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細胞膜穿孔のためのパルス波形に関する解析的考察

机译:细胞膜穿孔脉冲波形的分析考虑

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摘要

高電界パルス(Pulsed Electric Field; PEF)を用いて細胞膜に小孔を形成することを細胞膜穿孔もしくはエレクトロポレーションという.細胞膜を介した細胞内外の物質輸送を促進する手段として,バイオテクノロジーのほか医療分野や食品加工技術として用いられようとしている.PEFを細胞に印加すると,都合よく細胞膜に電界が集中して1 MV/cm以上の超高電界が生じ,電子的あるいは機械的なストレスによって膜に小孔が形成される.小孔を利用するために,その大きさや数などを制御する必要性が高まっている.膜破壊から小孔形成の過程については,膜構造の分子動力学的解析が多くの研究者によってされており,明らかになりつつある.しかしながら,小孔形成以後の電界下における成長過程についての議論は少ない.本報では,小孔を有する細胞の物理モデルを用いて電磁界解析を行い,高電界下の小孔成長プロセスの全体像を理解するとともに,パルス波形との関係を議論する.
机译:使用脉冲电场在细胞膜中形成小孔; PEF称为细胞膜穿孔或电穿孔。作为通过细胞膜促进物质传输的方法,除了生物技术之外的用作医学领域和食品加工技术。当PEF被施加到电池时,电场方便地浓缩在细胞膜中以产生1mV / cm或更大的超高电场,并且通过电子或机械应力在膜中形成小孔。为了使用小孔,需要控制尺寸和数量的需要增加。对于膜破坏的孔形成过程,膜结构的分子动力学分析变得明显,这变得明显。然而,孔隙形成后电场下的生长过程几乎没有争论。在本报告中,使用小孔的物理模型进行电磁场分析,并在高电场下理解小孔生长过程的整体图像,并讨论与脉冲波形的关系。

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