微流控芯片和评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统的制作方法

1.本公开涉及放射性粒子检测和评估领域，尤其涉及微流控芯片和精准评估放射性粒子治疗在不同辐射距离下的生物学量效关系检测系统。


背景技术：

2.放射性粒子发射的具有辐射的射线在各个领域均有重要的用途；特别地，具有辐射的射线可以直接作用于dna，使dna链断裂，也可以对细胞组织内液体作用产生电离，生成自由基；因此，对放射性粒子的辐射性能进行评估，了解放射性粒子对细胞或微小生物的影响是亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种用于微流控芯片和评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统，以至少解决上述技术问题。
4.根据本公开的一方面，提供了一种微流控芯片，包括：至少一个固定装置和至少一条微流道；
5.所述至少一个固定装置位于所述微流控芯片上，用于固定放射性粒子；
6.所述至少一条微流道设置于所述微流控芯片上，用于培养细胞、微小生物、生物组织中至少之一；
7.各条微流道与第一固定装置之间的距离不同；所述第一固定装置为所述至少一个固定装置中任一个固定装置；
8.所述至少一条微流道中细胞、微小生物、生物组织中至少之一的辐射信息，用于确认放置于所述至少一个固定装置的放射性粒子对与所述放射性粒子相距不同距离的细胞、微小生物、生物组织中至少之一的影响。
9.上述方案中，所述至少一条微流道为以下形状之一：
10.直线型、弯曲型或折线形；
11.相邻两条所述微流道之间的距离相同或不同。
12.上述方案中，每条所述微流道的两端分别设置入口和出口。
13.上述方案中，相邻两条所述微流道之间设置有连通结构；
14.至少一个微流道中的流体通过所述连通结构流入不同的微流道中。
15.上述方案中，所述第一固定装置和所述至少一条微流道位于同一水平面上；
16.或者，所述第一固定装置和所述至少一条微流道位于不同水平面上。
17.上述方案中，所述第一固定装置设置于所述至少一条微流道中第一微流道内部，在所述第一微流道中有流体的情况下，所述放射性粒子与所述第一微流道中的流体接触，或者所述放射性粒子不与所述第一微流道中的流体接触。
18.上述方案中，所述细胞包括人类细胞、动物细胞或植物细胞至少之一；
19.所述微小生物包括细菌、酵母、肠道微生物、土壤微生物、病毒、微藻、病毒、微藻、
线虫、果蝇或斑马鱼幼体至少之一；
20.所述生物组织包括生物活检组织、类器官或3d细胞培养物至少之一。
21.根据本公开的另一方面，提供了一种评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统，包括微流控芯片、放射探测器和放射性粒子；
22.所述放射性粒子设置于所述微流控芯片内，用于发射射线；
23.所述微流控芯片中放置有细胞、微小生物、生物组织中至少之一；
24.所述放射探测器，用于检测所述微流控芯片中的细胞、微小生物、生物组织中至少之一经所述射线辐射后的辐射信息。
25.上述方案中，所述微流控芯片包括：至少一个固定装置和至少一条微流道；
26.所述至少一个固定装置位于所述微流控芯片上，用于固定所述放射性粒子；
27.所述至少一条微流道设置于所述微流控芯片上，用于培养细胞、微小生物、生物组织中至少之一；
28.各条微流道与第一固定装置之间的距离不同；所述第一固定装置为所述至少一个固定装置中任一个固定装置。
29.上述方案中，所述至少一条微流道为以下形状之一：
30.直线型、弯曲型或折线形；
31.相邻两条所述微流道之间的距离相同或不同。
32.上述方案中，所述第一固定装置和所述至少一条微流道位于同一水平面上；
33.或者，所述第一固定装置和所述至少一条微流道位于不同水平面上。
34.上述方案中，所述第一固定装置设置于所述至少一条微流道中第一微流道内部，在所述第一微流道中有流体的情况下，所述放射性粒子与所述第一微流道中的流体接触，或者所述放射性粒子不与所述第一微流道中的流体接触。
35.上述方案中，所述系统还包括：流体操作装置；
36.所述流体操作装置与所述微流控芯片包括的至少一个微流道的入口或出口连接，用于流体的注入、混合和收集至少之一；
37.所述流体用于培养所述微流道中的细胞、微小生物或生物组织中至少之一。
38.上述方案中，所述系统还包括：检测装置；
39.所述检测装置用于检测所述至少一个微流道中细胞、微小生物或生物组织中至少之一的特征信息。
40.上述方案中，所述特征信息至少包括以下之一：
41.活性信息、代谢信息、细胞增殖信息、细胞数量信息、酸碱度ph值信息、氧分布信息和凋亡信息。
42.本公开提供的微流控芯片和评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统，所述放射性粒子设置于所述微流控芯片内，用于发射射线；所述微流控芯片中放置有细胞、微小生物或生物组织中至少之一；所述放射探测器，用于检测所述微流控芯片中的细胞、微小生物或生物组织中至少之一经所述射线辐射后的辐射信息；所述微流控芯片包括：至少一个固定装置和至少一条微流道；所述至少一个固定装置位于所述微流控芯片上，用于固定所述放射性粒子；所述至少一条微流道设置于所述微流控芯片上，用于培养细胞、微小生物或生物组织中至少之一；各条微流道与第一固定装置之间的距离不同；所述第一固定装置为所述
至少一个固定装置中任一个固定装置。可以准确地评估放射性粒子的辐射性能。
43.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
44.附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
45.图1示出了本公开实施例提供的微流控芯片的一种可选流程示意图；
46.图2示出了本公开实施例提供的微流控芯片的另一种可选流程示意图；
47.图3示出了本公开实施例提供的评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统的可选结构示意图；
48.图4示出了本公开实施例提供的评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统的一种可选应用示意图；
49.图5示出了本公开实施例提供的评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统的应用流程示意图。
具体实施方式
50.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
51.放射治疗是肿瘤治疗的主要手段之一。放射治疗的方式较为多样，例如，可以通过核素探针产生的α粒子、β粒子(正电子和负电子)、γ射线实现放射治疗；还可以通过大型医疗仪器产生的x射线、伽玛射线、质子束等实现放射治疗，不同的射线源具有不同的医学物理性质。其中，放射性粒子实现肿瘤治疗的原理，是利用放射性同位素的放射物理性质进行治疗，由于其组织半价层仅为1-2厘米(cm)，对远端的主要脏器不会产生内照射，因此放射性粒子植入治疗成为一种有效且较为广泛应用的近距离局部放射治疗方式。
52.放射性粒子治疗肿瘤与其它放射疗法一样，在手术前需要进行详细的放疗计划，以尽可能准确地靶向和杀伤肿瘤，同时减少对周边正常组织的不必要杀伤。在制定放疗计划时，需要根据病例的影像和病例数据，勾勒出肿瘤的区域，确定放射性粒子植入的数量、位置、与肿瘤或主要器官之间的距离等具体方案。这些方案本身的制定，需要对放射性粒子治疗的量效关系有一个较为全面的认识。实际上，即使前期很精准地评估放射性粒子治疗的量效，仍然会出现一些病人疗效很好，而另外一些病人的疗效不显著的情况。与之相关的原因很多，例如放疗计划的实施方案是否最适于病例、放疗旁观者效应、病患个体基因及蛋白的抗性水平等。要更好地解决上述临床遇到的问题，都需要对放射性粒子治疗的放射物理、放射生物学机制机理有更为精准和全面的认识和了解。而深入研究机制机理，客观上需要定量评估放射性粒子对个体治疗量效关系的方法。
53.相关方案中，通过放射性粒子直接植入人体或者小鼠进行体内检测的方案，虽然在疗效和相关生物检测中都有很多成果和建树，不过由于体内研究的复杂性及多因素作用原因，想要弄清楚具体某些因素在放射性粒子治疗中的作用，还比较困难。同时体内研究可
以监测的指标数量相对有限，还会遇到取样时间点限制、不同小鼠个体差异等影响。因此建立一个模拟体内情况、同时又简化相关影响因素的体外模型，有利于快速、直接地了解相关的粒子治疗的响应情况，为临床病人的放射性粒子治疗提供个体化诊疗信息。而通过检索文献，目前尚未有有效的体外检测系统。因此，本公开提供一种微流控芯片和评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统，用于放射性粒子治疗对个体化样本的机制机理研究及快速疗效评估。
54.放射性粒子在不同距离下对活细胞的辐射生物效应如何，尚没有无损伤、可定量、可持续的检测及监测方法，另外临床中不同个体对放射性粒子治疗的响应差异很大，即使按照体内肿瘤体积而精准计划的粒子植入方案有时也不能做到最优放疗。
55.针对相关技术中的缺陷，本公开实施例提供一种微流控芯片和评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统，以至少克服上述缺陷。
56.图1示出了本公开实施例提供的微流控芯片的一种可选流程示意图，图2示出了本公开实施例提供的微流控芯片的另一种可选流程示意图，将根据各个部分进行说明。
57.在一些实施例中，所述微流控芯片100包括至少一个固定装置101和至少一条微流道102。图1和图2中，示出了3条微流道。
58.所述至少一个固定装置101位于所述微流控芯片100上，用于固定放射性粒子；所述固定装置101可以为所述微流控芯片100上的一个凹槽，所述放射性粒子通过嵌入所述凹槽的方式固定在所述固定装置101上(如图1所示)；或者，所述固定装置101还可以为所述微流控芯片100上凸起的装置，所述放射性粒子通过粘贴、嵌入等方式固定在所述固定装置101上。
59.所述至少一条微流道102设置于所述微流控芯片100上，用于培养细胞、微小生物或生物组织中至少之一；其中，所述至少一条微流道可以为嵌入在所述微流控芯片100内部的凹道；或者，所述至少一条微流道还可以为固定在所述微流控芯片100其中一个平面上的沟道(沟道的底部固定在所述微流控芯片100上，沟道的壁垂直于所述微流控芯片100其中一个平面)；或者，所述至少一条微流道可以为键合结构，即所述至少一条微流道部分嵌入至所述微流控芯片100(如下部分嵌入至所述微流控芯片100)，另一部分凸出于所述微流控芯片100(如上部分凸出于所述微流控芯片100的其中一个平面)，且所述至少一条微流道中高于所述微流控芯片100的侧壁垂直与所述微流控芯片100的其中一个平面；在此情况下，所述至少一条微流道嵌入所述微流控芯片100的部分和高于所述微流控芯片100的另一部分的尺寸之比可以为根据实际需求设置的任意比例。图1和图2示出了微流道嵌入在所述微流控芯片100内的示意图。
60.各条微流道102与第一固定装置1011之间的距离不同；所述第一固定装置1011为所述至少一个固定装置101中任一个固定装置；
61.所述至少一条微流道102中细胞、微小生物或生物组织中至少之一的辐射信息，用于确认放置于所述至少一个固定装置101的放射性粒子对与所述放射性粒子相距不同距离的细胞、微小生物或生物组织中至少之一的影响。
62.在一些实施例中，所述至少一条微流道102为以下形状之一：直线型、弯曲型或折线形；其中相邻两条所述微流道之间的距离相同或不同。
63.在另一些实施例中，所述至少一条微流道102的两端分别设置入口和出口。其中，
所述入口可以用于向微流道内注入液体；所述出口可以用于收集微流道内的液体。可选的，通过所述出口收集所述至少一条微流道102内的液体，检测所述至少一个微流道中细胞、微小生物或生物组织中至少之一的特征信息。图1和图2中仅标识出位于最外侧的微流道的入口或出口，本领域技术人员可以理解，其他微流道的两段均设置有入口或出口；从图1或图2可以得出，微流道的两段设置有端口，当其中端口一个为入口时，另一个端口为出口。
64.如图1和图2所示，图中微流道为弯曲型；需要理解，图1和图2仅为示意，并不用于限定本公开提供的微流控芯片的保护范围。
65.在一些可选实施例中，相邻两条所述微流道102之间还可以设置有连通结构；至少一个微流道中的流体通过所述连通结构流入不同的微流道102中。在后续对微流道102中的液体进行检测时，通过微流道102之间的连通结构可以更好地模拟细胞、微小生物或生物组织中至少之一在特定场景下的运动状态，以得到更精准的检测结果。
66.进一步，若所述至少一条微流道102以凹槽的方式嵌入在所述微流控芯片内时，所述连通结构可以是嵌入所述微流控芯片内的凹槽；若所述至少一条微流道102为固定在所述微流控芯片100其中一个平面上的沟道时，所述连通结构可以为嵌入所述微流控芯片内的凹槽(相应的，微流道的底部与所述连通结构相连，以使微流道内的液体可以流入所述连通结构或通过所述连通结构流入其他微流道)；或者，所述连通结构还可以为沟道型结构，通过微流道的侧壁，连接两条微流道(如在微流道的侧壁设置不限定形状的开口，通过所述开口和管道、凹槽连接两条微流道)，所述连通结构的底部固定在所述微流控芯片上，也可以不固定在所述微流控芯片上；若所述至少一条微流道102位键合结构，则所述连通结构可以为嵌入所述微流控芯片内的凹槽，还可以为沟道型结构，通过所述至少一条微流道的侧壁连接两条微流道；更可以为嵌入结构和沟道型结构的组合，即所述连通结构部分嵌入所述微流控芯片，部分通过所述微流道的侧壁连接两条微流道。
67.在一些可选实施例中，所述第一固定装置101和所述至少一条微流道102位于同一水平面上；或者，所述第一固定装置101和所述至少一条微流道102位于不同水平面上。
68.具体实施时，若所述微流控芯片100为二维微流控芯片，则所述第一固定装置101和所述至少一条微流道102位于同一水平面上；或者，所述第一固定装置101和所述至少一条微流道102位于不同水平面上。
69.如图1所示，所述第一固定装置101为嵌入在所述微流控芯片100内的凹槽，所述第一固定装置101与所述至少一条微流道102均通过凹槽嵌入至所述微流控芯片100内；放射性粒子嵌入第一固定装置101后，与所述至少一条微流道102位于同一水平面上。如图2所示，所述第一固定装置101固定在所述微流控芯片100表面，所述至少一条微流道嵌入所述微流控芯片内，所述第一固定装置101与所述至少一条微流道102不在同一水平面上；所述放射性粒子以垂直与所述微流控芯片100所在平面设置于所述微流控芯片100上，所述放射性粒子与所述至少一条微流道102位于不同水平面上。或者，所述第一固定装置100设置于所述微流控芯片100外部，如悬空或通过支撑柱设置在所述微流控芯片外部，使得所述第一固定装置101与所述至少一条微流道102不再同一水平面上；所述放射性粒子放置于所述第一固定装置后，位于所述至少一条微流道102的上方或下方。
70.进一步，若所述微流控芯片100包括至少一个固定装置，则所述至少一个固定装置可以全部与所述至少一条微流道102位于同一水平面上；也可以全部与所述至少一条微流
道102位于不同水平面上；还可以部分与所述至少一条微流道102位于同一水平面上，另一部分与所述至少一条微流道102位于不同水平面上。
71.在一些实施例中，所述第一固定装置还可以设置于所述至少一条微流道中第一微流道内部，在所述第一微流道中有流体的情况下，所述放射性粒子与所述第一微流道中的流体接触，或者所述放射性粒子不与所述第一微流道中的流体接触。其中，所述第一微流道可以是所述至少一条微流道中任一条微流道，还可以是设置于其他微流道对应的圆的圆心的微流道，进一步，所述第一微流道可以是圆形、圆环形或任意形状。
72.在一些可选实施例中，所述第一微流道可以是设置于其他微流道对应的圆的圆心的微流道，从所述微流控芯片的中心向边缘，依次为所述第一微流道和其他间距依据相同间距或不同间距排列的微流道。在此情况下，所述第一微流道可以为任意形状的闭合的流动场(类似于池)，所述第一固定装置设置于所述第一微流道内部，在所述第一微流道中有流体的情况下，所述放射性粒子与所述第一微流道中的流体接触，或者所述放射性粒子不与所述第一微流道中的流体接触。
73.或者，在一些可选实施例中，所述第一微流道为任一微流道的情况下，所述第一固定装置可以设置于所述第一微流道内部，在所述第一微流道中有流体的情况下，所述放射性粒子与所述第一微流道中的流体接触，或者所述放射性粒子不与所述第一微流道中的流体接触。
74.在一些实施例中，所述细胞包括人类细胞、动物细胞、或植物细胞；所述微小生物包括细菌、酵母、肠道微生物、土壤微生物、病毒、微藻、线虫、果蝇、斑马鱼幼体。所述生物组织包括生物活检组织、类器官、3d细胞培养物；所述3d细胞培养物可以包括水凝胶基的细胞培养物、基质胶培养的3d细胞球、3d细胞微球、生物打印的3d细胞培养物至少之一。
75.如此，本公开实施例提供的微流控芯片，包括：至少一个固定装置和至少一条微流道；所述至少一个固定装置位于所述微流控芯片上，用于固定放射性粒子；所述至少一条微流道设置于所述微流控芯片上，用于培养细胞、微小生物或生物组织中至少之一；各条微流道与第一固定装置之间的距离不同；所述第一固定装置为所述至少一个固定装置中任一个固定装置；所述至少一条微流道中细胞、微小生物或生物组织中至少之一的辐射信息，用于确认放置于所述至少一个固定装置的放射性粒子对与所述放射性粒子相距不同距离的细胞、微小生物或生物组织中至少之一的影响，可以准确地评估放射性粒子对于不同距离的细胞、微小生物或生物组织中至少之一的辐射影响。
76.图3示出了本公开实施例提供的评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统的可选结构示意图，将根据各个部分进行说明。
77.在一些实施例中，所述系统200包括微流控芯片100、放射探测器201和放射性粒子202。
78.其中，所述放射性粒子202设置于所述微流控芯片100内，用于发射射线；所述微流控芯片100中放置(培养)有细胞、微小生物或生物组织中至少之一；所述放射探测器201用于检测所述微流控芯片100中放置(或培养)的细胞、微小生物或生物组织中至少之一经所述射线辐射后的辐射信息。
79.所述微流控芯片100的结构如图1或图2所示，此处不再重复赘述。
80.在一些实施例中，所述系统200还可以包括流体操作装置203，所述流体操作装置
203与所述微流控芯片100包括的至少一个微流道102的入口和/或出口连接，用于流体的注入、混合和收集至少之一；所述流体用于培养所述微流道中的细胞、微小生物或生物组织中至少之一。
81.在一些实施例中，所述系统200还可以包括检测装置204。
82.所述检测装置204用于检测所述至少一个微流道102中细胞、微小生物或生物组织中至少之一的特征信息。可选的，所述检测装置可以直接检测所述至少一个微流道102中任一个微流道的液体，和/或所述液体中培养的细胞、微小生物或生物组织中至少之一；所述检测装置还可以检测通过所述流体操作装置203从所述微流控芯片100包括的至少一个微流道102的出口，采集液体，和/或所述液体中培养的细胞、微小生物或生物组织中至少之一。即所述检测装置204可以直接进行芯片上检测(液体，和/或液体中培养的细胞、微小生物或生物组织中至少之一仍然在所述至少一个微流道102中)；或者，所述检测装置204可以进行芯片下检测(液体，和/或液体中培养的细胞、微小生物或生物组织中至少之一通过流体操作装置203采集到所述微流控芯片100以外的其他装置)。
83.在一些实施例中，所述特征信息至少包括以下之一：活性信息、代谢信息、细胞增殖信息、细胞数量信息、酸碱度ph值信息、氧分布信息和凋亡信息。
84.在一些实施例中，所述放射性粒子可以包括以下至少之一：钴-60、钯-103、碘-125、锶-90/钇-90、铯-137、铱-192、金-198、钌-106、锎-252、镭-226和氡-222。所述放射性粒子还可以包括其他具备放射性属性的粒子，本公开不做具体限定。
85.在一些实施例中，所述放射探测器201包括以下至少之一：硅光电倍增管(sipm)、pin二极管阵列、硅像素探测器、位置敏感雪崩二极管(psapd)、光电倍增管(pmt)、电荷耦合器件(ccd)、互补金属氧化物半导体(coms)和x射线探测器。所述放射探测器还可以包括其他具备放射性能检测的设备，本公开不做具体限定。所述放射探测器201用于探测所述微流控芯片内培养的细胞、微小生物和生物组织与放射性粒子相距不同距离情况下所受到的辐射强度和/或辐射能量等信息。
86.在一些实施例中，所述微流道内的液体，可以是所述至少一条微流道收集的培养物(培养在微流道内的细胞、微小生物或生物组织中至少之一)的上清液；所述培养物的上清液可以包括以下至少之一：上清液溶解物、游离dna、rna、蛋白质、细胞外囊泡、外泌体等。
87.在一些实施例中，所述微流道内培养细胞、微小生物和生物组织；其中，所述细胞包括人类细胞、动物细胞、或植物细胞至少之一(如人类和动物的精子、卵子和受精卵等等)；所述微小生物包括细菌、酵母、肠道微生物、土壤微生物、病毒、微藻、线虫、果蝇或斑马鱼幼体至少之一；所述生物组织包括生物活检组织、类器官或3d细胞培养物至少之一；所述3d细胞培养物可以包括水凝胶基的细胞培养物、基质胶培养的3d细胞球、3d细胞微球、生物打印的3d细胞培养物至少之一。
88.在一些实施例中，所述检测装置204可以包括检测探针(如荧光探针、核素探针等)，所述检测探针可以直接放置在所述至少一条微流道内，也可以放置在通过流体操作装置采集到的液体中。所述检测装置还可以包括其他具备成像、传感、检测功能的探测器，用来获取所述微流控芯片中细胞、微小生物或生物组织中至少之一在放射性粒子辐射下的各类生理指标，如电化学传感器(点阻抗)、spr传感器、放射成像装置和光学检测装置等。
89.在一些可选实施例中，所述检测装置204执行对应的检测操作之后，还可以对终末
细胞进行免疫荧光染色；还可以收集微流道内的细胞进行dna和rna测序、基因组、蛋白组、辐射代谢组等后续检测。
90.在一些可能的实施例中，所述评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统200，还可以包括辐射屏蔽装置，用于屏蔽放射性粒子发射的射线。
91.可选的，所述微流控芯片100包括的固定装置101可以是椭圆形凹槽，可以通过嵌入，或位于所述微流控芯片表面的方式固定在所述微流控芯片上，用于固定所述放射性粒子。围绕所述固定装置可以设置有与所述固定装置之间的距离不同的至少一条微流道；所述至少一条微流道可以培养待检测的对象(细胞、微小生物或生物组织中至少之一)。放射探测器可以检测不同微流道内，细胞、微小生物或生物组织中至少之一受辐射强度的信息。所述微流控芯片中培养的细胞、微小生物或生物组织中至少之一可以用于进行原位检测(如细胞、微小生物或生物组织中至少之一的数量检测、细胞、微小生物或生物组织中至少之一的活性检测、细胞、微小生物或生物组织中至少之一的凋亡检测和细胞、微小生物或生物组织中至少之一的代谢检测等)、上清液收集检测(如辐射代谢组学、细胞外游离dna检测、细胞外囊泡检测等)和终末分析检测(如免疫组化染色检测、辐射相关表达分析检测等)。即通过所述评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统200，可以对细胞、微小生物或生物组织等检测对象在不同距离所受到辐射有精准测量，同时可以通过诸多芯片上和芯片下测量手段，精准且多方面检测细胞对辐射的生物响应。同时，微流道可以是独立或者联通的，可以模拟研究细胞及其微环境对放射性粒子辐射的响应。该方法和系统的建立，将极具平台和工具效应，为评估放射性粒子治疗的量效关系及后续基于此平台的新方法开发奠定基础。
92.本公开实施例提供的评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统200可以用于评估放射性粒子对个体治疗量效关系，辅助临床医师指定最优化放射性粒子个体化精准诊疗方案。
93.以下说明所述评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统200的应用实施例。
94.图4示出了本公开实施例提供的评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统的一种可选应用示意图；图5示出了本公开实施例提供的评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统的应用流程示意图。
95.步骤s301，培养细胞、微小生物或生物组织中至少之一。
96.在一些实施例中，在评估放射性粒子辐射性能之前，在所述微流控芯片包括的至少一条微流道内培养细胞、微小生物或生物组织中至少之一。如图4所示为微流控芯片100的侧视，微流道中培养细胞、微小生物或生物组织中至少之一。
97.具体的细胞、微小生物或生物组织中至少之一的种类、数量可以根据实际需求设置。
98.在一些实施例中，所述细胞包括人类细胞、动物细胞、或植物细胞至少之一(如人类和动物的精子、卵子和受精卵等等)；所述微小生物包括细菌、酵母、肠道微生物、土壤微生物、病毒、微藻、线虫、果蝇或斑马鱼幼体至少之一；所述生物组织包括生物活检组织、类器官或3d细胞培养物至少之一；所述3d细胞培养物可以包括水凝胶基的细胞培养物、基质胶培养的3d细胞球、3d细胞微球、生物打印的3d细胞培养物至少之一。
99.步骤s302，将放射性粒子放置在固定装置内。
100.在一些实施例中，将放射性粒子放置在所述微流控芯片包括的固定装置内；可选的，可以在所述微流控芯片内放置一个放射性粒子，也可以在所述微流控芯片内放置多个放射性粒子。
101.在另一些实施例中，放置一个放射性粒子的情况下，所述放射性粒子可以放置在所述微流控芯片中心，通过所述微流控芯片中心的固定装置固定在所述微流控芯片上。
102.所述放射性粒子发射射线，辐射所述微流控芯片内培养的细胞、微小生物或生物组织中至少之一。图4中所述放射性粒子发射γ射线，此处仅为示例，还可以是其他具备辐射性质的射线。
103.步骤s303，设置放射探测器的参数。
104.在一些实施例中，进行放射探测之前，根据实际需求设置放射探测器的参数，对放射性粒子在不同控件辐射情况进行成像或技术。
105.步骤s304，放射探测器对微流控芯片内的细胞、微小生物或生物组织中至少之一进行检测。
106.在一些实施例中，在需要进行定量检测的情况下，通过放射探测器获取所述微流控芯片内的细胞、微小生物或生物组织中至少之一的辐射量信息。
107.步骤s305，检测装置对微流控芯片内的细胞、微小生物或生物组织中至少之一进行检测。
108.在一些实施例中，在需要进行定量检测的情况下，通过检测装置获取所述微流控芯片内的细胞、微小生物或生物组织中至少之一的生物学状态和指标；可选的，所述检测装置可以包括光学探测器或电化学探测器。
109.在另一些实施例中，在需要定时定量检测的情况下，在对应的时间通过所述流体操控装置从所述至少一个微流道的出口收集细胞外上清液，通过所述检测装置对所述细胞外上清液进行定量分析。
110.在一些可选实施例中，可以将所述微流控芯片放置在所述光学。电化学等探测器中，实现检测装置对微流控芯片内的细胞、微小生物或生物组织中至少之一进行检测。
111.步骤s306，基于放射探测器和检测装置的检测结果，确定放射性粒子治疗对生物样本的量效关系定量评估信息。
112.在一些实施例中，综合不同微流道中细胞、微小生物或生物组织中至少之一的辐射剂量信息、细胞原位测量的生物学指标、细胞外上清液中生物学信息进行定量分析，确定放射性粒子治疗对生物样本的量效关系定量评估信息。
113.如图4所示，所述放射探测器采集到的脉冲信息传送至计算机；可选的，其他检测装置获取的检测结果传送至计算机，基于放射探测器和检测装置的检测结果，确定放射性粒子治疗对生物样本的量效关系定量评估信息。
114.本公开提供的评估放射性粒子生物辐射效应的检测系统，以辅助临床医生制定考虑了个体对放疗生物生理差异的精准诊疗方案，避免出现粒子植入过多带来不必要损伤及副作用，或者粒子注入不足导致肿瘤消融不全面的问题。
115.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
116.上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。