Elektromagnetischer Feldsensor in Zellmembranen

Hansen, Volkert, Prof. Dr.-Ing.; Alaydrus, Mudrik, Dipl.-Ing.; Bitz, Andreas, Dipl.-Ing.; Eibert, Thomas, Dr.-Ing.; Wilczewski, Friedbert, Dr.-Ing., Boheim, Günther, Prof. Dr.; Wienand, Andreas, Dipl.-Biol.; Wrobel, Günther, Dipl.-Biol. (Fakultät für Biologie, Ruhr-Universität Bochum)

An Membranen biologischer Zellen finden zahlreiche elektrophysiologische Prozesse statt, deren Beeinflussung auch durch sehr schwache elektromagnetische Felder prinzipiell möglich erscheint. Entsprechende Experimente an vitalen Zellen, die mit Leistungen im "athermischen" Bereich (d. h. bei hinreichend kleinen Leistungen) durchgeführt wurden, zeigten bisher keine statistisch signifikanten Veränderungen der Transportvorgänge in der Membran. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Eigenschaften biologischer Zellen stark streuen. Die hier durchgeführten Experimente wurden deshalb an künstlichen Lipidmembranen, die sich sehr gut reproduzierbar herstellen lassen, durchgeführt. Dazu wurde eine Expositionsvorrichtung entwickelt, die es gestattet, über der etwa 10 nm dicken Lipidmembran eine relativ hohe HF-Spannung zu erzeugen, ohne dass sich der Elektrolyt durch das HF-Feld messbar erwärmt. Dennoch wird unmittelbar nach Einschalten des HF-Feldes eine deutliche und reproduzierbare Reaktion der Membran beobachtet. Mit Hilfe weiterer systematischer Experimente und theoretischer Untersuchungen wird versucht, Modelle zur Klärung der beobachteten Prozesse zu entwickeln.

Schlagworte: EMVU; Zellmembran; HF-Exposition

Laufzeit: 1997 - laufend

Drittmittelgeber: Forschungsgemeinschaft Funk e.V., Bonn

Publikationen:

• Boheim, G.H., Wrobel, G., Hansen, V.W., Kammerer, H., Wilczewski, F.: High Frequency Electromagnetic Fields Can Effect Ion Transport through Lipid Bilayer Membranes, Second World Congress for Electricity and Magnetism in Biology and Medicine, Bologna, 1997.
• Boheim, G. H., Meder, S., Wienand, A., Wrobel, G., Hansen, V. W.: Displacement current and permeation current effects of high frequency electromagnetic fields in planar bilayer membranes, 20^th BEMS Annual Meeting, St. Pete Beach, Florida, 1998.
• Hansen, V. W., Alaydrus, M., Eibert, T. F., Wilczewski, F., Boheim, G. H.: Thermal and high-resolution electromagnetic field analysis for a planar lipid bilayer membrane exposed to rf fields, 20^th BEMS Annual Meeting, St. Pete Beach, Florida, 1998.
• Hansen, V. W., Alaydrus, M., Eibert, T. F., Wilczewski, F.: RF electromagnetic and thermal analysis of an exposure equipment for planar lipid bilayer membranes, USCN/URSI National Radio Science Meeting, Atlanta, U.S.A., p. 190, 1998.
• Eibert, T. F., Alaydrus, M., Wilczewski, F., Hansen, V. W.: Electromagnetic and thermal analysis for lipid bilayer membranes exposed to rf fields. IEEE Trans. Biomedical Engineering, Vol. 46, 1013-1021, 1999.

Redaktion: Bernhard Block, Dez 2.4