随着社会的不断进步和科学技术的飞速发展,输变电工程、输变电等级和高速轨道交通等应用范围更加广泛,导致人们生活的电磁场环境越来越复杂。近年来,复杂的电磁场环境对生物钟昼夜节律的影响引起人们强烈担忧。由于电磁场环境会影响生物钟的昼夜节律,可能对机体产生健康危害。因此研究日益嘈杂的电磁场环境诱导生物钟昼夜节律的影响变化情况,以此来评价电磁场对生物体的影响,以成为亟待解决的问题。首先本论文通过模拟量子自旋动力学,建立哈密顿函数、笛卡尔自旋算符、精细算法和变换笛卡尔自旋算符。在改变外加磁场的强度(0-100μT)和变化频率(50 Hz)的前提下,计算出隐花色素自由基对量子产率(Φs),并分析磁场对隐花色素自由基对量子产率的影响结果。以此来探究不同强度和频率的磁场对隐花色素自由基对量子产率的影响。同时,建立了施加磁场的变化与隐花色素蛋白分子的磁感应效应之间的关系。其次本论文以生物钟昼夜节律及其分子基础为研究对象,利用亥姆霍兹线圈产生交直流复合磁场,对大鼠进行不同强度和频率的磁场暴露,通过测量大鼠血液中褪黑素的含量,并分析大鼠视上核细胞中隐花色素基因的表达情况,来探讨隐花色素自由基对机制在交流和直流复合磁场生物效应的物理机制的作用。主要工作包括:研究磁场对大鼠褪黑素分泌节律的影响,采用定时采血并测量实验动物的褪黑素的含量,研究交直流复合磁场、交流磁场和直流磁场对褪黑素分泌的影响,分析复合磁场与单一类型磁场暴露生物效应之间的影响。探讨磁场对大鼠昼夜节律相关基因的影响,利用RT-PCR分子生物学手段,研究交直流复合磁场暴露对大鼠视交叉上核中昼夜节律基因表达的影响,昼夜节律分子基础包含有Cry1、Cry2、Per1、Per2、Clock、Bmal1等基因。以此来分析交直流磁场暴露对生物钟影响的分子机制。本文探讨了交流磁场对大鼠甲状腺组织内超氧化物歧化酶含量的影响。以此来研究磁场对生物体产生活性氧的影响情况。以此来分析复合磁场与单一类型磁场暴露的生物效应之间的异同,因此具有重要意义。