Effect of Cell Size and Shape on Electric Field Threshold and Critical Transmembrane Voltage for Electroporation

نویسندگان

  • Damijan Miklavcic Professor, Faculty of Electrical Engineering, University of Ljubljana, Ljubljana, Slovenia
  • Gorazd Pucihar Post doc student, Faculty of Electrical Engineering, University of Ljubljana, Ljubljana, Slovenia
  • Hossein Mozdarani Professor, Medical Genetics Dept., Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
  • Leila Towhidi Ph.D. Student, Medical Physics Dept., Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
  • Tadej Kotnik Associate Professor, Faculty of Electrical Engineering, University of Ljubljana, Ljubljana, Slovenia
چکیده مقاله:

Introduction:  Electroporation  is  a  technique  for  increasing  the  permeability  of  the  cell  membrane  to  otherwise  non-permeate  molecules  due  to  an  external  electric  field.  This  permeability  enhancement  is  detectable if the induced transmembrane voltage becomes greater than a critical value which depends on the  pulse  strength  threshold.  In  this  study,  the  variability  of  the  electric  field  threshold  and  the  minimal  transmembrane  voltage  resulting  in  detectable  electroporation  of  the  plasma  membrane  of  spherical  and  irregularly shaped cells have been investigated.    Materials and Methods: Spherical cells of different dimensions and attached cells of various shapes were  selected.  The chosen  cells  were  exposed  to  100  0s electric  pulses  with  incrementing  amplitudes.  Electroporation was detected by an increase in the fluorescence caused by an influx of Ca 2+  and the threshold  electric field for each cell was recorded. A 3D geometrical model of each cell was constructed from its cross  sectional images. Simulation using the finite element method was performed to obtain the critical induced  transmembrane voltage for each individual cell.   Results: The magnitudes of the electric field strength threshold and critical transmembrane voltage versus  cell radius were obtained for spherical cells. To investigate the effects of cell shapes and orientations on the  field strength threshold and critical voltage, the considered attached cells were categorized into three different  groups.  Field  strength  threshold  and  critical  voltage  was  obtained  for  each  cells  and  the  results  for  the  different groups were compared.   Discussion and Conclusion: Size, shape and orientation of cells affect the critical transmembrane voltage  and  all  these  elements  in  turn  influence  the  electric  field  threshold  and,  therefore,  the  efficiency  of  electroporation.  

برای دانلود باید عضویت طلایی داشته باشید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

effect of cell size and shape on electric field threshold and critical transmembrane voltage for electroporation

introduction:  electroporation  is  a  technique  for  increasing  the  permeability  of  the  cell  membrane  to  otherwise  non-permeate  molecules  due  to  an  external  electric  field.  this  permeability  enhancement  is  detectable if the induced transmembrane voltage becomes greater than a critical value which depends on the  pulse  strength  threshold.  in  this  study,  the  variabil...

متن کامل

fabrication of new ion sensitive field effect transistors (isfet) based on modification of junction-fet for analysis of hydronium, potassium and hydrazinium ions

a novel and ultra low cost isfet electrode and measurement system was designed for isfet application and detection of hydronium, hydrazinium and potassium ions. also, a measuring setup containing appropriate circuits, suitable analyzer (advantech board), de noise reduction elements, cooling system and pc was used for controlling the isfet electrode and various characteristic measurements. the t...

effect of seed priming and irrigation regimes on yield,yield components and quality of safflowers cultivars

این مطالعه در سال 1386-87 در آزمایشگاه و مزرعه پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان به منظور تعیین مناسب ترین تیمار بذری و ارزیابی اثر پرایمینگ بر روی سه رقم گلرنگ تحت سه رژیم آبیاری انجام گرفت. برخی از مطالعات اثرات سودمند پرایمینگ بذر را بر روی گیاهان مختلف بررسی کرده اند اما در حال حاضر اطلاعات کمی در مورد خصوصیات مربوط به جوانه زنی، مراحل نموی، عملکرد و خصوصیات کمی و کیفی بذور تیمار شده ژنوتیپ های م...

on the relationship between critical thinking, metacognition and translation quality of literary and economic texts

این مطالعه سعی دارد تا رابطه تفکر انتقادی و مهارت های شناختی را به عنوان دو عنصر مهم روانشناسی شناختی با کیفیت ترجمه متون ادبی و اقتصادی بررسی کند. صد دانشجوی سال آخر ترجمه که در مقطع کارشناسی مشغول به تحصیل هستند برای شرکت در این مطالعه انتخاب شدند و آزمون های تافل تفکر انتقادی و مهارت های شناختی از آنها گرفته شد. آزمون ترجمه ادبی و اقتصادی نیز برای تعیین سطح کیفیت ترجمه گرفته شد. یافته های حا...

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


عنوان ژورنال

دوره 5  شماره Issue 3,4

صفحات  1- 14

تاریخ انتشار 2008-12-01

با دنبال کردن یک ژورنال هنگامی که شماره جدید این ژورنال منتشر می شود به شما از طریق ایمیل اطلاع داده می شود.

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023