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1、!“ 卷 # 期 !$% 年 ! 月 中国生物医学工程学报 !“#$%:。 细胞比容对人全血细胞介电谱的影响 赵伟红#崔湘屏#， !马青#“ # （宁波大学医学院， 宁波5#“!#） ! （北京市普仁医院，北京#$%!） !“# $%#DEF G80:;3H8:;#， !IA J8:;#“ # （4%0#1+, 51“(,，6#$37( 8$#9%*，6#$37( 5#“!#） ! （.%#:+,， .%#,(R；P,70S.8S；=8,(,S.8 RT,S.RT1；T,.78SS8U8S1；:=/S8U8S1 中图分类号J%2；JV#W!；X5#VW$!#文献标识码Y文章编号 $!“V3V$
2、!# （!$%） $#3$#!#3$2 引言 细胞介电谱是细胞的介电常数 （T,.78SS8U8S1， !） 和电导率 （:=/S8U8S1， “） 随外加电场频率发生变化 的特征曲线谱， 它是研究交流电场对生物细胞的介 电响应 #和介电特性 ! M “ 的手段。利用交流阻抗 技术实现非损伤的细胞介电谱测量， 由细胞介电谱 获取生物细胞的电生理学特性 %， 同时建立生物细 胞在不同频率段介电特性的数据参数， 可以为组织 细胞对电磁辐射防护的耐受安全提供基础数据， 以 及恶性肿瘤局部热疗、 冷冻组织解冻、 电磁波促进组 织生长和骨愈合等 4现象的理论解释提供可参考的 生理学依据。以往对血液细胞介
3、电谱的研究表明， 射频 电 场 作 用 于 人 红 细 胞 引 起 细 胞 膜 极 化 （T(0.8L0S8:） 后产生!介电弛豫现象 V M #$， 并进行了 理 论 模 型 分 析 Z， #$。 但 是，探 讨 血 细 胞 比 容 （,70S.8S， DN） 对人全血细胞介电谱和 D(,3D(, 图影响的报道不多， 本研究将在此方面提供可借鉴 的数据参数。 血细胞介电谱测量 采用 2!Z2A 型阻抗分析仪 （A;8(,:S 公司， 日本制 造） ， 在 #$KL M #$IL 频率范围取 2$ 个频率点， 设 定每个频率点自动循环扫描测量 5 次， 整个测量时 间约为 4$ 多秒， 外加交
4、流信号源电压 “$7 ,(） 采用有机玻璃圆管 （内径 V77， 长度 477） ， 通过 “$2 万能胶在圆管两侧 粘合铂片构成平行板电容器测量电极池， 容积约 !“#$% :2!） 9 转换不同频率的!和 “， 真空介电常数!;3 4! ? 4( 7:$。 !“#血细胞比容的测量 采用毛细比容管 （长度 )$， 外径 4“)$） 和 AB4(! 微量血液离心机 （上海手术器械厂制造） ， 4(!C6$， 离心时间 )$D.， 测量血细胞悬浮原液柱 （E） 与红色细胞柱 （%） 的长度，B2F 3 （%:E） 4!G。 $结果与讨论 介电性能是细胞在外加电磁场作用下， 细胞被 动地产生极化反
5、应的介电响应特性， 反映出细胞在 宏观电磁场中的分子运动信息。细胞的介电性能包 括介电常数和电导率， 介电常数是生物物质在电磁 场中贮存电磁能量的量度， 也是细胞绝缘性能表征； 电导率指示生物物质在电磁场中消耗或传导电磁能 量的能力， 也是细胞导电性能的指标。血液细胞悬 浮液是一种典型的不均匀体系， 细胞膜将细胞外液 与细胞质分开， 构成具有不同介电常数和电导率的 细胞外液相 ? 细胞膜相 ? 细胞质相的三相两界面结 构。当外加电场作用于细胞时， 界面限制电荷的转 移， 界面上的电荷聚集导致了不连续性， 在电性不相 同的两种介 质 界 面 发 生 极 化 现 象， 称 为 H1IJ,%8 K1
6、L.,C 效应 44， 通过测量极化细胞的介电常数和电 导率了解细胞对交流电场的介电响应特性。 $“!细胞比容对人全血悬浮细胞介电谱的影响 图 4 表示 5 种细胞比容的人全血细胞介电谱。 它反映人全血细胞相对介电常数!和电导率“对外 加电场频率 ! 的介电响应关系。菱形线 （!） 、 五星线 （“） 、 反三角线 （#） 、 正三角线 （$ $） 、 方框线 （%） 、 圆点线 （） 的关系曲线， 简称 2-%,82-%, （!） 图 )。图 (4 中国生物医学工程学报() 卷 表 ! 细胞比容对人全血细胞介电谱的影响 指标!单位符号参数值 血细胞比容!“#$% 与虚部!“? 3（!4! 2），#8?&: #， !“ #$ “A:&%=9 2 “ （!D= &=） “ 7$C8 L8$D，R： #L# N&99，.,6“ !3 - .)+“ .!章天金， 王勇 “ SAT 薄膜的阻抗谱测量及其电学性能的研究 ( “ 湖北大学学报 （自然科学版） ， .,， !“ （!） ： .*+ - .*5“ +!. 中国生物医学工程学报!3 卷