一种低剂量电离辐射导致细胞早期生物效应的检测方法技术

本发明专利技术提供了一种低剂量电离辐射导致细胞早期生物效应的检测方法，属于辐射细胞生物学效应检测技术领域。本发明专利技术提供的低剂量电离辐射导致细胞早期生物效应的检测方法，包括如下步骤：将受到低剂量电离辐射的细胞固定后，采用共聚焦拉曼光谱设备进行检测，根据拉曼光谱信号获得辐射细胞的生物效应相关信息。本发明专利技术方法具有足够的灵敏度，能够检测低剂量电离辐射的生物效应。本发明专利技术方法简单、直接，不需要复杂繁琐的细胞处理过程，避免其他处理过程中可能出现的干扰，节省分析检测时间。本发明专利技术方法在细胞受照之后即可开展，能够检测早期变化，避免因细胞修复等原因导致的生物效应的漏检。。。

【技术实现步骤摘要】
一种低剂量电离辐射导致细胞早期生物效应的检测方法


[0001]本专利技术属于辐射细胞生物学效应检测
，尤其涉及一种低剂量电离辐射导致细胞早期生物效应的检测方法。

技术介绍

[0002]低剂量电离辐射(通常指200mGy以下)普遍存在于自然和人工环境中，对放射职业人群和公众的影响更为普遍，其辐射生物效应相较于高剂量电离辐射更加隐秘、复杂而多样。低剂量辐射生物效应在放射医学等领域具有重要的研究意义，在核技术相关的辐射防护等方面具有重要的应用价值，目前仍然缺乏简易快速的早期生物效应分析检测技术手段。
[0003]低剂量辐射生物效应研究的困难之一是由于低剂量辐射引发的生物效应不够明显，分子变化敏感性较低；同时，许多辐射效应受到半衰期和接触时间的限制，随时间恢复或消失，分子变化具有时效性。目前常用的微核分析、染色体畸变或针对其它辐射生物标志物的细胞生物效应检测方法存在诸多不足：首先，这些方法对辐射剂量的灵敏度不够，在低剂量电离辐射条件下的适用性有限；其次，这些方法大都需要细胞培养若干小时，或者较为复杂繁琐的生物化学、分子生物学处理过程，分析检测所需时间过长；另外，细胞在低剂量电离辐照之后随即开始自我修复过程，导致一些本来因剂量低而较为隐匿的细胞生物效应随时间推移而消失，这就要求对于早期辐射效应的检测分析必须及时。低剂量电离辐射引发的生物效应不够明显，现有技术都较难及时发现，但却是人们工作生活中最常接触到的辐射，值得重点关注。
[0004]拉曼光谱是基于拉曼散射效应的分子振动光谱，既可以检测分子结构的变化，也能够检测分子组成的变化。拉曼光谱在生命科学研究领域有着独特的技术优势，诸如：高灵敏度，样本无需标记、无需复杂的预处理，可实现原位定点检测等等。目前已经建立了包括核苷酸、多肽、脂类在内的诸多生物分子的拉曼图谱。但是在辐射生物学领域，大多采用表面增强拉曼散射(SERS)技术将细胞或者生物分子连在SERS基底上，实现光谱信号的放大，进行电离辐射效应分析。但SERS基底的使用增加了实际操作步骤，并且受到其与被连接待测物空间距离的限制。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供了一种新型的、简易的能够及时发现早期低剂量辐射生物效应的方法。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种低剂量电离辐射导致细胞早期生物效应的检测方法，包括如下步骤：将受到低剂量电离辐射的细胞固定后，采用共聚焦拉曼光谱设备进行检测，根据拉曼光谱信号获得辐射细胞的生物效应相关信息。
[0008]优选的，所述低剂量电离辐射为200mGy剂量以下的电离辐射。
[0009]优选的，所述电离辐射包括X射线辐射。
[0010]优选的，所述共聚焦拉曼光谱设备的激发光波长为532nm，激光功率为10mW。
[0011]优选的，所述细胞包括人神经母细胞瘤细胞SH
‑
SY5Y、人黑色素瘤细胞A357和人肾皮质近曲小管上皮细胞HK
‑
2。
[0012]优选的，固定细胞的方法包括采用多聚甲醛固定。
[0013]优选的，所述低剂量电离辐射引起细胞DNA水平改变。
[0014]优选的，所述低剂量电离辐射降低了细胞的迁移水平。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]本专利技术利用拉曼光谱技术实现了低剂量电离辐射细胞生物学效应的早期发现与监测，将受到低剂量电离辐照的细胞固定后直接进行拉曼光谱检测，无需采用表面增强拉曼技术，而且无需对细胞中的小分子物质进行提取等，直接进行细胞水平的检测，能够直接检测到细胞变化的光谱信号，可以获得原位信息。与现有的电离辐射细胞生物学效应检测方法相比，本专利技术方法更加简单，且灵敏度更高，能够及时发现低剂量电离辐射早期生物学效应。
[0017]本专利技术方法具有足够的灵敏度，能够检测低剂量电离辐射的生物效应。本专利技术方法简单、直接，不需要复杂繁琐的细胞处理过程，避免其他处理过程中可能出现的干扰，节省分析检测时间。本专利技术方法在细胞受照之后即可开展，能够检测早期变化，避免因细胞修复等原因导致的生物效应的漏检。
附图说明
[0018]图1为本专利技术检测方法的流程示意图；
[0019]图2为SH
‑
SY5Y细胞经不同剂量(0、100、200、500mGy)X射线辐照后的拉曼光谱(已扣除玻璃盖玻片本底信号)图，灰色显示的拉曼峰值分别为725cm
‑1、780cm
‑1、1093cm
‑1、1580cm
‑1；
[0020]图3为SH
‑
SY5Y细胞经不同剂量(100、200、500mGy)X射线辐照后相较于对照(0mGy)的拉曼差谱图，灰色显示与DNA相关；
[0021]图4为SH
‑
SY5Y细胞经不同剂量(0、100、200、500mGy)X射线辐照后继续培养6h后的细胞周期分析(n＝3，**p<0.01)；
[0022]图5为SH
‑
SY5Y细胞迁移分析的代表性显微照片(左上：对照细胞辐照前；右上：对照细胞培养20h后；左下：100mGy剂量辐照前；右下：100mGy剂量辐照后培养20h；标尺：200μm)；
[0023]图6为SH
‑
SY5Y细胞经不同剂量(0、100、200、500mGy)X射线辐照后继续培养20h后的划痕面积相较于辐照之前的百分比(n＝6，*p<0.01)；
[0024]图7为A357和HK
‑
2细胞经200mGy剂量X射线辐照后的拉曼光谱(已扣除玻璃盖玻片本底信号)图，灰色显示的拉曼峰值分别为725cm
‑1、780cm
‑1、1093cm
‑1、1580cm
‑1。
具体实施方式
[0025]本专利技术提供了一种低剂量电离辐射导致细胞早期生物效应的检测方法，包括如下步骤：将受到低剂量电离辐射的细胞固定后，采用共聚焦拉曼光谱设备进行检测，根据拉曼
光谱信号获得辐射细胞的生物效应相关信息。
[0026]本专利技术提供的检测方法的流程示意图如图1所示。在本专利技术中，所述低剂量电离辐射优选为200mGy剂量以下的电离辐射。本专利技术对于电离辐射的具体种类没有特殊限定，在本专利技术具体实施例中，所采用的为X射线辐射。在本专利技术中，所述细胞优选的包括人神经母细胞瘤细胞SH
‑
SY5Y、人黑色素瘤细胞A357和人肾皮质近曲小管上皮细胞HK
‑
2。本专利技术对于上述细胞的具体来源没有特殊限定。本专利技术中，固定细胞的方法优选的为采用多聚甲醛固定，所述多聚甲醛的浓度优选为4％，本专利技术对于多聚甲醛的具体来源没有特殊限定。
[0027]本专利技术对于共聚焦拉曼光谱设备的具体型号等没有特殊限定，可自行搭建，也可采用成品设备。所述共聚焦拉曼光谱设备的激发光波长优选为532nm，激光功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低剂量电离辐射导致细胞早期生物效应的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：将受到低剂量电离辐射的细胞固定后，采用共聚焦拉曼光谱设备进行检测，根据拉曼光谱信号获得辐射细胞的生物效应相关信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低剂量电离辐射为200mGy剂量以下的电离辐射。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电离辐射包括X射线辐射。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述共聚焦拉曼光谱设备的激发光波长为532nm，激光功率为10m...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘樱，陈钧，陈珊，林兰，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：