研究背景:生物光子辐射是生命系统的本质现象,它携带有生命系统内部的完整信息。经研究证明,生物光子辐射检测能得到被测样品由内部及环境影响所引起的生物系效应的整体信息,可提供一个关于生物体特征的综合指标,所以说生物光子辐射检测是一种符合中医药理论整体观的定量检测方法。研究目的:本课题拟在“生物光子辐射相干性”理论的基础上,利用生物光子辐射检测技术,通过栅藻超微弱发光的检测以及实验条件优化,来研究栅藻作为生物指示剂的可行性。并最终以栅藻作为生物指示剂,初步建立一种既符合中医整体观,又符合现代认知的间接反映中药寒热药性的方法技术体系。研究方法:以栅藻作为生物指示剂,利用生物光子辐射检测技术,测量加入中药水煎液的栅藻生物光子辐射,再运用双e指数衰减模型与“顾参数”模型对实验结果进行分析,结合曲线拟合、线性回归、ROC曲线分析等数据处理方法,对中药的寒、热药性进行辨别研究。研究内容与结果:1、通过对BG11培养基、生地黄水煎液与藻液的生物光子辐射强度的对比分析,可以发现,培养基与生地黄水煎液自身并无生物光子辐射,这就排除了实验过程中这二者自身发光对栅藻生物光子辐射测量的影响。接下来,检测加入生地黄水煎液后栅藻的发光,结果显示,生地黄水煎液会对栅藻的生物光子辐射行为产生明显的影响,其对栅藻的自发发光强度与延迟发光初始强度的影响趋势均表现为先增大后减小,且在一定范围内,栅藻的自发发光强度与生地黄水煎液体积呈现较好的线性关系,其线性方程为:y=27.35714+0.04371x,R2=0.971。这说明以栅藻作为指示剂具有较高的可行性。2、分别对指示剂的使用方法、加药体积及栅藻延迟发光测量的时间间隔进行了实验优化:(1)栅藻作为生物指示剂的使用方法有两种,一个是将待测样品直接加入藻液,测量藻液的生物光子辐射;另一个是将待测样品加入藻细胞中进行测量。因此,文中分别对藻液与藻细胞的生物光子辐射进行了测量,实验结果显示,藻液的发光强度要高于藻细胞的,而且,在加入中药水煎液后,藻液的生物光子辐射有显著的变化,藻细胞则没有改变。所以说,栅藻作为指示剂的适宜使用方法为:将待测样品即中药水煎液直接加入藻液中,测量藻液的生物光子辐射。(2)实验中设计了6个加药体积,分别为50μl、100μl、150μl、200μl、250μl、300μl,利用顾参数模型对延迟发光实验数据进行分析,可以得到不同加药体积的栅藻的延迟发光平均强度与时间的线性方程y=Kt+b,因文中将以线性方程的斜率K来辨别中药寒热药性,所以说,线性方程的拟合度应越高越好。最终结果显示,加药体积为100μl时的线性方程拟合度最高,为96.36%。(3)选用了不同时间间隔对栅藻的延迟发光进行测量,分别为0min、5min、10min、15min。实验结果显示,不同时间间隔对栅藻的延迟发光测量无影响,但是,不同时间间隔的数据波动大小有所差别,10min<5min<0min<15min,当时间间隔为10min时测得的数据最稳定,也就是说,栅藻延迟发光检测的最佳时间间隔为10min。3、以栅藻为指示剂,总共对80种中药水煎液进行了测量。首先利用双e指数函数模型对延迟发光曲线进行分析,可以得到五个参数,即yo、A1、A2、t1、t2,结果显示,t2具有作为中药寒热药性判别指标的可能性,进一步利用ROC曲线分析,可以发现t2对热性与寒性中药有判别效果,但是准确性较低。接下来又利用“顾参数”模型对延迟发光曲线进行了拟合分析,得到了三个参数Iw、Io、S,并建立了时间t与栅藻延迟发光平均强度y的线性关系,得到二者的线性方程:y=Kt+b。通过分析发现,热性中药的K明显大于寒性中药的,p<0.001,具有显著性差异。斜率K的ROC曲线分析结果显示:AUC=0.868>0.75,p<0.001,说明斜率K对热性与寒性中药有判别效果,且准确性较高,其判断阈值为4.43,敏感度77.8%,特异度81.8%,约登指数0.596。综上所述,基于栅藻的延迟发光,我们得到了一个可以间接辨别中药寒热药性的可靠参数,即线性方程y=Kt+b的斜率K。