CN1021523C - 插入式现场直读死亡时间测定仪 - Google Patents
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Abstract
插入式现场直读死亡时间测定仪，是法医学测定人类死亡时间的重要工具，该机放大电路，除兼容了传统电离子计的主要功能外，利用插入式传感器，直接将尸体体液中钾离子浓度反应出的电位值输入该机测量装置转化为浓度值并最终转化为时间值，实现了由人体体液中化学量向时间量转化的飞跃。该仪器可测高温(26～30℃)、常温(5～25℃)、近期(0～14小时)及中远期(10～240小时)死亡时间(分三挡实现)，该机体积小，便携性强，既可在室内作离子浓度分析、死亡时间测定，又可在野外现场快速测定死亡时间。
Description
插入式现场直读死亡时间测定仪是一种法医学电子测量仪器。即利用电位分析的原理，将体液中的化学量转化为电量，并进而转化为时间量的测量装置，可用于测定人类死后经历的时间。
人体体液中的钾离子是维持正常机体活动的最重要的无机离子之一。测定其浓度除在临床医学上有重要意义外，八十年代以来人们逐渐认识到它在推断死亡时间方面的特殊作用〔1〕。过去市售的测定离子浓度的仪器很多，国内有江苏电分析仪器厂、金坛电子仪器厂产品等，国外有Orin公司的离子计、西德2020型钾钠分析仪等，但尚未发现有直接将离子浓度值转换为死亡时间的装置和报道，仪器的传感器部份起关键作用的是敏感膜，过去膜中活性剂多采用缬氨霉素、冠醚类等;增塑剂采用邻苯二甲酸酯类、己二酸二辛酯、四苯硼钾等;聚氯乙烯等则可作为成膜物的基体〔1〕、〔3〕、〔4〕。敏感膜组分的具体配比由于用途不同各有差异，传感器是由一支测量电极和一支参比电极组成，但市售电极直径均在4-10毫米左右，不能嵌入组织。有些报道中提到的涂丝电极经作者试验发现膜与金属结合不够牢固，尚未见商品出售。〔5〕〔6〕
因此，制作一种既有一定强度适合野外使用，又有较高灵敏度的传感器，并将传感器提取的电信号最终转换为死亡时间值的测量仪器，就是本发明的主要目的。
该仪器由传感器和测量装置两部分组成，传感器中的钾离子测量电极（详见图1）采用传统的双盐桥甘汞电极改制而成：将顶部普通导线改为屏蔽线（1），屏蔽帽（2），甘汞电极芯体（3），内盐桥（4），外盐桥（5）尖端玻璃拉细至外径为1.2-1.5毫米，内径为
0.4-0.6毫米（7），再进行硅化处理：将玻管尖端内壁1厘米处（7）浸润少许二甲基环氧硅烷，在200℃下烘烤30分钟备用，将15毫克缬氨霉素、1.4毫升己二酸二辛酯、0.5克聚氯乙烯粉和20毫升四氢呋喃混合而成的制膜液，置于一玻璃皿中，液层厚达1毫米，将硅化处理过的外盐桥尖端（7）浸入液层（约1秒钟），取出在通风处放置三天以上即可备用。使用时外盐桥中充满饱和氯化钾溶液（6）。传感器中的参比电极（详见图2）采用传统的甘汞电极，外盐桥改制尺寸与钾离子测量电极相同，充液为0.1N氯化锂（8）尖端内烧结7-8毫米长陶瓷（9）。
测量装置（详见图4）主要由钾离子测量电极（11）、参比电极（12）、匹配器、模拟放大器（放1）、反对数放大器（放2）、Cx-t放大器即浓度一时间转换放大器（放3）及显示器等部分组成。除Cx-t放大器外，其余电路与各种离子计的传统方法无显著差异，故仅对Cx-t放大器作如下说明。眼球玻璃体液中钾离子浓度与死亡时间在不同条件下有三个关系式〔1〕：
常温（5-25℃），0-14小时，t＝2.75（Cx-4.90）
常温（5-25℃），10-240小时，t＝6.30（Cx-6.20）
高温（26-30℃），0-70小时，t＝4.50（Cx-6.20）
t为死亡时间（单位为小时），
Cx为钾离子浓度（单位为毫摩尔浓度）。
Cx-t的转换可利用线性放大器实现（详见图5）。
Cx-t测量范围为5-60毫摩尔，输入信号范围50-600毫伏。
本仪器优越性在于体积小（250×155×50mm）可便携;可直读死亡时间，不必进行数据处理，便于基层工作人员使用;传感器可直接插入人体所需部位，动态追踪钾离子浓度变化，利于办案、科研;线路简单、成本低、Cx-t放大线路精度高（与理论值相对误差不大于0.5%）;功能多，可显示离子浓度负对数值（用于初始电位较正），离子浓度值，死亡时间值，死亡时间又分常温近期（0-14小时），常温远期（10-240小时）及高温（0-70小时）三挡。既可用于野外现场，又可作为实验室设备。
实施方案：
已按照图4构想及图5放大器线路制成了长250毫米、宽155毫米、高50毫米多功能样机，与图1、图2所示钾离子测量电极和参比电极匹配效果良好，在尸体眼球玻璃体中实测，响应时间在2分钟左右，已达实用要求，它标志着法医学电子测量仪表中一个新机种的诞生。
附 附图说明：
图1 钾离子测量电极结构示意图
图2 参比电极（甘汞电极）结构示意图
图3 钾离子测量电极尖端局部剖视图
其中，7为外盐桥玻管尖端，10为敏感膜
图4 插入式现场直读死亡时间测定仪的原理方框图
图5 插入式现场直读死亡时间测定仪的Cx-t放大器线路图
其中，电阻：R1＝6.8K R2＝10K R3＝13K
R4＝100K R5＝5.1K
多圈电位器：W1＝1K W2＝1K W3＝50K
W4＝10K W5＝20K W6＝10K
二极管：O1、O2均为ICL8069，集成元件（精密测量放大器AD521）中1-14为引出线码，Ⅰ（Ⅰ′）、Ⅱ（Ⅱ′）、Ⅲ（Ⅲ′）为三挡开关。
参考文献
〔1〕赵经隆、高光斗、杜新增：中国法医杂志1988.NO3.146.
〔2〕Leblane o.H.Jr.Crubb W.F.，aNAL.Chem.1976.48.1658.
〔3〕Ryba o.Petranek T.，T.Electr.chem.1973.44.425.
〔4〕Fiedler U.Ruziczka T.，Anal.Chem.Acta.1973.57.179.
〔5〕黄德培、朱春生：分析化学1986.14.78.
〔6〕Stanley O.Noss，Tirl Tanata.Anal.chem.1975.47.2238.
Claims (5)
1、一种根据传统离子测定仪基本结构，由传感器、高输入阻抗匹配器、模拟电压放大器、反对数放大器、显示器等逐级组成的插入式现场直读死亡时间测定仪，其特征为：
①该仪器是在反对数放大级和显示器之间加入一级离子浓度--死亡时间转换级所构成；
②该仪器的传感器，钾离子电极和参比电极是由传统的双盐桥甘汞电极经过电极端部处理改造，对参比电极内充液作更换而构成的；
钾离子电极顶部引出线为屏蔽线，外盐桥尖端内壁1厘米处进行硅化处理后再在尖端形成一层敏感膜，外盐桥内充液为饱和氯化钾溶液；
参比电极外盐桥尖端内烧结7-8毫米长的陶瓷，外盐桥的内充液为0.1N的氯化锂溶液。
2、根据权利要求1所述的插入式现场直读死亡时间测定仪，其特征为其传感器中的钾离子电极和参比电极的外盐桥尖端尺寸为外径1.2-1.5毫米，内径0.4-0.6毫米。
3、根据权利要求1所述的插入式现场直读死亡时间测定仪，其特征为所说的离子浓度-死亡时间转换级的量程范围为：
常温（5-25℃）近期 0-14小时
常温（5-25℃）远期 10-240小时
高温（26-30℃） 0-70小时
三挡，是通过调整可调电位器W1到W5和选择分挡开关来实现的。
4、根据权利要求1和2所述的测定仪，其特征为对钾离子电极外盐桥尖端作硅化处理的溶液为二甲基环氧硅烷;
敏感膜的配方由：15毫克缬氨霉素
1.4毫升己二酸二辛酯
0.5克聚氯乙烯粉和
20毫升四氢呋喃混合而成。
5、根据权利要求4所述的测定仪，其特征为对钾离子电极外盐桥尖端作硅化处理和形成敏感膜的具体工艺条件如下：
外盐桥尖端1厘米处浸上少量二甲基环氧硅烷后在200℃下烘烤30分钟即完成硅化处理;
将硅化处理后的尖端，浸入由权利要求4中所述的敏感膜混合液一毫米深，时间约1秒钟，取出在通风处放置三天即可。
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