专利名称：一种电磁辐射实验装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明属于到生物医药保健相关技术领域，具体涉及一种电磁辐射效应评价装置以及利用该装置进行的损伤效应评价方法，可利用秀丽隐杆线虫进行电磁辐射损伤效应的评价，并可用于抗电磁辐射新药的筛选和研发。
背景技术：
电磁辐射已成为一种新的环境污染源。人们生活环境中的电磁辐射多为低剂量、持续性辐射，其生物效应多为累积效应，对人类健康的危害不容忽视。但是电磁辐射生物效应的机制尚无定论，其重要的原因之一就在于缺乏敏感、有效的生物效应评价装置和方法。目前，已经多种电磁辐射发生装置，可供在实验室内进行系统的生物效应评价，但是这些装置例如电磁混响室、雷达信号模拟器等往往体积较大且工作时自身产热，不易放置在常用的恒温培养箱内，还难以排除环境温度对电磁辐射相关实验结果的影响。在短时间、高剂量的辐射条件下虽然在一定程度上可忽略环境因素对实验结果的影响，但对于长时间、低 剂量的辐照条件而言，实验结果难免受到外界环境(温度、湿度等)的干扰，且现有的电磁辐射发生装置均未考虑该干扰因素。因此，迫切需要建立能够满足实验动物正常生长环境需求的电磁辐射效应评价装置，尤其适用于电磁辐射累积效应的评价。电磁辐射生物效应的以往研究中，广泛使用了在体模型及体外模型，两者的复杂性和单一性导致所得到的生物效应难以归一化，因此迫切需要建立和发展一种更为敏感、有效的电磁效应评价系统，以便灵敏、稳定、可靠地评估电磁辐射的生物危害和机制，满足电磁辐射防护医学的迫切需求。秀丽隐杆线虫是一种操作易行、生物效应评估便捷的模式生物，与电磁辐射生物效应研究中常用的细胞模型以及高等动物相比具有一定优势，具体表现在细胞培养技术对温度、湿度、空气和无菌等培养条件的依赖性导致其很难用于现实环境中的电磁污染评价；而高等动物的复杂性导致利用小鼠、大鼠、家兔等哺乳动物进行短期电磁环境暴露很难看到明确的生物效应，而在进行长期电磁环境暴露评估累积效应的同时，环境因素的变化往往导致从实验结果中难以甄别电磁损伤效应和环境因素效应的相互干扰。而使用秀丽线虫进行此类研究则具有多方面的优势，是一种可以评价电磁辐射生物效应的理想模式生物，具有饲养简单(常压、常氧、20°C条件即可)，繁殖容易(雌雄同体、自体繁殖)，表型丰富(具有丰富的生理指标、行为指标、学习记忆评价指标等)等优点，因此非常适用于环境电磁辐射的生物效应评价和电磁防护药物的筛选。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是建立一种简便易行的可用于对电磁辐射损伤效应进行客观评价的电磁辐射实验装置，能够针对包括秀丽线虫在内的实验动物在正常生长状态下给予电磁辐射，从而实现电磁辐射损伤效应评价方法，并进一步用于抗电磁辐射药物的筛查。为实现上述目的，本发明采取以下技术方案
第一方面，本发明提供一种电磁福射实验装置，包括电磁福射模拟源和生化培养箱两部分，均通过外接电源供电，其特征在于所述生化培养箱有较大体积，电磁辐射模拟源放置在其内中间位置，在该电磁辐射模拟源发射端的四周设用于放置实验样品的培养平台，且生化培养箱设置有温控仪、温度调节开关及温度显示，控制箱内温度波动为±0. 5°C，温度均匀性为±i°c。所述生化培养箱为250L的恒温培养箱，所述电磁辐射模拟源为手机辐射源，外型尺寸为210 X 190 X 80mm，发射端为发射天线。所述电磁辐射模拟源设置有1750MHz和900MHz两种发射频率，并且每一频率分别设置有 0. 1、0. 2、0. 2、0. 6、0. 8、1 六个档位。所述电磁辐射模拟源包括盒体，盒内装有频率发生器，盒体上垂直设置发射两种频率的天线，盒体操控界面设频率切换开关、两种频率下各自对应的频率拨档以及电源开 关。所述培养平台为高2-5mm左右的圆柱形腔体，所述实验样品为装有秀丽线虫的培养皿或培养板,培养皿或培养板置于圆柱形腔体上；培养平台为多个，分布于内天线的四周。第二方面，本发明提供一种利用所述电磁辐射实验装置进行电磁辐射损伤效应评价方法，包括如下步骤I)通过温控仪和温度调节开关设定箱内温度，通过频率拨档设定电磁辐射模拟源发射功率；2)将实验样品按分组放入到培养皿中，将培养皿放入生化培养箱的培养平台位置，在设定电磁辐射条件下进行培养；3)培养结束后，对各组线虫的生长状态进行图像采集，比较各组线虫生长发育状态的差异，评价实验组实验条件是否具有电磁辐射损伤效应。该方法中，所述实验样品中包括秀丽线虫。第三方面，本发明提供一种利用所述电磁辐射实验装置进行抗电磁辐射药物筛查的方法，包括以下步骤I)将拟筛选的药物配制成不同浓度的NGM培养板，将实验生物在该培养板上生长，分组；2)将各组实验样品放置在所述电磁辐射实验装置中实施电磁辐射，观察各组实验样品中实验生物的生长发育模式；3)判断电磁辐射对实验生物是否具有损伤效应，以及具有何种损伤效应；4)比较各组实验生物的生长发育模式，判断不同浓度药物对于实验生物的影响，筛查出具有抗电磁辐射的药物及药物浓度。其中，所述实验生物为正常株系或突变株系秀丽线虫，所述观察方式为图像采集和图像比较；所述影响为发育促进和/或产卵状态的。各组实验样品包括空白对照组、照射组、各不同浓度的药物-对照组、各不同浓度的药物-照射组。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明装置温控范围广泛，可满足动物的正常生长需要，电磁辐射模拟源轻便易行，功率可调。2、本发明所述评价方法简便易行、适于电磁辐射生物效应的评价且可完全排除环境温度等外界环境因素的影响。3、应用本发明的装置和方法，可对于抗电磁辐射新药的筛选和研发起指导性作用。
图I是电磁辐射模拟源外观示意图；图2是恒温培养箱与电磁辐射模拟源组合装置的示意图；图3是秀丽线虫在电磁辐射环境中各分组条件下的发育情况显示。图4正常对照组(20°C )和25°C温度对照组N2线虫的生长曲线图5对照组及25°C温度条件对线虫产卵数量分布及产卵总数的影响图61750MHz和900MHz电磁辐射条件下N2线虫的生长曲线 图7电磁辐照对线虫产卵数量分布及产卵总数的影响图8不同浓度的知母多糖作用48h后线虫的生长发育状态图9不同浓度知母多糖对电磁辐射的保护效果图10不同浓度的枸杞多糖作用48h后线虫的生长发育状态图11不同浓度枸杞多糖对电磁辐射的保护效果
具体实施例方式为了能够保证在电磁辐射过程中的秀丽线虫处于正常的生长状态而不受电磁辐射所带来的环境温度等的影响，本发明采用恒温培养箱与电磁辐射源(手机辐射源)相结合的方式进行电磁辐射生物效应研究。为此，本发明装置基于以下设计思想1、基于恒温培养箱的热稳定原理及热力学第二定律，当恒温培养箱的箱体内局部温度上升时，会被培养箱内的温度所平衡，且局部温度被平衡的速度与手机辐射源的体积、培养箱的容积及培养箱的温控性能等因素相关。当培养箱容积(设计为250L)远远大于手机辐射源的体积时，手机辐射源附近的局部温度能够很快被平衡。2、由于目前市场上手机所使用的辐射频段为900MHz和1800MHz等，并且小体积手机辐射源所导致的温度上升易被恒温培养箱所平衡，因而设计了含有两种微波频率(分别为1750MHz和900MHz)、输出功率为可调档的小型手机辐射源，其体积为210 X 190 X 80mm，鞭状天线高度为100mm、直径为8mm ;并且将每一辐射频率分为6档，分别为0. 1,0. 2,0. 4,0. 6,0. 8和I档，最大输出功率在I档位置，其功率为2. 23W，最小输出功率在0. I档位置，其功率为0. 008W。基于上述设计思想，本发明对现有恒温培养箱进行相应的改造，加工了一种能够模拟手机辐射功率的小型手机辐射源，放在恒温培养箱内进行电磁辐射，从而避免电磁辐射过程中产生的热干扰电磁辐射对秀丽线虫的作用，更有利于进行长时间、低剂量电磁辐射损伤机理及抗电磁辐射药物的研究。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。本发明实验装置包括生化培养箱以及设于其中的电磁辐射模拟源。电磁辐射模拟源为模拟手机辐射频率的小型辐射源(也称手机辐射源)，采用1750MHz和900MHz两种发射频率，各频率下分别设置有6个档位(0. 1,0. 2,0. 4,0. 6,0. 8、I)，共可实现2种频率、12种输出功率的切换，其外观操控界面见图I所示。结合图2所示，模拟源包括盒体1，盒体尺寸为210X190X80mm，盒内装有频率发生器(图中未画)，在盒体I上分别垂直于盒体上表面设置900MHz和1750MHz两种频率的鞭状天线2、3，盒体I操控界面设置频率切换开关4，两种频率下各自对应的频率拨档5、6，以及电源开关7。电磁辐射模拟源输出功率和档位对照如表I所示。表I :输出功率与档位对照表
权利要求
1.一种电磁辐射实验装置，包括电磁辐射模拟源和生化培养箱两部分，均通过外接电源供电，其特征在于所述生化培养箱有较大体积，电磁辐射模拟源放置在其内中间位置，在该电磁辐射模拟源发射端的四周设用于放置实验样品的培养平台，且生化培养箱设置有温控仪、温度调节开关及温度显示，控制箱内温度波动为±0.5°C，温度均匀性为±1°C。
2.根据权利要求I所述的电磁辐射实验装置，其特征在于所述生化培养箱为250L的恒温培养箱，所述电磁辐射模拟源为手机辐射源，外型尺寸为210 X 190 X 80mm，发射端为发射天线。
3.根据权利要求2所述的电磁辐射实验装置，其特征在于所述电磁辐射模拟源设置有1750MHz和900MHz两种发射频率，并且每一频率分别设置有0. 1、0. 2,0. 2,0. 6,0. 8、I六个档位。
4.根据权利要求3所述的电磁辐射实验装置，其特征在于所述电磁辐射模拟源包括盒体，盒内装有频率发生器，盒体上垂直设置发射两种频率的天线，盒体操控界面设频率切换开关、两种频率下各自对应的频率拨档以及电源开关。
5.根据权利要求I至4任一所述的电磁辐射实验装置，其特征在于所述培养平台为高2-5mm左右的圆柱形腔体，所述实验样品为装有秀丽线虫的培养皿或培养板，培养皿或培养板置于圆柱形腔体上；培养平台为多个，分布于内天线的四周。
6.一种利用权利要求I 5之一所述的电磁辐射实验装置进行电磁辐射损伤效应评价方法，包括如下步骤 1)通过温控仪和温度调节开关设定箱内温度，通过频率拨档设定电磁辐射模拟源发射功率; 2)将实验样品按分组放入到培养皿中，将培养皿放入生化培养箱的培养平台位置，在设定电磁辐射条件下进行培养； 3)培养结束后，对各组线虫的生长状态进行图像采集，比较各组线虫生长发育状态的差异，评价实验组实验条件是否具有电磁辐射损伤效应。
7.根据权利要求6所述的电磁辐射损伤效应评价方法，其特征在于所述实验样品中包括秀丽线虫。
8.一种利用权利要求I 5之一所述的电磁辐射实验装置进行抗电磁辐射药物筛查的方法，包括以下步骤 1)将拟筛选的药物配制成不同浓度的NGM培养板，将实验生物在该培养板上生长，分组； 2)将各组实验样品放置在所述电磁辐射实验装置中实施电磁辐射，观察各组实验样品中实验生物的生长发育模式； 3)判断电磁辐射对实验生物是否具有损伤效应，以及具有何种损伤效应； 4)比较各组实验生物的生长发育模式，判断不同浓度药物对于实验生物的影响，筛查出具有抗电磁辐射的药物及药物浓度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述实验生物为正常株系或突变株系秀丽线虫，所述观察方式为图像采集和图像比较；所述影响为发育促进和/或产卵状态的。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于各组实验样品包括空白对照组、照射组、各不同浓度的药物-对照组、各不同浓度的药物-照射组。
全文摘要
本发明涉及一种电磁辐射实验装置及利用该装置进行的损伤效应评价方法和该方法在抗电磁辐射药物筛查中的用途。该装置包括电磁辐射模拟源和生化培养箱两部分，均通过外接电源供电，所述生化培养箱有较大体积，电磁辐射模拟源放置在其内中间位置，在该电磁辐射模拟源发射端的四周设用于放置实验样品的培养平台，且生化培养箱设置有温控仪、温度调节开关及温度显示，控制箱内温度波动为±0.5℃，温度均匀性为±1℃。该装置电磁辐射源包括两种输出频率，各频率包括6种档位，可实现12种输出功率，可连续工作一个月以上，满足实验生物的正常生长条件。本发明的主要用途在于可在保证动物正常生长条件下进行电磁辐射效应的评价，以及抗电磁辐射药物的筛选。
文档编号A01K67/033GK102867560SQ201210233298
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者张成岗, 高艳, 李志慧, 李军怀, 李伟光, 吴永红, 易建明, 高大文 申请人:中国人民解放军军事医学科学院放射与辐射医学研究所, 苏州科景生物医药科技有限公司