雖然人們對生物體內(nèi)部成分具體物理特性的認(rèn)知比過去深刻許多,但總體來講尚處于起步階段。生物磁性普遍微弱,并且生物體非常復(fù)雜,導(dǎo)致目前大多數(shù)生物體組成成分的磁學(xué)性質(zhì)仍然未知,磁場和生物體相互作用的機(jī)理以及作用靶點(diǎn)仍不夠明確,機(jī)制探索相對缺乏。本論文主要采用基于超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）的高靈敏度磁學(xué)測量系統(tǒng)來檢測和分析多種新鮮分離生物樣品在生理溫度（37℃/310K）及相應(yīng)溶液狀態(tài)的磁化率,結(jié)合磁學(xué)性質(zhì)測量和強(qiáng)磁場下的細(xì)胞生物學(xué)表型分析,為深入研究磁場下的生物學(xué)效應(yīng)提供生物和物理機(jī)制,具體研究結(jié)果如下:1生物樣品的磁化率具有多樣性。磁化率是反映物質(zhì)可被磁化程度的物理量,我們測量了生理溫度下多種樣品的磁化率,發(fā)現(xiàn)大部分生物樣品為抗磁性,但質(zhì)粒DNA和處于有絲分裂間期的人鼻咽癌細(xì)胞CNE-2Z的細(xì)胞質(zhì)呈順磁性。此外,我們發(fā)現(xiàn)來源不同的組織（包括正常和癌變等）和細(xì)胞的磁化率,以及蛋白等生物樣品在固體狀態(tài)與溶液中的磁化率各不相同,這可能與其內(nèi)部組成和狀態(tài)都有關(guān)聯(lián)。2發(fā)現(xiàn)強(qiáng)磁場可改變CNE-2Z細(xì)胞亞結(jié)構(gòu)的取向。我們發(fā)現(xiàn)加強(qiáng)磁處理后有絲分裂間期CNE-2Z細(xì)胞核質(zhì)中心連線更順著磁場方向排列,不僅是... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?ＳＱＵＩＤ測量系統(tǒng)及液體樣品上樣管??注：圖（Ａ）是中科院強(qiáng)磁場科學(xué)中心的ＭＰＭＳ３系統(tǒng)；圖（Ｂ）是ＱＤ公司容積為１５０??Ｈｉ的可裝液體的樣品管

?第１章緒論???如圖１．２所示，鐵磁性物質(zhì)的Ｍ－好曲線表現(xiàn)為典型的磁滯回線。即被磁化飽??和的鐵磁性物質(zhì)，其磁化強(qiáng)度并不隨外磁場強(qiáng)度的減小而立即線性降低，當(dāng)外磁??場減小到零時(shí)，鐵磁性物質(zhì)仍具有的磁化強(qiáng)度稱為剩磁。隨著外磁場磁場強(qiáng)度反??方向增大，鐵磁性物質(zhì)的磁化強(qiáng)度繼續(xù)下降，將鐵磁性物質(zhì)所具有的磁化強(qiáng)度降??為零時(shí)的外部磁場強(qiáng)度記為矯頑力，反方向磁場強(qiáng)度逐漸增大，鐵磁性物質(zhì)逐漸??達(dá)到反方向的磁化飽和。此時(shí)若磁場先反向減小后正向增大，鐵磁性物質(zhì)的Ｍ－??／／曲線將與上述磁化強(qiáng)度變化曲線呈中心對稱。鐵磁性物質(zhì)的Ｍ－ｒ曲線在高于??居里溫度時(shí)斜率減小，隨著溫度降低，在居里溫度附近快速上升直至達(dá)到平衡。??ＡＢＣ??ＤＥＶ??Ｍ?卞?Ｍ??？?〇＇?ｖ??圖１．２不同磁性材料磁化曲線示意圖??注：圖（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）分別為抗磁性材料、順磁性材料和鐵磁性材料磁化強(qiáng)度??ｗ．磁場強(qiáng)度示意圖。圖（Ｃ）所示為鐵磁性材料的磁滯回線，ａ點(diǎn)為磁化飽和點(diǎn)，ｂ點(diǎn)磁化??強(qiáng)度為剩磁，ｃ點(diǎn)磁場強(qiáng)度為矯頑力，ｄ點(diǎn)為反向磁化飽和點(diǎn)。圖（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）分??別為抗磁性材料、順磁性材料和鐵磁性材料磁化強(qiáng)度ｖｗ．溫度示意圖。乃為居里溫度。??１．４磁各向異性??簡單來講，倘若樣品不同方向上的磁化率不同，即可認(rèn)為該樣品具有磁各向??異性。在外磁場逐漸磁化磁體的過程中，記錄磁體的磁化強(qiáng)度Ｍ隨外磁場強(qiáng)度??／／變化的曲線在Ｍ軸所積分的面積等于磁場磁化過程所做的功，也即磁體發(fā)生??７??

ｓ??｜－?Ｍ?ｔ?Ｉ?｜?Ｍ?Ｍ?｜?■?Ｉ?Ｍ?Ｉ?｜?ｉ?Ｉ?Ｍ?１?Ｍ?Ｍ?｜??＋?１?ｐＮ?１０?ｐＮ?１００?ｐＮ?１?ｎＮ?１０?ｎＮ?１００?ｎＮ??一＝一?３＾?ｊ？‘??？?？?Ｌａｍｅｌｌｏｐｏｄｉａｌ?Ｆｏｒｃ？?ｅｘｅｒｔｅｄ?ｂｙ?Ｆｏｒｅｓｔ?？ｘｅｒｔｅｄ?ｂｙ??ｆ〇ｒｃ？?ｔｐｉｎｄｌ？?ｆｉｂｒｅｓ?ｍｉｇｒａｔｉｎｇ?ｃ＊ｌｌ??Ｆｏｒｃｅ?ｐｒｏｄｕｃｅｄ?ｂｙ??ｍｏｔｏｒｓ?ｏｎ?ｍｉｃｒｏｔｕｂｕｌｅｓ??圖１．３細(xì)胞機(jī)械力的量級范圍１５５１??１．７．?２強(qiáng)梯度磁場對細(xì)胞生命活動的影響??作用于細(xì)胞的磁力的體積密度為／ｍ?＝?４＾２／２抑，作用于細(xì)胞的重力的體??積密度為Ａ＝ｐｇ＾ｌ〇４Ｎ／ｍ３，其中／＞是細(xì)胞密度，ｇ是自由落體加速度。Ｚａｂｌｏｔｓｋｉｉ??等的工作顯示當(dāng)磁場梯度達(dá)到１?ｋＴ／ｍ數(shù)量級時(shí)，作用于細(xì)胞的磁力的體積密度??可與作用于細(xì)胞的重力的體積密度相當(dāng)［５６，５７］。重力在細(xì)胞機(jī)械組織中起到重要作??用［５８，５９］，推測與重力大小相當(dāng)?shù)奶荻却艌隽σ部蓪Χ喾N細(xì)胞生命活動產(chǎn)生影響。??干細(xì)胞、神經(jīng)元和癌癥細(xì)胞一般處于一種被稱為“軟模式”的狀態(tài)，是機(jī)械里??最柔軟的狀態(tài)，較其他細(xì)胞更容易受到高強(qiáng)梯度磁場產(chǎn)生的磁機(jī)械應(yīng)力的影響。??“軟模式”狀態(tài)的細(xì)胞一般處于一種轉(zhuǎn)化態(tài)，它們的機(jī)械彈性模量很小，一個(gè)相對??很小的機(jī)械力即可使其發(fā)生很明顯的形變。１０？１００ｐＮ的梯度磁場力足以影響“軟??模態(tài)”細(xì)胞的機(jī)械作用從而激發(fā)強(qiáng)烈的細(xì)胞反應(yīng)。此外，作用于細(xì)胞和細(xì)胞外基??質(zhì)的磁力也會通過干擾細(xì)胞－細(xì)胞間信號傳導(dǎo)系統(tǒng)使細(xì)胞或組織的集體行為發(fā)生?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中等強(qiáng)度極低頻旋轉(zhuǎn)磁場的生物學(xué)效應(yīng)[J]. 馮爽,紀(jì)新苗,張欣.  中國細(xì)胞生物學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)



本文編號：3039965