用于药效学研究的电旋转检测方法技术

一种用于药效学研究的电旋转检测方法，包括如下步骤：（１）向电旋转测量池内充满已知电导率的液体介质，并保持灌流；（２）将待测样品加入到电旋转测量池中；（３）通过施加均匀的旋转电场使待测样品发生电旋转行为，观察位于电旋转测量池中心区域的单个样品颗粒；（４）获得有关样品颗粒电旋转的信息，并制作电旋转谱图。本发明专利技术出于其非介入性的本质，不仅能够在分析过程中保持生物颗粒的完整性和活性，使它们可用来进行进一步的整体或破坏性分析；并且采用这种方法能够用同一批生物颗粒完成整个药效学研究的过程，增加药效统计检验的灵敏度，从而更有利于获取药效研究的信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物颗粒的电旋转检测方法，特别是一种将电旋转检测方法应用于药效学研究的方法。
技术介绍
药效学主要研究药物的作用及作用机理、药物的不良反应和影响药物作用的因素等。其研究范围包括研究药物的作用和药理效应、药物作用的两重性(治疗作用和不良反应)、药物的量效关系(剂量与量反应/质反应的关系)以及对药物安全性的评价。药效学研究的方法很多，随着药物处置对象和药物的不同而不同。下面以抗肿瘤药物的药效学分析为例，说明本专利所叙述的测定系统在药物药效学研究和药物筛选中的应用。 恶性肿瘤是一种严重危害人类健康的疾病，多年来人类一直在不断地研究和开发新的药物以有效地抑制恶性肿瘤的生长，使得抗肿瘤药物的筛选成为一个重要的研究领域。检测抗肿瘤药物对肿瘤细胞生长代谢的影响从而对药物的敏感性做出预测是评估化疗药物药效的一条重要途径。 目前常用的抗肿瘤药物体外筛选方法如MTT、SRB、CCK-8、结晶紫、胎盘蓝等介入性 染色实验方法存在毒性、操作繁琐和需要大样本量的生物样品等问题。此外，一旦对一批 实验用细胞样本采用了 MTT或类似的介入性方法加以作用，则会在检测细胞增殖程度时对 细胞造成不可逆的破坏性影响，即细胞在被染色后生理状态及理化性质已彻底改变，以致 无法在以后的过程中继续使用这批样本考察药物的作用，不可用于进一步的分析及研究， 而必须要采用新的样本。这样，由于生物样本固有的多样性，在药物作用中采用不同的样本 时，在统计检验中用于比较的方差就加入了样本批间的差异方差，使得检验差异的功效降 低。 电旋转是一种非破坏性、可用于单细胞测量的新型生物物理学和电生物学测量技术，是检测细胞生理活性的一种很灵敏的方法，将其用于对细胞和其他生物颗粒的电动力学表征和选择性的操控已经成为了一个活跃的研究领域。使用这种技术操作简便，应用灵活，不仅能够克服MTT法等以染色为基础的相关测量方法中存在的缺点，还由于其非介入性的特点从而可用同一批实验用样本对药物作用的整个过程进行监测，适于研究种类繁多的各类生物颗粒类型，已成为目前生物微粒操控领域的一项重要技术。已采用电旋转技术观察过包括病毒、原核细胞、真核细胞及部分非生物体在内的不同颗粒类型。 目前，对于细胞在射频下介电性质的研究日趋广泛，并已产生很多新的实际应用，包括生物量的在线测定以及新的对单个细胞的电动力学分离、操控和表征用的技术。尽管国内外的研究者在运用电旋转技术探索生物颗粒的介电特性方面已经取得了一定的成果，但尚没有报道将电旋转检测方法应用于药效学研究。采用本专利所叙述的测定系统来进行药物的药效学研究，可以针对同一批实验对象检测其在药物作用下电旋转谱的变化，得到 整个药物作用过程中的药效作用曲线，从而使药效学研究的效率得到了提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于将电旋转检测方法应用于药效学研究中，能够检测生物颗粒在受到药物作用后电旋转谱图上的变化，从而对药物的敏感性做出预测，以解决上述
技术介绍
中存在的检测具有毒性和操作繁琐等技术问题。 —种，包括如下步骤 (1)向电旋转测量池内充满已知电导率的液体介质，并保持灌流； (2)将药物作用前后的待测生物样品颗粒加入到电旋转测量池中； (3)通过施加均匀的旋转电场使样品颗粒发生电旋转行为，观察位于电旋转测量池中心区域的单个样品颗粒； (4)获得有关样品颗粒电旋转的信息，并制作电旋转谱图。 其中，步骤(1)中的灌流速度设定为0. 002mL/min至4mL/min。 其中，所述灌流速度为0. 16mL/min。 其中，步骤(3)中施加均匀的旋转电场为在电旋转测量池的四周均匀分布的多个 微电极上施加均匀的正弦电压信号。 其中，该微电极为四个，该正弦电压信号依次为Ul = U。cos(t) ， u2 = U0cos(wt+90° ) ， u3 = U0cos(wt+180° )禾口 u4 = U。cos (w t+270° )的正弦电压信号。 其中，所述微电极为铂丝电极。 其中，该中心区域为电旋转测量池中心直径为0. 3x的圆形区域，其中x为各微电 极尖端之间的距离。 其中，步骤(3)中仅对相互间分开至少三个直径距离的样品颗粒作电旋转观察。 其中，该生物样品颗粒为病毒、原核细胞或真核细胞。 本专利技术利用电旋转分析方法来进行药效学研究，其操作简便，不需要染色等步骤， 也没有应用到毒性有机试剂。可用于动态跟踪监测细胞不同生理状态，用于药物筛选、细胞 周期与细胞凋亡和细胞生理状态监测等众多研究领域。 本专利技术提供的一种，可以给出关于生物颗粒群 体中单个个体的信息，且这种微型化装置所需的样品体积比常规监测方法中所需的少得多，即不需大量生物颗粒作为研究对象，仅使用非常少量的样品和试剂及很少的检测时间便可完成整个检测过程，使得它成为研究少量生物体的理想工具，可用来进行快速和低耗的生物诊断。其本身可以用来作为一种芯片上实验室的传感和分析组件，也可以与如同介电泳和行波介电泳那样的其他电动力学技术结合，用来对生物颗粒进行快速分析。 电旋转技术另一优于其他常规技术的特点是出于其非介入性的特点，使其不仅能够在分析过程中保持生物颗粒完整的、与实验前状态一样的状况和活性，使得该生物颗粒样品可用来进行进一步的整体或破坏性分析；并且采用这种方法能够用同一批生物颗粒完成整个药效学研究的过程，增加药效统计检验的灵敏度，从而更有利于获取药效研究的信息。此外，它还是一种通用的分析技术，可以用来观察许多不同类型的有机体。并且由于使用了灌流装置，还可实时地检测和研究细胞等生物颗粒在药物作用下的变化情况，即在药效学检验中实现实时给药，用作一种新的药物筛选方法具有很大的优势和潜在用途。附图说明 图la为本专利技术提供的所用的检测系统结构俯 视图； 图lb为本专利技术的检测系统立体结构示意图； 图2为处于不同电导率的甘氨酸/PBS介质中的HeLa细胞的电旋转谱图； 图3为应用电旋转检测方法得到的顺铂作用不同时间后的HeLa细胞的电旋转谱图(在电导率为600iiS/cm的甘氨酸/PBS介质中，顺铂浓度为15iig/mL); 图4为应用电旋转检测方法得到的不同浓度顺铂作用后的HeLa细胞的电旋转谱图(在电导率为600iiS/cm的甘氨酸/PBS介质中，顺铂作用时间为48h); 图5为用MTT法测得的不同浓度顺铂在不同时间对HeLa细胞的生长抑制曲线。 附图标记说明 1-电旋转测量池；2_微电极；3_基板；4_围堰；5_进水管；6_出水管。具体实施例方式为了使本专利技术的特点能够更好地被理解，以下将列举较佳实施例并结合附图进行 详细说明。 本专利技术的，其原理为 —个生物颗粒在受到外电场的作用时会发生电极化，可极化性用于衡量外界电场 扭曲一个分子中电荷分布的难易程度。活细胞的极化率与它们的组成、形态和显型(有机 体上可观察到的物理或生化特征，由遗传组成或环境影响决定)有很大关系，与施加电场 的频率也有很强的关系。电旋转技术是交流电动力学技术中的一部分，根据电旋转理论，当 一个生物颗粒悬浮于一定量的流体中，借助一组施加了交变电场的微电极受到均匀的旋转 电场作用时，会获得诱导的电偶极矩。这个偶极矩和电场相互作用，能够产生力矩，使这个 生物颗粒发生旋转。旋转的速率和方向是生物颗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于药效学研究的电旋转检测方法，其特征在于，包括如下步骤：　　（１）向电旋转测量池内充满已知电导率的液体介质，并保持灌流；　　（２）将药物作用前后的待测生物样品颗粒加入到电旋转测量池中；　　（３）通过施加均匀的旋转电场使样品颗粒发生电旋转行为，观察位于电旋转测量池中心区域的单个样品颗粒；　　（４）获得有关样品颗粒电旋转的信息，并制作电旋转谱图。

【技术特征摘要】
一种用于药效学研究的电旋转检测方法，其特征在于，包括如下步骤(1)向电旋转测量池内充满已知电导率的液体介质，并保持灌流；(2)将药物作用前后的待测生物样品颗粒加入到电旋转测量池中；(3)通过施加均匀的旋转电场使样品颗粒发生电旋转行为，观察位于电旋转测量池中心区域的单个样品颗粒；(4)获得有关样品颗粒电旋转的信息，并制作电旋转谱图。2. 如权利要求l所述的用于药效学研究的电旋转检测方法，其特征在于，步骤(1)中的 灌流速度设定为0. 002mL/min至4mL/min。3. 如权利要求2所述的用于药效学研究的电旋转检测方法，其特征在于，所述灌流速 度为0. 16mL/min。4. 如权利要求1所述的用于药效学研究的电旋转检测方法，其特征在于，步骤(3)中施 加均匀的旋转电场为在电旋转测量池的四周均匀分布的多个微电极上施加均匀的正弦电压信号。5. 如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐秉玖，张芳，唐静成，汪旭，耿胜燕，张会亮，
申请(专利权)人：首都医科大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]