高壓電暈電場生物效應(yīng)研究評述

宋智青 丁昌江 欒欣昱 陳 浩

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)理學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010051)

在電場生物效應(yīng)研究領(lǐng)域，主要涉及利用高壓電場對生物體進(jìn)行誘變[1]、滅殺[2-4]，進(jìn)而輔助外源基因轉(zhuǎn)移等[5]。隨著電磁輻射與生物科學(xué)交叉領(lǐng)域的發(fā)展，高壓電場生物效應(yīng)的研究逐步從宏觀生物效應(yīng)向微觀機(jī)制發(fā)展，如從電場對農(nóng)作物或微生物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響向電場對細(xì)胞、大分子等的影響方向深入。近年來，高壓電場微觀生物效應(yīng)研究主要集中于細(xì)胞和分子水平，用于研究的電場也主要是脈沖電場或勻強(qiáng)電場。大量研究表明，電場作用能引起生物體細(xì)胞的凋亡和壞死[6-7]、細(xì)胞膜電穿孔[8-9]、酶活性改變[10]、DNA和RNA損傷等[11-12]。非均勻電場由于其不僅有電場作用，還涉及電暈放電、等離子體注入、二次電子發(fā)射等多因素綜合作用，其機(jī)制比較復(fù)雜，也較少被應(yīng)用于生物效應(yīng)，尤其是誘變育種的研究。截至目前，針對高壓電暈電場(high voltage corona electric field，HVCEF)生物效應(yīng)的研究并不常見，尤其是高壓電暈電場與生物體在細(xì)胞水平或分子水平作用機(jī)理尚鮮見報道。本文綜述了高壓電暈電場對大腸桿菌及其他物種的生物效應(yīng)，綜合分析了電暈電場的生物效應(yīng)機(jī)制，以期為高壓電暈電場生物效應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用研究提供理論依據(jù)。

1 高壓電暈電場生物技術(shù)及裝置

高壓電暈電場是指能產(chǎn)生局部電暈放電的非均勻電場，在非均勻電場中，電極的尖端處電力線最集中，電場強(qiáng)度也最大，當(dāng)加上高壓后，由于空氣游離會在電極附近產(chǎn)生局部電暈放電。……