專利名稱：恒流培養(yǎng)裝置及使用其的γ射線動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)學(xué)或生物檢驗(yàn)儀器領(lǐng)域，特別涉及一種恒流培養(yǎng)裝置及使用其的Y射線動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置，具體來說是一種適用于生物或核醫(yī)學(xué)檢測的動(dòng)態(tài)監(jiān)測體外培養(yǎng)生物樣品中Y射線能量的裝置。
背景技術(shù)：
在目前生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，為研究細(xì)胞、組織和器官等生物樣本的有關(guān)生物學(xué)行為，如攝取生物體代謝物質(zhì)，諸如葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等的特性，廣泛地采用在培養(yǎng)皿中體外培養(yǎng)活體生物樣品，然后加入放射性核素標(biāo)記的上述物質(zhì)，通過檢測生物樣品中的放射線劑量來計(jì)算其攝取該物質(zhì)的量。 例如，用腫瘤細(xì)胞株在體外培養(yǎng)是目前腫瘤學(xué)研究的重要方法之一。實(shí)驗(yàn)表明，腫瘤細(xì)胞攝取代謝物質(zhì)、特別是葡萄糖的速率與腫瘤細(xì)胞的生物學(xué)行為密切相關(guān)，在臨床上與腫瘤對(duì)化療的敏感性相關(guān)，所以動(dòng)態(tài)監(jiān)測腫瘤細(xì)胞攝取葡萄糖的過程對(duì)研究腫瘤至關(guān)重要。但是，在體外細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)中目前尚缺少能動(dòng)態(tài)監(jiān)測細(xì)胞攝取葡萄糖的有效手段，現(xiàn)有的方法是在培養(yǎng)皿中分多批培養(yǎng)腫瘤細(xì)胞株，在培養(yǎng)皿中加入放射性核素標(biāo)記的葡萄糖或其類似物，如^F-氟代脫氧葡萄糖(18F_FDG)溶液后，在細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)培育，然后在若干時(shí)間點(diǎn)收集不同批次的細(xì)胞采用Y射線檢測裝置檢測細(xì)胞中放射線劑量，從而計(jì)算出該腫瘤細(xì)胞株在不同時(shí)間點(diǎn)攝取的葡萄糖的量，只能檢測一定時(shí)間內(nèi)的積累劑量，無法反映對(duì)葡萄糖攝取的速率。 現(xiàn)有的Y射線檢測裝置常用的為Y閃爍計(jì)數(shù)器，其基本部件為Y閃爍探測器；其中Y閃爍探測器主要包括閃爍體、光電倍增管、前置放大器和定標(biāo)-分析系統(tǒng)，其中閃爍體、光電倍增管和前置放大器又構(gòu)成固定的探頭，各部分可通過光導(dǎo)傳輸信號(hào)，當(dāng)射線進(jìn)入閃爍體，損失能量，閃爍體吸收能量，其中的原子受激發(fā)，在退激的過程中發(fā)生熒光，熒光光子通過光導(dǎo)后到達(dá)光電倍增管的電極，在光陰極上打出電子，電子在光電倍增管中電場的作用下數(shù)量成倍增加，最后到達(dá)光電倍增管的陽極，輸出電脈沖信號(hào)，脈沖的幅度與射線在閃爍體內(nèi)損失的能量成正比；該電脈沖信號(hào)通過前置放大器放大信號(hào)后輸入至電子測量裝置(定標(biāo)-分析系統(tǒng))進(jìn)行Y計(jì)數(shù)和運(yùn)算處理，計(jì)算出Y射線能量，必要時(shí)通過計(jì)算機(jī)上連接一打印機(jī)將結(jié)果打印出。由于目前Y射線檢測裝置與細(xì)胞培養(yǎng)裝置是相互獨(dú)立的，Y射線檢測裝置中Y閃爍探測器的探頭為固定內(nèi)置式，故需將檢測樣品置入Y射線檢測裝置中進(jìn)行檢測，檢測完后則將樣品丟棄。此方法的缺點(diǎn)顯而易見就是不能連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測腫瘤細(xì)胞攝取葡萄糖的過程，且每次需實(shí)驗(yàn)人員在不同時(shí)間點(diǎn)收集不同批次的培養(yǎng)細(xì)胞，檢測多次，操作過程麻煩，容易產(chǎn)生誤差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種恒流培養(yǎng)裝置及使用其的動(dòng)態(tài)監(jiān)測體外培養(yǎng)生物樣品中Y射線能量的裝置，其能連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測培養(yǎng)生物樣品中的Y射線能量。 本實(shí)用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種恒流培養(yǎng)裝置，其特征在于，其包括一個(gè)培養(yǎng)皿，該培養(yǎng)皿具有一輸入口和一個(gè)輸出口 ，該輸入口連接一恒流注射裝置。 其中，該輸入口和輸出口可分別設(shè)于培養(yǎng)皿的兩側(cè)；較佳地，該輸入口的高度大于或等于輸出口的高度，這樣可以方便使恒流注射裝置中的藥物或試劑順利輸入培養(yǎng)皿和從培養(yǎng)皿輸出。 更佳地，該恒流注射裝置為一恒流泵，可更好地以恒定速度向培養(yǎng)皿輸注代謝底物或試劑。 更佳地，該輸出口還連接一收集裝置，以利于收集從培養(yǎng)皿輸出的代謝底物或試劑，特別是放射性標(biāo)記的代謝底物或試劑的廢液，以免放射性污染。 本實(shí)用新型的另一技術(shù)方案為一種動(dòng)態(tài)監(jiān)測體外培養(yǎng)生物樣品中Y射線能量的裝置，其特征在于，其包括 —用于體外培養(yǎng)生物樣品的上述恒流培養(yǎng)裝置；禾口 —用于檢測該恒流培養(yǎng)裝置的培養(yǎng)皿中的Y射線能量的Y射線檢測裝置。[0013] 其中，如果所述的生物樣品適于在室溫下常規(guī)培養(yǎng)時(shí)，只需將Y射線檢測裝置固定在距恒流培養(yǎng)裝置的培養(yǎng)皿的適處即可(可探測到Y(jié)射線的任何地方)；而當(dāng)所述的生物樣品需要在孵育箱(恒溫箱)如現(xiàn)有的細(xì)胞培養(yǎng)箱中培養(yǎng)時(shí)，該恒流培養(yǎng)裝置可放置于孵育箱中，而體外培養(yǎng)生物樣品則置于培養(yǎng)皿中，此時(shí)該恒流培養(yǎng)裝置需小型化。[0014] 該Y射線檢測裝置可以采用現(xiàn)有裝置，如上述的Y閃爍計(jì)數(shù)器，其主要包括一 Y閃爍探測器，而該Y閃爍探測器包括閃爍體、光電倍增管和前置放大器和定標(biāo)-分析系統(tǒng)等元件，其中閃爍體、光電倍增管和前置放大器等部件構(gòu)成了探頭部分。 較佳地，為了能置于孵育箱內(nèi)，并能探測到其中恒流培養(yǎng)裝置的培養(yǎng)皿中的Y射線，該Y射線檢測裝置可采用現(xiàn)有小型的便攜式Y(jié)射線檢測儀?；蛘咧粚F(xiàn)有Y閃爍計(jì)數(shù)器中Y閃爍探測器的探頭小型化，以便至于孵育箱內(nèi)；較佳地，將該Y閃爍探測器的探頭設(shè)置成可調(diào)節(jié)或活動(dòng)式，即將現(xiàn)有Y閃爍探測器的探頭外置并可設(shè)計(jì)成可調(diào)節(jié)的，則只需將探頭置入恒流培養(yǎng)裝置內(nèi)、安裝于距離培養(yǎng)皿合適的地方即可，而探頭內(nèi)閃爍體、光電倍增管和前置放大器等部件的連接設(shè)置同現(xiàn)有裝置，該Y閃爍探測器的其它部件，如定標(biāo)-分析系統(tǒng)、連接探頭和定標(biāo)-分析系統(tǒng)的光導(dǎo)等部件的設(shè)置也可同現(xiàn)有Y閃爍探測器；更佳地，該Y射線檢測裝置還包括一固定裝置，用于將該Y閃爍探測器的調(diào)節(jié)探頭固定于孵育箱內(nèi)便于探測培養(yǎng)皿中Y射線的適處。 較佳地，該裝置還可以包括一監(jiān)測結(jié)果輸出裝置，用于顯示和/或輸出Y射線檢測裝置的監(jiān)測結(jié)果。
其中，該監(jiān)測結(jié)果輸出裝置可為一顯示器；更佳地則包括 —計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)與Y射線檢測裝置連接，用于計(jì)算并顯示動(dòng)態(tài)監(jiān)測Y射線的結(jié)果；和 —打印機(jī)，該打印機(jī)與計(jì)算機(jī)連接，用于打印動(dòng)態(tài)監(jiān)測結(jié)果。 根據(jù)本實(shí)用新型，該體外培養(yǎng)生物樣品是指細(xì)胞、組織或器官的離體培養(yǎng)物，該培養(yǎng)物可以攝取釋放Y射線的放射性核素標(biāo)記的藥物或試劑，例如1251、1311、，、，和51&等
4釋放Y射線的放射性核素標(biāo)記的葡萄糖、氨基酸、脂肪酸或其類似物。 而本實(shí)用新型的積極進(jìn)步效果在于本實(shí)用新型可以方便地連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測腫瘤細(xì)胞等體外培養(yǎng)生物樣品培養(yǎng)物攝取葡萄糖等放射性標(biāo)記藥物的情況，監(jiān)測效率高且精度高，而且不用手工進(jìn)行監(jiān)測，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化過程。

圖1為本實(shí)用新型一種恒流培養(yǎng)裝置的示意圖。 圖2為本實(shí)用新型一種采用圖1所示的恒流培養(yǎng)裝置的動(dòng)態(tài)監(jiān)測體外培養(yǎng)生物樣品中Y射線能量的裝置的示意圖。 圖3為本實(shí)用新型Y射線檢測裝置的具體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為本實(shí)用新型另一種采用圖1所示的恒流培養(yǎng)裝置的動(dòng)態(tài)監(jiān)測體外培養(yǎng)生物樣品中Y射線能量的裝置的示意圖。 圖5為本實(shí)用新型又一種采用圖1所示的恒流培養(yǎng)裝置的動(dòng)態(tài)監(jiān)測體外培養(yǎng)生物樣品中Y射線能量的裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式下面舉幾個(gè)較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本實(shí)用新型。[0028] 實(shí)施例1 如圖l所示，本實(shí)用新型的恒流培養(yǎng)裝置包括可用于細(xì)胞(如腫瘤細(xì)胞)、組織(如血管或肌肉)或器官等離體活體生物樣品培養(yǎng)的培養(yǎng)皿1和一恒流注射裝置2，細(xì)胞等離體活體生物樣品置于培養(yǎng)皿1內(nèi)，培養(yǎng)皿l包括一個(gè)輸入口 ll和一個(gè)輸出口 12，該輸入口 ll和輸出口 12可分別設(shè)于培養(yǎng)皿1的兩側(cè)，該輸入口 11連接恒流注射裝置2，以保證恒流注射裝置2中的放射性藥物可按恒定速度流入培養(yǎng)皿1中，恒流注射裝置2存儲(chǔ)有放射性核素標(biāo)記的藥物或試劑，該藥物主要為參與生物體物質(zhì)代謝的化合物，如葡萄糖，氨基酸，脂肪酸等，當(dāng)檢測射線的種類為Y射線時(shí)，該放射性核素可以為125I，131I，18F，32P，51Cr等，該輸出口 12可以連接一收集裝置3，以保證培養(yǎng)皿1中排出的放射性藥物不污染環(huán)境，其中輸入口 11的高度大于或等于輸出口 12的高度，這樣可以方便使恒流注射裝置2中的藥物或試劑順利輸入培養(yǎng)皿1和從培養(yǎng)皿1輸出，該恒流注射裝置2可以是一現(xiàn)有的恒流泵，該收集裝置3可以為一液體收集瓶，以利于收集從培養(yǎng)皿輸出的藥物或試劑，特別是放射性標(biāo)記藥物或試劑的廢液，以免放射性污染。[0030] 實(shí)施例2 如圖2所示，本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)監(jiān)測體外培養(yǎng)生物樣品中Y射線量的裝置包括如圖1所示的恒流培養(yǎng)裝置——培養(yǎng)皿1、恒流注射裝置2和收集裝置3，以及Y射線檢測裝置4。如圖3所示，其中Y射線檢測裝置4為一 Y閃爍計(jì)數(shù)器，包括基本部件一具有高度可調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)探頭40的Y閃爍探測器，本實(shí)用新型的Y閃爍探測器除了調(diào)節(jié)探頭之外，其余部分與現(xiàn)有的Y閃爍探測器相同，該探頭40為外置式，最好設(shè)成活動(dòng)可調(diào)節(jié)的，該探頭包括順序連接的閃爍體401、光電倍增管402和前置放大器403，探頭40通過一固定裝置，比如一支架7固定在恒流培養(yǎng)裝置內(nèi)培養(yǎng)皿1的上方，用于探測培養(yǎng)皿中的Y射線能量等功能，該支架7為可調(diào)的、活動(dòng)的，以便可方便地根據(jù)需要調(diào)節(jié)探頭的方向和高度，即用于調(diào)整探頭40的位置，以保證最佳的探測效率；不需要監(jiān)測的時(shí)候該探頭40可移除，這樣做的好處就是不影響培養(yǎng)物的正常生理狀態(tài)。該y射線動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置通過y射線檢測裝置4實(shí)現(xiàn)監(jiān)測，即y射線檢測裝置4的探頭探測到恒流培養(yǎng)裝置的培養(yǎng)皿1中的y射線，y射線進(jìn)入閃爍體401后損失能量；閃爍體401吸收能量，其中的原子受激發(fā)，在退激的過程中發(fā)出熒光光子；熒光光子通過光導(dǎo)后到達(dá)光電倍增管402的電極，在光電倍增管402的陰極上打出電子；電子在光電倍增管402中電場的作用下數(shù)量成倍增加，最后到達(dá)光電倍增管402的陽極，輸出電脈沖信號(hào)，脈沖的幅度與射線在閃爍體401內(nèi)損失的能量成正比。前置放大器403將電脈沖信號(hào)放大，并將放大后的電脈沖信號(hào)傳送給定時(shí)計(jì)數(shù)器等電子測量裝置(圖未示)進(jìn)行計(jì)數(shù)和測量。其中y射線檢測裝置4的探頭40直徑在6cm左右；有多種物質(zhì)可作為閃爍體401，本實(shí)用新型選用NaI(Tl)閃爍晶體，閃爍體401的直徑約為3. 5cm。 當(dāng)培養(yǎng)皿1中培養(yǎng)物為細(xì)胞如腫瘤細(xì)胞等時(shí)，按常規(guī)其需在37°C、5% C02條件下恒溫培養(yǎng)，故需將上述恒流培養(yǎng)裝置放入細(xì)胞培養(yǎng)箱中(圖未示)，而將y射線檢測裝置4的探頭40伸入細(xì)胞培養(yǎng)箱中，用支架7固定于距離培養(yǎng)皿1合適的地方。具體來說[0033] 當(dāng)放射性藥物，以18F_FDG為例通過恒流泵以恒定的速度經(jīng)輸入口 11流過恒流培養(yǎng)裝置中的培養(yǎng)皿l，此時(shí)培養(yǎng)皿1中的腫瘤細(xì)胞對(duì)^F-FDG進(jìn)行攝取，換言之，腫瘤細(xì)胞截留了部分y射線。培養(yǎng)皿1中的y射線通過y射線檢測裝置4的探頭40探測到并進(jìn)入閃爍體401，再經(jīng)過上述一系列y射線檢測過程，最終顯示的數(shù)據(jù)為培養(yǎng)皿中^F-FDG流動(dòng)溶液的y射線及腫瘤細(xì)胞中y射線量的總和，由于可以根據(jù)已知的^F-FDG溶液濃度和輸注的量計(jì)算出培養(yǎng)皿中"F-FDG流動(dòng)溶液的y射線量，因此腫瘤細(xì)胞內(nèi)的y射線量可以由測出的培養(yǎng)皿中的總y射線量減去培養(yǎng)皿中^F-FDG流動(dòng)溶液的y射線量計(jì)算得到，即可得到腫瘤細(xì)胞攝取^F-FDG的量。這樣就只需培養(yǎng)一批細(xì)胞，連續(xù)動(dòng)態(tài)的觀測任何時(shí)間點(diǎn)的腫瘤細(xì)胞攝取18F_FDG的情況。而且，由于18F-FDG恒定流過培養(yǎng)皿，故而培養(yǎng)皿中18F_FDG流動(dòng)溶液的y射線量恒定，最終顯示的數(shù)據(jù)變化即可直接反應(yīng)腫瘤細(xì)胞攝取^F-FDG的行為變化。 如圖4所示，該本實(shí)用新型的動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置還包括一與y射線檢測裝置4連接的監(jiān)測結(jié)果輸出裝置5，該監(jiān)測結(jié)果輸出裝置5包括順序連接的計(jì)算機(jī)51和打印機(jī)52，計(jì)算機(jī)51與y射線檢測裝置4連接，最后由計(jì)算機(jī)51顯示動(dòng)態(tài)監(jiān)測結(jié)果并通過打印機(jī)52打印結(jié)果。 當(dāng)然，本實(shí)用新型動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置中也可以不需要計(jì)算機(jī)和打印機(jī)，如圖5所示，而只需要一顯示器53來顯示監(jiān)測結(jié)果或數(shù)據(jù)，即監(jiān)測結(jié)果輸出裝置5可以為一顯示器53，其也能完成動(dòng)態(tài)監(jiān)測。 另外，該y射線檢測裝置可為現(xiàn)有小型的、便攜式的y射線檢測儀，可固定于細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)、距離培養(yǎng)皿一適當(dāng)?shù)牡胤?，直接可肉眼觀察到y(tǒng)射線檢測儀上顯示的數(shù)據(jù)。[0037] 雖然以上描述了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，在不背離本實(shí)用新型的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求一種恒流培養(yǎng)裝置，其特征在于，其包括一個(gè)培養(yǎng)皿，該培養(yǎng)皿具有一輸入口和一個(gè)輸出口，該輸入口連接一恒流注射裝置。
2. 如權(quán)利要求l所述的恒流培養(yǎng)裝置，其特征在于，該輸入口和輸出口分別設(shè)于培養(yǎng)皿的兩側(cè)，該輸入口的高度大于或等于輸出口的高度。
3. 如權(quán)利要求1所述的恒流培養(yǎng)裝置，其特征在于，該恒流注射裝置為一恒流泵。
4. 如權(quán)利要求1所述的恒流培養(yǎng)裝置，其特征在于，該輸出口還連接一收集裝置。
5. —種動(dòng)態(tài)監(jiān)測體外培養(yǎng)生物樣品中y射線能量的裝置，其特征在于，其包括一用于體外培養(yǎng)生物樣品的如權(quán)利要求1 4任一項(xiàng)所述的恒流培養(yǎng)裝置；禾口一用于檢測該恒流培養(yǎng)裝置的培養(yǎng)皿中的y射線能量的y射線檢測裝置。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，該y射線檢測裝置為一 y閃爍計(jì)數(shù)器，該y閃爍計(jì)數(shù)器包括一具有高度可調(diào)節(jié)探頭的y閃爍探測器。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，該y射線檢測裝置還包括一固定該y閃爍探測器的調(diào)節(jié)探頭的固定裝置。
8. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，該動(dòng)態(tài)監(jiān)測體外培養(yǎng)生物樣品中y射線能量的裝置還包括一監(jiān)測結(jié)果輸出裝置，用于顯示和/或輸出y射線檢測裝置的監(jiān)測結(jié)果。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，該監(jiān)測結(jié)果輸出裝置包括一計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)與y射線檢測裝置連接，用于計(jì)算并顯示動(dòng)態(tài)監(jiān)測y射線能量的結(jié)果；和一打印機(jī)，該打印機(jī)與計(jì)算機(jī)連接，用于打印動(dòng)態(tài)監(jiān)測結(jié)果。
10. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，該體外培養(yǎng)生物樣品為能攝取釋放y射線的放射性核素標(biāo)記的代謝底物或試劑的細(xì)胞、組織或器官的離體培養(yǎng)物。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種恒流培養(yǎng)裝置及使用其的動(dòng)態(tài)監(jiān)測體外培養(yǎng)生物樣品中γ射線能量的裝置。該恒流培養(yǎng)裝置包括一個(gè)培養(yǎng)皿，該培養(yǎng)皿具有一輸入口和一個(gè)輸出口，該輸入口連接一恒流注射裝置。該動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置包括一上述恒流培養(yǎng)裝置和一用于檢測該恒流培養(yǎng)裝置的培養(yǎng)皿中的γ射線能量的γ射線檢測裝置，將放射性核素標(biāo)記在代謝底物上，通過監(jiān)測生物體內(nèi)放射性能量變化即可反映生物體物質(zhì)代謝。本實(shí)用新型可以方便地動(dòng)態(tài)監(jiān)測培養(yǎng)物攝取放射性核素標(biāo)記和代謝底物的情況，反映生物體物質(zhì)代謝規(guī)律，監(jiān)測效率高且精度高，而且不用手工進(jìn)行監(jiān)測，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化過程。
文檔編號(hào)C12M3/00GK201501875SQ20092007520
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者宋少莉, 盛世樂, 黃鋼 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬仁濟(jì)醫(yī)院