吴瑛[1]2001年在《毫米波对红细胞生物物理特性的影响及其机理研究》文中研究表明本论文是关于毫米波细胞生物效应的基础性实验研究。课题以红细胞作为研究对象,首次结合采用生物物理学,电生理等跨学科的研究方法从各个研究层次检测低强度毫米波对红细胞生物物理特性造成的影响,包括红细胞细胞变形性和聚集性、细胞形态稳定性、膜的离子通透性以及离子通道特性等功能性指标的变化,并系统分析了实验数据和结果,初步探讨了毫米波细胞效应与理论作用机理之间可能的对应性,以及由此对研究电磁生物效应从实验可靠性角度做了深入探讨和总结。本课题的意义在于较为全面系统地揭示了毫米波的一种细胞效应,为进一步研究毫米波的生物效应及相关的临床应用提供实验基础。尤其是将膜片钳技术运用于毫米波细胞效应的研究的尝试,为从分子层次了解电磁波与细胞的作用机理提供了有效的研究方法和积累了研究经验。 本文主要由六部分内容组成: 第一章论述了本课题的研究背景、研究现状及意义,阐述了本文所用的研究方法、研究思路以及相应的研究内容。 第二章研究了低强度毫米波对红细胞生物力学特性的影响,本章采用血流动力学的检测方法,对离体血液在低强度毫米波照射下血流动力特性的改变进行测量,依据生物力学理论,推算出红细胞的变形性及聚集性等力学特性指标的变化。 第叁章研究了毫米波对红细胞形态稳定性的影响。一方面,采用细胞溶血实验检测细胞溶血脆性的大小,定量比较红细胞在毫米波照射前后形态稳定性的变化;另一方面,用扫描电镜观察红细胞的外形在毫米波照射前后的改变。 第四章研究了毫米波对红细胞膜离子通透性的影响。本章对细胞膜对阴离子和阳离子的通透能力在毫米波照射刺激下的变化分别进行研究,测试离子选择了较有用重要生理功能性的NO~(2-)及Ca~(2+)。 第五章采用膜片钳技术研究了毫米波照射对红细胞膜的钙激活钾通道的影响。实验中使用了inside-out单通道电流记录方法,对红细胞在低强度毫米波照射前后通道的开放概率、开放时间及通道电导等指标的改变作对照分析。 第六章是关于毫米波细胞效应机理的初步探讨及进一步研究的设想。对于毫米波细胞效应研究在理论及实验方面要深入进展所面临的关键问题作了充
蒋洪[2]2006年在《微波与γ射线对K562细胞的复合效应实验研究》文中提出微波是一种频率在300MHz至300GHz之间的电磁波,微波辐射是一种非电离辐射,与生物组织的相互作用有热效应和非热效应二种不同机制。热效应和非热效应始终同时存在,只是在高强度辐射场(功率密度大于10 mW/cm2)中,主要表现为热效应。而在长时间、低功率密度辐射场下,微波的非热效应占主导地位。生物体对微波作用所产生的响应是一种非线性响应,微波的生物效应具有“窗效应”的多样性。γ射线是一种电离辐射,电离辐射为高能辐射,可以直接作用于生物分子,也可以通过水分子的激发和电离的间接作用,引起强烈而复杂的生物学效应。被激发和电离的靶分子和水分子常常形成多种自由基。γ辐射的生物效应是建立在对分子和基团激发和电离作用,特别是通过了自由基作为中介的基础上,使最终被作用的生物分子发生结构和功能的变化。本质上都是电磁辐射的微波和电离辐射,只是能量或频率有所不同,却能在维持高度有序结构的生命系统,借助于内在的相干性和协同性,表现出生物效应的多样性。因此,对各个频段的电磁辐射的生物效应及机制的研究和应用一直受到关注。不过,至今对非电离辐射(微波辐射)复合电离辐射(γ射线)的生物效应研究报道很少。本文以白血病K562细胞株为生物模型,以细胞增殖率以及凋亡率等为测试指标,并设立人血正常淋巴细胞和红外辐射为对照,研究了频率为9.3GHz、功率密度在0.5 mW/cm2~ 15 mW/cm2范围的连续微波辐射复合稳定的γ射线辐射场(样品被照射的照射量率为5.0mC/Kg.hr)作用对细胞的效应实验规律,从中探索低功率微波场效应复合γ射线本底辐照下生物效应的实验规律与生物物理机制,特别是窗效应的具体表现,以及协同作用的类型和规律,最后提出了细胞的不同频率波段电磁波协同作用的生物物理模型。研究结果显示:1.微波能明显的抑制K562细胞的活性与诱导细胞凋亡,且这种抑制作用和诱导凋亡的作用较微波对人淋巴细胞的作用强。微波对K562细胞的生物效应表现出非线性和明显的“窗效应”。作用“时间窗”表明在微波辐照功率密度为15 mW/cm2时,微波对K562细胞的增殖抑制作用以及诱导凋亡作用的效应最大值均发生在辐照时间
参考文献:
[1]. 毫米波对红细胞生物物理特性的影响及其机理研究[D]. 吴瑛. 华南理工大学. 2001
[2]. 微波与γ射线对K562细胞的复合效应实验研究[D]. 蒋洪. 第叁军医大学. 2006