Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Specific electromagnetic effects of microwave radiation on Escherichia coli. med./bio.

[Spezifische elektromagnetische Wirkungen von Mikrowellen-Befeldung auf Escherichia coli].

Veröffentlicht in: Appl Environ Microbiol 2011; 77 (9): 3017-3022

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Mikrowellen-Befeldung, angelegt unter der sub-letalen Temperatur, auf Escherichia coli untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Um sicherzustellen, dass jegliche Wirkungen, die durch die Mikrowellen-Exposition verursacht werden, nicht das reine Ergebnis thermischer Erwärmung sind, wurde eine Wärme-Kontrolle mit denselben Temperatur-Gradienten (20°C - 40°C - 20°C -etc.) verwendet, die die Bakterien auch während der Mikrowellen-Exposition mitmachten.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 18 GHz
Expositionsdauer: 60 s an - 120 s aus - 3-mal wiederholt

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 18 GHz
Typ
Expositionsdauer 60 s an - 120 s aus - 3-mal wiederholt
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • multi-mode microwave cavity
Aufbau frequency of 18 GHz chosen because its wavelength is comparable to the bacterial cell diameter; bacterial samples of 2 ml placed into micro Petri dishes with a diameter of 35 mm; samples placed individually on a ceramic pedestal in the exposure chamber; during the 60 s exposure temperature rise of 20°C/min from 20°C to 40°C; during the 120 s interval sample was cooled on ice back to 20°C with a cooling rate of 10°C/min
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
elektrische Feldstärke 300 V/m - gemessen - -
s. Bemerkungen - - berechnet - absorbierte Leistung: 1500 kW/m³

Referenzartikel

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Rasterelektronenmikroskopie-Analyse, die direkt nach der Mikrowellen-Exposition durchgeführt wurde, deckte auf, dass die Escherichia coli-Zellen eine signifikant unterschiedliche Zellmorphologie im Vergleich zu den Wärme-Kontrollen aufwiesen. Diese Mikrowellen-Wirkung schien jedoch vorübergehender Art zu sein, da die Zellmorphologie nach weiteren zehn Minuten zu einem Zustand zurückkehrte, der identisch zu dem der unbehandelten Kontrollen war.
Die Konfokalmikroskopie deckte auf, dass der FITC-konjugierte Dextran-Farbstoff durch die Mikrowellen-exponierten Zellen aufgenommen wurde, was darauf hindeutet, dass Poren innerhalb der Zellmembran gebildet wurden.
Die Zelllebensfähigkeits-Experimente zeigten, dass die Mikrowellen-Exposition nicht bakterizid war, da sich 88% der Zellen nach der Befeldung wieder erholten.
Es wird vorgeschlagen, dass eine der Expositions-Wirkungen von Escherichia coli-Zellen bei Mikrowellen-Befeldung unterhalb der sub-letalen Temperatur-Bedingungen darin besteht, dass die Zelloberfläche eine Modifikation erfährt, die elektrokinetischer Natur ist, was zu einer reversiblen Mikrowellen-induzierten Poration der Zellmembran führt.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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