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ns脉冲电场诱导细胞脂双层膜电穿孔的仿真分析
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:高电压技术
  • 时间:0
  • 页码:423-427
  • 语言:中文
  • 分类:TM836[电气工程—高电压与绝缘技术] Q64[生物学—生物物理学]
  • 作者机构:[1]重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400044
  • 相关基金:国家自然科学基金(50637020;50877083)
  • 相关项目:陡脉冲不可逆性电击穿治疗肿瘤的作用机理及关键技术研究
中文摘要:

为探讨ns脉冲电场诱导细胞器膜产生电穿孔的机理,采用分子动力学软件从原子水平上分析了ns脉冲电场作用下细胞脂双层膜电穿孔形成及其孔径随时间变化的过程,研究了电穿孔形成的机理。结果表明,脂质分子的偶极子在脉冲电场作用下的振动和转动导致脂双层膜出现初始缺损并诱导脂双层膜电穿孔;电穿孔初期的多微孔间存在耦合关系;在4~5 ns内电穿孔形成并达到动态稳定。结果与细胞脂双层膜的粗粒化模型计算吻合较好,为电穿孔技术在生物医学等方面的应用提供了理论指导。

英文摘要:

Cell membrane bilayers were simulated by molecular dynamics to probe mechanism of electroporation induced by intense nanosecond pulse electric field.The process of electroporation and its pore size in lipid bilayers were analyzed from the atomic level,and the mechanism of electroporation formation was also analyzed.Results reveal that the initial defect formation on the surface of the membrane was induced by swing and rotation of dipoles at the lipid molecules which were subjected to nanosecond,high intensity pulsed electric field.Electroporation formation in lipid bilayers is induced by dipoles reorientation.There is a mutual coupling among multiple pores.Electroporation is formed within 4~5 ns and maintains dynamic stability.The results agree with coarse-grained lipid molecules model simulation,providing theoretical guidance to biomedical applications.

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期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35984