【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物医学，具体为一种基于微纳液滴研究太赫兹辐照生物效应的方法。
技术介绍
1、太赫兹通常指频率范围0.1～10thz，介于红外和微波之间的波谱区域。太赫兹波是电磁波谱中唯一尚未获得较为全面的研究和利用的区间，其具有独特的瞬态性、宽频性、穿透性、低能量性等特点，在通讯、安全检查、生命科学等领域具有诱人的应用前景。太赫兹波与生命体系具有广泛而复杂的相互作用，特别是可以与蛋白质、dna、脂质、多糖等生物大分子的集体振动模式和复杂的分子内/分子间相互作用共振，从而可能对生命体系产生影响。为了确保太赫兹技术可以安全地进一步推广应用，亟需明确太赫兹辐射的生物效应，同时，太赫兹辐射作为一种潜在的调控生物体系的手段，可以提供一种疾病治疗的新思路。因此，对太赫兹辐射生物效应的研究具有重要的科学意义和现实意义。
2、近年来，国内外研究机构报道了相当数量的太赫兹生物效应研究结果，表明太赫兹辐射确实可以对生命体系产生影响。然而，部分研究结果之间存在矛盾，例如在细胞层面，对太赫兹辐射影响细胞生理功能的研究同时存在阳性和阴性结果；此外，一些基于理论手段预测到的太赫兹效应难以在实验中观测到。针对太赫兹生物效应的机制研究仍然是一项具有挑战性的工作。
3、除了生物分子外，生物样品中还存在数量庞大的水分子，后者对太赫兹波具有强烈的吸收作用，不可避免地降低生物分子共振吸收太赫兹波的效率，这可能是造成上述实验结果的不统一和不充分的重要原因之一，也是研究太赫兹生物效应的难点和技术瓶颈。
技术实现思路>
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，用以解决当下太赫兹生物效应研究中溶剂水引起的辐射接收效率较低的问题，通过构建只包含目标生物样品(例如生物分子或细胞)和少量水的微纳液滴用于太赫兹辐照，增强生物样品对太赫兹波的有效吸收，为太赫兹辐射生物效应研究提供新的技术方法。
2、本专利技术的目的及其技术问题的解决，可以通过以下技术方案来实现。
3、本专利技术提供了一种基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，包括以下步骤：
4、步骤1，将目标生物样品制成微纳液滴样品；
5、步骤2，利用太赫兹辐照装置对微纳液滴样品进行太赫兹辐照；以及
6、步骤3，检测太赫兹辐照前后生物样品中目标生化指标的变化。
7、在本专利技术的实施方案中，目标生物样品可以为生物分子或细胞。
8、在本专利技术的实施方案中，细胞可以为各种细胞，例如植物细胞、动物细胞、细菌细胞、真菌细胞。在本专利技术的具体实施方案中，细胞可以为例如e.coli细胞。
9、本领域技术人员公知，生物分子是指存在于生物体中的分子，这些分子对于一个或多个典型的生物过程(例如细胞分裂、形态发生或发育)是必不可少的。生物分子包括大分子(或聚阴离子)，如蛋白质、碳水化合物、脂质和核酸，以及小分子，如初级代谢物、次级代谢物和天然产物。在本专利技术的具体实施方案中，生物分子可以为氨基酸、肽、多肽、蛋白质、核酸、脂质或糖类中的一种或多种。在本专利技术具体实施方案中，生物分子为例如aβ42。
10、在本专利技术的实施方案中，目标生化指标是指研究人员希望探索的可能被太赫兹辐射影响的生化指标。在更具体的实施方案中，目标生化指标可以为蛋白质的化学组成、活性与功能或细胞的生理状态。在本专利技术更具体的实施方案中，目标生化指标可以为aβ42的积聚反应。在本专利技术的又一具体实施方案中，目标生化指标可以为e.coli化学组分的变化，例如e.coli蛋白质组成的变化。
11、在本专利技术的实施方案中，微纳液滴为油包水反向胶束，由太赫兹波段透过性好的油相、含目标生物样品的水相和生物相容性良好的表面活性剂组成。在本专利技术的实施方案中，微纳液滴的制备包括以下步骤：
12、步骤1.1，将目标生物样品制成溶液或悬浮液，作为微纳液滴样品的水相；
13、步骤1.2，选取太赫兹波段能透过的非极性有机溶剂作为油相，将表面活性剂溶解于油相中，得到含表面活性剂的油相；
14、步骤1.3，将水相添加到油相中，通过施加机械应力，得到均一、稳定的油包水乳液，即微纳液滴样品。
15、在本专利技术的实施方案中，油相可以为长链烷烃、氟化油、矿物油。在本专利技术的具体实施方案中，油相可以为十四烷、十六烷、十八烷，优选十六烷。
16、在本专利技术的实施方案中，表面活性剂为具有两亲性的分子，根据所研究的目标生物样品的种类，可以选用不同类型的表面活性剂，优选磷脂、脂肪酸甘油酯或多元醇等中的一种或多种。在更优选的实施方案中，表面活性剂可以为1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷脂酰胆碱、聚山梨酯或十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
17、在本专利技术的实施方案中，施加的机械应力为采用机械操作或使用微流控芯片。在具体实施方案中，机械操作为涡旋、搅拌、超声中的一种或多种。在具体实施方案中，微流控芯片为具有流体汇聚结构的芯片，可以在流体汇聚结构处利用不混溶的水相和油相之间的剪切力和界面张力相互作用生成微纳液滴。
18、在本专利技术的实施方案中，水相与油相可以以(4-30):1的体积比混合。在具体的实施方案中，油相与水相的体积比可以为4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、16:1、17:1、18:1、19:1、20:1、21:1、22:1、23:1、24:1、25:1、26:1、27:1、28:1、29:1、30:1等，优选为19:1。
19、应当理解的是，根据所选择的目标生物样品的种类和性质，可以选择不同的施加应力方法，以产生与目标生物样品尺寸适宜的微纳液滴。根据本申请的优选技术方案，目标生物样品为生物分子时可以采用涡旋、超声等方式产生尺寸较小的微纳液滴，目标生物样品为细胞时可以采用微流控芯片等方式产生尺寸较大的微纳液滴。
20、本领域技术人员公知，太赫兹辐照装置包括太赫兹辐照源、辐照光路和辐照样品室。辐照光路为太赫兹波的传输装置，包括抛物面镜、太赫兹透镜、太赫兹全反射透镜等，其中，太赫兹透镜的聚焦光斑设置于辐照样品室上。辐照样品室为辐照过程中承载微纳液滴样品的样品池或样品腔。在优选的实施方案方案，辐照样品室为由在太赫兹波段具有良好透过性的材料制成的光学比色皿，例如由金刚石、硅晶体、石英制成，优选石英。
21、为进一步提高目标生物样品与太赫兹波的相互作用，辐照样品室中还可以设置有太赫兹超材料。本领域技术人员公知，太赫兹超材料为表面刻有亚太赫兹波长尺寸周期性结构的芯片，其基础结构单元包括下层的基底材料和位于上层的具有周期性结构的金属材料。在本专利技术的实施方案中，太赫兹超材料可以为在0.1-10thz范围内具有一个或多个谐振峰的谐振型太赫兹超材料，可以增强谐振峰所在频率的局域电场，从而增强该频率处目标生物样品与太赫兹波的相互作用。在具体实施方案中，亚太赫兹波长尺寸周期性结构优选为双条形结构，基底材料优选为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述目标生物样品为生物分子或细胞。
3.根据权利要求1所述的基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述生物分子为存在于生物体中的分子，可以为氨基酸、肽、多肽、蛋白质、核酸、脂质或糖类中的一种或多种，优选Aβ42。
4.根据权利要求2所述的基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述细胞为植物细胞、动物细胞、细菌细胞、真菌细胞，优选E.coli细胞。
5.根据权利要求1所述的基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，步骤2还包括在辐照前，在所述太赫兹辐照装置的辐照样品室中设置太赫兹超材料，优选设置在石英比色皿中一侧。
6.根据权利要求1所述的基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，其特征在于，所述微纳液滴样品通过以下步骤制备：
7.根据权利要求6所述基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述油相为长链烷烃、
8.根据权利要求6所述基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述表面活性剂为两亲性分子，优选磷脂、脂肪酸甘油酯或多元醇中的一种或多种，进一步优选1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷脂酰胆碱、聚山梨酯或十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。
9.根据权利要求6所述基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述水相与油相的比例为(4-30):1，优选19:1。
10.根据权利要求6所述基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述施加机械应力为采用机械操作或使用微流控芯片，优选，所述机械操作为涡旋、搅拌、超声中的一种或多种，所述微流控芯片为具有流体汇聚结构的芯片。
...【技术特征摘要】
1.一种基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述目标生物样品为生物分子或细胞。
3.根据权利要求1所述的基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述生物分子为存在于生物体中的分子，可以为氨基酸、肽、多肽、蛋白质、核酸、脂质或糖类中的一种或多种，优选aβ42。
4.根据权利要求2所述的基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，所述细胞为植物细胞、动物细胞、细菌细胞、真菌细胞，优选e.coli细胞。
5.根据权利要求1所述的基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，步骤2还包括在辐照前，在所述太赫兹辐照装置的辐照样品室中设置太赫兹超材料，优选设置在石英比色皿中一侧。
6.根据权利要求1所述的基于微纳液滴研究太赫兹生物效应的方法，其特征在于，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕军鸿，张广旭，王亚迪，傅煜冰，
申请(专利权)人：济南微生态生物医学省实验室，
类型：发明
国别省市：
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