荧光光谱法研究蛋白质构象的电磁-温度协同效应

长期以来电磁生物效应受到人们普遍关注，近年来从各个角度进行了相关研究。电磁－温度协同效应是当前的热点。本研究通过电磁场及温度协同对蛋白质影响的研究，发现蛋白质在电磁场作用下的不可逆变性，而且这种变性也遵循Arrhenius规律，并进一步得出电磁－温度协同作用的蛋白质变性模型。本文从分子反应动力学的角度解释了电磁－温度协同效应，并对非热效应作了一定的探讨。     

高功率毫米波辐照鼠疼痛阈值及应激反应

 高功率8 mm波辐照时，大小鼠均产生热应激反应，依次经历平静期、警戒期、相持期和衰竭期。鼠的热痛阈值温度为(43.1±1.8) ℃，这一阈值与鼠的质量、初始温度、辐照功率密度等无关。 辐照3 s时：辐照功率密度为3.5 W/cm2时体表温升为(8.4±1.0) ℃；辐照功率密度为7.0 W/cm2时温升为(21.1±3.0) ℃。实验还测定了警戒期持续时间，结果表明动物应激反应的剧烈程度与警戒期持续时间相关。建立了小鼠警戒期持续时间与小鼠体表面积、有效辐照面积、辐照功率密度之间的关系，并将这一实验结果推广到大鼠。     

毫米波辐照下大鼠脑电的长程相关性

通过脑电长程相关性的分析,定量研究了35 GHz毫米波辐照大鼠时产生的应激反应.通过退趋势分析法,得到反映高频成分的标度指数.显示在辐照前该成分具有布朗噪声的特性,辐照时具有长程相关性;而反映低频成分的标度指数显示在辐照前该成分具有长程相关性,辐照时成为布朗噪声.引进应激指标参量低频成份标度指标数/高频成份标度指标数,...     

高功率厘米波辐照黄粉虫幼虫和草坪热效应研究

 建立了高功率厘米波辐照平台,测定了黄粉虫幼虫和草坪的表面温升及黄粉虫幼虫致死百分率。实验结果表明,高功率厘米波辐照过程中黄粉虫幼虫温度与辐照时间呈一定函数关系;草坪温度与辐照时间也呈一定函数关系,但两者不同。由实验结果拟合得到了辐照过程中黄粉虫幼虫表面温升与辐照时间之间的关系和黄粉虫幼虫致死百分率与辐照时间及致死百分率与温度的函数关系。实验观察了不同时间厘米波辐照对草坪的影响。观察结果表明温度超过一定数值时,厘米波辐照将损伤草坪。采用图像处理方法得到了草坪损伤的量化结果,并进一步得到了草坪损伤程度与辐照温度的函数关系。     

高功率毫米波辐照对小鼠皮肤组织拉曼光谱的影响

运用显微激光拉曼仪测定了正常小鼠离体皮肤0～300 μm不同深度的拉曼光谱。实验还测定了8 mm辐照一定时间后小鼠受辐照皮肤组织的拉曼光谱。实验结果表明毫米波辐照后皮肤拉曼光谱峰位857,936,1 658 cm-1的相对强度随着辐照时间的增加而减少。这表明由于毫米波热效应皮肤组织中的胶原蛋白构象发生了改变甚至分解,从而进一步表明皮肤组织受到了不可恢复的损伤。     

高功率毫米波辐照大鼠失能效应的脑电观察

使用高功率8毫米波辐照清醒的大鼠,同时测量其脑电图。用小波进行多分辨分析,将脑电信号分解成各个节律信号,分析其变化。辐照时,大鼠出现了非节律性的高幅δ波,而且在慢波中夹杂着癫痫样放电,这说明大鼠在受到辐照时产生高度节律紊乱,提示了其受到强烈刺激而进入失能状态。大鼠受到辐照时失能期为辐照第(1.3±0.5)s到(17.2±2.3)s,辐照于30 s时结束,第(62.7±2.6)s时,其脑电图开始恢复。结果表明:大鼠受到高功率毫米波辐照时最佳失能发生在表皮温升较快、表皮损伤较轻的时候,过长时间的辐照不会延长其失能时间,反而会导致其损伤加大。因此,应用高功率毫米波的失能效应时须控制一定剂量。     

电磁脉冲作用人体的数值模拟和分析

 建立色散介质3维真实人体模型，用色散介质时域有限差分（（FD）2TD）方法计算了强电磁脉冲（EMP）对人体的作用。结果表明，电磁脉冲对人体的透入主要决定于脉冲前沿，受脉冲宽度的影响较小；透入体内的脉冲，相对辐照脉冲显著变窄；人体吸收的电磁能没有明显受到辐照脉冲能注量的影响；虽然人体从单个脉冲吸收的能量远低于用比吸收能定义的安全标准，但这种剂量的照射在离体培养的人肝细胞（L-02）上却产生了明显的生物学效应，这意味着比吸收能难以作为人员安全评估标准。     

激光与生命科学

 激光器的发明开创了一个光学新时代.从第一台激光器诞生到现在不到40年,激光技术的发展和应用突飞猛进,它与生命科学的结合便是其中之一.