癌症是威胁人类健康的主要疾病之一，目前亟需研究治疗癌症的新技术和有效方　法。肿瘤细胞的体积、含水量及分化情况与正常细胞之间存在较大的差异，导致肿瘤细　胞存在电磁敏感特异性。利用这一特点作为癌症电磁疗法的切入点成为了一个新的概　念，其中包括脉冲电磁场（Pulsed　Electromagnetic　field，PMF）疗法和大气压冷等离子　体（Cold　atmospheric　plasma，CAP）疗法。本文以癌细胞的电磁生物效应及相关疗法　为背景，采用实验研究、理论分析及仿真建模相结合的方法，对癌细胞在外界电磁环境　变化时的响应和电磁作用机理进行研究，主要内容包括：　主要内容包括：　1）建立了多频段脉冲电磁环境，对细胞进行连续辐照实验，研究在不同参数磁场　作用下，癌细胞细胞活力与磁场上升速率dB/dt、磁感应强度B　等PMF参数之间的关系，　得到了有效抑制癌细胞增殖的磁场参数作用区间。PMF上升速率dB/dt的变化会显著影　响磁场抑制癌细胞增殖的效果，当dB/dt接近时，PMF强度的变化成为影响癌细胞活力　的主要因素。　2）根据癌细胞和正常细胞不同的电气和尺寸参数，建立了考虑线粒体、细胞核的　细胞多层介电模型和电路模型，计算了稳恒电场和PMF作用下，细胞内各部分电压的　分布情况，纳秒及微秒PMF主要作用场合为线粒体膜，毫秒PMF主要作用场合为细胞　膜。频率响应计算结果表明，细胞膜为低通滤波器，细胞器膜为带通滤波器，细胞核质　和线粒体基质为高通滤波器，癌细胞各部分电压的截止频率均低于正常细胞。　3）细胞中活性氧离子（ROS）水平的变化会引起细胞功能的显著改变，利用这一　特点，研究了纳秒脉冲电磁场（NMF）与　ROS　共同作用癌细胞的效果及机理，提出了　癌细胞在外界电磁作用下的激活态的概念，在磁场频次为　1　Hz、磁感应强度为　0.119　mT　时为显著。激发癌细胞激活态的有效　NMF　作用时长为　1　小时，ROS　浓度为　20　μM。NMF　和　ROS　联合作用的效果表明，NMF　可以有效提高　ROS　抑制癌细胞的效果，　联合作用后细胞活力约为单独　ROS　作用的　80%。　（4）在　CAP　对癌细胞作用效应研究中，建立了　CAP　射流装置，得到了　CAP　电压　电流、粒子组成随控制电压、频率、流量等变化的规律。对比研究了　CAP　直接作用和　间接作用效果的差异，发现直接　CAP　作用效果强于间接　CAP　作用，癌细胞活力及激　活态变化随　CAP　各参数变化关系为非线性，且两者变化趋势基本一致。CAP　作用后的　癌细胞激活状态对外界有害物质的响应具有选择性，癌细胞的激活态随着外界有害物　质浓度的增加而增强。细胞激活态初始响应时间为　CAP　处理　1　秒，去激活过程大约持　续　5　小时。研究了　NMF　和　CAP　联合作用癌细胞的效应，NMF　的预激活处理可以提高　癌细胞对　CAP　的敏感性，利用　NMF　作为辅助治疗可以降低　CAP　的辐照剂量。　研究结果能为癌症的电磁疗法提供实验数据和理论依据，癌细胞激活态概念的提出为癌症的电磁及等离子体疗法机制探讨奠定了实验与理论基础，为癌症的治疗提供　了新的思路。课题研究具有重大的理论意义和科学创新价值。