[發明專利]一種中頻微電場生物效應快速試驗方法

在審

• 申請號: 202011626679.7
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112834573A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 魯海亮;葉達偉;劉永聰;文習山
• 申請（專利權）人: 武漢大學;山西白求恩醫院（山西醫學科學院）
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種中頻微電場生物效應快速試驗方法，將波形發生器電極布置于培養皿周圍合適的位置，在培養皿中產生可計算的不均勻電場；用有限元方法，對培養皿內的電場分布進行計算；根據計算結果選擇試驗參數，對培養皿中的細胞進行中頻微電場生物效應試驗；采用染色法對細胞進行處理，根據顯色結果劃分有效區域和無效區域；將顯色結果與電場計算結果對照，得出有效的電場參數范圍。本快速試驗方法所需裝置簡單、原理可靠，通過在試驗區域施加不均勻電場的方式，實現同時進行多組電場參數試驗的目的；通過染色分區并與仿真計算結果相對照的方式，大大加快試驗的速度。

技術領域

本發明屬于生物效應試驗技術領域，具體涉及一種中頻微電場生物效應快速試驗方法。

背景技術

研究發現對腫瘤組織施加中頻微電場將破壞快速增殖的腫瘤細胞，而對正常細胞沒有明顯的影響。目前相關研究尚處于起步階段，為了得到中頻微電場作用于各類腫瘤細胞的生物效應，需要進行大量實驗；另外為了實現對患者的個性化治療方案，需要快速的得到某個特定細胞的最佳治療電場參數。其中，中頻微電場是指頻率10kHz-1MHz，電場強度為1V/cm-3V/cm的電場。

現有的中頻微電場生物效應試驗，通常采用對腫瘤細胞施加均勻電場的方法，每次試驗只能得到一組電場參數對該細胞的作用效果，這就需要相關試驗研究人員進行大量重復操作，以得到不同電場參數對某種或某個腫瘤細胞的生物效應，試驗效率低、研究周期長。

發明內容

本發明提供了一種中頻微電場生物效應快速試驗方法，可對某種或幾種細胞同時進行不同電場參數試驗，快速獲得不同參數的中頻微電場對腫瘤細胞的生物效應。

為達到上述目的，本發明所述一種中頻微電場生物效應快速試驗方法，利用電場波形發生器在培養皿中產生可計算的不均勻電場；計算培養皿內的電場分布；根據電場分布計算結果選擇試驗參數，對培養皿中的細胞進行中頻微電場生物效應試驗；根據試驗結果劃分有效區域和無效區域；將試驗結果與電場分布計算結果對照，得出對有抑制效應的電場參數范圍。

進一步的，包括以下步驟：

步驟1，將培養皿和電場波形發生器的兩個輸出端的第一電極和第二電極同軸布置，組成試驗裝置；其中，第一電極為棒狀電極，第二電極的形狀為圓柱面；

步驟2，根據步驟1中所用培養皿、第一電極和第二電極的尺寸和布置方式，建立試驗裝置的電場仿真計算模型，求解得到電場波形發生器施加不同電壓所對應的培養皿內的電場強度范圍；

步驟3，根據微電場生物效應試驗所關注的電場頻率和電場強度范圍，基于第二步的計算結果，選擇電場波形發生器的輸出波形，對培養皿施加電場，以對培養皿中的細胞進行中頻微電場生物效應測試；

步驟4，根據細胞分裂是否受到抑制，將培養皿中的細胞劃分有效區域和無效區域，對細胞分裂有抑制效應的區域即為有效區，其余區域為無效區域；

步驟5，將步驟4的區域劃分結果與第二步的電場計算結果相對照，得到有效區域的電場參數范圍。

進一步的，步驟1中，布置多個大小相同且同軸設置的培養皿。

進一步的，步驟4中，采用染色法對試驗后的培養皿中細胞進行處理，以劃分有效區域和無效區域。

進一步的，步驟2中，利用有限元軟件求解施加不同電壓所對應的培養皿內的電場強度范圍。

與現有技術相比，本發明至少具有以下有益的技術效果：