuch von Solarien von großer Bedeutung Insbesondere die Kontrolle und Messung der UV-Strahlenbelastung bei Kindern, die besonders gefährdet sind, ist sehr wichtig Des weiteren kann das erfindungsgemaße UV-
dosimetπsche Meßverfahren bzw. können die erfindungsgemaßen UV-Dosimeter an Tieren eingesetzt werden.
Das erfindungsgemaße UV-dosimetπsche Meßverfahren weist zusammen- fassend folgende Vorteile auf
1. Einfache und kostengünstige Herstellung
Die Herstellung etwa einer in den erfindungsgemaßen Dosimetem verwendeten Loung von Methylenblau und Wasserstoffperoxid ist einfach und kostengünstig und betragt ca 0 01 DM pro Stuck Die Kosten für die die erfindungsgemaß bevorzugten Kunststoffbehaltnisse sowie die lichtundurchlassigen Kunststoffbeutel sind ebenfalls sehr gering
2. Reproduzierbarkeit
Die Messung der Umwandlung von Methylenblau in Gegenwart von Wasserstoffperoxid in seine farblose Leukoform durch UV-Strahlung ist äußerst reproduzierbar und ist abhangig von der Zeitdauer der UV-Strahleneinwirkung bzw der Energiedosis der verwendeten UV-Strah ing
3. Analytische Messung der UVB- und UVA-Strahlenbelastung im Labor
Bei der Variante II des erfindungsgemaßen Dosimeters unter Verwendung von Lichtquellen, die entweder UVB- oder UVA-Strahlung oder aber UVB, UVA und sichtbares Licht, ahnlich dem Sonnenlicht emittieren, kann die Umwandlung des Methylenblaus durch Standardkurven kalibriert und die Strahlendosis von Proben, die Tageslicht oder UV-Strahlungsquellen ausgesetzt waren, daran quantitativ abgelesen werden
4 Messung der individuellen UVB-Strahlenbelastung ohne Laboruntersu- chung
Bei der Variante I des erfindungsgemaßen Dosimeters kann die UV- Strahlendosis von Proben, die Tageslicht oder UV-Strahlungsquellen ausgesetzt waren durch Farbumschlag von blau nach farblos, aufgeschlüsselt nach 1 MED, 2 MED, 3 MED oder 4 MED vom Trager selbst beurteilt werden
5. Simulation der in der Haut des Menschen ablaufenden Vorgange
Das erfindungsgemaße Dosimeter simuliert die in der Haut des Menschen ablaufendenen physiologischen Vorgange Nach Untersuchungen von Miyachi [Miyachi, Y Skm diseases associated with oxidative stress, in Oxydative Stress in Dermatology, (Hrsg Fuchs J und Packer L ), Marcel Dekker, 1993, S 323-331] kommt es nach UV-Bestrahlung der Haut zur Bildung von reaktiven Radikalen, insbesondere Hydroxylradikalen, die nachfolgend zu oxidativen Schädigungen der Haut fuhren Hinzu kommt, daß das Aktionsspektrum von Wasserstoffperoxid mit 296 nm dem sog "Erythema-action-spectrum" der menschlichen Haut mit einem Normwert nach IEC von 255 bis 297 nm sehr ähnlich ist [Krutmann J , Honigsmann, H (Hrsg ) Handbuch der dermatologischen Phototherapie und Photodiagnostik, Springer Verlag, Berlin (1997)]
6 Erfüllung der Anforderungen an ein ideales Personen-UV-Dosimeter
Diffey beschreibt in seiner Veröffentlichung [Diffey L B , Ultraviolet radiation dosimetry, in Handbook of non-invasive methods and the skm, (Hrsg Serup J und Jemee G B E ), CRC Press, 1995, S 619-626) die Anforderungen, die an ein ideales UV-Dosimeter zu stellen sind Es sind dies die physikalisch oder chemische Veränderung der Dosimeter-Substanzen, die sich im Idealfall linear mit der UV- Dosis verandern Die Dosimeter-Substanz sollte auf polychromatisches Licht (UVB-, UVA- und sichtbares Licht) ansprechen Die Dosimeter-Substanz sollte im Idealfall mit dem "Erythema-action-spectrum" der menschlichen Haut deckungsgleich oder sehr ähnlich sein Die Veränderungen der Dosimeter-Substanz sollten in Idealfall unabhängig von Temperatur und Luftfeuchtigkeit sein, außerdem sollten die Dosimeter auch nach Gebrauch lagerfähig sein und nach Beendigung der Exposition keine weiteren Veränderungen zeigen ("dark effect") Das Dosimeter sollte einfach anzuwenden sein und den Trager in keiner Weise behindern oder ihn in seinem Tun und Handeln einschranken Das Dosimeter sollte den Trager ohne großen labortechnischen oder apparativen Aufwand in die Lage versetzen, die aufgenommene Strahlendosis selbst beurteilen zu können, und die Herstellungskosten eines Dosimeters sollten gering sein, damit sie in großem Maßstab eingestzt weren können Alle diese Anforderungen erfüllt das erfindungsgemaße Dosimeter bzw das erfindungsgemaße Verfahren
7 Hohe Stabilität der Dosimeter
Die Dosimeter mit der erfindungsgemaßen Zusammenstzung sind bei Lagerung im Kühlschrank bei 4°C für mehr als 280 Tage ohne Wirkuπgsverluste lagerbar
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Figuren und Beispiele naher erläutert
Die Figuren zeigen
Abb 1 Darstellung der bei der erfindungsgemaßen Zusammensetzung ablaufenden Umwandlung des Methylenblaus in seine farblose Leukoform durch Hydroxylradikale
Abb 2 Kinetik der Umwandlung des Methylenblaus in Abwesenheit und Gegenwart von Wasserstoffperoxid als Hydroxylradikal-Donor nach UV-Bestrahlung gemäß Anwendungsbeispiel 1
Abb 3 Ka bπerungskurven des Methylenblaus in Gegenwart von Wasser- stoff-peroxid nach Bestrahlung mit einer Lichquelle, die UVA-, UVB-Licht und sichtbares Licht emittiert (Sonnenlichtsimulator) gemäß Anwendungsbeispiel 2
Abb 4 Entfärbung unterschiedlicher Methylenblau-Konzentrationen durch Wasserstoffperoxid nach Bestrahlung mit einem Sonnenlichtsimulator dosisab- hangig, aufgeschlüsselt nach 1 MED, 2 MED, 3 MED und 4 MED gemäß Anwendungsbeispiel 3.
Abb 5 Stabilität einer Methylenblau-Losung in Abwesenheit und Gegenwart von Wasserstoffperoxid bei Aufbewahrung im Kühlschrank bei 4°C in lichtundurchlassigen Plastikbeuteln
Herstellungsbeispiel 1
Eine 5 x 10"5 mol/l Losung von Methylenblau, gelost in 0,001 n HCI in Gegenwart von 3 % Wasserstoffperoxid wurde als Testlosung verwendet Als Kontroll- Losung diente eine 5 x 105 mol/l Losung von Methylenblau gelost in 0,001 n HCI Für die Untersuchungen wurden jeweils 1 ,0 ml beider Losungen in 1 ,5 ml Polypro- pylen-Testrohrchen oder 0,8 ml der Testlosung in die oben genannten scheibenförmigen und zylindrischen Plastikgefaße aus klarem, farblosen Polypropylen mit einer Dicke bzw Hohe von 0,5 bis 3 mm und einem Außendurchmesser von 10 bis 30 mm eingefüllt Die Ergebnisse sind in den Anwendungsbeispielen 1 2, 4 und 5 erläutert
Herstellungsbeispiel 2
Methylenblau wurde in Konzentrationen von 0,48 x 10"5 mol/l (entsprechend 1 MED), 0,96 x 10"5 mol/l (entsprechend 2 MED), 1 ,24 x 10'5 mol/l (entsprechend 3 MED) und 1 ,94 x 10"5 mol/l (entsprechend 4 MED) in 0,001 n HCI in Gegenwart von 3 % Wasserstoffperoxid gelöst. Die gemäß dem Herstellungsbeispiel hergestellten Lösungen wurden in einem Volumen von ca. 0,8 ml in die oben genannten scheibenförmigen und zylindrischen Plastikgefäße aus klarem, farblosen Polypropylen mit einer Dicke bzw. Höhe von 0,5 bis 3 mm und einem Außendurchmesser von 10 bis 30 mm eingefüllt.
Anwendungsbeispiel 1
Die gemäß dem Herstellungsbeispiel 1 hergestellte Testlösung (5 x 10"5 mol/l Lösung von Methylenblau, gelöst in 0,001 n HCI in Gegenwart von 3 % Wasserstoffperoxid) und die Kontroilösung (5 x 10"5 mol/l Lösung von Methylenblau, gelöst in 0,001 n HCI) wurden mit einem UVB-Strahler bestrahlt. Die Bestrahlung führte zu einer raschen und linearen Umwandlung des Methylenblaus in seine Leukoform (n=3). In Abwesenheit von Wasserstoffperoxid war keine Umsetzung des Methylenblaus in seine Leukoform nachweisbar (n=3) (Abb. 2).
Anwendungsbeispiel 2
Zur Bestimmung von Kalibrierungskurven wurden die gemäß dem Herstellungsbeispiel 1 hergestellte Testlösung (5 x 10"5 mol/l Lösung von Methylenblau, gelöst in 0,001 n HCI in Gegenwart von 3 % Wasserstoffperoxid) mit einem Son- nenlichtsimulator bestrahlt. Diese Lichtquelle simuliert das Sonnenlicht besser als die reine UVB- oder UVA-Lichtquelle. Auch hier konnte eine dosisabhängige Umwandlung von Mehtylenblau in seine Leukoform nachgewiesen werden. Die Kinetik der Umwandlung, bezogen auf das energiereiche UVB-Licht, verlief rasch, während die Umwandlung mit dem energieärmeren UVA-Licht signifikant reduziert war. Die Umwandlung verlief in beiden Fällen linear mit einem Korrelationskoeffizenten von 1^=0.980 (Abb. 3).
Anwendungsbeispiel 3
Zur Bestimmung der Umwandlung unterschiedlicher Methylenblau- Konzentrationen in seine Leukoform gemäß dem Herstellungsbeispiel 2 wurden unterschiedliche Methylenblau-Konzentrationen (0,48 x 10"5 mol/l, entsprechend 1 MED, 0,96 x 10"5 mol/l, entsprechend 2 MED: 1 ,24 x 10"5 mol/l, entsprechend
3 MED und 1 ,94 x 10"5 mol/l, entsprechend 4 MED) mit einem Sonnenlichtsimulator bestrahlt Die Einwirkung der Lichtquelle führte in allen Fallen zu einer Umwandlung des Methylenblaus in seine farblose Leukoform Die Meßergebnisse sind äußerst reproduzierbar und zeigten für 1 MED, 2 MED, 3 MED und 4 MED Abweichungen von 4,94, 5,67, 5,43 und 1 ,09 % von den entsprechenden theoretisch bekannten MED (n=3) (Abb 4)
Anwendungsbeispiel 4
Stabilität einer 5 x 10"5 mol/l Methylenblau-Losung, gelost in 0,001 n HCI in Gegenwart von 3 % Wasserstoffperoxid, gemäß dem Herstellungsbeispiel 1 bei Aufbewahrung in lichtundurchlassigen Plastikbeuteln im Kühlschrank bei 4°C Sowohl die Kontrollosung mit 5 x 105 mol/l Methylenblau in Abwesenheit von Wasserstoffperoxid als auch die Methylenblau-Losung in Gegenwart von Wasserstoffperoxid waren bis zu 280 Tagen ohne Wirkungsverlust stabil (Abb 5)
Anwendungsbeispiel 5
Die gemäß dem Herstellungsbeispiel 1 hergestellte Testlosung (5 x 105 mol/l Losung von Methylenblau, gelost in 0,001 n HCI in Gegenwart von 3 % Wasserstoffperoxid), abgefüllt in scheibenförmige und zylindrische Plastikgefaße aus klarem, farblosen Polypropylen mit einer Dicke bzw Hohe von 0,5 bis 3 mm und einem Außendurchmesser von 10 bis 30 mm, wurde als Testprobe Tageslicht ausgesetzt Die durch die Einwirkung von Tageslicht hervorgerufene Reduktion der Blaufärbung des Methylenblaus wurde durch Abnahme der Absorptionsbande bei 664 nm spektralphotometπsch bestimmt Probe T1 wurde an einem schneefreien Sonnentag im Frühjahr für 11 30 h Tageslicht ausgesetzt Nach Exposition waren 25,29 % an intaktem, unverändertem Methylenblau nachweisbar In der Probe T2, die an einem Wintertag mit ganztägigem Sonnenschein und geschlossener Schneedecke für 9.45 h Tageslicht ausgesetzt wurde, waren nur noch 0,37 % des Methylenblaus vorhanden Bei dieser Probe wurde die Lichtreflexion durch Unterlegen mit einer Aluminiumfo e verstärkt Eine weitere Probe T3, die an einem nebligen Wintertag mit nur geringer Sonneneinstrahlung und ohne Schneedecke für 7 35 h Tageslicht ausgesetzt wurde, waren 35,54 % des Methylenblaus nachweisbar Die Probe T4 die an einem Wintertag mit geschlossener Schneedecke und Sonnenschein für 3 00 h Tageslicht ausgestzt wurde, war 47,26 % des Methylenblaus noch vorhanden Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle nochmals dargestellt (Tab 1 )
Tab. 1
Probe Datum Expositionsdauer (h) intaktes Methylen- Bemerkungen blau (%)
T1 24 03 98 11 30 25,29 schneefrei, Sonnenschein, Schatten
T2 20 01 99 9 45 0,37 geschlossene Schneedecke, Sonnenschein, Alu-Folie
T3 23 01 99 7 35 35,54 schneefrei, meist neblig, nur vereinzelt Sonnenschein
T4 24 01 99 3 00 47,26 geschlossene Schneedecke Sonnenschein
Claims
1. Zusammensetzung, insbesondere zur UV-Dosimetrie, enthaltend
- mindestens einen Hydroxylradikal-Donor, der bei Bestrahlung mit UV-Licht Hydroxylradikale bildet, und
- eine oder mehrere im UV- und sichtbaren Bereich absorbierende Farbstoffe, die bei Reaktion mit den vom Hydroxylradikal-Donor bei Bestrahlung mit UV-Licht gebildeten Hydroxylradikalen zu Produkten mit einer von der Absorption des Farbstoffs veschiedenen Absorpti- onscharakteristik reagieren.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1 , wobei die Produkte mit der von der Absorptionscharakteristik des Farbstoffs verschiedenen Absorptionscharakteristik farblos sind.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Farbstoff aus- gewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus der Gruppe der Farbstoffe mit konjugierten Doppelbindungen, insbesondere Methylenblau, Ath- acridinlactat, Diaminobenzidin, Thiazolylblau und deren im UV- und sichtbaren Bereich absorbierenden Derivaten.
4. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich bei den Hydroxylradikal-Donoren um Peroxide, bevorzugt Wasserstoffperoxid handelt, besonders bevorzugt in einer 0,001 gew.-%- igen bis 30 gew.-%-igen Lösung.
5. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei es sich um eine Lösung in einem wäßrigen und/oder organischen Lö- sungsmittel handelt. Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das Losungsmittel eine 0,0001 n bis 1 n Saure, bevorzugt 0,0001 bis 0,01 n Saure ist, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus HCI, HBr, HF, Schwefelsaure Salpetersaure, Phosphorsaure, Essigsaure, Ameisen- saure, Tπfluoressigsaure,
Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei das Losungsmittel ein organischer oder anorganischer Puffer mit einem pH-Wert im Bereich von 1 bis 14, bevorzugt im Bereich von 3 bis 5 oder 7 bis 9, ist
Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Anspuche, wobei der Farbstoff in einer Konzentration im Bereich von 1 x 10"1 bis
1 x 10"12 Moi/i, insbesondere 1 x 10"3 bis 1 x 10~7 Mol/l enthalten ist
UV-Dosimeter, enthaltend eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bevorzugt in Form einer Losung
UV-Dosimeter nach Anspruch 9, wobei die in dem Dosimeter enthalte- ne Zusammensetzung ein Volumen von 11 bis 1 x 10"9 I, insbesondere
2 ml bis 100 μl aufweist
UV-Dosimeter nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei die Losung in einem Behältnis, im wesentlichen bestehend aus Polyethylenen niedriger oder hoher Dichte, PVC Polypropylen, Polystyrol, Polycarbo- naten oder Mischungen derselben, enthalten ist
UV-Dosimeter nach Anspruch 1 1 wobei das Behältnis eine Große von 0, 1 bis 2 ml aufweist
Verwendung des UV-Dosimeters nach einem der Ansprüche 9 bis 12 zur Messung der UV-Strahlenbelastung insbesondere der UVB- Strahlenbelastung UV-dosιmetrιsches Meßverfahren zur Bestimmung der UV- Strahlenbelastung, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt daß
a) ein UV-Dosimeter nach einem der Ansprüche 9 bis 12 an einem Objekt, bevorzugt einer Person oder einem anderen natürlichen We- sen angebracht wird,
b) dieses Objekt einer UV-Strahlung exponiert wird,
c) das UV-Dosimeter vom Objekt separiert und
d) die wahrend der Exposition absorbierte Dosis an UV-Strahlung visuell mittels eines Farbumschlags oder quantitativ im Labor be- stimmt wird
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| US11231506B2 (en) | 2018-09-14 | 2022-01-25 | Billion Bottle Project | Ultraviolet (UV) dosimetry |
| CN114166835A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-11 | 桂林医学院 | 一种辅剂示踪分析保健品中药物含量的方法 |
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| CN114166835B (zh) * | 2021-12-08 | 2024-02-20 | 桂林医学院 | 一种辅剂示踪分析保健品中药物含量的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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