本發(fā)明涉及放射生物實(shí)驗裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種放射生物實(shí)驗用細(xì)胞培養(yǎng)皿及包含該培養(yǎng)皿的實(shí)驗裝置。

背景技術(shù)：

放射治療近百年來已成為腫瘤治療的重要手段之一，根據(jù)美國國家癌癥中心數(shù)據(jù)顯示，80％的患者在腫瘤治療的各個階段都需要進(jìn)行放射治療，而放射生物實(shí)驗是將放射線真正用于臨床腫瘤放射治療前的必經(jīng)過程。隨著化學(xué)治療藥物、分子靶向藥物、其它放射防護(hù)劑和放射增敏劑的研發(fā)，國內(nèi)外每個腫瘤治療中心、腫瘤研究所、腫瘤放射治療中心都需要通過放射生物實(shí)驗來對不同藥物和放射線結(jié)合后對腫瘤的控制效果進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗研究。同時，國內(nèi)外各項科研基金也必須通過放射生物實(shí)驗取得實(shí)驗室數(shù)據(jù)，因此放射生物實(shí)驗在臨床和科研方面的需求不斷增加，對實(shí)驗的質(zhì)量控制也愈發(fā)嚴(yán)格。

放射生物實(shí)驗通常以人體腫瘤株貼壁細(xì)胞為控制對象，將控制對象置于培養(yǎng)皿中進(jìn)行人工培養(yǎng)，并照射放射線，在此過程中需要嚴(yán)格控制對細(xì)胞的放射性劑量，確保同一照射條件下培養(yǎng)皿的每個培養(yǎng)腔內(nèi)的細(xì)胞株的受照射劑量均勻一致(這個是放射生物實(shí)驗最重要也是最基本的法則)。

為了保證受照射劑量的均一性，就必須滿足帶電粒子平衡(charged particle equilibrium)的條件。帶電粒子平衡是輻射劑量學(xué)中的重要概念，如圖1所示，設(shè)體積為V的介質(zhì)受到X(γ)射線照射，通過相互作用，X(γ)光子在其中釋放出次級電子；由于次級電子具有一定的射程，X(γ)光子在其中O點(diǎn)附近的小體積ΔV內(nèi)交給次級電子的能量，因為次級電子a逃逸小體積ΔV而不能全部被小體積ΔV吸收，同時在小體積ΔV外產(chǎn)生的次級電子b也可能把部分能量帶入ΔV內(nèi)；如果所有離開ΔV的次級電子帶走的能量恰好等于進(jìn)入ΔV的次級電子帶入的能量，則稱在O點(diǎn)處存在“電子平衡”。達(dá)到帶電粒子平衡必須滿足以下條件：(1)小體積ΔV周圍的X(γ)輻射場必須是均勻的；(2)小體積ΔV周圍的虛心部分的介質(zhì)是均勻的；(3)小體積ΔV在各個方向離開介質(zhì)邊界的距離d要足夠大，至少要大于次級電子在介質(zhì)中的最大射程Rmax。

現(xiàn)有技術(shù)中，尚無一款專門針對放射生物實(shí)驗的細(xì)胞培養(yǎng)皿。目前在放射生物實(shí)驗中所采用的細(xì)胞培養(yǎng)皿均采用塑料(如聚苯乙烯)材質(zhì)，且任一培養(yǎng)腔的外側(cè)壁均暴露在空氣中，這使得處于任意培養(yǎng)腔邊緣處的控制對象不能夠滿足帶電粒子平衡所要求上述條件(2)和(3)，進(jìn)而嚴(yán)重影響劑量的均一性，造成非常大的實(shí)驗誤差，對實(shí)驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性造成巨大影響。

除上述之外，采用現(xiàn)有的照射方法，在保證實(shí)驗條件均一致，同一細(xì)胞培養(yǎng)皿內(nèi)不同培養(yǎng)腔處的控制對象，以及，同一培養(yǎng)腔內(nèi)不同位置處的控制對象的存活率均會存在較為明顯的差別，從理論來說該存活率差別不應(yīng)當(dāng)存在。在經(jīng)大量的具有創(chuàng)造性的探究之下，發(fā)現(xiàn)，因放射線有一定的劑量建成厚度(Build up region，放射線照射到物體后，物體內(nèi)吸收劑量按照深度的變化情況是按照深度從表面先增加后減少的規(guī)律，從物體表面開始達(dá)到最大劑量深度的厚度稱為建成厚度，如圖2所示)，使得細(xì)胞受照射劑量和深度密切相關(guān)而且敏感。

現(xiàn)有的照射方法，放射線均是自上而下的對細(xì)胞培養(yǎng)皿進(jìn)行垂直照射，而為了保證不同培養(yǎng)腔內(nèi)的控制對象具有相同的照射深度，均是通過對向每個培養(yǎng)腔內(nèi)添加等量的培養(yǎng)液為實(shí)現(xiàn)的。這就導(dǎo)致：

(1)現(xiàn)有細(xì)胞培養(yǎng)皿，由于培養(yǎng)腔的孔徑很小，在水表面張力作用下，培養(yǎng)腔孔壁處的水面會比培養(yǎng)腔中部要高，這就造成，采用現(xiàn)有照射方法進(jìn)行照射時，即使同一培養(yǎng)腔內(nèi)的控制對象(貼壁細(xì)胞)在中心處和邊緣處實(shí)際的照射深度也存在毫米級的差異，因細(xì)胞厚度是微米級別，該毫米級的差異會造成同一培養(yǎng)腔內(nèi)的控制對象(貼壁細(xì)胞)在受照射劑量上存在極大的偏差；

(2)不同培養(yǎng)腔之間存在不同幾何形狀的空腔結(jié)構(gòu)，造成不同培養(yǎng)腔處達(dá)到帶電粒子平衡的程度存在較大差異，從而導(dǎo)致不同培養(yǎng)腔內(nèi)的控制對象存活率或存在明顯的差異，從而對放射生物實(shí)驗的細(xì)胞生存曲線計算造成極大干擾；

(3)人工添加培養(yǎng)液時不可能使得每個培養(yǎng)腔內(nèi)的培養(yǎng)液量均一致，甚至于存在較大差異，因而造成了射線的從培養(yǎng)液到不同培養(yǎng)腔底層貼壁細(xì)胞的深度不同，從而導(dǎo)致不同培養(yǎng)腔處的控制對象(貼壁細(xì)胞)吸收劑量各不相同，造成明顯的實(shí)驗誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的某種或某些缺陷，本發(fā)明提供了一種放射生物實(shí)驗用細(xì)胞培養(yǎng)皿。

根據(jù)本發(fā)明的放射生物實(shí)驗用細(xì)胞培養(yǎng)皿，其包括培養(yǎng)皿本體，培養(yǎng)皿本體的材質(zhì)采用固體水。

本發(fā)明的細(xì)胞培養(yǎng)皿中，由于培養(yǎng)皿本體采用固體水材質(zhì)制成，固體水幾乎可以與水等效，使得培養(yǎng)皿本體與之內(nèi)盛放的培養(yǎng)液在對光線的反射、材質(zhì)的均勻性等方面能夠達(dá)到極大的相近，使得處于培養(yǎng)皿本體內(nèi)的控制對象(貼壁細(xì)胞)在進(jìn)行照射時，控制對象(貼壁細(xì)胞)在培養(yǎng)腔的任意處均能夠處于幾近均勻的介質(zhì)中，且照射光線能夠幾乎均勻的對控制對象(貼壁細(xì)胞)進(jìn)行照射，控制對象(貼壁細(xì)胞)在各個方向上遠(yuǎn)離介質(zhì)邊緣的距離也足夠大，從而能夠較完美的達(dá)成帶電粒子平衡的條件，從而能夠?qū)崿F(xiàn)高度的照射劑量均一性。

作為優(yōu)選，培養(yǎng)皿本體包括固定板，固定板中部設(shè)有多個培養(yǎng)腔，所述多個培養(yǎng)腔的四周與固定板對應(yīng)邊緣間均形成連接邊。

本發(fā)明的細(xì)胞培養(yǎng)皿中，設(shè)置多個培養(yǎng)腔使得實(shí)驗人員能夠同時對多組控制對象(貼壁細(xì)胞)進(jìn)行比對實(shí)驗，連接邊的構(gòu)造使得培養(yǎng)皿本體能夠便于設(shè)置。

作為優(yōu)選，所有連接邊均向同一側(cè)彎折形成一體的加固圈，任一連接邊與加固圈間均設(shè)有至少一個加強(qiáng)板。

本發(fā)明的細(xì)胞培養(yǎng)皿中，由于培養(yǎng)皿本體的材質(zhì)采用固體水，而固體水具有較低的硬度，通過設(shè)置加固圈和加強(qiáng)板，使得培養(yǎng)皿本體能夠較佳的保持固定的形狀，從而能夠較佳的避免因培養(yǎng)皿本體處的形變而導(dǎo)致的實(shí)驗誤差。

作為優(yōu)選，所述至少一個加強(qiáng)板包括設(shè)于任意相鄰連接邊連接處的第一加強(qiáng)板和對稱設(shè)于第一加強(qiáng)板兩側(cè)的2個第二加強(qiáng)板。

本發(fā)明的細(xì)胞培養(yǎng)皿中，在相鄰連接邊的連接部位處能夠同時設(shè)置第一加強(qiáng)板和位于第一加強(qiáng)板兩側(cè)的2個第二加強(qiáng)板，從而使得培養(yǎng)皿本體的拐角處能夠具有較高的強(qiáng)度，從而使得培養(yǎng)皿本體在放置時，通過以培養(yǎng)皿本體的拐角處作為放置點(diǎn)，即可較佳的避免培養(yǎng)皿本體處的形變。

作為優(yōu)選，培養(yǎng)皿本體處設(shè)有至少一個熱釋光劑量片。

本發(fā)明的細(xì)胞培養(yǎng)皿中，熱釋光劑量片的設(shè)置使得實(shí)驗人員能夠?qū)ε囵B(yǎng)皿本體各處的實(shí)際照射劑量進(jìn)行追溯，從而能夠較佳的對實(shí)驗結(jié)果進(jìn)行驗證。

本發(fā)明的一種細(xì)胞培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)皿本體的某一側(cè)邊的兩端還均與對應(yīng)相連側(cè)邊間形成倒角，從而使得實(shí)驗人員能夠較佳的對培養(yǎng)皿本體的方位進(jìn)行識別，較佳的降低了實(shí)驗過程中的操作錯誤率。

為了能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的某種或某些缺陷，本發(fā)明還提供了一種放射生物實(shí)驗用的實(shí)驗裝置，其包括上述任意一種細(xì)胞培養(yǎng)皿。

根據(jù)本發(fā)明的放射生物實(shí)驗用的實(shí)驗裝置，其還包括培養(yǎng)皿座本體，培養(yǎng)皿座本體內(nèi)具有用于放置培養(yǎng)皿本體的實(shí)驗腔和用于盛放清水的儲水腔，實(shí)驗腔與儲水腔間通過一第一水泵和一第二水泵形成循環(huán)水路。

通過本發(fā)明的實(shí)驗裝置進(jìn)行放射生物實(shí)驗時，細(xì)胞培養(yǎng)皿能夠設(shè)于實(shí)驗腔內(nèi)，儲水腔內(nèi)能夠存放有清水，通過第二水泵能夠?qū)λ粌?nèi)的清水泵入實(shí)驗腔內(nèi)，從而使得培養(yǎng)皿本體完全處于水環(huán)境中，又由于培養(yǎng)皿本體整個是由固體水材料制成，因而照射光線不會在培養(yǎng)腔與清水及培養(yǎng)液的界面處產(chǎn)生較大的折射，從而使得照射光線能夠較為穩(wěn)定、均勻的對控制對象(貼壁細(xì)胞)進(jìn)行照射，且使得照射介質(zhì)的邊界擴(kuò)展到實(shí)驗腔內(nèi)清水的邊界處，從而能夠較佳實(shí)現(xiàn)照射劑量的均一性。

作為優(yōu)選，實(shí)驗腔對應(yīng)培養(yǎng)皿本體外緣的任意轉(zhuǎn)角處均設(shè)有支撐柱。

本發(fā)明的放射生物實(shí)驗用的實(shí)驗裝置中，支撐柱的設(shè)置能夠較佳的與培養(yǎng)皿本體的轉(zhuǎn)角處進(jìn)行配合，從而能夠較佳的實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)皿本體的平穩(wěn)放置。

作為優(yōu)選，實(shí)驗腔內(nèi)壁處設(shè)有至少一個定位塊，所述至少一個定位塊用于將培養(yǎng)皿本體壓貼在支撐柱處。

本發(fā)明的放射生物實(shí)驗用的實(shí)驗裝置中，定位塊的設(shè)置能夠較佳的保證培養(yǎng)皿本體在實(shí)驗過程中不會出現(xiàn)如晃動能狀況。

作為優(yōu)選，定位塊包括固定座和設(shè)于固定座處的彈性壓片。

本發(fā)明的放射生物實(shí)驗用的實(shí)驗裝置中，定位塊能夠包括固定座和設(shè)于固定座處的彈性壓片，從而便于設(shè)置且便于培養(yǎng)皿本體的裝、卸。

作為優(yōu)選，培養(yǎng)皿座本體側(cè)壁處設(shè)有至少一對提手部。

本發(fā)明的放射生物實(shí)驗用的實(shí)驗裝置中，提手部的設(shè)置能夠較佳的便于培養(yǎng)皿座本體的搬運(yùn)。

為了能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的某種或某些缺陷，本發(fā)明還提供了一種用于放射生物實(shí)驗中的照射方法，其能夠基于上述任意一種實(shí)驗裝置(應(yīng)當(dāng)注意的是，采用某種實(shí)驗裝置進(jìn)行時，應(yīng)當(dāng)至少保證實(shí)驗腔的底面為透明面)而進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明的用于放射生物實(shí)驗中的照射方法，其包括以下步驟：

步驟一，將多組待照射貼壁細(xì)胞分別置于具有多個培養(yǎng)腔的培養(yǎng)皿本體的不同培養(yǎng)腔底壁內(nèi)側(cè)面處，所述多個培養(yǎng)腔的底壁內(nèi)側(cè)面至少在同一水平面上，培養(yǎng)皿本體采用固體水材質(zhì)制成；

步驟二，將經(jīng)步驟一處理的培養(yǎng)皿本體置于一培養(yǎng)皿座本體內(nèi)，培養(yǎng)皿座本體至少具有一用于放置培養(yǎng)皿本體的實(shí)驗腔，培養(yǎng)皿座本體的底壁至少與所述多個培養(yǎng)腔的底壁內(nèi)側(cè)面平行且透明，之后在實(shí)驗腔內(nèi)放入清水，并保證實(shí)驗腔內(nèi)的水位至少高于任一貼壁細(xì)胞的高度且不至于淹沒培養(yǎng)皿本體；

步驟三，將經(jīng)步驟二處理后培養(yǎng)皿座本體置入照射裝置中，并使照射光線垂直于培養(yǎng)皿座本體底壁且自下而上的對所述多個培養(yǎng)腔的底壁進(jìn)行照射。

本發(fā)明所提供的照射方法中，通過對培養(yǎng)皿本體(培養(yǎng)腔)底面進(jìn)行垂直照射，能夠徹底消除因液體張力而導(dǎo)致的每個培養(yǎng)腔內(nèi)的貼壁細(xì)胞在不同位置處的照射深度不一致的情況，而且也能夠徹底消除因不同培養(yǎng)腔內(nèi)培養(yǎng)液高度不同而導(dǎo)致的不同培養(yǎng)腔內(nèi)的貼壁細(xì)胞的照射深度不一致的情況，從而能夠保證所有貼壁細(xì)胞的照射深度均一致，以確保所有貼壁細(xì)胞吸收劑量的一致性。

另外，由于培養(yǎng)皿本體是由固體水材質(zhì)制成，而在整個照射過程中，培養(yǎng)皿本體均是處于水環(huán)境中，且光線是經(jīng)由實(shí)驗腔內(nèi)的清水到達(dá)培養(yǎng)皿本體處，從而能夠較佳的確保照射光線能夠均勻的對于每個培養(yǎng)皿本體內(nèi)的貼壁細(xì)胞進(jìn)行照射。

通過本發(fā)明的照射方法，能夠不僅能夠保證照射光線在貼壁細(xì)胞處能夠達(dá)到較佳的帶電粒子平衡，還使得照射光線對所有貼壁細(xì)胞的照射深度均一致，從而極大的保證了實(shí)驗結(jié)果的精確性。

作為優(yōu)選，培養(yǎng)皿座本體內(nèi)還具有一盛放有清水的儲水腔，實(shí)驗腔與儲水腔間通過一第一水泵和一第二水泵形成循環(huán)水路，在步驟二中，通過開啟第二水泵將儲水腔內(nèi)的清水泵入實(shí)驗腔內(nèi)。

本發(fā)明所提供的照射方法中，儲水腔、第一水泵和第二水泵的設(shè)置，較佳的實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗腔內(nèi)清水的泵入或泵出。

作為優(yōu)選，實(shí)驗腔對應(yīng)培養(yǎng)皿本體外緣的任意轉(zhuǎn)角處均設(shè)有支撐柱，在步驟二中，通過將培養(yǎng)皿本體放置于支撐柱上以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)皿本體水平置于實(shí)驗腔內(nèi)。

作為優(yōu)選，培養(yǎng)皿座本體的材質(zhì)采用固體水。

本發(fā)明所提供的照射方法中，培養(yǎng)皿座本體的材質(zhì)也能夠采用固體水，從而更進(jìn)一步的保證了照射光線的均勻性。

作為優(yōu)選，實(shí)驗腔內(nèi)設(shè)有高度調(diào)節(jié)裝置，在步驟二中，能夠通過高度調(diào)節(jié)裝置對多個培養(yǎng)腔底壁與實(shí)驗腔底壁間的間距進(jìn)行調(diào)節(jié)。

本發(fā)明所提供的照射方法中，通過設(shè)置高度調(diào)節(jié)裝置，能夠較佳的對所有的貼壁細(xì)胞的照射深度進(jìn)行同步一致的調(diào)節(jié)。

附圖說明

圖1為帶電粒子平衡的示意圖；

圖2為照射劑量與照射深度間的關(guān)系圖；

圖3為實(shí)施例1中的培養(yǎng)皿本體的示意圖；

圖4為實(shí)施例1中的培養(yǎng)皿本體的截面示意圖；

圖5為實(shí)施例2中的培養(yǎng)皿座本體的示意圖；

圖6為實(shí)施例2中的培養(yǎng)皿座本體的俯視圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明進(jìn)行解釋而并非限定。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供了一種放射生物實(shí)驗用細(xì)胞培養(yǎng)皿，其包括培養(yǎng)皿本體100，培養(yǎng)皿本體100的材質(zhì)采用固體水。

如圖3所示，培養(yǎng)皿本體100包括固定板110，固定板110中部設(shè)有多個培養(yǎng)腔120，所述多個培養(yǎng)腔120的四周與固定板110對應(yīng)邊緣間均形成連接邊130。

如圖4所示。所有連接邊130均向同一側(cè)彎折形成一體的加固圈210，任一連接邊130與加固圈210間均設(shè)有至少一個加強(qiáng)板。

本實(shí)施例中，所述至少一個加強(qiáng)板包括設(shè)于任意相鄰連接邊130連接處的第一加強(qiáng)板141和對稱設(shè)于第一加強(qiáng)板141兩側(cè)的2個第二加強(qiáng)板142；培養(yǎng)皿本體100處設(shè)有至少一個熱釋光劑量片150。

本實(shí)施例中，培養(yǎng)皿本體100的其中一條連接邊130的兩端與對應(yīng)相連連接邊130間均設(shè)有倒角。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供了一種放射生物實(shí)驗用實(shí)驗裝置，其包括實(shí)施例1中的培養(yǎng)皿本體100，還包括培養(yǎng)皿座本體300。

如圖5、6所示，培養(yǎng)皿座本體300內(nèi)具有用于放置培養(yǎng)皿本體100的實(shí)驗腔310和用于盛放清水的儲水腔320，實(shí)驗腔310與儲水腔320間通過一第一水泵331和一第二水泵332形成循環(huán)水路。

本實(shí)施例中，實(shí)驗腔310對應(yīng)培養(yǎng)皿本體100外緣的任意轉(zhuǎn)角處均設(shè)有支撐柱311，實(shí)驗腔310內(nèi)壁處設(shè)有至少一個定位塊312，所述至少一個定位塊312用于將培養(yǎng)皿本體100壓貼在支撐柱311處，定位塊312包括固定座312a和設(shè)于固定座312a處的彈性壓片312b。

本實(shí)施例中，培養(yǎng)皿座本體300側(cè)壁處設(shè)有一對提手部340。

實(shí)施例3

本實(shí)施例提供了一種用于放射生物實(shí)驗中的照射方法，其包括以下步驟：

步驟一，將多組待照射貼壁細(xì)胞分別置于具有多個培養(yǎng)腔120的培養(yǎng)皿本體100的不同培養(yǎng)腔120底壁內(nèi)側(cè)處，所述多個培養(yǎng)腔120的底壁具有相同厚度且在同一水平面上，培養(yǎng)皿本體100采用固體水材質(zhì)制成；

步驟二，將經(jīng)步驟一處理的培養(yǎng)皿本體100置于一培養(yǎng)皿座本體300內(nèi)，培養(yǎng)皿座本體300至少具有一用于放置培養(yǎng)皿本體100的實(shí)驗腔310，培養(yǎng)皿座本體300的底壁至少與所述多個培養(yǎng)腔120的底壁平行且透明，之后在實(shí)驗腔310內(nèi)放入清水，并保證實(shí)驗腔310內(nèi)的水位至少高于任一貼壁細(xì)胞的高度且不至于淹沒培養(yǎng)皿本體100；

步驟三，將經(jīng)步驟二處理后培養(yǎng)皿座本體300置入照射裝置中，并使照射光線垂直于培養(yǎng)皿座本體300底壁且自下而上的對所述多個培養(yǎng)腔120的底壁進(jìn)行照射。

本實(shí)施例中，培養(yǎng)皿座本體300內(nèi)還具有一盛放有清水的儲水腔320，實(shí)驗腔310與儲水腔320間通過一第一水泵331和一第二水泵332形成循環(huán)水路，在步驟二中，通過開啟第二水泵332將儲水腔320內(nèi)的清水泵入實(shí)驗腔310內(nèi)。

本實(shí)施例中，實(shí)驗腔310對應(yīng)培養(yǎng)皿本體100外緣的任意轉(zhuǎn)角處均設(shè)有支撐柱311，在步驟二中，通過將培養(yǎng)皿本體100放置于支撐柱311上以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)皿本體100水平置于實(shí)驗腔310內(nèi)。

本實(shí)施例中，培養(yǎng)皿座本體300的材質(zhì)采用固體水。

本實(shí)施例中，實(shí)驗腔310內(nèi)設(shè)有高度調(diào)節(jié)裝置，在步驟二中，能夠通過高度調(diào)節(jié)裝置對多個培養(yǎng)腔120底壁與實(shí)驗腔310底壁間的間距進(jìn)行調(diào)節(jié)。

以上示意性的對本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。