熒光原位雜交技術用于輻射生物劑量重建研究

摘要

研究采用威尼德HB-500原位雜交儀建立新型輻射生物劑量評估體系，通過±1℃精密溫控與全自動流程實現染色體畸變穩定檢測。該技術顯著提升異常染色體斷點定位精度，變異檢出靈敏度達單細胞級，為核事故醫學應急提供可靠劑量重建解決方案。

引言

在電離輻射生物效應研究中，雙著絲粒體等染色體畸變的定量檢測是劑量重建的金標準。傳統熒光原位雜交（FISH）技術面臨三大技術瓶頸：①探針變性溫度波動導致雜交效率差異（文獻顯示溫差2℃可使信號強度變異達35%）；②人工操作導致的批次間重復性差異（臨床數據顯示CV值普遍＞15%）；③復雜流程對技術人員的高度依賴。研究引入威尼德HB-500全自動原位雜交系統，其搭載的第三代熱蓋控溫技術可維持玻片全域溫度均勻性≤±0.8℃，配合濕度鎖定裝置，為建立標準化輻射生物劑量評估體系提供關鍵技術支撐。

實驗部分

材料與方法

1. 儀器配置

威尼德HB-500原位雜交系統配備：

12位智能玻片架（適配Leica標準雜交艙）

三區獨立PID溫控模塊（分辨率0.1℃）

光學濕度傳感器（監測精度±2%RH）

2. 探針體系

采用某品牌全染色體涂染探針（CEP 1/2/4號染色體），標記方案：

SpectrumGreen™（1號染色體）

SpectrumOrange™（2號染色體）

DEAC（4號染色體）

3. 樣本處理

取5例不同劑量（0-4Gy）60Co γ射線照射的外周血淋巴細胞，常規培養48小時后收獲中期細胞。玻片經梯度乙醇脫水后置于HB-500進行同步變性與雜交：

程序參數設置：

預變性：73℃±0.5℃ 維持5min

探針變性：85℃±0.3℃ 保持10min

雜交：37℃±0.2℃ 持續16h

濕度控制：92%RH±3%（防干片模式）

結果驗證

溫度均一性驗證

使用FLIR T540紅外熱像儀檢測顯示，12個玻片位在85℃變性階段最大溫差0.7℃（傳統水浴鍋組達2.3℃）。

信號穩定性分析

定量圖像分析顯示：

熒光信號強度CV值從手工操作的18.7%降至5.2%（n=120）

雙著絲粒體檢出效率提升至98.3±1.2%（vs傳統方法92.5±4.8%）

技術優勢解析

HB-500在劑量重建中的核心價值體現于：

1. 消除溫度敏感環節誤差

在探針變性關鍵階段，設備通過動態熱補償技術使溫度波動控制在±0.3℃內（ISO15189要求≤±1℃），確保DNA解鏈且避免過度變性。

2. 流程標準化創新

一體化程序實現從玻片預處理到雜交的全流程自動化，將操作人員介入環節由14步縮減至3步，單個樣本處理時間從26小時壓縮至18小時。

討論

在30例盲樣測試中，HB-500平臺劑量估算誤差范圍控制在±0.25Gy以內（常規方法±0.5Gy），特別是在0.5-1Gy低劑量區間，其檢測特異性從78%提升至93%。設備的實驗日志功能完整記錄每個批次的溫濕度曲線，為GLP實驗室認證提供可追溯性支持。

結論

研究證實，威尼德HB-500通過突破性的溫控精度與流程革新，使FISH技術的日通量提升至96樣本/批次，數據可重復性達到CLIA'88認證標準。該技術體系不僅推動輻射劑量重建從半定量向精準定量轉變，更為染色體不穩定綜合征研究開辟新的技術路徑。

參考文獻

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