在生命科学研究、放射生物学、肿瘤治疗开发及生物材料灭菌等领域,对细胞、组织或小型实验动物施加可控、均匀且可重复的电离辐射是的技术手段。而生物辐照仪(Biological Irradiator)正是为满足这一高精度需求而设计的专业设备。它通过模拟临床放疗或环境辐射条件,在实验室环境中实现对生物样本的安全、精准照射,成为连接基础研究与临床应用的重要桥梁。
生物辐照仪的核心功能是利用放射性同位素(如铯-137、钴-60)或X射线发生器作为辐射源,对样本进行定量照射。目前主流设备多采用X射线辐照系统,因其无需使用放射性同位素,操作更安全、审批流程简化,且可通过调节管电压(kV)、电流(mA)和照射时间,灵活控制辐射剂量率(通常范围为0.1–10 Gy/min)与总剂量(从毫戈瑞到数百戈瑞)。设备内部配备精密准直器、滤片和剂量监测系统,确保照射野均匀性误差小于±5%,并实时反馈实际吸收剂量。 其典型应用场景极为广泛。在肿瘤放射治疗研究中,科研人员利用生物辐照仪对小鼠荷瘤模型进行局部照射,评估新型放疗增敏剂或联合免疫疗法的效果;在干细胞与DNA损伤修复机制研究中,通过设定不同剂量诱导细胞周期阻滞或凋亡,解析关键信号通路;在疫苗与生物制品开发中,辐照可用于灭活病原体(如病毒、细菌),保留其免疫原性的同时消除致病性;此外,在农业育种、昆虫不育技术(SIT)及空间生物学模拟实验中,生物辐照仪也发挥着重要作用。
相较于传统使用钴源的辐照装置,现代X射线生物辐照仪具备显著优势:一是安全性高,断电即停止辐射,无放射性废物处理难题;二是操作便捷,配备触摸屏控制系统、预设程序库及用户权限管理;三是精准度强,集成电离室或半导体剂量计,实现闭环剂量控制;四是兼容性好,可适配培养皿、离心管、小鼠固定器等多种样本载体,部分机型甚至支持图像引导定位(IGRT),实现亚毫米级靶区照射。
当然,使用生物辐照仪需严格遵守辐射防护规范,操作人员须经专业培训,并定期进行设备校准与性能验证。随着人工智能与自动化技术的融入,新一代辐照仪正朝着“智能剂量规划”“多模态联用”(如结合荧光成像)方向发展,进一步提升实验效率与科学价值。