8、生物材料中的电磁共振与时钟行为研究

生物材料中的电磁共振与时钟行为研究

1. 电磁共振与微管组装

1.1 能量输入方向的影响

在生物系统中，能量输入的方向起着关键作用。当施加的电磁场为纵向时，中心粒中不存在磁时钟现象；而当电磁场垂直施加时，时钟现象则会出现。这表明能量输入方向对生物结构的电磁特性有着重要影响。

1.2 共振时电磁场的独特周期性运动

局部消逝波纹包含着微小形状的关键信息，但会呈指数衰减，导致精细的表面细节丢失。在负折射率材料中，能量向量与消逝波的生长方向垂直，相速度与能量向量相反。这样一来，所有离散局部的消逝波会在空间上耦合，从而保留精细的表面细节。原则上，如果透镜由负折射率材料制成，超过衍射极限（>200 nm）的传播波和低于光波长（<200 nm）的消逝波能提供表面的完整图像。负折射率材料能使发散波汇聚，这比凸透镜使光线平行的作用更为强大。

当生物材料在共振频率下被注入电磁能量激发时，能量在生物材料表面的传播取决于能量源的施加方向。通过对具有不同微管蛋白（α 和 β - 微管蛋白）排列的人工微管纳米线进行电磁共振研究发现，当能量源大致沿纵向方向施加时，电场和磁场分布与每种微管蛋白排列的空间分布互补，它们在微管的两个不同区域循环；当能量源垂直于微管长度时，电场和磁场能量分布要么对称，要么在特定相位周期内开关。简而言之，微管表面的电荷在共振频率下以特定模式排列，这种模式因能量源位置的不同而呈现出不同的能量分布。

1.3 消逝波的测量

自 20 世纪 30 年代起，就开始对蛋白质及其复合物的电磁共振进行测量。微管的共振在神经元内确实存在，并且能调节神经元的放电。因此，活系统中中心粒和轴丝的关键组成部分