Pot: Raziskovalna dejavnost | Biološki senzorni sistem

Biološki senzorni sistem

Predstavitev
Poskusi
   Bazične raziskave
   Aplikativne raziskave
Reference

PREDSTAVITEV

Rastlinski material in vzgoja

Biološki senzorni sistem je sestavljen iz 4 petrijevk (9 cm premera), prekritih s filter papirjem. Vsaka petrijevka vsebuje 50 semen kreše (Lepidium sativum L.), ki smo jih zalili z 3 ml bidestilirane vode. Enako je pripravljena kontrolna skupina. Po dve petrijevki skupaj zavijemo v alu folijo. Vrtno krešo uporabljamo zato, ker ima zelo enotno in hitro kalitev. Tik pred začetkom poskusa v petrijevke nalijemo odmerjeno količino vode, nato suha semena (za 10 minut ogreta na sobni temperaturi) posejemo v petrijevke. Testne in kontrolne petrijevke izberemo z naključnim razporedom.

Da dobimo merljive rezultate, so običajno potrebni stresni pogoji. Pri našem testiranju z biološkim senzornim sistemom uporabljamo toplotni stres (glej sliko spodaj). Toplotni stres vedno izvedemo 24 ur po začetku eksperimenta. Petrijevke s kalečimi semeni kreše segrevamo v inkubatorju pri temperaturi 42ºC za 40 minut (t.j. temperaturo inkubatorja nastavimo na želeno temperaturo 30 minut preden vanj postavimo petrijevke). Zaradi alu folije, v katero so ovite petrijevke, temperatura v njih raste počasi. Izven inkubatorja petrijevke ponovno dosežejo sobno temperaturo po dveh urah in pol. Petrijevke postavimo v inkubator na takšna mesta, kjer je jakost magnetnega polja najnižja (okoli 2 µT). Inkubator vzdržuje temperaturo do 1°C natančno. Izvedli smo tudi kontrolne eksperimente za preučevanje, kako sam toplotni stres brez magnetnega polja vpliva na rastne procese, ter eksperimente, pri katerih niso bili prisotni ne magnetno polje in ne stresni pogoji. Alu folija služi kot zaščita pred električnim poljem inkubatorja in pred osvetlitvijo med samim poskusom ter med prenašanjem petrijevk iz testnega mesta v inkubator in nazaj.  Testiranemu proizvodu, magnetnemu ali električnemu polju, izpostavimo biološki senzor za 24h pred toplotnim stresom. Vsak eksperiment traja 48 ur.

Na vrh
 

POSKUSI

SINUSNA MAGNETNA POLJA

V naših sedanjih raziskavah se posvečamo predvsem študiju netermičnih učinkov šibkih ekstremno nizkih magnetnih polj na rastline in glive. Trudimo se ugotoviti osnovne principe bioloških učinkov magnetnih polj, kar je uporabno tudi v raziskavah na ljudeh in živalih.  Po številnih izkušnjah, ki smo si jih pridobili pri študiju vpliva magnetnih polj na kalitev smreke  (Ružič in sod. 1998a,b,c, 2000, Jerman in sod. 1998), rast gliv (Ružič in sod. 1997) in razvoj brstov kostanja v tkivni kulturi (Ružič in sod. 1992, 1993),  smo se usmerili na homogen sistem kalečih semen kreše (Lepidium sativum). Ker smo se zavedali, da lahko stresni faktorji sprožijo ali povečajo učinke magnetnih polj (Ružič in sod. 1998a,b,c, 2000, Bolognani in sod. 1992, Juraškova in sod. 1996, Blank in sod. 1994, 1996, Goodman, Blank 1998, Michel, Gutzeit 1999, Mittenzwey in sod. 1996, Gutzeit 2001) celo takrat, ko samo magnetno polje nima učinkov, smo pričeli raziskovati vpliv magnetne stimulacije kalic kreše pod nadzorovanim toplotnim stresom. Dobili smo celo bolj konsistentne in ponovljive rastne učinke, kot smo jih pričakovali. Merjenje dolžine 350-400 kalic (kontrola in tretirane) po dveh dneh kalitve je pokazalo 5-14% (statistično visoko značilen) stimulativen učinek na rast le v primeru, ko so bile rastline izpostavljene sinusoidnemu magnetnemu polju 50 Hz 100 µT pred toplotnim stresom (pri različnih temperaturah). Magnetno polje aplicirano po stresu ni povzročilo učinkov. Medtem ko toplotni stres sam normalno inhibira rast kalic, se zdi, da magnetno polje deluje kot blag stres in inducira zaščitne faktorje, ki ščitijo pred močnejšim toplotnim stresom. Takšno obnašanje rastlin je že dalj časa znano iz študij o učinkih multiplih stresov okolja na rastline, t.j. da izpostavitev rastlin šibkejšemu stresu inducira rezistenco na drugo vrsto stresa (Sabehat in sod.1998).

Rezultati so objavljeni v Electromagnetic Biology and Medicine 21(1): 43-53 (Povzetek).

Eksperimenti s kalicami endivije in repe so bili podobni a slabše ponovljivi. Nekateri rezultati so navedeni tukaj
 

INFORMACIJSKA BIOELEKTROMAGNETIKA (pojdi na stran informacijske bioelektromagnetike)

Na tem področju smo do sedaj testirali hipotezo, da lahko biološko relevantno informacijo iz različnih snovi nekemijsko prenesemo na organizme z visokonapetostnim električnim in/ali magnetnim poljem, tako da vtisnemo informacijo v vodo ali vodno raztopino. Shranjena informacija lahko v določenih pogojih sproži specifičen biološki odgovor brez kemijskega stika z originalno snovjo. Izdelali smo posebno napravo, s katero smo izvedli vrsto eksperimentov s pomočjo našega dobro raziskanega biološkega senzornega sistema. Testirali smo biološko učinkovitost prenosa informacije z različnimi konfiguracijami in tipi električnega ter magnetnega polja in tudi biološko različne aktivne snovi.  Rezultati kažejo, da ima celo samo z električnim poljem informirana alkoholna raztopina statistično značilne biološke učinke, prav tako pa tudi informacija, dobljena iz nekaterih izbranih snovi, še zlasti iz herbicida. (celoten prispevek je objavljen tukaj).

Na vrh
 

Biološki senzor smo učinkovito uporabili za testiranje biološke učinkovitosti novih biomagnetnih proizvodov. Le-te prodajajo podjetja Meblo Jogi d.d., Nova Gorica, in Kolpa d.d., Metlika.

• Naše reference

1. Ružič R., Jerman I., Jeglič A., Fefer D. (1992): Electromagnetic stimulation of buds of Castanea sativa Mill. intissue culture. Electro Magnetobiol. 11(2): 145-153. Abstract
2. Ružič R., Jerman I., Jeglič A., Fefer D. (1993):Various effects of pulsed and static magnetic fields on the developmentof Castanea sativa Mill. in tissue culture. Electro  Magnetobiol. 12(2):165-177. Abstract
3. Ružič R., Jerman I. (1996): 50 Hz sinusoidal magnetic field shows inhibitory effects under stress conditions. Internationalsymposium on human health and non-ionizing radiation, Ljubljana, Slovenia, February 6-7, 1996. Published in: Abstract book pp. 2-B. Abstract
4. Ruzic R., Jerman I., Gogala N. (1998a): Water stress reveals effects of ELF magnetic fields on the growth of seedlings. Electro. Magnetobiol. 17(1): 17-30. Abstract
5. Ruzic R., Jerman I., Gogala N. (1998b): Effects of weak low-frequency magnetic fields on spruce seed germination under acid conditions. Can. J. For. Res. 28: 609-616. Abstract
6. Ruzic R., Jerman I. (1998c): Influence of Ca2+ in biological effects of direct and indirect ELF magnetic field stimulation. Electro Magnetobiol. 17(2): 203-214. Abstract
7. Jerman I., Berden M., Ruzic R., Skarja M. (1998): Biological effects of TV SET EMFs on the growth of spruce seedlings. Electro. Magnetobiol. 17(1): 31-42.  Abstract
8. Ruzic R., Vodnik D., Jerman I. (2000): Influence of aluminium in biologic effects of ELF magnetic field stimulation. Electro Magnetobiol. 19(1): 57-68. Abstract
9. Ruzic R, Jerman I (2002): Weak magnetic field decreases heat stress in cress seedlings. Electromagnetic Biology and Medicine 21(1): 43-53. Abstract.

Druge reference

1. Blank M., Khorkova O., Goodman R. (1994): Changes in polypeptide distribution stimulated by different levels of electromagnetic and thermal stress. Bioelectroch. Bioener. 33: 109-114.
2. Blank, M., Goodman R. (1999): Electromagnetic fields may act directly on DNA. J. Cell Biochem. 75: 369-374.
3. Bolognani L., Francia F., Venturelli T., Volpi N. (1992): Fermentative activity of cold-stressed yeast and effect of electromagnetic pulsed field. Electro. Magnetobiol. 11(1): 11-17.
4. Goodman R., Blank M. (1998): Magnetic field stress induces expression of hsp70. Cell Stress Chaperon. 3(2): 79-88.
5. Gutzeit H.O. (2001): Biological effects of ELF-EMF enhanced stress response: new insights and new questions. Electro. Magnetobiol. 20(1): 15-26.
6. Juraskova V., Vetterl V., Chramosta O. (1996): Effect of cadmium and 50 Hz electric and magnetic fields on bone marrow and tumor cells. Bielectroch. Bioener. 39: 119-123.
7. Michel A., Gutzeit H.O. (1999): Electromagnetic fields in combination with elevated temperatures affect embriogenesis of Drosophila. Biochem. Bioph. Res. Co. 265: 73-78.
8. Mittenzwey R., Süssmuth R., Mei W. (1996): Effects of extremely low-frequency electromagnetic fields on bacteria - the question of co-stressing factor. Bioelectroch. Bioener. 40: 21-27
9. Sabehat A., Weiss D., Lurie S. (1998): Heat-shock proteins and cross-tolerance in plants. Physiol. Plant. 103: 437-441

Na vrh

Nazaj