專利名稱：一種實(shí)時(shí)檢測(cè)電磁輻射生物發(fā)光效應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本項(xiàng)發(fā)明涉及一種電磁輻射生物效應(yīng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量電磁輻射引起的瞬間生物發(fā)光變化，研究生物效應(yīng)機(jī)制，所屬技術(shù)領(lǐng)域?yàn)樯镝t(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)。
背景技術(shù)：
電磁輻射對(duì)生物體可以產(chǎn)生多種生物效應(yīng)，對(duì)其生物效應(yīng)作用機(jī)制的研究是近年來(lái)人們關(guān)注的熱點(diǎn)。生物發(fā)光是生物體自身代謝和與外界進(jìn)行能量交換過(guò)程表現(xiàn)出的一種特殊生物現(xiàn)象。生物體接受電磁輻射時(shí)，對(duì)電磁能量的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化，都可能引起生物發(fā)光的變化，所以可以利用電磁輻射引起的瞬間生物發(fā)光變化，探討電磁輻射生物效應(yīng)的早期作用特點(diǎn)，對(duì)于揭示其效應(yīng)作用機(jī)制具有重要意義。但這種生物發(fā)光過(guò)程通常變化較快，當(dāng)外界刺激因素撤除后發(fā)光隨即消失，而目前用發(fā)光測(cè)量?jī)x測(cè)量電磁輻射與生物發(fā)光現(xiàn)象的關(guān)系時(shí)，都是先將樣品進(jìn)行電磁輻射，而后移入到發(fā)光儀的測(cè)量暗室測(cè)量，樣品接受輻射處理與發(fā)光檢測(cè)是分時(shí)的，難以獲得生物體接受電磁輻射時(shí)刻生物發(fā)光的瞬態(tài)或即時(shí)變化信息， 導(dǎo)致一些具有重要生物學(xué)意義的發(fā)光變化信息丟失。本項(xiàng)發(fā)明就是針對(duì)上述問(wèn)題，建立的一種生物發(fā)光效應(yīng)實(shí)時(shí)檢測(cè)方法，可以在電磁輻射能量作用于生物樣品的時(shí)刻，對(duì)生物發(fā)光的變化信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，該方法可以為研究電磁輻射生物效應(yīng)機(jī)制提供新的技術(shù)方法和分析指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本項(xiàng)發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)測(cè)量電磁輻射引起的瞬時(shí)生物發(fā)光變化的檢測(cè)方法，具體方案如下本方法的實(shí)施方案示意圖見(jiàn)圖1.所示。通過(guò)在發(fā)光儀發(fā)光暗室(1)中安置微帶型或喇叭型微波天線(3)，利用高頻同軸電纜插座(2)將一定波段范圍的電磁輻射引入到發(fā)光暗室，使電磁能量直接近距離作用到發(fā)光暗室中石英樣品池中的生物樣品，在石英樣品池下方，增加一組不同高度的墊圈(5)，該墊圈用有機(jī)玻璃制作。通過(guò)放置不同的墊圈，可以調(diào)節(jié)樣品到輻射天線之間的距離，達(dá)到調(diào)整對(duì)樣品的輻射強(qiáng)度的目的，對(duì)于微帶型天線，該方法可將樣品調(diào)節(jié)到靠近天線表面，充分提高輻射作用效率，輻射強(qiáng)度的細(xì)致調(diào)節(jié)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)與天線相連的功率放大器參數(shù)實(shí)現(xiàn)。為防止電磁輻射對(duì)發(fā)光儀自身電氣性能的影響，并防止電磁波在暗室倉(cāng)內(nèi)的散射作用導(dǎo)致作用到樣品上的電磁輻射強(qiáng)度難以控制和定量，本方法在發(fā)光暗室中的金屬暴露區(qū)域暗室機(jī)殼(1)和倉(cāng)內(nèi)防護(hù)板(7)填充了電磁波吸波材料(6)，只保留樣品池區(qū)域和傳輸發(fā)光的透光孔(8)末填充，該方案即保護(hù)了發(fā)光儀，也穩(wěn)定了測(cè)量效果。樣品產(chǎn)生的發(fā)光信號(hào)直接由其下方的光電倍增管(9)接收放大后輸出供后續(xù)分析。通過(guò)上述方案，可以實(shí)現(xiàn)在電磁輻射作用于生物樣品的同時(shí)，實(shí)時(shí)測(cè)量樣品的瞬間生物發(fā)光變化，同時(shí)又不影響發(fā)光儀的各項(xiàng)電氣性能和工作狀態(tài)。利用本方法可以測(cè)量的生物樣品包括生物組織樣品，細(xì)胞及亞細(xì)胞樣品，生物大分子樣品(酶、色素等)，以及小體積動(dòng)物樣品(如昆蟲(chóng)、胎鼠等)。


圖1.電磁輻射實(shí)時(shí)發(fā)光測(cè)量實(shí)施方案示意圖。1為暗室外殼；2為同軸電纜插座；3為微波天線；4為樣品池；5為墊圈；6為吸波材料；7為倉(cāng)內(nèi)防護(hù)板；8為透光孔；9為光電倍增管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選方案。將發(fā)光儀發(fā)光暗室頂蓋拆下，在蓋上正對(duì)樣品池的位置打孔安裝微波同軸電纜插座0)，使之與微波功率放大器相連接，在蓋的內(nèi)側(cè)固定一個(gè)正方形微帶天線(3)，尺寸為 40X40mm。樣品池(4)采用直徑40mm的石英玻璃樣品池，墊圈(5)高為50mm，使樣品與天線間距離< 5mm，實(shí)驗(yàn)樣品為大鼠腹腔巨噬細(xì)胞懸液，細(xì)胞濃度IXlO6個(gè)/ml。電磁輻射為S波段微波，頻率為2. 85GHz，輻射方式為脈沖調(diào)制方式，脈沖寬度2 μ S，峰值輸出功率為 100W。操作時(shí)，將樣品放好后關(guān)閉暗室，先不開(kāi)啟電磁輻射，記錄樣品的發(fā)光本底值，保持發(fā)光儀工作在記錄狀態(tài)下，開(kāi)啟電磁輻射，則可以觀測(cè)到電磁輻射導(dǎo)致的樣品瞬時(shí)性發(fā)光變化現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)時(shí)檢測(cè)電磁輻射生物發(fā)光效應(yīng)的方法，其特征在于該方法將電磁輻射天線 (3)安置在發(fā)光儀的發(fā)光暗室(1)中，使電磁輻射直接作用在暗室中樣品池內(nèi)的生物樣品， 在電磁輻射與生物樣品相互作用的時(shí)刻，記錄實(shí)時(shí)的生物發(fā)光變化特性，在暗室中布設(shè)有電磁吸波材料G)，可以吸收散射的電磁波，即防護(hù)了發(fā)光儀的電器性能，又使實(shí)際照射在樣品上的電磁輻射功率定量可控，達(dá)到穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)效果的目的，利用墊圈(5)調(diào)節(jié)樣品與天線之間的距離，可以控制作用到樣品的輻射強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于安置在暗室(1)內(nèi)的電磁輻射天線 (3)為微帶或喇叭型微波天線，其實(shí)際尺寸應(yīng)根據(jù)電磁波波長(zhǎng)和暗室的空間以及樣品池的口徑綜合考慮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于微帶型天線為正方型，邊長(zhǎng)范圍為 20-60mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于當(dāng)暗室(1)空間較大時(shí)，為提高輻射功率，電磁輻射天線(3)可以采用圓錐型或正角錐型喇叭天線，圓錐型天線口徑為 20-60mm，正角錐型天線端口邊長(zhǎng)為20_60mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于所采用的吸波材料(6)為聚氨酯泡沫吸波材料，吸波材料厚度根據(jù)發(fā)光暗室(1)的空間而定，應(yīng)盡量將空間填充滿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于制作墊圈(5)的材料為有機(jī)玻璃，其高度根據(jù)樣品與天線之間的距離而選擇，高度范圍為10_50mm，墊圈孔徑應(yīng)大于發(fā)光儀的透光孔⑶。
全文摘要
一種實(shí)時(shí)檢測(cè)電磁輻射生物發(fā)光效應(yīng)的方法，該方法通過(guò)在發(fā)光儀暗室中安置微波天線，使電磁輻射能量直接近距離作用到暗室中的生物樣品，在電磁輻射作用于生物樣品的時(shí)刻，對(duì)生物發(fā)光的變化信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。用有機(jī)玻璃墊圈控制照射距離，暗室倉(cāng)內(nèi)填充了電磁吸波材料，防止電磁波的散射作用。可測(cè)量的生物樣品包括生物組織樣品，細(xì)胞及亞細(xì)胞樣品，生物大分子樣品，以及小體積動(dòng)物樣品，本方法可為研究電磁輻射生物效應(yīng)機(jī)制提供新的技術(shù)方法和分析指標(biāo)。
文檔編號(hào)C12M1/42GK102174390SQ20111005505
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者叢建波, 先宏, 吳可, 張清俊, 王長(zhǎng)振 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所