专利名称：一种实时检测电磁辐射生物发光效应的方法
技术领域：
本项发明涉及一种电磁辐射生物效应的实时检测方法，通过实时测量电磁辐射引起的瞬间生物发光变化，研究生物效应机制，所属技术领域为生物医学检测技术。
背景技术：
电磁辐射对生物体可以产生多种生物效应，对其生物效应作用机制的研究是近年来人们关注的热点。生物发光是生物体自身代谢和与外界进行能量交换过程表现出的一种特殊生物现象。生物体接受电磁辐射时，对电磁能量的吸收、传递和转化，都可能引起生物发光的变化，所以可以利用电磁辐射引起的瞬间生物发光变化，探讨电磁辐射生物效应的早期作用特点，对于揭示其效应作用机制具有重要意义。但这种生物发光过程通常变化较快，当外界刺激因素撤除后发光随即消失，而目前用发光测量仪测量电磁辐射与生物发光现象的关系时，都是先将样品进行电磁辐射，而后移入到发光仪的测量暗室测量，样品接受辐射处理与发光检测是分时的，难以获得生物体接受电磁辐射时刻生物发光的瞬态或即时变化信息， 导致一些具有重要生物学意义的发光变化信息丢失。本项发明就是针对上述问题，建立的一种生物发光效应实时检测方法，可以在电磁辐射能量作用于生物样品的时刻，对生物发光的变化信息进行实时检测，该方法可以为研究电磁辐射生物效应机制提供新的技术方法和分析指标。
发明内容
本项发明提供了一种实时测量电磁辐射引起的瞬时生物发光变化的检测方法，具体方案如下本方法的实施方案示意图见图1.所示。通过在发光仪发光暗室(1)中安置微带型或喇叭型微波天线(3)，利用高频同轴电缆插座(2)将一定波段范围的电磁辐射引入到发光暗室，使电磁能量直接近距离作用到发光暗室中石英样品池中的生物样品，在石英样品池下方，增加一组不同高度的垫圈(5)，该垫圈用有机玻璃制作。通过放置不同的垫圈，可以调节样品到辐射天线之间的距离，达到调整对样品的辐射强度的目的，对于微带型天线，该方法可将样品调节到靠近天线表面，充分提高辐射作用效率，辐射强度的细致调节，可以通过调节与天线相连的功率放大器参数实现。为防止电磁辐射对发光仪自身电气性能的影响，并防止电磁波在暗室仓内的散射作用导致作用到样品上的电磁辐射强度难以控制和定量，本方法在发光暗室中的金属暴露区域暗室机壳(1)和仓内防护板(7)填充了电磁波吸波材料(6)，只保留样品池区域和传输发光的透光孔(8)末填充，该方案即保护了发光仪，也稳定了测量效果。样品产生的发光信号直接由其下方的光电倍增管(9)接收放大后输出供后续分析。通过上述方案，可以实现在电磁辐射作用于生物样品的同时，实时测量样品的瞬间生物发光变化，同时又不影响发光仪的各项电气性能和工作状态。利用本方法可以测量的生物样品包括生物组织样品，细胞及亚细胞样品，生物大分子样品(酶、色素等)，以及小体积动物样品(如昆虫、胎鼠等)。
图1.电磁辐射实时发光测量实施方案示意图。1为暗室外壳；2为同轴电缆插座；3为微波天线；4为样品池；5为垫圈；6为吸波材料；7为仓内防护板；8为透光孔；9为光电倍增管。
具体实施例方式下面结合图1进一步说明实现本发明的优选方案。将发光仪发光暗室顶盖拆下，在盖上正对样品池的位置打孔安装微波同轴电缆插座0)，使之与微波功率放大器相连接，在盖的内侧固定一个正方形微带天线(3)，尺寸为 40X40mm。样品池(4)采用直径40mm的石英玻璃样品池，垫圈(5)高为50mm，使样品与天线间距离< 5mm，实验样品为大鼠腹腔巨噬细胞悬液，细胞浓度IXlO6个/ml。电磁辐射为S波段微波，频率为2. 85GHz，辐射方式为脉冲调制方式，脉冲宽度2 μ S，峰值输出功率为 100W。操作时，将样品放好后关闭暗室，先不开启电磁辐射，记录样品的发光本底值，保持发光仪工作在记录状态下，开启电磁辐射，则可以观测到电磁辐射导致的样品瞬时性发光变化现象。
权利要求
1.一种实时检测电磁辐射生物发光效应的方法，其特征在于该方法将电磁辐射天线 (3)安置在发光仪的发光暗室(1)中，使电磁辐射直接作用在暗室中样品池内的生物样品， 在电磁辐射与生物样品相互作用的时刻，记录实时的生物发光变化特性，在暗室中布设有电磁吸波材料G)，可以吸收散射的电磁波，即防护了发光仪的电器性能，又使实际照射在样品上的电磁辐射功率定量可控，达到稳定实验效果的目的，利用垫圈(5)调节样品与天线之间的距离，可以控制作用到样品的辐射强度。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于安置在暗室(1)内的电磁辐射天线 (3)为微带或喇叭型微波天线，其实际尺寸应根据电磁波波长和暗室的空间以及样品池的口径综合考虑。
3.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于微带型天线为正方型，边长范围为 20-60mm。
4.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于当暗室(1)空间较大时，为提高辐射功率，电磁辐射天线(3)可以采用圆锥型或正角锥型喇叭天线，圆锥型天线口径为 20-60mm，正角锥型天线端口边长为20_60mm。
5.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于所采用的吸波材料(6)为聚氨酯泡沫吸波材料，吸波材料厚度根据发光暗室(1)的空间而定，应尽量将空间填充满。
6.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于制作垫圈(5)的材料为有机玻璃，其高度根据样品与天线之间的距离而选择，高度范围为10_50mm，垫圈孔径应大于发光仪的透光孔⑶。
全文摘要
一种实时检测电磁辐射生物发光效应的方法，该方法通过在发光仪暗室中安置微波天线，使电磁辐射能量直接近距离作用到暗室中的生物样品，在电磁辐射作用于生物样品的时刻，对生物发光的变化信息进行实时检测。用有机玻璃垫圈控制照射距离，暗室仓内填充了电磁吸波材料，防止电磁波的散射作用。可测量的生物样品包括生物组织样品，细胞及亚细胞样品，生物大分子样品，以及小体积动物样品，本方法可为研究电磁辐射生物效应机制提供新的技术方法和分析指标。
文档编号C12M1/42GK102174390SQ20111005505
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者丛建波, 先宏, 吴可, 张清俊, 王长振 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