應(yīng)用案例

實(shí)驗(yàn)名稱：高壓放大器基于超聲生物效應(yīng)的裝置及動(dòng)植物的早期發(fā)育應(yīng)用初步研究

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>借助超聲刺激細(xì)胞的生物學(xué)機(jī)制，設(shè)計(jì)并制作出一種能夠應(yīng)用于一般生物實(shí)驗(yàn)室，能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻率、功率、作用時(shí)間和占空比等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)的超聲細(xì)胞生長(zhǎng)裝置。本裝置在設(shè)計(jì)之初就兼顧了水溫控制、循環(huán)水泵流速控制、換能器排列與驅(qū)動(dòng)、裝置顯示界面設(shè)計(jì)及裝置封裝等工藝。

實(shí)驗(yàn)裝備：超聲波換能器，水域槽，培養(yǎng)皿，信號(hào)發(fā)生器，高壓放大器，超聲控制裝置等。

實(shí)驗(yàn)過程：本裝置先由信號(hào)發(fā)生器發(fā)出一個(gè)特定頻率（換能器中心頻率附近）的正弦（或方波）信號(hào)，該頻率信號(hào)經(jīng)過功率放大器后經(jīng)過阻抗匹配器，使輸出阻抗與換能器相符以達(dá)到最大輸出功率，驅(qū)動(dòng)換能器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為機(jī)械振動(dòng)，使其產(chǎn)生超聲波并作用于細(xì)胞培養(yǎng)板中，刺激細(xì)胞。超聲細(xì)胞刺激裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。

 

超聲波刺激裝置結(jié)構(gòu)示意圖

超聲細(xì)胞刺激系統(tǒng)共包括冷卻箱、水浴箱控制裝置和超聲刺激驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)三部分。超聲細(xì)胞刺激系統(tǒng)如圖 所示。由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生與換能器頻率匹配的具有特定激勵(lì)電壓的正弦波信號(hào)，該信號(hào)傳輸?shù)礁邏悍糯笃鳟a(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需的超聲電功率，并最終驅(qū)動(dòng)換能器產(chǎn)生超聲波作用于細(xì)胞。水浴槽用于承載細(xì)胞培養(yǎng)板，同時(shí)進(jìn)行水域環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)，通過溫度設(shè)置按鈕調(diào)節(jié)水浴槽實(shí)驗(yàn)設(shè)定溫度，水泵調(diào)節(jié)功能用于控制流速實(shí)現(xiàn)水溫穩(wěn)定，頻率調(diào)節(jié)功能則用于不同超聲波換能器的切換。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

無論動(dòng)物實(shí)驗(yàn)還是植物實(shí)驗(yàn)，均可說明本課題設(shè)計(jì)的超聲裝置能夠有效加速細(xì)胞增殖，促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)，具有較好的刺激作用。該裝置可在一般實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)研究，用于農(nóng)業(yè)種子培育，醫(yī)療和生物行業(yè)的細(xì)胞培養(yǎng)等。

Aigtek功率放大器參數(shù)指標(biāo)：

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