[微生物学的懸濁液の非線形誘電分光]. tech./dosim.

Non-linear dielectric spectroscopy of microbiological suspensions.

掲載誌: Biomed Eng Online 2009; 8 (1): 19

【背景】微生物に対する非線形誘電分光法(NLDS)の特徴は、微生物懸濁液正弦波電界に曝された際、分極電流中に高調波が発生することである。最初に描写された、この生物学非線形の反応は他の執筆者らによって十分に検証されることはなく、また、実験結果は曖昧な解釈に曝されやすいものであった。本研究では、酵母懸濁液に対し、3極および4極配置のもと、NLDS を行った。その際に、最近開発された分析器を活用した。【方法】3極分析は、電極界面に、1Vまでの正弦波電圧をかけることで行われた。ひきつづき、4極分析は正弦波電界強度 0.1-70 Vcm-1 のもとに行われた。いずれの分析も、1 -100 Hz の周波数領域で実施された。高調波振幅はフーリエ分析にかけられ、dB (デシベル)で表現された。先に報告されている第3次高調波が調べられた。膜酵素の阻害剤および活性剤の効果を試すために、統計分析(ANOVA)が使用され、反応が計測された。【結果】顕著な非線形性は4極分析では認められなかった。また、懸濁液に阻害剤や活性剤が加えられた際も、目に付く変化は起こらなかった。統計分析がこれらの結果を裏付けている。純粋な正弦波電圧が、電極-酵母懸濁液界面にかけられた時、第3次高調波の25dBより高い変化が認められた。膜有界酵素の阻害剤や活性剤を加えた際も、第3次高調波の20dBより高い変化が見出された。懸濁液が煮沸された時には、これらの変化は起こらなかった。【検討】4極の小室において結果が得られなかったことは、仮にありうるにしても、微生物で充満した懸濁液のなかに高調波の発生の見られないことを示唆している。観察された非線形の反応は電極-電解液界面に由来するものであった。先行する4極分析で認められた周波数窓および電位窓は、3極測定においても繰り返されたが、観測された最大値は同じ数値ではなかった。【結論】従来の主張とは正反対に、再現可能な誘電非線形性は、この最近設計された分析器とともに報告された電界と周波数条件のもと試みられた巨大粒懸濁液においては見られなかった。それどころか、生化学刺激の間中、界面に関係した高調波が観察され表示された。これらの変化は、予測された生物学的反応と首尾一貫している。

ばく露