生物电磁特性与电磁生物学效应的概述及最新进展

韩毓旺 侯亚义 都有为

①副教授,南京工业大学理学院,南京210009;②教授,南京大学医学院,南京 210093;③中国科学院院士,南京大学物理学系,南京210093

生物电磁特性与电磁生物学效应的概述及最新进展

韩毓旺①侯亚义②都有为③

①副教授,南京工业大学理学院,南京210009;②教授,南京大学医学院,南京 210093;③中国科学院院士,南京大学物理学系,南京210093

电磁场 生物电磁特性 电磁生物学效应 生物电磁测量 电磁干预

笔者简要地介绍了生物电磁学的概念,分别叙述了生物电磁源特性、生物电磁测量及其应用以及电磁辐射对生命的调节和干预。重点综述了电阻抗成像、太赫兹(THz)波成像、电脉冲治疗及磁场干预的最新研究情况。

1 生物电磁学简介

生物电磁学(bioelectromagnetism)是一门研究与生物组织有关的电、磁及电磁现象的学科。这些现象包括可兴奋组织的行为、生物体(容积导体)中的电流和电势、体内外磁场、可兴奋细胞对电、磁场刺激的响应及生物组织本征电磁特性等[1]。这里所涉及的电磁波主要是指非电离辐射,不包括X射线等电离辐射。生物电磁学本质上是生命科学与物理学和工程科学的交叉学科,它与生物物理、生物工程、生物医药工程、医疗电子、生物技术等学科既有区别又密切相关。生物本征电磁特性、生物体电磁场测量和外界电磁场与生物体相互作用这三方面是生物电磁学的主要内涵。

2 生物体的电磁来源

从物理学的角度分析,生物体中存在着不同层次的电磁特性,这些都是生物体内电磁场的来源,也是与外界电磁场相互作用的位点。为了讨论的方便,我们从分子、细胞、组织器官等三个层次来分析[2-3]。

首先从分子水平来讲,生物体中存在着带电离子(Na+,K+和Ca2+等)和生物大分子(核酸、氨基酸和蛋白质等)。生物大分子是以偶极子形式存在的,如氨基酸含有氨基(荷正电)和羧基(荷负电)形成偶极子,具有一定的偶极矩。据此可以把生物体看成是一个包含有离子和偶极子等的容积导体,这些生物体内存在的局部电荷或偶极子在外界电磁场或下面讲到的膜电位驱动下发生传导而产生生物电流。水在生物体中具有非常重要的意义,其在生物体中的含量平均约占70%。水分子实际上也是以偶极子形式存在,但一般水分子在体内是和离子或其他物质结合存在。液态水中实际上存在很多有挨个分子组成的氢键链,温度越低,氢键链越长。外加电场作用下链中的氢离子以跳跃方式在氢键链中迁移,产生电流。庞小峰[4]考察了不同温度外磁场作用下水的红外光谱(图1a),研究表明磁场作用下液态水的某些宏观性质,如介电常数、磁化率、电导率和 Raman散射等发生了变化,认为磁场作用下形成了大量有序环形水分子链,并发现依据模型(图1b)所作的理论计算与实验结果基本吻合,这些研究较好地揭示了“磁化水”的产生机理及弛豫现象。

图1 水在磁场作用下的红外光谱

其次从细胞水平来看,由于细胞膜的内外两侧离子分布不对称,其膜外带正电,膜内带负电,所以细胞在静息状态时存在静息电位;而在外界刺激下细胞兴奋,引起静息电位波动产生动作电位。静息电位和动作电位都在100 mV数量级,而细胞膜厚度仅为10 nm左右,因此电场强度可达105V/cm。另外细胞膜上还存在许多离子通道(图2),离子在膜内外沿离子通道的被动或主动迁移即产生生物电流。

图2 细胞膜结构及电磁特性

既然组成生物组织的基本单元细胞及其内外环境中的水和生物分子都具有一定电磁特性,那么生物组织、器官以致整个生物体必然也具有一定的宏观电磁学特征。比如心电、心磁、肌电、肌磁、脑电及脑磁等都是具有代表性的器官水平的电磁现象。另外,现已发现鸽子、海豚和蜜蜂体内都有微量的铁磁性物质(Fe3O4),它们可能与这些动物特殊的辨别方向的能力相关,在一些文献中这些磁性粒子被称为“磁性罗盘”,但有待进一步研究证实。微生物中也存在着铁磁性物质,图3是一种磁性细菌的透射电镜照片,在其轴线方向有一串直径约50 nm的单磁畴Fe3O4颗粒,这些磁性颗粒使得这些细菌能对外加磁场方向的改变作出反应。

图3 磁性细菌体内磁性颗粒

3 生物本征电磁特性的测量及应用

为了利用电磁原理研究生命的信息或探讨外界电磁场对生命的影响、调理和干预,首先都必须揭示生物组织本身所具有的电磁特性。实际上,直至19世纪中叶的电磁学历史可以说主要是生物电磁学史。大多数的电磁研究都与生物体有关,并且很多高灵敏的测试仪器也是为了进行生物电和磁检测而发展起来的。

3.1 生物电(源)特性

1780年意大利科学家Galvani首先发现了生物电。19世纪上半叶马泰乌奇发现一切收缩中的肌肉都可产生电流。1887年法国的沃勒记录了历史上第一张人类心电图。1928年德国贝格尔记录到脑电图,自此对人体的电活动的研究进入了高峰期,从而取得了一系列重要成果,且成功地应用于临床诊疗。现在生物电性质的研究主要集中在“逆电问题”方面,即指根据人体心电和脑电的测量结果(电位分布)来推断相应的组织活动过程。比如,根据体表电位计算出心外膜电位,进而推断心脏电源激动点状态;通过皮层成像技术(CIT)获得头皮电位分布然后映射出脑电活动的空间分布[5]。

3.2 生物磁(源)特性

既然生物电现象如此之多,根据电磁理论生物体内必然存在诸多的生物磁特性。1962年鲍勒和麦克菲首次成功地利用梯度仪记录了人体心脏磁场分布;科恩分别于1969年和1970年采用刚刚发明的超导量子干涉装置(SQUID)记录了心磁图(MCG)和脑磁图(MEG)。虽然心磁图和脑磁图的灵敏度和准确度都较心电图和脑电图高,但是由于需要用到昂贵的SQUID装置而影响了其发展。我们相信,随着超导技术设备的进步和发展,生物磁特性检测必然像心电和脑电测量一样获得广泛的应用。

3.3 生命组织对电磁场响应的特性

与所有材料一样,生命体组织在外加电磁场的作用下也有相应的反应,这些反应的性能可用介电常数、电导率及磁化率等来表示。但与非生命体不同的是,生命体组织的这些特性都是不断变化的,即不同组织在同一电磁场、同种组织在不同电磁场以及同种组织在不同生理和病理状态下其电磁特性可能发生显著差异的变化。可见,这些参数对于定量研究生命体在场域的空间分布以及能量吸收、传导非常重要,这也是生物电磁剂量学的基础。因此,通过建立各种病理性变化引起的组织形态学改变与介电特性变化的关联,以及对不同生理和病理状态下的介电特性进行监测分析,有望开发出用于早期检测、疗效评估的设备,例如现在热点研究的介电阻抗成像。

4 外加电磁场在生命研究中的应用

除了上述基于生命体源特性测量可以用于诊断监测的心电/磁 、脑电/磁以外,在外加电磁场作用下生命体所做出的反应信号也可用于生命体结构和状态信息的获取,进而用于诊疗和监测。例如 X光成像、X-CT及MRI等。这些信息除极少数外都与生物电磁特性相关。

4.1 介电阻抗成像

介电阻抗成像是基于生命体介电特性的阻抗成像技术。这种成像技术不需要高能射线或核素,可多次测量,且成像速度快、分辨率高、不要求特殊工作环境及成本低廉,应用前景非常广阔。为达到生物组织电阻抗精确成像的目的,研究者们不断尝试各种成像手段进行功能成像,其成像方法主要包括对样本注入电流的电阻抗成像(EIT)、外加激励磁场的磁感应成像(MIT)和结合磁共振和电阻抗技术的磁共振电阻抗成像(MREIT)。

虽然电阻抗成像具有功能分辨特点,但除磁声成像外其他的电阻抗成像技术的空间分辨率都不高。磁感应磁声成像(MAT-MI)[6-7]是近期由美国明尼苏达大学He Bin教授及其合作者提出的一种新型成像方法,它融合了磁感应技术(MIT)和超声断层扫描成像技术,兼具电阻抗成像高对比度和超声断层扫描技术高空间分辨率的优点。该方法将目标物体放在静态磁场中,施加脉冲磁激励使目标物体中产生涡流,涡流在静磁场作用下产生洛伦兹力,从而使目标物体声振动,通过对声信号的采集重建物体电导率的分布。声信号的采集对于重建电导率分布的精确性和清晰度十分重要,在仿真研究中,声激励源的产生和声信号的传播是MAT-MI问题研究的两项主要内容。

4.2 THz检测与成像

太赫兹(THz)波是指频率在0.1～10 THz(波长为3000～30μm)范围内的电磁波,在长波段与毫米波相重合,在短波段与红外光相重合,是宏观经典理论向微观量子理论的过渡区,也是电子学向光子学的过渡区,称为电磁波谱的“太赫兹空隙(THz gap)”。许多生物大分子的振动和转动频率都处于 THz波段,所以利用THz波可以获得丰富的生物及其材料信息。THz辐射能以很小的衰减穿透如陶瓷、脂肪、碳板、布料和塑料等物质,但是THz波不能穿透水和金属,这阻碍了其在生物领域的广泛应用。目前THz波在生物医药中的研究仅局限于其生物学效应、生物分子光谱和组织成像。图4是运用THz成像得到的离体乳腺癌组织的肿瘤图案。

图4 离体乳腺癌组织的肿瘤THz成像图案与光学显微病理照片

THz波瞬时带宽很宽(0.1～10 THz),利于高速通讯。THz波的时域频谱信噪比很高,使其非常适成像应用。THz成像有被动和主动成像两种类型装置[8-9]。被动成像是非相干性的,而主动成像是相干性的。主动成像又有连续波和脉冲两种形式。脉冲太赫兹波成像的基本原理是：透过成像样品(或从样品反射)的太赫兹电磁波的强度和相位包含了样品复介电函数的空间分布信息。将透射太赫兹电磁波的强度和相位的二维信息记录下来,并经过适当的处理和分析,就能得到样品的太赫兹图像。连续波太赫兹成像的原理：连续波源提供比脉冲源更高的辐射强度,其实质是一种强度成像。在对物体成像时,根据物体内部的缺陷或损伤的边缘对太赫兹光的散射效应,从而会影响太赫兹波电磁场的强度分布,反映到物体的太赫兹波图像上显示为明暗即强度的不同,据此可推出物体内部的形状、缺陷或损伤位置。如果扫描的物体比较大而又只需要检测缺陷或者透射性质,选择连续波系统较好。但如果探测的物体比较精细,要求系统有较高的分辨率并获得物体的光谱信息,则需使用脉冲成像方法。

5 外界电磁场与生物体相互作用

人们在充分享受各种电器带来的舒适和便捷时,逐渐认识到这些东西同时可能具有对人类潜在的危害。对于电磁波的危害性各国都有进行流行病学调查和一些细胞、动物层次的生物医学研究。在研究电磁场这一微弱因素的生物效应时,电磁场作用的弱效应往往被“实验噪声”和“生物噪声”所掩盖,再加上生物系统自身的复杂性和不稳定性,导致目前各研究小组之间研究结果的重复性差、可变性大[3]。

5.1 微波对健康危害

微波频率位于300 MHz～30 GHz,它对人体的危害研究结果较多。目前研究人员认为,诱导场是微波暴露的生物效应的主要原因。然而流行病学研究结果至今都没有关于接触射频会对健康造成不良影响的一致的或令人信服的证据,另一方面,这些研究工作也存在诸多不足之处[10]。

手机电磁辐射是微波的一种,它对人体健康影响是这类研究中最主要的内容。最受关注的疾病就是脑瘤,目前为止世界各国已经有近20项大规模的流行病学研究结果。英国、美国、加拿大、意大利等国和许多国际医疗卫生组织都先后发表了这方面的报告。

Rubin等[11]总结了其研究组涉及1175人的关于电磁超灵敏性的46项研究工作。作者指出这些研究未能证有人能够在未知情况下重复地判断其周围是否存在电磁场,相反,作者说多次研究表明那些出现急性症状的情况可以很好地用反安慰剂效应(编者注：安慰剂效应(placebo effect)：指病人虽然获得无效的治疗,却预料或相信治疗有效,而让病患症状得到舒缓的现象;反安慰剂效应(nocebo effect)：病人不相信治疗有效,可能会令病情恶化。)来解释。

1997年美国国家癌症研究所的报告称,经过七年对638名急性淋巴细胞白血病儿童患者和620名对照儿童的流行病学研究,没有明确证据显示电磁场与白血病之间有关联。根据此报告美国能源部放弃了“电磁场研究与公众信息传播计划”。不过为了大众健康考虑,2010年4月22日欧洲五国启动了为期30年的队列研究,此项研究将至少连续跟踪考察25万人的手机使用情况与罹患各种主要疾病的关系,从而确定手机电磁辐射对人体的危害程度。

5.2 工频电磁场对健康危害

2005年 Draper等报道[12]居住在输电线200 m和200～600 m范围内的儿童患白血病的概率比普通儿童分别高70%和23%,据称这些结果均具有统计学意义。笔者认为200 m内比600 m内患病比例高出较大比例不大可能与磁场有关,因为在整个范围内输电线产生的磁场都远低于0.4μT。有人借用英国布里斯托大学研究结果[13]推测这可能与高压线附近电场容易吸引带电的气溶胶污染物有关。2005年,加拿大政府表示公布报告称通过对一些流行病学研究结果进行汇总分析,居住在高压输电线附近儿童罹患白血病的风险增加两倍[14]。

加拿大的学者最新研究发现电磁场还能引起血糖变化,使某些“电磁超敏感者”的血糖升高,称为“3型”糖尿病[15]。研究发现敏感者户外散步血糖下降,在跑步机上相同地走路却使血糖升高。这说明跑步机发出的电磁波使血糖增高的效应超过了在其上走路所消耗的体力引起的血糖下降。

低频电磁场对人的认知功能影响也有广泛报道,但是由于研究手段的差异,各研究结果并不一致。最近对17项研究中符合条件的九项工作的荟萃分析[16]指出,50 Hz磁场作用下在两个认知水平检测到较小但是较为明显的效应。对于高难度的视觉时程辨别,经磁场辐射的样本表现比对照样本好;但在低级别的中等难度视觉辨别时,被辐射过的样本表现比对照组更糟糕。此外,还发现样本经随意程度辐射时可明显提高其正确反应性。然而,由于每个行为尺度的研究数量较少,而且所得结果也不稳定,因此需要格外小心的对待这个结果。作者认为极低频电磁场对人的认知功能的影响有限。

以往工频(50 Hz,60 Hz)电磁场生物效应研究主要集中在磁场效应方面,发现磁场对遗传、细胞生长和凋亡、免疫等方面都有某些影响。有关工频电场的危害性研究不多,最近 Kheifets的评论[17]总结了这方面工作后认为没有证据显示低频电场具有明显生物效应,而那些零星的表明长期接触电场会导致患癌症风险加大的有关职业研究都存在诸多的方法学问题。她的结论是已经不必再进行类似研究了,不过这一观点立刻招来了其他研究者的质疑[18-19]。

5.3 THz波的危害性

以往关于非电离辐射对生物的危害的研究所涉及的频率都低于0.01 THz,功率密度低于1 mW/cm2。对于THz波可能的危害性研究甚少。2004年结束的“THz-bridge”国际研究项目的结论是：在某些特定照射条件下,脂质体细胞膜的通透性会发生变化,也可对淋巴细胞产生基因毒性。但是对什么条件下会产生这些危害性尚未搞清楚。电磁效应普遍具有累积效应,2008年有报道称经6 h THz照射引起淋巴细胞的基因不稳定性[20]。有报道称[21]体外神经细胞经30 mW/cm2THz波照射后,细胞膜和膜内结构遭到破坏,但是在低功率密度和其他频率时未发现类似破坏作用。最近,有人进一步指出,暴露于低水平太赫兹辐射可干扰蛋白质识别过程[22]。研究还表明,小鼠暴露于3.6 THz的高功率(15 mW/cm2)辐射30 min,造成行为变化[23],在短时间(5 min)暴露却检测不到明显变化。因此,现有的实验数据有力地表明,太赫兹辐射可影响生理功能,但只在特定条件下,即在高功率、长时间和特定频率。美国Los Alamos国家实验室最新实验和理论研究表明THz波在一定条件下可以使DNA的双螺旋产生缺陷从而导致基因毒性[24]。理论分析认为太赫兹辐射主要是通过共振影响双链DNA系统的动态稳定性,但是当存在显著的波动时也可能引起非线性不稳定性,尤其是当辐射功率很小时。在生物系统中,这样的波动往往是由热引起的,由于产生一个足够大振幅的波动的几率是非常小的,所以只有在长时间照射才有可能通过非线性不稳定性而产生 THz波效应。就此而言,THz波效应具有一定的随机性。

5.4 电磁波对生命的调理与干预

外加电磁场对生命体可能存在着一定的危害,但我们也可以利用外加电磁场对某些疾病进行干预,达到辅助治疗甚至治疗的作用。

5.4.1 电场的应用

2006年英国阿伯丁大学的 Zhao和同事确定出了使细胞对电做出应答(趋电性)的基因[25]。这一发现在医学领域具有重要意义。这项研究第一次从遗传学角度证实电场在引导细胞愈合伤口过程中起到一定作用,它将会有助于研究人员研制利用电场刺激伤口愈合的治疗方法。比如,伤口不易愈合是糖尿病患者常见的并发症,最近对糖尿病大鼠的研究发现,35 mm的椎旁全层皮肤切口在每天一小时磁场(20 Hz,4 ms,8 mT)照射下愈合速度明显加快,且愈合强度也较对照组显著提高[26]。

进入21世纪后交流、脉冲电场治疗肿瘤的研究有大量报道,甚至得到了FDA(美国食品和药物管理局)的关注和初步认可。以色列 Yoram Palti教授[27]利用100 kHz频率的交流电治疗已经经过手术、放疗、化疗治疗而无效的脑胶质瘤患者,八个月后肿瘤完全消失。他们提出的解释是基于电场在增殖中的细胞和正常细胞中电场分布不同。如图5所示,正常细胞呈圆形,由脂质双层构成的细胞膜在此频率附近具有较高阻抗,电场在细胞内的分布很均匀且很弱。但是分裂中的细胞颈部电场被聚焦增强,这种非均匀电场撕裂重要的生物分子如DNA和结构蛋白,对细胞分裂造成十分严重的破坏。

图5 电场治疗肿瘤的机理及治疗装置实物图

另外一类电刺激治疗称为电穿孔(electroporation)。利用微秒级强电脉冲(几 kV/cm)作用于细胞后,细胞的脂质双层膜被暂时重新排列形成了一些被称为微孔的亲水性通道,当脉冲电场取消后,微孔会自行关闭而不会对细胞造成任何影响。产生电穿孔现象后,其通透性激增,从而有利于细胞吸收各种药物分子、基因物质、蛋白质和其他大分子等。另外研究发现这种脉冲刺激本身在无药物情况下就可能引起肿瘤细胞凋亡。最近研究[28]表明纳秒级强电脉冲可以诱导肿瘤细胞的凋亡,这种短脉冲虽然没有像微秒脉冲那样引起细胞膜不可逆穿孔,但是多细胞模型研究表明纳秒脉冲作用后细胞膜产生了大量纳米级的孔洞,而且组织的电导甚至比不可逆电穿孔时还要高。但是这种孔洞只对较小的离子的通透性有促进作用,对大分子没有明显影响,Weaver称此为“supra-electroporation”,也有人称之为细胞内电处理效应(intracellular electromanipulation)。

5.4.2 磁场的应用

经颅磁刺激(TMS)是磁场用于生命体干预中最成功的应用之一,这一非接触治疗方法经过几十年基础研究和10余年的临床研究后于2008年正式通过了美国FDA的批准,可以用于治疗经药物治疗无效或化学药物会产生副作用的抑郁症患者。这是为数不多的可以确证的生物磁效应之一。由线圈产生的磁脉冲聚焦于大脑控制情绪的前额叶皮层,磁场穿透脑部深度约2～3 cm并激发电流,这种电流激活脑部细胞释放神经递质,从而起到调节情绪的作用。由于抑郁症被认为是由大脑中的化学物质不平衡造成的,TMS可以帮助恢复平衡,减轻抑郁症的症状。

图6 磁刺激示意图

磁生物效应用于疾病治疗的报道以极低频弱磁场(EL F-MF)为主,这方面的报道以细胞或动物模型居多,临床基础薄弱。据报道旋转磁场、极低频脉冲磁场等可影响肿瘤,认为磁场对肿瘤细胞有一定抑制作用,对荷瘤小鼠免疫功能也可以起到一定调节作用。我们最近发现极低频旋转磁场(0.4 T,7.5 Hz)作用下,BGC-823,M KN-28,A549和LOVO等肿瘤细胞的增殖得到显著的抑制,而对M KN-45和SPC细胞株的增殖抑制作用不明显,而且这种抑制作用在转染了肿瘤相关抗原Midkine后得到部分改变。同时值得注意的是,电磁场与化学物质的联合作用,或者电磁场对化学物质致病作用的调节。最近[29]有报道4.5 mT～120 Hz磁场作用可以抑制细胞增殖从而降低化学因素引起的癌前病变。

磁性靶向治疗也是磁场应用的一种形式,它主要是通过磁场效应将磁性药物靶向运输到目的器官,其中并不涉及磁场的生物学效应,属于磁场的物理学效应。磁性颗粒的热疗也属此范畴。

5.5 电磁场在生物领域其他应用

国内在亚磁/零磁环境进行了初步的作物诱变育种研究,在近零磁环境处理的农作物种子出现了不同程度的变异。虞秋成等[30]利用零磁环境诱变水稻干种子,发现当代细胞染色体畸变频率提高,染色体桥和微核畸变增加;零磁环境对当代发芽率、成苗率、苗高和分蘖有促进生长作用;M2(编者注：M2指细胞周期中细胞分裂期的中期)变异类型丰富,早熟类型突变频率相对较高,而育性分离较大,提示零磁环境诱变处理在水稻品种改良方面很有前途。微波或微波与电离辐射的复合诱变方面也有少量报道。选择乳酸饮料作为样品,从中筛选出能产γ-氨基丁酸的乳酸乳球菌乳酸亚种,对该出发菌株进行微波诱变(700 W,脉冲频率2450 M Hz)处理,得到1株突变菌株,γ-氨基丁酸产量由2.11 g/L增加到5.78 g/L,经过多次传代稳定性较好[31]。对麦麸发酵培养基培养的纤维素酶产生菌进行微波和紫外线复合诱变,7株突变株中的5株的纤维素酶活性明显增强,九次传代稳定性良好。分子生物学研究表明可能是由碱基突变引起EG I蛋白部分氨基酸突变导致纤维素酶的产量提高[32]。

6 总结与展望

生物系统非常复杂,生命科学要探索的问题很多。具体到生物电磁学,它正处于实验观察和数据积累阶段,还未形成基础理论甚至实验结果都存在疑问。鉴于这种状况,今后在生物电磁学研究中应该注意以下几点：

(1)加强实验设计的合理性和研究方法的科学性：一般说来电磁生物效应特别是非热效应比较弱,因此,对实验的设计、方法的选择和条件的控制都要十分谨慎,否则容易得到片面甚至错误的结果,以致干扰或误导该领域的发展方向和持续发展。

(2)深入广泛进行重大性疾病和流行病学研究：基于生物电磁学的复杂性,建议继续深入进行相关重大疾病和流行病学的研究,从宏观角度确认电磁效应对生物体的影响,以便为保证人类健康服务,并为基础理论研究开创新方向。

(3)重视机理的研究：目前之所以对电磁生物效应的存在与否不能定论,其中主要原因之一就是缺少对电磁效应机制的了解,很多现象的发现都因为缺乏合理的解释而令人存疑。机理研究中特别应该注重从物理学角度思考生物学问题。规范化实验模型的建立对机理研究的意义尤为重要,同时借鉴数学、物理、化学及生命科学等领域的新理论新方法,实现生物电磁机理研究的重大突破。

(4)规范电磁的剂量学：电磁剂量学是生物学效应的研究基础,以往研究结果很分散的原因之一是实验中电磁辐射的计量不统一和不规范,以致不同研究者的实验结果缺少可比性。

(5)注重多学科交叉：生物电磁学涉及的内容十分广泛,要获得生物电磁学领域的实质性进展,生物医学、物理及工程等领域研究人员缺一不可,且需要长期的通力合作、相互交流、人才团队的建立及相关部门的大力支持。

(2010年7月27日收到)

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(责任编辑：温文)

Overview of Electromagnetic Properties of Life and Electromagnetic Biological Effects and Their Latest Progress

HAN Yu-wang①,HOU Ya-yi②,DU You-wei③
①Associate Professor,College of Science,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China;②Professor,College of Medicine,Nanjing University,Nanjing 210093,China;③CAS Member,Department of Physics,Nanjing University,Nanjing 210093,China

In this review,the concept of bioelectromagnetism was briefly introduced.Electromagnetic source characteristics of biological system,bio-electromagnetic measurement and its applications,and the regulation/intervention for life are described respectively.Electrical impedance imaging,terahertz(THz)wave imaging,electrical pulse treatment and the latest research in the magnetic field intervention for life are reviewed in detail.

electromagnetic field,electromagnetic properties of life,electromagnetic biological effects of electromagnetic field,bio-electromagnetic measurement,electromagnetic intervention

10.3969/j.issn 0253-9608.2010.06.003