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基于细胞多层介电模型的脉冲电场生物学效应研究
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:Q64[生物学—生物物理学] TM836[电气工程—高电压与绝缘技术]
  • 作者机构:[1]河南工业大学电气工程学院,郑州450001, [2]河南科技学院信息工程学院,新乡453003, [3]河南科技学院新科学院,新乡453003, [4]中国电子科技集团公司第27研究所,郑州450047
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11005136); 中科院西部之光人才培养计划资助项目(Y107130XBB); 校高层次人才基金资助项目(2012BS036、2013BS063)
中文摘要:

为确定脉冲电场生物学效应的电场参数,从细胞多层介电模型出发,通过研究其等效电路模型在外加电场中生物响应的仿真分析得出植物细胞外膜具有低通滤波特性,内膜具有带通滤波特性。同时对细胞外膜跨膜电压进行时域分析表明频率小于2.83 Hz、电场强度大于69.7 kV/m、ms/μs级脉宽的极低频脉冲电场可以在植物细胞外膜产生可逆电穿孔。采用电场强度为100 kV/m、频率为1 Hz、脉宽为80 ms的极低频脉冲电场处理萌发绿豆种子,在萌发第4 d时,绿豆种子的芽长和根长分别比对照组增加了65.8%和80.2%。

英文摘要:

In order to determine the electric parameters of pulsed electric field(PEF) biological effects, we researched the response of the equivalent circuit model in the PEF based on multi-shelled dielectric model of spherical cell.The simulation of the transfer function revealed that the cell outer membrane had low-pass filter characteristic and the inner membrane had band-pass filter characteristic.Time domain characteristic of transmembrane potentials on cell outer membrane showed that the pulsed electric field, which had less than 2.83 Hz of PEF frequency,more than 69.7 kV/m of PEF electric field intensity,and ms/μs class of pulse width,could produce reversible electroporation on cell outer membrane.Extremely low frequency pulsed electric field of 100 kV/m,1 Hz and 80 ms was used to treat germinating mung beans seedling.It was found that the seed germination process was significantly promoted: on the 4th day of germination,and the shoot length and root length of germinating mung beans seed increased by 65.8% and 80.2% respectively compared with those of the control group.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,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:42884