低强度瞬态电磁脉冲对细胞膜的电穿孔效应及机理研究

采用低强度的瞬态电磁脉冲在超宽频带横电磁波传输室（ＢＴＥＭ Ｃｅｌｌ）中对生物样品进行辐射,结果表明,在弱电场的情况下,细胞膜也会发生电穿孔,初步分析了形成电穿孔的机理。     

高功率微波对细菌杀灭效应的实验研究

为研究高功率微波对细菌的杀灭效果及其可能存在的非热效应。采用频率２４５０ＭＨｚ,功率０－３ＫＷ的连续高功率微波,对干湿状态的细菌进行不同强度及时间的辐照,比较其杀灭率,并同时与单纯的加热灭菌相对比,研究高功率微波对细菌的杀灭规律。结果显示：不同强度及辐射时间的微波对干细菌作用后,其温度无显著变化,但活菌显著减少,对湿菌的杀灭效果则显著高于干菌,而单纯加热灭菌率则低于微波对湿菌的杀灭。提示微波对湿菌     

高功率脉冲微波辐照对大鼠血清生化指标影响的研究

目的:通过对高功率脉冲微波(highpowerpulsemicrowave,HPPMW)辐照后Wistar大鼠血清中生化指标的动态观察,探讨HPPMW对机体整体的影响。方法:二级雄性Wistar大鼠35只,随机分为7组,每组5只,其中1组为空白对照,其余6组为辐照组。用高功率脉冲微波源,以功率密度为3050W/cm2脉冲微波(频率为5.4GHz,脉宽为26ns)辐照辐照组动物。于辐照后1h、6h、24h、7d、14d及28d分别采血,用美国Coulter-JTIR全自动生化仪对血清中ALT、TP、ALB、GLU、BUN、CRE、AST、LD、LD1、CK、CK-MB、HBDH、ALP、GGT及CHOL进行测定。所有数据经Spss8.0统计软件处理。结果:大鼠被辐射后的1h～28d间多种生化指标出现明显改变(P<0.01)。结论:HPPMW可引起大鼠血清多种酶、蛋白及代谢产物的紊乱,既有早期影响,也表现为一定的持续效应。提示HPPMW可能引起大鼠多系统、多脏器的损伤。     

高功率微波对金黄葡萄球菌杀灭效应的实验研究

目的：应用研究高功率微波对金黄葡萄球菌25932的杀灭效果及其可能存在的非热效应。方法：采用频率2450MHz,功率0～3kW的连续高功率微波,对于湿状态的细菌进行不同强度及时间的辐照,比较其杀灭率,并同时与单纯的加热灭菌相对比,研究高功率微波对它的杀灭规律。结果：不同强度及辐照时间的微波对干菌作用后,其温度无显著变化,但活菌数显著减少（P＜0．05）;对湿菌的杀灭效果则显著高于干菌。而单纯加热灭菌率则低于微波对湿菌的杀灭。结论：微波对湿菌的杀灭强于单纯的加热灭菌,且可杀灭干菌．说明微波对细菌的杀灭除热效应外还有非热效应。     

微波及高强电磁脉冲灭菌的机理分析

采用连续微波与瞬态电磁脉冲对食用酱油和中草药丸进行灭菌实验研究,从微生物细胞的介电特性、膜离子通透率和外电场引起的膜电压变化进行了生物热效应和非热效应分析.微波连续波的灭菌主要是基于生物的热效应.而瞬态电磁脉冲灭菌则是基于生物的非热效应.在外电场作用下,细胞的跨膜电位增加,导致钾离子通道开启,细胞的钾离子流向膜外.膜电压的改变使得电压依赖性的钙离子通道开启.膜外浓度较大的Ca2 顺电位梯度进入细胞内,导致细胞消亡,细胞的跨膜电压变化越大,引起的细胞死亡率就越高.     

用于电穿孔效应实验的亚微秒脉冲电源

针对肿瘤细胞电穿孔效应的实验需求,用幅值可调的高压直流电源为电容充电,具有一定时间延时的两路TTL信号分别控制串联的两个IGBT模块的通与断状态,以便从电容放电曲线中截取适当脉宽电脉冲的方法,研制了一台输出脉冲电压0.5～3.5kV连续可调,脉宽300～800ns准连续可调,重频1～400Hz连续可调的亚微秒脉冲电源。实验测试结果表明,这种脉冲电源性能稳定可靠,可用于恶性肿瘤电穿孔实验。     

915MHz低强度微波辐射对红细胞膜特性的影响

本文利用新型宽带横电磁波传输室（ＢＴＥＭＣＥＬＬ）作为基本装置，在９１５ＭＨｚ频率上，对离体红细胞进行照射，研究电磁场对细胞膜在面受体的特异性，膜的通透性的影响，对其机理进行了初步的探讨。     

低强度微波辐射对人细胞非热生物效应的研究

选用频率2450MHz分别在1，3，5，7mW/cm^2的功率密度下使用新型宽带横电磁传输室辐照人外周淋巴细胞和红细胞以及Hela细胞。采用细胞遗传学实验技术，测定外周血淋巴细胞的微核发生率、染色体畸变率、SCE值及有丝分裂指数；通过聚丙烯酰胺凝胶电泳技术分析辐照后细胞膜骨架蛋白的变化；运用软琼脂细胞克隆形成法测定微波辐射对Hela细胞克隆形成能力的影响。结果表明在5mW/cm^2和7mW/cm^2的功率密度下能使淋巴细胞微核发生率、染色体畸变率、SCE值显著升高，使人红细胞膜骨架蛋白发航天部份解离，对Hela细胞克隆形成能力有明显的抑制作用。在7mW/cm^2功率密度下，辐射使人淋巴细胞有丝分裂指数显著降低，染色体发生明显的解螺旋现象，最后对细胞的非热效应进行了初步的探讨。     

电磁脉冲辐照所致海马神经细胞膜穿孔的原子力显微镜研究

目的:应用原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)对电磁脉冲辐照前后培养的海马神经元细胞膜进行观察,以探讨电磁脉冲对细胞损伤的机制.材料和方法:将新生的Wistar(24小时内)乳鼠解剖镜下分离出海马组织,将海马神经细胞稀释成1×106个/ml浓度的细胞悬液;将细胞悬液种植到六孔板中,2 ml/孔.培养14天后,高场强EMP模拟源(有界波模拟源),场强为6×104V/m,脉冲上升时间为20 ns,脉宽为30μs,频率包含0～100MHz.以2.5次/min,辐照2分钟.并于辐照后即刻固定细胞,应用日本岛津(SHIMADZU)公司的SPM-9500J3型原子力显微镜对细胞表面进行接触式连续扫描.结果:电磁脉冲辐照后即刻就可引起大鼠海马神经元细胞膜表面大小不一、类圆形和不规则形的穿孔,穿孔最大口径和深度可达281.56 nm×89.90 nm×17.76 nm.结论:电磁脉冲辐照后可直接导致海马神经元细胞膜的穿孔,提示细胞膜可能是电磁脉冲生物效应的靶部位之一.     

电穿孔技术的研究及应用进展

脉冲电场的电穿孔效应在医学上的应用是一门多学科的生物医学工程学技术,已证实其主要的生物学效应是使靶细胞膜发生可逆及不可逆性电击穿。近年电穿孔效应所介导的电化学治疗应用广泛。对电脉冲的量—效关系、电场分布、膜穿标记物及生物电阻成像等基础研究及临床应用中的进展及尚存问题作一综述。     

电磁脉冲对血管内皮细胞骨架微丝聚合肽肌动蛋白表达的影响

目的研究不同脉冲次数电磁脉冲（electromagnetic pulse,EMP）作用对人脐血管内皮细胞（ECV-304）骨架聚合态肌动蛋白（F-actin）表达的影响。方法EMP采用0、100、200、400次脉冲数各辐照ECV-304细胞,用异硫氰酸荧光素-鬼笔环肽染色F-actin和PI染色胞核的双标染色法,观察受辐照血管内皮细胞内微丝形态学的变化,记录并测定细胞F-actin的平均荧光强度。结果对照组细胞中的大部分荧光样物质呈弥漫状态,胞膜荧光较弱,胞浆内可见少量肌动蛋白纤维丝,方向不规则。与对照组相比,各暴露组细胞均可见其胞浆中微丝F-actin明显粗大、变长,其间的荧光样物质大多为较长的粗大应力丝,沿细胞纵轴排列较多,细胞内数量和荧光强度明显增加（P〈0.01）,细胞膜结构完整且荧光增强。随着EMP脉冲次数的增加而微丝F-actin表达显著增多,以400次脉冲组最为明显（P〈0.01）。结论EMP可引起血管内皮细胞的骨架F-actin表达增高且存在着一定的量效关系。     

正常人同活动性SLE患者的PHA刺激T细胞对IL-2/IL-4/IL-6/PMA反应性的比较

在PHA刺激下,IL-2/IL-4/IL-6诱发了正常人和活动性SLE患者的静止T细胞的增殖反应,而且两者的增殖反应的强度相同.然而,PHA联合PMA只能诱导正常人的静止T细胞发生增殖反应,对活动性SLE患者的静止T细胞却无作用。PMA是细胞内PKC的直接激活剂,由它提供的信号协同PHA提供的信号可以使T细胞活化增殖。因此,这些结果提示:活动性SLE患者在接受PHA刺激后其表达淋巴因子受体无异常,而在接受PMA提供的刺激信号方面有障碍,这可能与其细胞内PKC的活性化功能失调有关。