[发明专利]一种中频微电场生物效应快速试验方法

说明书

本发明公开了一种中频微电场生物效应快速试验方法，将波形发生器电极布置于培养皿周围合适的位置，在培养皿中产生可计算的不均匀电场；用有限元方法，对培养皿内的电场分布进行计算；根据计算结果选择试验参数，对培养皿中的细胞进行中频微电场生物效应试验；采用染色法对细胞进行处理，根据显色结果划分有效区域和无效区域；将显色结果与电场计算结果对照，得出有效的电场参数范围。本快速试验方法所需装置简单、原理可靠，通过在试验区域施加不均匀电场的方式，实现同时进行多组电场参数试验的目的；通过染色分区并与仿真计算结果相对照的方式，大大加快试验的速度。

技术领域

本发明属于生物效应试验技术领域，具体涉及一种中频微电场生物效应快速试验方法。

背景技术

研究发现对肿瘤组织施加中频微电场将破坏快速增殖的肿瘤细胞，而对正常细胞没有明显的影响。目前相关研究尚处于起步阶段，为了得到中频微电场作用于各类肿瘤细胞的生物效应，需要进行大量实验；另外为了实现对患者的个性化治疗方案，需要快速的得到某个特定细胞的最佳治疗电场参数。其中，中频微电场是指频率10kHz-1MHz，电场强度为1V/cm-3V/cm的电场。

现有的中频微电场生物效应试验，通常采用对肿瘤细胞施加均匀电场的方法，每次试验只能得到一组电场参数对该细胞的作用效果，这就需要相关试验研究人员进行大量重复操作，以得到不同电场参数对某种或某个肿瘤细胞的生物效应，试验效率低、研究周期长。

发明内容

本发明提供了一种中频微电场生物效应快速试验方法，可对某种或几种细胞同时进行不同电场参数试验，快速获得不同参数的中频微电场对肿瘤细胞的生物效应。

为达到上述目的，本发明所述一种中频微电场生物效应快速试验方法，利用电场波形发生器在培养皿中产生可计算的不均匀电场；计算培养皿内的电场分布；根据电场分布计算结果选择试验参数，对培养皿中的细胞进行中频微电场生物效应试验；根据试验结果划分有效区域和无效区域；将试验结果与电场分布计算结果对照，得出对有抑制效应的电场参数范围。

进一步的，包括以下步骤：

步骤1，将培养皿和电场波形发生器的两个输出端的第一电极和第二电极同轴布置，组成试验装置；其中，第一电极为棒状电极，第二电极的形状为圆柱面；

步骤2，根据步骤1中所用培养皿、第一电极和第二电极的尺寸和布置方式，建立试验装置的电场仿真计算模型，求解得到电场波形发生器施加不同电压所对应的培养皿内的电场强度范围；

步骤3，根据微电场生物效应试验所关注的电场频率和电场强度范围，基于第二步的计算结果，选择电场波形发生器的输出波形，对培养皿施加电场，以对培养皿中的细胞进行中频微电场生物效应测试；

步骤4，根据细胞分裂是否受到抑制，将培养皿中的细胞划分有效区域和无效区域，对细胞分裂有抑制效应的区域即为有效区，其余区域为无效区域；

步骤5，将步骤4的区域划分结果与第二步的电场计算结果相对照，得到有效区域的电场参数范围。

进一步的，步骤1中，布置多个大小相同且同轴设置的培养皿。

进一步的，步骤4中，采用染色法对试验后的培养皿中细胞进行处理，以划分有效区域和无效区域。

进一步的，步骤2中，利用有限元软件求解施加不同电压所对应的培养皿内的电场强度范围。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：