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脉冲电场对微生物的影响分析

时间:2023-06-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:之后,随着20世纪50~60年代研究的进行,1967年Sale和Hamilton利用脉冲电场对微生物杀菌进行了系统的研究。从此,人们看到了脉冲电场的杀菌效果。根据他们的研究,在微生物细胞表面施加脉冲电场之后,细胞膜的内外产生1V以上的电压,细胞膜会发生收缩产生小的孔洞。

脉冲电场对微生物的影响分析

关于电能对微生物影响的报告最早见于1909年Stone利用交流电场促进微生物生长。之后,随着20世纪50~60年代研究的进行,1967年Sale和Hamilton利用脉冲电场对微生物杀菌进行了系统的研究。从此,人们看到了脉冲电场的杀菌效果。他们利用脉宽为2~20μs、电场强度为30kV/cm以下的电压进行实验,研究了细胞膜和细胞内外电位分布的变化情况,结果显示在细胞膜上施加1V电压后就会破坏细胞膜。

1980年,Zimmermann等人在细胞上施加脉冲电场,产生了活细胞膜的通透性增加和细胞质的交换率增大的现象,他们把这个现象叫做“Dielectric breakdown”,细胞膜的电性和运动性变得不稳定可以用细胞膜的孔洞增加来解释。(www.xing528.com)

由于电场作用使得细胞膜穿孔的相关研究始于1970年后半时期,Kinosita和Tsong进行了详细研究调查,1991年他们把这种现象称为“Electroporation”。根据他们的研究,在微生物细胞表面施加脉冲电场之后,细胞膜的内外产生1V以上的电压,细胞膜会发生收缩产生小的孔洞。如果施加重复频率的脉冲电压,在细胞膜上会生成不可修复的孔洞。这样一来,细胞膜的内外压失去平衡开始膨胀,细胞质就会流出,这样细胞就会死亡。

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