Es sollten die Wirkungen einer Mikrowellen-Befeldung, angelegt unter der sub-letalen Temperatur, auf Escherichia coli untersucht werden.
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.
| Exposition | Parameter |
|---|---|
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Exposition 1:
18 GHz
Expositionsdauer:
60 s an - 120 s aus - 3-mal wiederholt
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| Frequenz | 18 GHz |
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| Typ | |
| Expositionsdauer | 60 s an - 120 s aus - 3-mal wiederholt |
| Expositionsquelle |
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| 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 |
| Messgröße | Wert | Typ | Methode | Masse | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|
| elektrische Feldstärke | 300 V/m | - | gemessen | - | - |
| s. Bemerkungen | - | - | berechnet | - | absorbierte Leistung: 1500 kW/m³ |
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.
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