目的:观察不可逆电穿孔技术对5-氟尿嘧啶(5-Fu)耐药的人肝癌细胞(BEL-7402/5-Fu，购自南京凯基生物科技发展有限公司)生长、细胞膜完整性以及荷瘤鼠肿瘤生长的影响。方法:细胞计数试剂盒(CCK-8)检测细胞存活率。透射电镜、扫描电镜拍照以及乳酸脱氢酶(LDH)检测来评价细胞膜完整性。构建BEL-7402/5-Fu细胞裸鼠异种移植瘤模型来评价体内抗肿瘤效果。采用单因素方差分析。结果:高压电场显著抑制BEL-7402/5-Fu细胞生长并且呈场强依赖性，高压电场处理24 h后，500、750、1 000、1 500、2 000 V/cm组的细胞存活率为(89.56±12.37)%、(66.29±7.47)%、(29.19±3.62)%、(17.66±1.64)%、(11.74±1.08)%( F＝77.730， P<0.01)。扫描电镜以及透射电镜结果表明，在场强为1 000 V/cm时，实验组的细胞膜完整性以及细胞器结构损伤严重。高压电场500、750、1 000、1 500、2 000 V/cm各组的细胞培养基上清中LDH分泌水平分别为(35.33±8.74)、(64.33±7.67)、(144.02±12.16)、(194.33±5.13)、(207.33±11.01)、(213.33±20.81) U/L( F＝122.690， P<0.01)，呈场强依赖性。高压电场能够抑制BEL-7402/5-Fu荷瘤鼠肿瘤的生长，模型组的瘤重为(1.51±0.32) g，高压电场治疗组小鼠的瘤重为(0.28±0.05) g( F＝619.870， P<0.01)，抑瘤率达81.45%。 结论:高压电脉冲能显著抑制BEL-7402/5-Fu细胞生长。

目的:探究高压脉冲电场(PEF)联合低温等离子体(LTP)对小鼠肝癌细胞杀伤效果。方法:小鼠肝癌细胞H22分为肝癌细胞组(无任何处理)、PEF处理组、LTP处理组、联合A组(先行PEF处理后立即行LTP处理)、联合B组(先行LTP处理后立即行PEF处理)、联合C组(同联合A组，但间隔20 min)、联合D组(同联合B组，但间隔20 min)。细胞计数试剂盒检测细胞存活率，流式细胞仪检测凋亡，荧光标记细胞内活性氧(ROS)并计数。20只4~6周龄健康雌性无特定病原体的昆明小鼠建立皮下移植瘤模型，随机分为模型组、PBS对照组、PEF实验组、LTP实验组及联合组(LTP+PEF，无间隔)，每组4只。测量并计算肿瘤相对体积和抑瘤率。结果:肝癌细胞组细胞存活率(98.3±0.9)%，PEF处理组(66.8±4.4)%，LTP处理组(62.1±3.9)%，联合A组(43.7±3.7)%，联合B组(31.0±1.4)%，联合C组(46.8±2.9)%，联合D组(39.0±2.3)%。与肝癌细胞组比较，各处理组细胞存活率均降低，且四个联合处理组细胞存活率低于PEF处理组和LTP处理组，差异均有统计学意义(均 P<0.05)。其中联合B组细胞存活率最低。凋亡检测结果与细胞存活率结果一致。荧光显微镜下，联合B组细胞ROS荧光明显增多，且LTP处理组细胞ROS荧光比PEF处理组多。联合B组的ROS阳性细胞百分比高于LTP处理组和PEF处理组，差异均有统计学意义(均 P<0.05)。联合组抑瘤率和肿瘤相对体积优于PEF实验组和LTP实验组，差异均有统计学意义(均 P<0.05)。 结论:LTP联合PEF对小鼠肝癌细胞杀伤效果优于PEF和LTP单一处理，有望成为新的肿瘤治疗方法。

胰腺癌是消化系统中最致命的恶性肿瘤之一，大部分患者在确诊时已经失去根治性治疗机会，预后较差。不可逆电穿孔术是近年来新兴的非热能肿瘤消融技术，该技术通过高压脉冲电场导致细胞膜穿孔，进而引起细胞凋亡和坏死，可在杀伤肿瘤细胞的同时不损伤周围重要管道结构及细胞外基质结构，具有并发症少、安全性高、术后恢复快的特点，特别适合胰腺癌等复杂部位的肿瘤治疗。

目的 在传统的消融手术中,医生通过观察患者的二维影像对肿瘤大小、位置、形态进行粗略估算从而进行手术方案规划.这种方式严重依赖医生的主观经验和专业技能,极易造成消融范围过大或不彻底,增加了术后并发症的风险.因此,科学的术前规划和精准的消融电极及电场作用区域定位具有非常重要的意义.本文提出一种胰腺肿瘤最优空间覆盖模型算法,以为胰腺肿瘤不可逆电穿孔消融提供最佳电场作用区域.方法 基于单根双极高压脉冲电极产生的电场消融区域为椭球体,在椭球长轴方向与电极导入路径即胰管方向相同、球心在胰管上及长短轴轴长满足一定比例关系的约束条件下,首先利用积极集算法求解球心,再借助Rodrigues旋转求解正定矩阵,得到的椭球即为电场作用区域,然后对长短轴轴长比值进行迭代寻优,最后将肿瘤在椭球中的占比作为评价指标以寻找最小消融椭球即最优电场作用区域.本文在公开数据集MSD上进行广泛实验寻找每个病例肿瘤的最小消融椭球及其占比.结果 最小消融椭球与肿瘤的几何形状及其距胰管的位置密切相关,对于大多数病例,肿瘤在最小消融椭球中的占比在20%～50%之间,最高能达到59.5%.结论 本文提出的算法可为胰腺肿瘤不可逆电穿孔消融的最优电场消融区域提供可行的理论依据,辅助临床医生高效决策.

为了提高鹿托盘中胶原蛋白的提取率,采用高压脉冲电场技术辅助胃蛋白酶的方法提取胶原蛋白.以胶原蛋白提取率为指标,通过对胃蛋白酶添加量、脉冲数和电场强度进行单因素考察,采用正交实验对胶原蛋白提取条件进行优化.优选出鹿托盘胶原蛋白的最佳提取条件为:胃蛋白酶添加量2％、脉冲数8、电场强度20kV.cm-1,在该条件下鹿托盘胶原蛋白的提取率可达到(73.27±0.73)％.与普通酶法相比,高压脉冲电场辅助提取胶原蛋白的得率比普通酶法提高了10.34％,且处理时间较短.聚丙烯酰氨凝胶电泳结果表明所提取的胶原蛋白由d1、α2和β-亚基组成,结构特征表明胶原蛋白具有完整的螺旋结构和Ⅰ型胶原蛋白的特性.该研究可为高压脉冲电场用于胶原蛋白的提取提供理论参考.

为了研究高压脉冲电场对鲜切苹果中大肠杆菌的杀菌效果.分别对接种大肠杆菌的鲜切苹果使用不同电场强度(5 kV/cm,17.5 kV/cm,30 kV/cm,37.5 kV/cm,45 kV/cm)和处理时间(1 min,3 min,5 min,10 min,15 min,20 min,25 min)进行处理.并使用修正Gompertz模型拟合在25℃条件下生长曲线,Hülsheger Ⅰ和Ⅱ模型建立大肠杆菌与电场强度和处理时间的致死动力学模型.结果发现,修正Gompertz模型、Hülsheger Ⅰ和Ⅱ模型拟合函数的决定系数均大于0.990 1,均方根误差均小于0.223 5,且具有统计学意义(p＜0.01);结果表明,所建立的模型拟合度良好,能够较好地反映PEF处理后大肠杆菌在鲜切苹果表面的生长;且随着高压脉冲电场的电场强度和处理时间的增加,大肠杆菌的残存率越低.本试验建立的模型能够作为高压脉冲电场不同条件处理对鲜切苹果中大肠杆菌杀菌效果的参考依据.

目的 研究高压纳秒脉冲电场(nanosecond pulse electric fields,nsPEFs)作用下是否诱导宫颈癌细胞发生免疫原性死亡(immunogenic cell death,ICD).方法 采用不同场强的nsPEFs处理人宫颈癌HeLa细胞和小鼠宫颈癌U14细胞,通过CCK-8法、流式细胞术和ELISA法分别检测电刺激后肿瘤细胞的细胞活性、凋亡率和免疫损伤相关分子(danger associated molecularpatterns,DAMPs)的表达情况.结果 随着场强的增加和处理后时间的延长,nsPEFs作用后细胞活力逐渐降低,凋亡率明显升高;在场强10 kV/cm以上的nsPEFs刺激后分别在24h和3h检测到HeLa和U14细胞的钙网蛋白(calreticulin,CRT)、热休克蛋白70 (heat shock protein 70,HSP70)以及高迁移族蛋白(high mobility group box1,HMGB1)的表达上调.结论 不同宫颈癌细胞在相同nsPEFs参数下的杀伤效果具有差异性;nsPEFs刺激后能诱导凋亡的宫颈癌细胞释放DAMPs从而可激活细胞发生免疫原性死亡.

目的 研究不同强度高压电场作用对人胰腺癌细胞株PANC-1细胞生长、凋亡以及细胞微结构的影响.方法 选择处于对数生长期的PANC-1细胞,将实验分为5个组进行研究:对照组细胞未施加电场处理,高压电处理组细胞分别施加250、500、750、1 000 V/cm场强的高压电场.通过细胞活率测定、细胞染色、Annexin V-PI凋亡检测、透射电镜以及扫描电镜等技术来研究不同强度高压电场对PANC-1细胞生长以及细胞微结构的影响.结果 在场强≥500 V/cm时,高压电场显著抑制PANC-1细胞生长呈场强依赖性,与对照组比较差异有统计学意义(P＜0.05).高压电场能诱导肿瘤细胞凋亡,在场强≥750 V/cm时,细胞坏死严重.与对照组相比,场强为1 000 V/cm实验组的细胞膜完整性以及细胞器结构损伤严重.结论 高压电脉冲能显著抑制PANC-1细胞生长,是一种极具应用前景的肿瘤治疗方法.

肿瘤严重危害人类生命和健康,化疗抵抗是当前临床肿瘤治疗所面临的主要屏障之一.为探究高压纳秒脉冲电场是否能够对化疗抵抗的肿瘤细胞具有同等敏感性,以肺癌细胞系A549及顺铂化疗抵抗的A549/R为研究对象,用80个脉冲宽度为200 ns,场强为5～15 kV/cm的纳秒脉冲作用后分析对比其活性情况、致死效应及消融阈值差异.结果 表明:当场强为8、10、15 kV/cm纳秒脉冲电场作用下A549/R细胞的存活率分别为5.65％、7.78％、2.80％,显著低于A549(分别为48.31％、26.8％、5.96％);诱导的凋亡和坏死率也显著高于A549(P＜0.05);在80个宽度为200 ns,场强为15 kV/cm的脉冲作用下,A549/R单层细胞消融面积是A549的1.59倍;A549/R的消融阈值为～8 kV/cm,显著低于A549(～13 kV/cm).因此,纳秒脉冲电场为可优先选择杀伤化疗抵抗的A549/R细胞,诱导更高的凋亡率、消融面积,并且有更低的消融阈值.高压纳秒脉冲对化疗抵抗的肿瘤细胞的选择性作用,可望作为一种新型的物理选择方式联合其他肿瘤治疗方法,克服肿瘤治疗临床难点,为化疗抵抗或高恶性度的肿瘤消融提供新策略.

近年采用细胞膜的结构功能状态的试验来诊断疾病,细胞膜的电和机械参数与其结构―功能状态关系密切,故可测电阻来探索其发病机理。作者对各期银屑病患者和正常人的红细胞膜电阻进行了研究,经高压脉冲电场处理红细胞,通过计算溶血的百分比来求得。