Reversibler dielektrischer Durchbruch von Zellmembranen in elektrostatischen Feldern / Reversible Dielectric Breakdown of Cell Membranes by Electrostatic Fields
Reversibler dielektrischer Durchbruch von Zellmembranen in elektrostatischen Feldern / Reversible Dielectric Breakdown of Cell Membranes by Electrostatic Fields
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Reversibler dielektrischer Durchbruch von Zellmembranen in elektrostatischen Federn / 静电场对细胞膜的可逆介电击穿
DOI:
10.1515/znc-1974-5-625
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发表时间:
1974
期刊:
影响因子:
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通讯作者:
F. Riemann
中科院分区:
文献类型:
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作者:
U. Zimmermann;G. Pilwat;F. Riemann
An Bakterien konnte in einer modifizierten Coul ter Counter Apparatur nachgewiesen werden, daß Zellmembranen in hohen elektrischen Feldern (etwa 103 — 104V/cm) leitend werden1,2. Die Funktions weise des Coulter Counters 3, der normalerweise zur Zellzahlund Zellvolumenbestimmung eingesetzt wird, beruht darauf, daß nichtleitende Teilchen, wie z. B. lebende Zellen, durch eine kleine Meßöffnung gesaugt werden, an der eine elektrische Spannung liegt. Das nichtleitende Teilchen verändert das elek trische Feld in der Meßöffnung. Die auftretende Spannungsbzw. Stromänderung ist in erster Nähe rung dem Volumen des Teilchens proportional. Nach linearer Verstärkung, elektronischer Pulshöhenanalyse und geeigneter Eichung mit Partikeln bekannter Größe läßt sich die Volumenverteilung einer vorge gebenen Zellpopulation bestimmen. Da das elektri sche Feld in der Meßöffnung aber sehr inhomogen ist, hängt die Pulshöhe in erheblichem Maße vom Weg des Teilchens und von seiner Orientierung in der Meßöffnung ab. Die resultierenden Volumen verteilungen einer vorgegebenen Zellpopulation sind deshalb in der Regel stark verzerrt und entsprechen nicht der wahren Volumenverteilung. In dem von uns verwendeten Coulter Counter wird durch eine hydrodynamische Fokussierung des Zellsuspensionsstrahles erreicht, daß alle Teilchen auf dem gleichen Weg und unter der gleichen Orientierung die Meß öffnung passieren, so daß Störungen durch die In homogenität des Feldes ausgeschaltet werden kön nen 1. Da die wahre Volumenverteilung einer Zell population unter diesen Bedingungen bestimmt wer den kann, läßt sich der Einfluß der elektrischen Feldstärke in der Meßöffnung auf die Zellmembran, die unter normalen Bedingungen als Isolator fun giert, untersuchen. Mißt man dieselbe Latexpartikel-Verteilung (mitt lerer Durchmesser 1,857 ^m) bei verschiedenen Stromstärken in der Meßöffnung (0=4O /<m ), so sind die dem mittleren Partikelvolumen entsprechen den Pulshöhen (d. h. Kanalnummern) der Strom stärke proportional, wie es nach dem Ohmschen Ge setzt zu erwarten ist (Abb. 1). Eine lineare Abhän gigkeit vom Strom wird auch für jede andere Puls höhe der Verteilung gefunden. Bei Rindererythro zyten wird dagegen, wie bei E. coli, bei einer charak teristischen Stromstärke, die vom betrachteten Vo lumen abhängt, ein scharfer Knickpunkt in der linearen Abhängigkeit beobachtet (Abb. 2). Die Ur sache für den Knickpunkt ist, wie bei Bakterien ge-