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目前在辐射事故受照人员生物剂量估算中,主要使用染色体畸变实验来评价受照剂量。由于辐射受照人员往往需要在短时间内快速的到剂量评价和有效的救治,这就要求我们需要找到更快捷的评价手段,对辐射受照伤员进行快速的初步评估以满足救治方案制定的紧急需求。本研究旨在对彗星实验的DNA损伤评价和辐射敏感基因表达两种生物剂量快速评价手段进行研究,讨论其可行性方案和建立相应的剂量曲线,同时本研究根据生物剂量的曲线特性设计了生物剂量曲线拟合和估算软件,以满足在快速剂量评价中的数据分析效率。本研究分为三个部分,第一部分探讨了单细胞凝胶电泳分析在辐射生物剂量估算中的应用;第二部分为剂量估算软件的设计和测评;第三部分为辐射敏感基因的筛选与剂量效应曲线的建立。
通过外周血淋巴细胞的单细胞中性凝胶电泳图像来评价DNA辐射损伤双链断裂情况,从而估算辐射剂量。本研究对离体外周血不同剂量照射后的单细胞凝胶电泳实验(彗星实验)图像分析结果进行拟合剂量效应曲线,在考虑人体自身DNA修复机制的影响的情况的下,进行了剂量的时效性曲线拟合,利用数学工具Matlab最终拟合绘制了DNA损伤的彗星实验测量指标Olive尾矩(OTM)、受照后时间、受照剂量的三维数据图像,在剂量估算中加入了DNA随时间修复的时间效应计算,使估算结果更准确的反映了原始受照剂量。这部分研究旨在通过建立的实验室三维数据函数来对受照人员剂量短时间内的剂量评估。
在很多生物学实验中,都需要对单影响因素下的作用效果进行评价,生物剂量学研究领域中,包括染色体畸变与剂量估算、微核检验、彗星实验以及辐射敏感基因的表达与剂量估算中都需要到数据拟合与估算。传统的数学软件操作起来并不方便,因此,在处理这类生物学实验数据中,本实验室根据实际需求,通过自动的多次方程和多类型数据自动拟合算法实现快速的自动曲线拟合,同时也设计了局部照射评估、质疑剂量评价等程序模块,利用计算机语言编著了剂量估算软件BIODOSER,使在生物剂量学实验数据处理及剂量估算应用方面更为实用,操作更加方便。
随着功能基因芯片的发展和应用,在高通量基因筛选方面变的更为快捷有效,本研究以对外周血淋巴细胞为材料,通过RT-PCR、功能基因芯片等方法对辐射敏感相关基因的表达筛选,找出电离辐射影响基因表达上调或下调比较明显的基因,同时对时间效应进行了探讨,找出了较稳定的辐射敏感表达基因,建立目的基因的剂量标准曲线,以期在辐射事故快速剂量估算中实现应用。