电场对生物细胞的作用及其实际应用

电场对细胞作用的研究是细胞生物物理学的传统领域之一。近年来由于引入了新的技术和方法,使电场在生物与医学的实际应用方面开辟了广阔的途径。在所应用的电场中,无论是高电压强脉冲或是弱的交变场电脉冲都能对生物细胞的活动产生作用,并伴随许多后续的影响(见表1)     

高压脉冲电场辅助酶法提取鹿托盘胶原蛋白北大核心CSCD

为了提高鹿托盘中胶原蛋白的提取率,采用高压脉冲电场技术辅助胃蛋白酶的方法提取胶原蛋白。以胶原蛋白提取率为指标,通过对胃蛋白酶添加量、脉冲数和电场强度进行单因素考察,采用正交实验对胶原蛋白提取条件进行优化。优选出鹿托盘胶原蛋白的最佳提取条件为:胃蛋白酶添加量2%、脉冲数8、电场强度20k V.cm-1,在该条件下鹿托盘胶原蛋白的提取率可达到(73.27±0.73)%。与普通酶法相比,高压脉冲电场辅助提取胶原蛋白的得率比普通酶法提高了10.34%,且处理时间较短。聚丙烯酰氨凝胶电泳结果表明所提取的胶原蛋白由α1、α2和β-亚基组成,结构特征表明胶原蛋白具有完整的螺旋结构和Ⅰ型胶原蛋白的特性。该研究可为高压脉冲电场用于胶原蛋白的提取提供理论参考。     

低频脉冲电场逆转MCF-7/ADR对高三尖杉酯碱和长春新碱的耐药性

为了探讨低频脉冲电场对人乳腺癌多药耐药细胞系MCF-7/ADR耐药性的逆转作用及机制,采用MTT比色法检测MCF-7/ADR的耐药指数和耐药性的逆转倍数,荧光显微镜观察脉冲电场对MCF-7/ADR细胞内DiOC2(3)(P-gp的特异性荧光底物)积累和外排的影响。结果发现,在低频脉冲电场不影响MCF-7/ADR细胞生长的情况下,不同时间的电场作用均能逆转MCF-7/A的多药耐药,对高三尖杉酯碱(HHT)耐药性的逆转倍数在1.429～1.848之间,对长春新碱(VCR)耐药性的逆转倍数在1.473～2.090之间,45min电场作用的逆转效果最好,其次是30min电场作用。药物积累和外排实验结果表明,脉冲电场作用45min能使细胞内的DiOC2(3)积累明显增加,而30min电场作用能显著抑制DiOC2(3)的外排。促进药物积累和抑制其外排可能是脉冲电场逆转多药耐药的机制之一。     

时域相干刺激研究进展

脑深部电刺激已成为许多神经和精神疾病的有效治疗方法。然而,侵入性的电极植入会带来手术并发症的风险,并且刺激靶区在植入后很难改变。经颅磁刺激和经颅电刺激等非侵入性刺激方法为调节大脑功能提供了新的途径。但是,尚未证明这些非侵入性脑刺激方法可以直接调节脑深部神经元活动而不影响皮层神经元。因此,这些方法主要用于调节大脑表层脑区的神经活动。时域相干（temporal interference,TI）刺激是通过两个高频电场相互作用,产生低频包络调节神经活动的一种非侵入式脑深部电刺激的新方法,该方法有望解决无创脑深部刺激的需求。本文首先介绍TI刺激的概念以及安全性,然后阐述TI刺激现有研究中的电场分析方法,并讨论电场分析相关的生理模型建模方法和仿真平台以及TI刺激诱发场分布的研究进展与在动物和人体中的应用进展。最后,本文展望了TI刺激技术未来发展方向,以期为无创脑深部刺激研究提供新的研究思路。     

利用脉冲电场凝胶电泳测定小鼠CK-4、Hox3.1和Hox3.3基因间的距离

利用脉冲电场凝胶电泳(PFGE,Pulse Field Gel Electrophoresis)和Southern印迹杂交,测定了小鼠第15染色体上Ⅱ型细胞角蛋白CK-4基因与含同源区序列的Hox 3.3基因之间的最大距离为130kb。Hox 3.3和Hox 3.1基因之间的距离不超过50kb。同时还确定了这三个基因所在的1100kb DNA片段上MluⅠ、NotⅠ、SacⅡ、SolⅠ和SfiⅠ五种限制酶的物理图。     

电场诱导小鼠红白血病细胞融合

本文以小鼠红白血病细胞株(MEL)为实验材料,用自制的设备和电极进行细胞电融合研究.经Pronase E(0.5mg/ml)预处理的细胞,融合率可高达90%.融合的多核细胞经培养能存活三至四天,有的能存活六天,并且用DMSO诱导保持原有的主物活性,具有分化能力.     

电场处理油葵种子后对其萌发期抗旱性的影响

用不同电场条件处理油葵种子,以PEG(聚乙二醇)模拟水分胁迫,通过高渗溶液萌发法、种子吸水率和膜脂过氧化检测法测定电场处理对油葵种子萌发期抗旱性的影响。结果表明,不同处理条件对油葵种子在萌发期对水分胁迫的适应性影响不同。通过电场处理能够提高油葵种子吸水速率及在水分胁迫条件下的发芽势、发芽率;降低水分胁迫对种子细胞膜的伤害,提高种子萌发期体内超氧化物歧化酶、过氧化物醇的活性,减少了膜脂过氧化产物丙二醛的积累。所有这些变化都有利于缓解水分胁迫对油葵种子的伤害,提高其对水分胁迫的适应性。     

高压电场灭菌效果研究

本文以乳酸杆菌、枯草杆菌及酵母菌为研究对象,研究了高压交流电场作用对它们的致死率影响及细胞结构的变化。实验表明：在22．5kv／cm的场强下处理ls能导致乳酸杆菌活菌数降低近6个数量级,通过显微摄影可明显观察到枯草杆菌细胞结构的破裂和酵母细胞的死亡。     

小鼠皮肤黑色素瘤细胞在三种不同基质上的趋电性比较

微小直流电场具有指导细胞进行定向迁移的作用。各种细胞外基质的物理、化学性质会影响细胞的迁移。该研究以小鼠皮肤黑色素瘤细胞（B16-F10）为模型,比较微直流电场（250mV／mm）指导下细胞在平滑基底与两种不同市售基质Matrigel及FNC上的趋电性。结果显示,黑色素瘤细胞在三种基底上均有明显的向电场阴极迁移的趋电运动,但在不同基质上细胞趋电的方向性无显著差异,但细胞迁移速度及在细胞沿电场进行定向迁移的持续性有显著差异。     

交变脉冲电场凝胶电泳与植物大分子DNA的制备

介绍了交变脉冲电场凝胶电泳的原理、方法及其在植物大分子DNA制备方面的应用。