Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Evidence for a specific microwave radiation effect on the green fluorescent protein. med./bio.

[Nachweis für eine spezifische Wirkung von Mikrowellen-Befeldung auf das grün-fluoreszierende Protein].

Veröffentlicht in: Biophys J 2006; 91 (4): 1413-1423

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Wirkung einer Mikrowellen-Befeldung und von konventioneller Erwärmung auf die Fluoreszenz des grün-fluoreszierenden Proteins (in Lösung) untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Eine wäßrige Eiweiß-Lösung und ein flüssiger Kristall-Indikator wurden ebenfalls genutzt, um die Temperatur-Messung zu testen.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 8,53 GHz
Modulationsart: CW
Expositionsdauer: intermittierend, etwa 200 s an/aus, bei jedem von 6 fallenden Leistungspegeln, für insgesamt 3200 s
  • Leistung: 250 mW Maximum (250, 200, 160, 100, 50, 20 und 250 mW)
  • SAR: 4.000 W/kg Maximum (bei 250 mW)
Exposition 2: 8,53 GHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: intermittierend, etwa 200 s an/aus, bei CW und jedem von 3 fallenden Tastverhältnissen, für insgesamt 1600 s
Exposition 3: 250 MHz–20 GHz
Modulationsart: CW
Expositionsdauer: kontinuierlich, mit steigenden Frequenzen, 10 s bei jedem Schritt, für insgesamt 4000 s

Allgemeine Informationen

The EGFP fluorescence was excited by a 488-nm Argon laser with its beam directed across a transparent 2-mm diameter glass pipette (with 150-µm walls) containing the sample. The temperature dependence of the EGFP fluorescence was measured by a thermocouple in close vicinity of the laser beam. In the absence of MW radiation, the sample was heated between 22 and 43°C using a water bath or a thermal resistor.

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 8,53 GHz
Typ
Charakteristik
Expositionsdauer intermittierend, etwa 200 s an/aus, bei jedem von 6 fallenden Leistungspegeln, für insgesamt 3200 s
Modulation
Modulationsart CW
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • narrowband microwave applicator
Abstand zw. exponiertem Objekt und Expositionsquelle 0,25 mm
Kammer The MW applicator was brought to a distance of 100 µm above the glass pipette in such a way that the probe's apex aimed directly at the laser illuminated region.
Aufbau For narrowband measurements, a special 8.5 GHz applicator was used, based on a narrow rectangular aperture microfabricated on the convex surface of the sapphire dielectric resonator. The operating frequency of the probe was 8.53 GHz, and the bandwidth with the sample present was typically 0.3 GHz.
Zusatzinfo The incident MW power was switched on and off, decreasing from 250 mW to 20 mW, and finally returning to 250 mW. In a different experiment, the MW power was varied in steps of 0.1 dBm with a dwell time of 2 s.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 250 mW Maximum - - 250, 200, 160, 100, 50, 20 und 250 mW
SAR 4.000 W/kg Maximum berechnet - bei 250 mW

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 8,53 GHz
Typ
Charakteristik
Expositionsdauer intermittierend, etwa 200 s an/aus, bei CW und jedem von 3 fallenden Tastverhältnissen, für insgesamt 1600 s
Modulation
Modulationsart gepulst
Pulsbreite 1 µs
Zusatzinfo

pulse periods of 2, 5 and 10 µs, resulting in duty cycles of 50, 20, and 10%

Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Zusatzinfo The incident MW power was switched on and off, with the duty cycle decreasing from CW to 10%.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 250 mW - - - -

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 250 MHz–20 GHz
Typ
Charakteristik
Expositionsdauer kontinuierlich, mit steigenden Frequenzen, 10 s bei jedem Schritt, für insgesamt 4000 s
Modulation
Modulationsart CW
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • broadband microwave applicator with an unmatched 6.5-mm long coaxial tip
Abstand zw. exponiertem Objekt und Expositionsquelle 0,25 mm
Zusatzinfo The frequency was varied from 250 MHz to 20 GHz in steps of 50 MHz with a dwell time of 10 s at each step.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 250 mW - - - -

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchungszeitpunkt:
  • vor der Befeldung
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Es wurde eine spezifische Mikrowellen-Wirkung auf die Fluoreszenz des grün-fluoreszierenden Protein-Moleküls gefunden, die sich von der konventionellen Erwärmung unterschied. In beiden Fällen nahm die Fluoreszenz-Stärke ab, aber die Wirkung der Mikrowellen-Exposition auf die Fluoreszenz war stärker als aufgrund der rein thermischen physikalischen Betrachtungen erwartet. Obwohl die Mikrowellen-Befeldung die Lösung erwärmte, können die Mikrowellen-induzierten Veränderungen bei der Fluoreszenz nicht alleine auf die Erwärmung zurückgeführt werden.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

Themenverwandte Artikel