实验动物体重差异引起的电磁剂量差异和不确定性

本文开展了实验动物体重差异引起的生物电磁剂量差异及不确定性评估研究。利用生物电磁仿真软件和三维数字化模型建立了平面波激励下实验大鼠的电磁剂量仿真环境，研究频段为0.1～6 GHz。结果表明：在体重扰动条件下，实验大鼠的体重和全身平均比吸收率值呈线性关系；在共振频率点以下，线性关系为正相关；在共振频率点以上，线性关系为负相关；在1～6 GHz区域内，线性拟合的拟合度接近于1。对实验大鼠的剂量不确定性进行了探究，提出了一种拟合计算评估法。结合实验设计案例，对拟合计算评估法的计算流程、计算量、评估准确度进行了对比研究，该评估方法具有准确率高、建模计算量小等特点。本研究对于生物电磁学实验设计及剂量评估具有一定的指导意义。     

微波暴露人体比吸收率(SAR)的分布研究

本文采用时域有限差分法和仿真人体电磁模型,计算并比较了E、H二种极化方向和前向、后向、左侧向、右侧向四种照射几何条件下,3GHz微波人体暴露的全身平均比吸收率(SAR)、器官平均SAR和最大峰值SAR。结果表明,H极化、前向照射几何条件下人体的平均SAR较高,其中眼睛和睾丸的器官剂量最高。上述结果为3GHz微波生物效应的实验设计提供了科学依据。     

长期1.8 GHz电磁辐射对大鼠学习认知能力的影响

研究低剂量下长期不间断电磁辐射暴露对发育期Sprague Dawley(SD)大鼠学习认知能力的影响,为电磁暴露安全限值标准的确定提供实验依据.利用1.8 GHz电磁波对大鼠进行全天不间断辐照,白天8 h工作时间的剂量为0.40 W/kg,其余时间为0.08 W/kg,持续4周.通过水迷宫实验检测大鼠学习记忆能力,采用...     

地铁高频电磁辐射的安全评估

为有效评估B型地铁乘客信息系统天线(Passenger information system,PIS)对司机室高频电磁辐射的安全性,设计PIS系统所用的5.8 GHz八木天线和司机人体模型,利用三维电磁仿真软件构建在PIS系统天线辐射下的地铁司机室高频电磁环境模型,数值模拟天线在不同输入功率条件下对地铁司机人体模型的高频电磁辐射影响。仿真结果表明,当天线的输入功率达到最大值50 W时,人体模型的比吸收率最大值0.63 W/kg,低于国际非电离辐射委员会(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection,ICNIRP)制定的职业电磁暴露基本限值10 W/kg;电场强度最大值为72.37 V/m,低于ICNIRP职业电磁暴露参考限值137 V/m;磁场强度最大值为0.74 A/m,高于ICNIRP职业电磁暴露参考限值0.36 A/m。当天线的输入功率降为10 W时,磁场强度最大值降为0.33 A/m,低于参考限值。因此,为了避免此高频电磁辐射对司机造成健康危害,地铁实际运行时,需要保证天线的输入功率低于10 W,使司机处于安全辐射范围内。     

椭圆极化波对大鼠电磁暴露的数值模拟计算

以椭圆极化波作为波源进行大鼠电磁暴露数值模拟,比较了多个入射方向上大鼠电磁暴露的全身平均比吸收率(WBASAR)。结果发现,椭圆极化波的WBASAR随椭偏率的改变而变化,同时受到入射方向和旋向的影响。将此结果与同方向上线极化波的辐照结果比较发现:在入射功率相同的条件下,椭圆极化波和线极化波电磁暴露的WBASAR结果存在差异,且这种差异随着波源入射方向与大鼠体态的相对位置变化呈现出不同的特点。此外,波源的极化性质、辐照方式以及大鼠本身等因素,同样会使得大鼠重要组织的SAR分布规律产生较大的差异。因此,综合考虑线极化波与非线极化波的电磁暴露结果,可以对电磁暴露剂量进行更加全面的评估。本文的计算为动物电磁暴露剂量的评估提供了方法和数据上的补充。     

射频电磁辐射对大鼠脑组织胆碱能标志物的影响

将24只成年雄性SD大鼠按体重随机分成1组假辐照组和3组辐照组。辐照组给予全身射频电磁辐射,频率1.84 GHz、脑组织比吸收率(Specific absorption rate,SAR)分别为0.2、0.5、1.5 W/kg,连续辐照2周(5 d/周,30 min/d),照后立取SD大鼠大脑皮层和海马组织制备组织匀浆,采用化学比色法检测其胆碱能标志物水平、抗氧化物酶活性和氧化应激产物含量。结果显示:与假辐照组相比,1.5 W/kg辐照组大鼠大脑皮层内乙酰胆碱(ACh)含量和乙酰胆碱转移酶(Ch AT)活性明显降低(p0.05),各辐照组胆碱酯酶(ACh E)的活性没有差异;各辐照组大鼠大脑皮层内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)、过氧化氢酶(CAT)的活性及丙二醛(MDA)的含量也没有明显差异;各辐照组大鼠海马组织内胆碱能标志物水平、抗氧化物酶活性和氧化应激产物均没有明显差异。结果提示,在本研究照射条件下的射频电磁辐射没有对雄性SD大鼠脑组织造成明显的氧化应激损伤,但是当SAR为1.5 W/kg时辐照能引起大鼠大脑皮层内部分胆碱能标志物水平降低。     

心脏起搏器无线充电电磁暴露安全评估

为准确地评估心脏起搏器无线充电工作过程中产生的电磁暴露安全性,使用基于有限元的COMSOL软件进行建模及仿真计算。构建人体头部组织、简易胸腔及心脏的模型,并且在无线充电系统工作频率设置为251 kHz时,得出了以上3个部位中产生的磁感应强度（B）、感应电场强度（E）分布,以及人体头部组织比吸收率（Specific absorption rate, SAR）值的分布,将结果与国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）制定的限值进行比较。结果显示：人体头部中B值最大为0.337μT,占ICNIRP阈值的9.26%;E值最大为0.393 V/m,占ICNIRP阈值的0.45%;心脏部位B值最大为3.118μT,占ICNIRP阈值的85.01%;E值最大为0.278 V/m,占ICNIRP阈值的0.32%;人体头部脑组织中SAR值为3.009×10-7 W/kg,远低于ICNIRP制定的公众电磁暴露推荐值。提示心脏起搏器无线充电过程对使用者的健康无明显影响。     

在高功率毫米波暴露下大鼠和小鼠的致伤和致死实验观察

使用高功率8mm波源，实验观察了在平均功率密度P0≈3．5W／cm^2，不同暴露时间、不同暴露部位条件下，对小鼠和大鼠的致伤和致死情况。实验发现，高功率8mm波暴露下大鼠和小鼠的致伤特点类似于不同程度的烧伤，而眼睛、耳朵等器官易受永久性的损伤。致死实验发现，体重10～200g的大、小鼠由高功率毫米波致死时吸收的能量W与体重m有着较好的线性相关性。     

地铁专用无线通信系统射频电磁暴露安全的评估

为了研究在地铁专用无线通信系统天线辐射下地铁司机射频电磁暴露的安全性,基于高频结构仿真软件(High frequency structure simulator,HFSS)构建该系统天线辐射下的地铁司机室射频电磁环境模型,模拟司机室内电场强度的分布范围为0.005~0.118 V/m。运用电场强度分析仪对地铁司机室内射频电磁环境进行实地测量,测得专用无线系统天线信号的功率电平为-54.91~-30.22 d Bm,对应的电场强度分布范围是0.006~0.109 V/m,与电场强度的模拟结果基本一致,验证了利用HFSS软件的计算可靠性。在此基础上分别模拟地铁司机站姿人体模型和坐姿人体模型的射频电磁暴露情况。仿真结果表明:司机坐姿和站姿人体模型中平均比吸收率峰值分别为3.838 3×10~(-7) W/kg和3.118 7×10~(-7) W/kg;电场强度峰值分别为0.12 V/m和0.11V/m;磁场强度峰值分别为7.586 8×10~(-4) A/m和7.276 7×10~(-4) A/m。模拟结果均低于由国际非电离辐射防护委员会制定的职业电磁暴露限值,说明在该射频电磁环境中地铁司机职业电磁暴露处于安全范围内。     

低剂量辐射诱导胸腺细胞凋亡及细胞周期进程适应性反应的剂量效应

本研究采用X射线全身照射昆明系雄性小鼠模型,通过流式细胞仪观察低剂量辐射诱导胸腺细胞凋亡及细胞周期进程适应性反应的诱导剂量(D1、剂量)及其后攻击剂量(D2剂量)的剂量范围.动物随机分为假照组、D2对照组和D1+D2实验组.结果表明,D1+D2组胸腺细胞凋亡小体百分数不同程度地低于D2组,并且减轻G1和G2+M期阻滞,导致S期DNA合成的细胞增加;当D1达200 mGy时,不再诱导胸腺细胞凋亡及细胞周期进程的适应性反应.本实验结果说明,D1在25～100 mGy(剂量率为12.5mGy/mim),D2在1.0～2.0 Gy(剂量率为0.287 Gy/min),接受D1和D2照射的时间间隔为6h,可在全身照射条件下诱导小鼠胸腺细胞凋亡和细胞周期进程的适应性反应.     

植物凝集素PHA-L对小鼠急性辐射防护作用

观察植物凝集素PHA-L对小鼠急性辐射损伤的保护作用及相关机制。采用动物30 d存活率实验,即小鼠全身辐照至吸收剂量为7.2 Gy后观察其存活情况;利用外周血和免疫学实验,小鼠全身照射至吸收剂量为7.2 Gy后测外周血白细胞数(White blood cell,WBC)、股骨有核细胞数(The number of nucleated cells in bone marrow,BMNC)、骨髓DNA含量以及各脏器指数;对小鼠进行9.0 Gy腹部照射,取小肠组织做病理切片观察。结果显示,照射给药组小鼠30 d存活率比单纯照射组均有提高,特别是高剂量组提高约60%;与单纯照射组相比,照射给药高剂量组的白细胞数、骨髓DNA含量和脾结节数均有提高,分别从0.74±0.16、1.02±0.17和9.80±6.46提高到1.18±0.40、1.22±0.17和18.10±6.87,数据均有统计学意义(p0.05),并且PHA-L对脏器也有一定的保护作用;与单纯照射组相比,照射给药高剂量组小鼠肠道组织损伤恢复明显。提示植物凝集素PHA-L对急性辐射损伤具有保护作用,但其作用机制有待进一步研究。     

5G手机辐射对小鼠精子质量和性激素水平的影响

为探讨5G手机射频辐射（Radiofrequency radiation,RFR）对成年雄性小鼠精子质量和性激素水平的影响,24只健康成年雄性C57BL/6小鼠随机分为假暴露组（Sham）和4.9 GHz暴露组（4.9 GHz RFR）,每组12只。暴露组小鼠接受功率密度50 W/m2、频率为4.9 GHz的RFR全身暴露,每天1 h,连续暴露21 d。暴露结束后,通过检测精子数量和畸形率评估精子质量;通过苏木精-伊红（HE）染色观察睾丸组织形态;酶联免疫吸附试验（ELISA）测定睾酮（T）、卵泡刺激素（FSH）、黄体生成素（LH）、促性腺激素释放激素（GnRH）、胶质源性神经营养因子（GDNF）和干细胞因子（SCF）的水平;蛋白免疫印迹（Western blot）检测睾丸组织中GDNF和SCF以及血睾屏障紧密连接相关蛋白（ZO-1和Occludin）的水平。与Sham组相比,4.9 GHz组睾丸形态、精子数量和畸形率无显著改变;血清中FSH和LH含量无明显改变;睾丸内GDNF、SCF、ZO-1和Occludin蛋白水平均无明显变化;但是血清中T和GnRH含量显著降低。结果表明,本实验...     

半叶马尾藻多糖对辐射损伤小鼠巨噬细胞功能和胸腺细胞周期进程的影响

通过研究小鼠胸腺细胞周期进程、巨噬细胞吞饮和分泌功能的变化,探讨半叶马尾藻多糖(SHP)对辐射损伤小鼠胸腺细胞和巨噬细胞的影响。利用常规方法和流式细胞术分别检测小鼠巨噬细胞的功能和胸腺细胞周期进程。结果发现给予小鼠5 Gy^60Coγ射线单次全身照射(剂量率为0．673Gy／min),小鼠巨噬细胞吞饮功能显著低于正常对照组。但是,在照射前给予SHP(10mg／kg～40mg/kg)组的小鼠巨噬细胞吞饮功能明显高于单纯照射组,小鼠巨噬细胞IL-1分泌功能SHP(20mg/kg～40mg／kg)加照射组也显著高于单纯照射组。5Gy照射引起小鼠胸腺G0／G1期细胞百分率增高,S期和G2／M期细胞百分率减少,SHP(20mg／kg～40mg/kg)可以有效抑制辐射损伤小鼠胸腺G0／G1期阻滞和G2／M期细胞百分率下降,SHP(10mg／kg～40mg/kg)也能够预防辐射损伤小鼠S期胸腺细胞百分率的下降。说明SHP对辐射损伤小鼠胸腺细胞和巨噬细胞有保护作用。     

[Ca2+]i在低剂量辐射诱导脾细胞免疫适应性反应中的作用

为探讨胞浆内游离钙离子浓度([Ca2+]i)在低剂量辐射诱导脾细胞免疫适应性反应中的作用,本文采用Fura-2/AM双波长荧光测定法观察了不同剂量X射线全身照射后小鼠脾细胞内[Ca2+]i的变化及低剂量辐射诱导的适应性反应。结果表明,小鼠接受1.0～6.0GyX射线全身照射后24h,脾细胞内[Ca2+]i呈剂量依赖性下降(p＜0.05～p＜0.01),而小鼠接受0.075～0.2Gy较低剂量X射线全身照射后24h,脾细胞内[Ca2+]i却明显高于假照射组(p＜0.01)。同时证实,预先给予0.075Gy低剂量X射线全身照射可减轻其后2.0GyX射线全身照射对脾细胞内[Ca2+]i的抑制作用。提示低剂量辐射诱导脾细胞内[Ca2+]i的升高可能在低剂量辐射诱导脾细胞免疫适应性反应中起重要作用     

湿热环境对辐射损伤小鼠的影响

为探讨湿热环境对辐射损伤动物的影响,将受不同剂量^60Coγ射线照射的小鼠放人自然湿热环境（HHE）及模拟HHE中,观察其对小鼠存活时间及外周血淋巴细胞计数的影响。结果表明：（1）模拟HHE暴露条件,7Gy照射,随着暴露时间的延长,小鼠的存活时间缩短,死亡率增加;9Gy照射,暴露60分钟以上,小鼠一周内全部死亡;外周血淋巴细胞和白细胞计数各组均在照后显著下降,但室温（RT）组比HHE组下降幅度小且恢复较快。（2）自然HHE暴露条件,7Gy照射,小鼠存活时间缩短,死亡率增加;9Gy照射,除HHE暴露3h外,小鼠存活时间缩短,死亡率增加。RT组小鼠外周血淋巴细胞下降速度低于各自然HHE组且有顿挫回升。所以,自然及模拟HHE环境,使受照小鼠生存指标明显下降,加重照后早期外周血淋巴细胞下降。     

小剂量辐射后近期内诱导的小鼠生殖遗传学适应性反应

预先对小鼠予小剂量照射，３～６ｈ后再接受大剂量Ｘ射线全身照射，观察小剂量辐射对大剂量损伤的拮抗作用。实验结果证明：预先照射０．０１Ｇｙ后，以染色体畸变为观测终点，则骨髓细胞和初级精母细胞染色体畸变均低于单纯大剂量组（ｐ＜０．０１）。雄鼠预先经０．０５ＧｙＸ射线处理６ｈ后全身照射２．０ＧｙＸ射线，在９周内的受育率明显高于单纯大剂量照射组（ｐ＜０．０１）。说明小剂量电离辐射不仅具有降低小鼠遗传物质的损伤作用，而且可以提高受大剂量照射小鼠的生育能力。     

褪黑素对小鼠脾淋巴细胞电离辐射损伤的防护作用

本文旨在探讨体内补充褪黑素 (melatonin ,MLT)对电离辐射所致小鼠脾淋巴细胞损伤的影响及其机制。实验采用昆明小鼠 ,连续 1周每天腹腔注射 0 .1mg/kg(体重 )的MLT ,第 8天给予 1～ 4Gy全身照射 ,2 4h后检测脾淋巴细胞数量的变化。另外 ,小鼠腹腔单次注射 0～ 2 .5mg/kg(体重 )的MLT ,60min后给予 2GyX射线全身照射 ,1 2h后检测脾淋巴细胞凋亡及细胞周期时相 (用流式细胞术 )和DNA裂解率 (用荧光分光光度法 )的变化。结果发现 :小鼠连续 1周腹腔注射MLT ,1 .0～ 4.0Gy照射后 2 4h ,脾淋巴细胞数呈剂量依赖性降低 (p <0 .0 1 ) ;而受照前连续 1周注射MLT( 0 .1mg·kg- 1·d- 1) ,预先给予MLT组脾淋巴细胞数比预先不给予MLT组显著增高 (p <0 .0 5 )。 2GyX射线全身照射后 1 2h ,细胞凋亡小体百分率和DNA裂解率与对照组相比显著升高 (p <0 .0 1 ) ,G0 /G1期和G2 +M期细胞百分数增高 (p <0 0 5 ) ,S期细胞百分数降低 (p <0 .0 1 ) ,细胞发生G1和G2 期阻滞 ;而照射前单次注射MLT ,其凋亡小体百分率和DNA裂解率均显著降低 (p<0 .0 5或p <0 .0 1 ) ,G1期阻滞缓解 ,G2 期阻滞加剧。以上结果表明照射前预先补充MLT可减轻电离辐射所致小鼠脾淋巴细胞损伤 ,对小鼠免疫功能具有保护作用     

低剂量X射线辐射对BALB/C小鼠免疫系统的影响

为评估低剂量辐射对健康机体产生的生物学风险,检测了低剂量X射线照射对BALB／C小鼠免疫系统的影响。采用X射线全身照射,剂量分别为0、0．39、0．55和1Gy,剂量率为0．2Gy／min,照射24h后取血及器官,用流式细胞仪检测免疫细胞周期和凋亡的变化,用重量法得到胸腺和脾脏指数。发现照射后小鼠的外周血淋巴细胞、胸腺细胞和脾脏淋巴细胞的周期被阻滞在G0—G1期;外周血淋巴细胞和胸腺细胞的凋亡比例随剂量的增大而增大,但是脾脏淋巴细胞的凋亡随着剂量的增大而减小;胸腺和脾脏指数随着剂量的增大而减小。故低剂量x射线全身照射可引起试验动物的免疫细胞周期和凋亡比例发生变化,对其造成一定的损伤;对小鼠免疫系统的影响因器官而异。本实验可为辐射防护提供实验依据。     

小鼠胚胎器官形成期辐射致畸与致癌效应的研究

本文目的在于观察器官形成期小鼠胚胎的单次和分次小剂量照射后的近期和远期效应。 实验分为近期效应组,远后效应组及各自的对照组。近期效应作了单次不同剂量照射(从30～300rad)和分次照射(计5次,每次50rad累积剂量250rad) 实验结果表明:胚胎器官形成期照射的近期效应:一是引起广泛的先天畸形,二是出生前存活率明显降低,死亡和吸收率明显增加。 远后效应主要是体重增长抑制与肿瘤发生率明显增高。     

微波辐射对小鼠下丘脑超微结构影响的研究

出生15天的 C_(57)BL 小鼠接受载波频率为3GHz 的脉冲微波全身照射35天。结果表明,下丘脑线粒体对微波辐射有很高的敏感性。1mW′cm~2照射组,表现为嵴减少、模糊,少数线粒体有嵴消失及外膜破裂。5mW/cm~2照射组线粒体结构改变更明显,以嵴消失和外膜破裂为多。此外还呈现机面内质网扩张、脱粒和多核糖体减少。