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摘要

使用频率范围为0.9至2.5 GHz的无线通信源仍在迅速增加。其中还有数字增强无线通信(DECT)手机，当活跃的DECT基座和手机分开时，只会发出微弱的辐射。为了解决这个问题，我们研究了DECT基底辐射的细胞效应，并通过特别设计的新型共振器件进行了可能的补偿。结缔组织成纤维细胞(L-929)暴露于商业可用的活性DECT碱基±单共振装置或其组合的辐射。另一个培养箱中未暴露的细胞作为相应的对照。通过2,3-bis[2-甲氧基-4-硝基-5-磺基-pheny]- 2h -四唑-5-羧基苯胺钠盐(XTT)的颜色变化来测定线粒体脱氢酶的活性，从而检测细胞活力。

结果清楚地表明，暴露于DECT碱辐射导致细胞活力显著降低，伴随着细胞内明显的形态学变化，如细胞内空泡化、圆形和脱落。大约15%的还原电位与微波相关的升温有关。DECT基础辐射暴露后细胞活力的降低可通过单独或联合使用一种新型共振装置部分中和。特别是A-1型共振装置非常有效，通过另外使用两个RD-B型交叉共振装置，其正端朝向细胞，其中和潜力可增加至95%。

关键字

电磁辐射、数字增强无绳通信（DECT）、微波、健康效应、细胞死亡、细胞培养

缩写

DECT:数字增强的无绳通信;RD-A、RD-B:谐振器件类型

介绍

移动电话、数字增强无绳通信(DECT)电话、路由器等属于一组无线通信源，它们造成了环境中电磁辐射水平的急剧增加[1,2]。所有这些源发出的辐射具有不同的特性，频率范围从0.9到2.5 GHz。虽然这类辐射的能量相当微弱，但最近的研究提供了强有力的证据，表明电磁辐射通过影响生物和生化过程影响人类的福祉和健康[3-8]。由于其在世界范围内的重要性，超过50亿用户[9]，移动电话技术在细胞、实验动物和流行病学水平上的健康影响已被广泛调查。对可能对数百万人造成潜在危害的DECT基地和手机辐射暴露的流行病学和实验研究非常有限。

鉴于现有数据有限，本研究的目的是调查新创建的共振装置，无论是单独或联合，是否能够中和DECT的基础辐射。

材料和方法

无线电话

商用DECT电话（Gigaset 4010 Classic；西门子，德国）的有源基座用于此处所述的实验。频率特性分析得出峰值为1.885 GHz，为-46.47 dBm。有关更多详细信息，请参阅Dartsch和Dochow[11]。

磁共振设备

基本上，谐振装置由无源元件或间隔组成，长度为20至40厘米，管直径为5厘米，没有任何电子部件。该设备由铁、锌、铜、磁化金属部件、木材(纸板)、碳或与碳相关的材料和各种石英矿物组成。使用空心导体元件是从通常的高频电磁信号传输假定的[12,13]。

(1) A1型(RD-A1)由两根小铜空心导体和两根交叉铜线组成。这些铜空心导体被一个更大的镀锌铁空心导体包围着。两种空心导体均由铜和锌铁制成，并填充不同的混合石英颗粒和以碳材料为基础的两层隔室。在这个共振装置单元的末端和它的内部通过电源电线，一个玫瑰石英环和一个环形磁铁元件被放置在两个电线。此外，圆形铜空心导体由固定的铜舌制成，在管的中间分成两个隔室。(2)第二类A2 (RD-A2)是由两根小的铜空心导体独立围绕两根导线制成。这两个空心导体代替了RD-A1中使用的一个铜空心导体室。(3)第三种类型(RD-A3)与RD-A2组装一致，但磁环南北极化颠倒。

第二种共振装置类型为RD-B[14]，由一根管组成，管内填充不同的层或薄片材料，如RD-a（纸板、铁/锌、铜磁化金属零件、石英、碳（塑料）作为颗粒。如图1所示，其中心元件是填充石英颗粒混合物的铜空心导体。导体镶嵌物由中心层碳颗粒分为两个隔间。两个管由一个较大的玫瑰石英片封闭。

图1所示。一种共振装置(RD-B型)的示意图，包括外壳(1)，填充不同石英颗粒的铜空心导体(2)，碳和镀锌铁片(3)，铜片(4)，填充石英的管状元件(5,6)，磁铁元件(7)，镀锌铁片(8)，粉石英片(9、10)和一些纸板防震元件(11、12)。RD-A由两根额外的交流电源线组成，从右(输入)到左(输出)穿过元素号(2)，作为一个铜/铁空心导体，加上它周围的元素(7,10)。

细胞培养和试验程序

在本研究中，培养结缔组织成纤维细胞(细胞系L-929;leibnz - institut, Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen, Braunschweig, Germany)作为毒理学研究的标准细胞系，在总共8个月的实验期间，从第22代到83代采集。细胞常规培养在37°C的培养箱的潮湿气氛和5%的CO气体₂95%的空气产生恒定的pH值。培养基为RPMI 1640，含10%胎牛血清和标准量的青霉素、链霉素。所有细胞培养试剂均来自GE Healthcare Life Sciences;德国弗莱堡。

在试验中，细胞以密度为20,000个/孔的80 - 90%汇合培养物播种到96孔板(200µL培养基/孔)中间16个孔中。24小时后，为保证细胞附着和代谢，将培养基交换至250µL/孔的Leibowitz L-15培养基(Biochrom;(德国柏林)含有10%胎牛血清和标准量的青霉素和链霉素。这种培养基即使在正常大气条件下也能保证pH值为7.4。将培养皿转移到culturm微型培养箱中，在37±1°C无CO条件下培养₂气体处理。

将活性DECT基底直接置于培养板的盖上，细胞在接下来的24小时内连续暴露于DECT基底辐射中。在同一实验室距离约10米的地方，取第二个culturm微型培养箱，将未处理的对照细胞置于96孔板上，培养条件相同。

连续暴露24小时后，通过细胞形态学观察和酶活性检测细胞活力。为此，取出细胞培养基，用180µL新鲜培养基和20µL XTT (Xenometrix AG, Allschwil, Switzerland)在37℃培养箱中孵育120分钟。

XTT是2,3-双[2-甲氧基-4-硝基-5-磺基苯]-2H-四氮唑-5-羧苯胺的钠盐，呈淡黄色。活细胞的线粒体脱氢酶切割XTT的四氮唑环，产生可溶于水溶液的橙色福尔马赞晶体。所得橙色溶液的强度与细胞活力和代谢活性直接相关[15,16]。

120分钟后，用ELISA仪(BioTek Slx808)在震荡间隔4秒后测量光密度，测量值为ΔOD = 450 - 690 nm。实验在几个独立的试验系列中进行，如表中的图例所示。采用Wilcoxon-Mann-Whitney检验进行统计学分析。

结果与讨论

如表1所示，在所有实验中，与未处理的对照组细胞(细胞活力设置为100%)相比，结缔组织成纤维细胞暴露于活性DECT碱基24小时导致细胞活力降低。结合单次实验结果，细胞活力降至44.06±5.93%(平均值±均值标准误差)，也就是说,大约三分之二的细胞失去了活力。为了阻止活性DECT基发射的微波的影响[17]这可能会导致局部温度升高，因此也可能导致观察到的细胞活力丧失，同样的实验是在DECT基底和细胞层之间使用瓦楞纸板进行的。如表1所示，该装置导致细胞活力显著降低至58±0.1%的水平（平均值±平均值的标准误差）。经Wilcoxon-Mann-Whitney检验，有瓦楞纸板和无瓦楞纸板时，这两个值与未经处理的对照细胞显著不同（P≤ 0.01)此外，这些数值表明，只有约15%的DECT碱辐射引起的细胞效应与微波辐射有关。DECT碱辐射暴露后细胞活力降低，也导致结缔组织成纤维细胞的形态发生很大改变，细胞内空泡化和细胞外圆化细胞质突起较长甚至脱落的细胞（图2a、2b）。

表1。结缔组织成纤维细胞暴露于DECT基底辐射±瓦楞纸板下的实验数据。对照组细胞活力设置为100%。独立实验数= 3和2。平均值的标准误差。

无线通信源可能对健康造成不良影响这一事实仍在争论中。手机已经成为世界范围内主要的无线通信来源，但无线DECT手机仍在数百万家庭和工作场所使用。虽然DECT手机被认为只有当活跃的DECT基座和手机彼此分离时才会发出微弱的辐射，但这项研究显示，这种辐射能够降低约65%的细胞活力。导致细胞死亡的辐射中，只有15%与微波有关;另一个辐射量似乎是由于频率为1.885 GHz。然而，本文所观察到的细胞效应与以往对其他细胞类型的研究一致[18,19]，似乎与氧化应激有关[18-22]。

有人可能会说，连续24小时活跃的DECT基座和细胞与DECT基座之间只有几厘米的距离可能是不现实的情况。然而，有很多人在附近有一个DECT基地，几乎每天都把手机放在桌子上。在这种情况下，本研究中描述的活性DECT碱基的细胞效应变得更加突出。

使用磁共振设备RD-A1 RD-A2和RD-A3 24小时的暴露的细胞DECT基地辐射导致减少的细胞活力明显不同于实验设备(表2)。这取决于类型的共振装置使用,细胞活力为86.8±4.3 (RD-A1),75.36±5.27 (RD-A2)和65.71±5.02 (RD-A3)。所有数据均为平均值±平均值的标准误差。因此，DECT基底辐射的很大一部分可以被共振装置中和掉。在显微镜下还可以观察到RD-A1中和DECT基底辐射的效率，因为使用该设备产生的细胞形态与对照细胞的形态没有明显差异(图2c)。

图2。与未经处理的对照细胞（a）或经DECT-碱辐射+共振装置RD-A1（c）处理的细胞相比，显示暴露于DECT-碱辐射24小时（b）的结缔组织成纤维细胞的细胞形态变化的显微照片相位对比显微镜在奥林巴斯IX50倒置显微镜上，配备奥林巴斯20x平消色差和400万像素的奥林巴斯E-10数码相机。

表2。结缔组织成纤维细胞暴露于DECT基底辐射和共振器件RD-A1、RD-A2和RD-A3的每次单独实验的实验数据。对照组细胞活力设置为100%。独立实验数= 4、3。平均值的标准误差。

当执行实验装置以更复杂的方式利用RD-A1或RD-A2结合两个交叉RD-B -细胞最终指向,RD-A1和RD-A2被完全抹去的积极作用和细胞活力没有不同的水平没有得到设备(表3)。

表3。实验数据:结缔组织成纤维细胞暴露于DECT基底辐射+两个不同的共振装置RD-A1和RD-A2，并结合两个交叉共振装置RD-B及其-结束指向细胞。对照组细胞活力设置为100%。独立实验次数= 2。平均值的标准误差。

当拥有相同的基本设置与共振设备RD-A1和RD-A2如上,但有两个交叉RD-B +最终指向的细胞,一个更强的RD-A1中和效应和RD-A2相比基本设置没有交叉RD-B观察(表4)。在这种情况下,RD-A1能中和DECT基底辐射，其活力水平为95.22±5.92%(平均值±均值标准误差)，RD-A2能中和DECT基底辐射，其活力水平为79.33±20.85%(平均值±均值标准误差)。在进行Wilcoxon-Mann-Whitney检验时，对照细胞与RD-A1结合两个正端指向细胞的交叉RD-B不再有统计学上的相关差异。对于RD-A2和两个正端指向细胞的交叉RD-B，与单独RD-A2相比，细胞活力的降低至少略低。

表4。结缔组织成纤维细胞暴露于DECT基底辐射+两个共振装置RD-A1和RD-A2，以及两个交叉共振装置RD-B和它们的实验数据加号端指向细胞。对照组细胞活力设置为100%。独立实验数= 3和2。平均值的标准误差

当使用一个或多个共振装置来中和DECT基辐射时，其结果相当令人惊讶。如图所示，在不同的独立实验中，该装置能够在不同程度上抵消辐射对细胞的不利影响。为什么A-1型共振装置是最有效的，通过另外使用两个正端指向细胞的RD-B型交叉共振装置，其中和潜力增加到95%，目前尚不清楚。然而，本文的研究结果可以作为该领域进一步研究的基础。

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