專利名稱：一種電磁輻射實驗裝置及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于到生物醫(yī)藥保健相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電磁輻射效應(yīng)評價裝置以及利用該裝置進(jìn)行的損傷效應(yīng)評價方法，可利用秀麗隱桿線蟲進(jìn)行電磁輻射損傷效應(yīng)的評價，并可用于抗電磁輻射新藥的篩選和研發(fā)。
背景技術(shù)：
電磁輻射已成為一種新的環(huán)境污染源。人們生活環(huán)境中的電磁輻射多為低劑量、持續(xù)性輻射，其生物效應(yīng)多為累積效應(yīng)，對人類健康的危害不容忽視。但是電磁輻射生物效應(yīng)的機(jī)制尚無定論，其重要的原因之一就在于缺乏敏感、有效的生物效應(yīng)評價裝置和方法。目前，已經(jīng)多種電磁輻射發(fā)生裝置，可供在實驗室內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)的生物效應(yīng)評價，但是這些裝置例如電磁混響室、雷達(dá)信號模擬器等往往體積較大且工作時自身產(chǎn)熱，不易放置在常用的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)，還難以排除環(huán)境溫度對電磁輻射相關(guān)實驗結(jié)果的影響。在短時間、高劑量的輻射條件下雖然在一定程度上可忽略環(huán)境因素對實驗結(jié)果的影響，但對于長時間、低 劑量的輻照條件而言，實驗結(jié)果難免受到外界環(huán)境(溫度、濕度等)的干擾，且現(xiàn)有的電磁輻射發(fā)生裝置均未考慮該干擾因素。因此，迫切需要建立能夠滿足實驗動物正常生長環(huán)境需求的電磁輻射效應(yīng)評價裝置，尤其適用于電磁輻射累積效應(yīng)的評價。電磁輻射生物效應(yīng)的以往研究中，廣泛使用了在體模型及體外模型，兩者的復(fù)雜性和單一性導(dǎo)致所得到的生物效應(yīng)難以歸一化，因此迫切需要建立和發(fā)展一種更為敏感、有效的電磁效應(yīng)評價系統(tǒng)，以便靈敏、穩(wěn)定、可靠地評估電磁輻射的生物危害和機(jī)制，滿足電磁輻射防護(hù)醫(yī)學(xué)的迫切需求。秀麗隱桿線蟲是一種操作易行、生物效應(yīng)評估便捷的模式生物，與電磁輻射生物效應(yīng)研究中常用的細(xì)胞模型以及高等動物相比具有一定優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)對溫度、濕度、空氣和無菌等培養(yǎng)條件的依賴性導(dǎo)致其很難用于現(xiàn)實環(huán)境中的電磁污染評價；而高等動物的復(fù)雜性導(dǎo)致利用小鼠、大鼠、家兔等哺乳動物進(jìn)行短期電磁環(huán)境暴露很難看到明確的生物效應(yīng)，而在進(jìn)行長期電磁環(huán)境暴露評估累積效應(yīng)的同時，環(huán)境因素的變化往往導(dǎo)致從實驗結(jié)果中難以甄別電磁損傷效應(yīng)和環(huán)境因素效應(yīng)的相互干擾。而使用秀麗線蟲進(jìn)行此類研究則具有多方面的優(yōu)勢，是一種可以評價電磁輻射生物效應(yīng)的理想模式生物，具有飼養(yǎng)簡單(常壓、常氧、20°C條件即可)，繁殖容易(雌雄同體、自體繁殖)，表型豐富(具有豐富的生理指標(biāo)、行為指標(biāo)、學(xué)習(xí)記憶評價指標(biāo)等)等優(yōu)點(diǎn)，因此非常適用于環(huán)境電磁輻射的生物效應(yīng)評價和電磁防護(hù)藥物的篩選。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是建立一種簡便易行的可用于對電磁輻射損傷效應(yīng)進(jìn)行客觀評價的電磁輻射實驗裝置，能夠針對包括秀麗線蟲在內(nèi)的實驗動物在正常生長狀態(tài)下給予電磁輻射，從而實現(xiàn)電磁輻射損傷效應(yīng)評價方法，并進(jìn)一步用于抗電磁輻射藥物的篩查。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案
第一方面，本發(fā)明提供一種電磁福射實驗裝置，包括電磁福射模擬源和生化培養(yǎng)箱兩部分，均通過外接電源供電，其特征在于所述生化培養(yǎng)箱有較大體積，電磁輻射模擬源放置在其內(nèi)中間位置，在該電磁輻射模擬源發(fā)射端的四周設(shè)用于放置實驗樣品的培養(yǎng)平臺，且生化培養(yǎng)箱設(shè)置有溫控儀、溫度調(diào)節(jié)開關(guān)及溫度顯示，控制箱內(nèi)溫度波動為±0. 5°C，溫度均勻性為±i°c。所述生化培養(yǎng)箱為250L的恒溫培養(yǎng)箱，所述電磁輻射模擬源為手機(jī)輻射源，外型尺寸為210 X 190 X 80mm，發(fā)射端為發(fā)射天線。所述電磁輻射模擬源設(shè)置有1750MHz和900MHz兩種發(fā)射頻率，并且每一頻率分別設(shè)置有 0. 1、0. 2、0. 2、0. 6、0. 8、1 六個檔位。所述電磁輻射模擬源包括盒體，盒內(nèi)裝有頻率發(fā)生器，盒體上垂直設(shè)置發(fā)射兩種頻率的天線，盒體操控界面設(shè)頻率切換開關(guān)、兩種頻率下各自對應(yīng)的頻率撥檔以及電源開 關(guān)。所述培養(yǎng)平臺為高2-5mm左右的圓柱形腔體，所述實驗樣品為裝有秀麗線蟲的培養(yǎng)皿或培養(yǎng)板,培養(yǎng)皿或培養(yǎng)板置于圓柱形腔體上；培養(yǎng)平臺為多個，分布于內(nèi)天線的四周。第二方面，本發(fā)明提供一種利用所述電磁輻射實驗裝置進(jìn)行電磁輻射損傷效應(yīng)評價方法，包括如下步驟I)通過溫控儀和溫度調(diào)節(jié)開關(guān)設(shè)定箱內(nèi)溫度，通過頻率撥檔設(shè)定電磁輻射模擬源發(fā)射功率；2)將實驗樣品按分組放入到培養(yǎng)皿中，將培養(yǎng)皿放入生化培養(yǎng)箱的培養(yǎng)平臺位置，在設(shè)定電磁輻射條件下進(jìn)行培養(yǎng)；3)培養(yǎng)結(jié)束后，對各組線蟲的生長狀態(tài)進(jìn)行圖像采集，比較各組線蟲生長發(fā)育狀態(tài)的差異，評價實驗組實驗條件是否具有電磁輻射損傷效應(yīng)。該方法中，所述實驗樣品中包括秀麗線蟲。第三方面，本發(fā)明提供一種利用所述電磁輻射實驗裝置進(jìn)行抗電磁輻射藥物篩查的方法，包括以下步驟I)將擬篩選的藥物配制成不同濃度的NGM培養(yǎng)板，將實驗生物在該培養(yǎng)板上生長，分組；2)將各組實驗樣品放置在所述電磁輻射實驗裝置中實施電磁輻射，觀察各組實驗樣品中實驗生物的生長發(fā)育模式；3)判斷電磁輻射對實驗生物是否具有損傷效應(yīng)，以及具有何種損傷效應(yīng)；4)比較各組實驗生物的生長發(fā)育模式，判斷不同濃度藥物對于實驗生物的影響，篩查出具有抗電磁輻射的藥物及藥物濃度。其中，所述實驗生物為正常株系或突變株系秀麗線蟲，所述觀察方式為圖像采集和圖像比較；所述影響為發(fā)育促進(jìn)和/或產(chǎn)卵狀態(tài)的。各組實驗樣品包括空白對照組、照射組、各不同濃度的藥物-對照組、各不同濃度的藥物-照射組。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明裝置溫控范圍廣泛，可滿足動物的正常生長需要，電磁輻射模擬源輕便易行，功率可調(diào)。2、本發(fā)明所述評價方法簡便易行、適于電磁輻射生物效應(yīng)的評價且可完全排除環(huán)境溫度等外界環(huán)境因素的影響。3、應(yīng)用本發(fā)明的裝置和方法，可對于抗電磁輻射新藥的篩選和研發(fā)起指導(dǎo)性作用。


圖I是電磁輻射模擬源外觀示意圖；圖2是恒溫培養(yǎng)箱與電磁輻射模擬源組合裝置的示意圖；圖3是秀麗線蟲在電磁輻射環(huán)境中各分組條件下的發(fā)育情況顯示。圖4正常對照組(20°C )和25°C溫度對照組N2線蟲的生長曲線圖5對照組及25°C溫度條件對線蟲產(chǎn)卵數(shù)量分布及產(chǎn)卵總數(shù)的影響圖61750MHz和900MHz電磁輻射條件下N2線蟲的生長曲線 圖7電磁輻照對線蟲產(chǎn)卵數(shù)量分布及產(chǎn)卵總數(shù)的影響圖8不同濃度的知母多糖作用48h后線蟲的生長發(fā)育狀態(tài)圖9不同濃度知母多糖對電磁輻射的保護(hù)效果圖10不同濃度的枸杞多糖作用48h后線蟲的生長發(fā)育狀態(tài)圖11不同濃度枸杞多糖對電磁輻射的保護(hù)效果
具體實施例方式為了能夠保證在電磁輻射過程中的秀麗線蟲處于正常的生長狀態(tài)而不受電磁輻射所帶來的環(huán)境溫度等的影響，本發(fā)明采用恒溫培養(yǎng)箱與電磁輻射源(手機(jī)輻射源)相結(jié)合的方式進(jìn)行電磁輻射生物效應(yīng)研究。為此，本發(fā)明裝置基于以下設(shè)計思想1、基于恒溫培養(yǎng)箱的熱穩(wěn)定原理及熱力學(xué)第二定律，當(dāng)恒溫培養(yǎng)箱的箱體內(nèi)局部溫度上升時，會被培養(yǎng)箱內(nèi)的溫度所平衡，且局部溫度被平衡的速度與手機(jī)輻射源的體積、培養(yǎng)箱的容積及培養(yǎng)箱的溫控性能等因素相關(guān)。當(dāng)培養(yǎng)箱容積(設(shè)計為250L)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于手機(jī)輻射源的體積時，手機(jī)輻射源附近的局部溫度能夠很快被平衡。2、由于目前市場上手機(jī)所使用的輻射頻段為900MHz和1800MHz等，并且小體積手機(jī)輻射源所導(dǎo)致的溫度上升易被恒溫培養(yǎng)箱所平衡，因而設(shè)計了含有兩種微波頻率(分別為1750MHz和900MHz)、輸出功率為可調(diào)檔的小型手機(jī)輻射源，其體積為210 X 190 X 80mm，鞭狀天線高度為100mm、直徑為8mm ;并且將每一輻射頻率分為6檔，分別為0. 1,0. 2,0. 4,0. 6,0. 8和I檔，最大輸出功率在I檔位置，其功率為2. 23W，最小輸出功率在0. I檔位置，其功率為0. 008W?；谏鲜鲈O(shè)計思想，本發(fā)明對現(xiàn)有恒溫培養(yǎng)箱進(jìn)行相應(yīng)的改造，加工了一種能夠模擬手機(jī)輻射功率的小型手機(jī)輻射源，放在恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行電磁輻射，從而避免電磁輻射過程中產(chǎn)生的熱干擾電磁輻射對秀麗線蟲的作用，更有利于進(jìn)行長時間、低劑量電磁輻射損傷機(jī)理及抗電磁輻射藥物的研究。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。本發(fā)明實驗裝置包括生化培養(yǎng)箱以及設(shè)于其中的電磁輻射模擬源。電磁輻射模擬源為模擬手機(jī)輻射頻率的小型輻射源(也稱手機(jī)輻射源)，采用1750MHz和900MHz兩種發(fā)射頻率，各頻率下分別設(shè)置有6個檔位(0. 1,0. 2,0. 4,0. 6,0. 8、I)，共可實現(xiàn)2種頻率、12種輸出功率的切換，其外觀操控界面見圖I所示。結(jié)合圖2所示，模擬源包括盒體1，盒體尺寸為210X190X80mm，盒內(nèi)裝有頻率發(fā)生器(圖中未畫)，在盒體I上分別垂直于盒體上表面設(shè)置900MHz和1750MHz兩種頻率的鞭狀天線2、3，盒體I操控界面設(shè)置頻率切換開關(guān)4，兩種頻率下各自對應(yīng)的頻率撥檔5、6，以及電源開關(guān)7。電磁輻射模擬源輸出功率和檔位對照如表I所示。表I :輸出功率與檔位對照表
權(quán)利要求
1.一種電磁輻射實驗裝置，包括電磁輻射模擬源和生化培養(yǎng)箱兩部分，均通過外接電源供電，其特征在于所述生化培養(yǎng)箱有較大體積，電磁輻射模擬源放置在其內(nèi)中間位置，在該電磁輻射模擬源發(fā)射端的四周設(shè)用于放置實驗樣品的培養(yǎng)平臺，且生化培養(yǎng)箱設(shè)置有溫控儀、溫度調(diào)節(jié)開關(guān)及溫度顯示，控制箱內(nèi)溫度波動為±0.5°C，溫度均勻性為±1°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電磁輻射實驗裝置，其特征在于所述生化培養(yǎng)箱為250L的恒溫培養(yǎng)箱，所述電磁輻射模擬源為手機(jī)輻射源，外型尺寸為210 X 190 X 80mm，發(fā)射端為發(fā)射天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁輻射實驗裝置，其特征在于所述電磁輻射模擬源設(shè)置有1750MHz和900MHz兩種發(fā)射頻率，并且每一頻率分別設(shè)置有0. 1、0. 2,0. 2,0. 6,0. 8、I六個檔位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁輻射實驗裝置，其特征在于所述電磁輻射模擬源包括盒體，盒內(nèi)裝有頻率發(fā)生器，盒體上垂直設(shè)置發(fā)射兩種頻率的天線，盒體操控界面設(shè)頻率切換開關(guān)、兩種頻率下各自對應(yīng)的頻率撥檔以及電源開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4任一所述的電磁輻射實驗裝置，其特征在于所述培養(yǎng)平臺為高2-5mm左右的圓柱形腔體，所述實驗樣品為裝有秀麗線蟲的培養(yǎng)皿或培養(yǎng)板，培養(yǎng)皿或培養(yǎng)板置于圓柱形腔體上；培養(yǎng)平臺為多個，分布于內(nèi)天線的四周。
6.一種利用權(quán)利要求I 5之一所述的電磁輻射實驗裝置進(jìn)行電磁輻射損傷效應(yīng)評價方法，包括如下步驟 1)通過溫控儀和溫度調(diào)節(jié)開關(guān)設(shè)定箱內(nèi)溫度，通過頻率撥檔設(shè)定電磁輻射模擬源發(fā)射功率; 2)將實驗樣品按分組放入到培養(yǎng)皿中，將培養(yǎng)皿放入生化培養(yǎng)箱的培養(yǎng)平臺位置，在設(shè)定電磁輻射條件下進(jìn)行培養(yǎng)； 3)培養(yǎng)結(jié)束后，對各組線蟲的生長狀態(tài)進(jìn)行圖像采集，比較各組線蟲生長發(fā)育狀態(tài)的差異，評價實驗組實驗條件是否具有電磁輻射損傷效應(yīng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁輻射損傷效應(yīng)評價方法，其特征在于所述實驗樣品中包括秀麗線蟲。
8.一種利用權(quán)利要求I 5之一所述的電磁輻射實驗裝置進(jìn)行抗電磁輻射藥物篩查的方法，包括以下步驟 1)將擬篩選的藥物配制成不同濃度的NGM培養(yǎng)板，將實驗生物在該培養(yǎng)板上生長，分組； 2)將各組實驗樣品放置在所述電磁輻射實驗裝置中實施電磁輻射，觀察各組實驗樣品中實驗生物的生長發(fā)育模式； 3)判斷電磁輻射對實驗生物是否具有損傷效應(yīng)，以及具有何種損傷效應(yīng)； 4)比較各組實驗生物的生長發(fā)育模式，判斷不同濃度藥物對于實驗生物的影響，篩查出具有抗電磁輻射的藥物及藥物濃度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述實驗生物為正常株系或突變株系秀麗線蟲，所述觀察方式為圖像采集和圖像比較；所述影響為發(fā)育促進(jìn)和/或產(chǎn)卵狀態(tài)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于各組實驗樣品包括空白對照組、照射組、各不同濃度的藥物-對照組、各不同濃度的藥物-照射組。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電磁輻射實驗裝置及利用該裝置進(jìn)行的損傷效應(yīng)評價方法和該方法在抗電磁輻射藥物篩查中的用途。該裝置包括電磁輻射模擬源和生化培養(yǎng)箱兩部分，均通過外接電源供電，所述生化培養(yǎng)箱有較大體積，電磁輻射模擬源放置在其內(nèi)中間位置，在該電磁輻射模擬源發(fā)射端的四周設(shè)用于放置實驗樣品的培養(yǎng)平臺，且生化培養(yǎng)箱設(shè)置有溫控儀、溫度調(diào)節(jié)開關(guān)及溫度顯示，控制箱內(nèi)溫度波動為±0.5℃，溫度均勻性為±1℃。該裝置電磁輻射源包括兩種輸出頻率，各頻率包括6種檔位，可實現(xiàn)12種輸出功率，可連續(xù)工作一個月以上，滿足實驗生物的正常生長條件。本發(fā)明的主要用途在于可在保證動物正常生長條件下進(jìn)行電磁輻射效應(yīng)的評價，以及抗電磁輻射藥物的篩選。
文檔編號A01K67/033GK102867560SQ201210233298
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者張成崗, 高艷, 李志慧, 李軍懷, 李偉光, 吳永紅, 易建明, 高大文 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射與輻射醫(yī)學(xué)研究所, 蘇州科景生物醫(yī)藥科技有限公司