不可逆电穿孔时组织电导率变化对电场和温度的影响

为了研究不可逆电穿孔过程中组织电导率对组织内电场分布及温度的影响,采用有限元分析软件COMSOL建立了小鼠肝脏的球形肿瘤及椭球形肿瘤的数值模型;通过改变组织的电导率,得到肿瘤及正常组织内不可逆电穿孔电场、温度的分布情况。结果表明:组织电导率随着穿孔过程的发展逐渐增大。组织电导率变化前后,2种肿瘤模型中的各项数据如下:1)不可逆电穿孔电场消融的肿瘤体积与肿瘤总体积之比分别从0.867 7升至0.927 0(球形肿瘤)以及从0.451 1升至0.772 1(椭球形肿瘤);2)不可逆电穿孔电场造成正常组织损伤的体积与肿瘤总体积之比分别从0.745 9降至0.678 2(球形肿瘤)以及从0.816 4降至0.603 6(椭球形肿瘤);3)温升1℃的正常组织的最大体积只有肿瘤体积的1.16%,说明正常组织的温升对组织整体温度变化的影响较小。因此,组织不可逆电穿孔过程中,增大电导率能在促进电脉冲对肿瘤的消融效果的同时减小其对正常组织的损伤,且脉冲作用造成的组织温升不会造成组织的热损伤。     

肿瘤治疗用陡脉冲磁场发生器的研制

为研究应用陡脉冲磁场治疗肿瘤,结合脉冲功率技术和现代电力电子控制技术研制了一套双指数衰减陡脉冲磁场发生器。在概述陡脉冲磁场发生器的基本原理的基础上,详细阐述了其两个主要组成部分陡脉冲形成电路和单匝Helmholtz线圈的具体设计要点和关键研制技术,其磁场磁感应强度幅值(0～1mT)、脉宽(160ns～55μs)、重复频率(1Hz～1kHz)大范围独立可调,通过选用快速开关器件、减小回路电感等措施提高陡度(上升时间为70～220ns),通过合理设计Helmholtz线圈结构与尺寸增大磁场均匀区域,该发生器的研制为陡脉冲磁场治疗肿瘤的进一步实验和机理研究奠定了基础。     

ns级脉冲磁场传感器的研制

变电站内存在具有ns级上升沿且幅值较高、频带较宽的快速瞬态电磁脉冲,以辐射和传导的方式干扰保护与控制等二次设备。为了评估变电站内电磁干扰及防护措施对干扰抑制效果的问题,基于法拉第电磁感应定律,研制了一套可用于测量高幅值、宽频带磁脉冲的ns级脉冲磁场传感器,并分析了其基本原理、幅频特性、灵敏度、方波磁场的幅值响应和测量干扰,阐述了其设计原则及应注意的问题。通过模拟电磁脉冲对其标定与测试,结果表明,此传感器的灵敏度为703.42V/T,频带为400kHz～100MHz,满足变电站内瞬态脉冲磁场测量的要求。     

脉冲电磁场促进骨折愈合的研究进展与展望

上世纪70年代,美国哥伦比亚大学Bassett率先将脉冲电磁场用于骨折治疗,证实了脉冲电磁场可以促进骨折愈合。经过30多年的发展,脉冲电磁场已作为一种非侵入的疗法成功运用于临床,并取得了非常好的效果。通过细胞实验研究、动物实验研究、临床应用研究、作用机理4方面综述了脉冲电磁场促进骨折愈合的研究进展,分析了影响脉冲电磁场作用效果的各种因素,并在此基础上介绍了此方面研究中还需进一步探讨的问题,以及脉冲电磁场用于治疗骨折的广阔应用前景。     

反应传递多尺度耦合的拟颗粒模拟

反应与传递过程的耦合是众多化工过程的重要特征之一。随着过程精准调控要求的不断提高和过程强化与微化工等领域的迅速发展,传统上宏观与微观分离的反应与传递描述方式遇到了诸多挑战。拟颗粒模拟耦合软球和硬球两类分子模拟方法的优势,显著简化了分子间作用模型,极大提高了计算效率,为描述宏微观之间的介尺度上反应与传递紧密耦合的复杂现象提供了一种有效手段。本文简要回顾该方法提出的背景,阐述其基本思想,并展示和分析其在气固多相吸附和催化、气液微流动等问题中的应用前景。     

‘贝达’葡萄根系腐解物对土壤酚类物质和速效养分的影响

为了探究不同质地土壤条件下葡萄连作效应差异机制,本试验以‘贝达’(V. riparia×V. labrusca)葡萄为试材,选取砂质土(大连)和壤质土(熊岳)为研究对象(未种植过葡萄),外源添加‘贝达’葡萄根系腐解物模拟连作条件,分析了酚类物质和土壤速效养分在不同质地土壤条件下的变化情况。结果表明:添加‘贝达’根系腐解物后,砂质土中的水溶性酚酸含量呈下降趋势,而壤质土中水溶性酚酸含量呈升高趋势;在砂质土壤中,添加根系腐解物后能够降低根际土壤中碱解氮含量,增加速效钾含量;在壤质土中,能够增加根际土壤中碱解氮含量,适度增加速效钾含量。推测葡萄植株在含有根系腐解物的壤质土中没有表现出化感抑制效应,可能与其增加了土壤碱解氮含量相关。     

生物基水性聚氨酯树脂的合成及表征

采用自乳化的工艺,以二聚酸、1,6-己二醇合成生物基二聚酸聚酯二醇,再配合常规聚己二酸丁二醇酯、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,制备了一系列稳定的生物基水性聚氨酯乳液。研究了合成二聚酸聚酯二醇的反应温度和反应条件,以及不同二聚酸聚酯二醇含量对水性聚氨酯乳液粒径、黏度、干膜吸水率、干膜延伸率、干膜拉伸强度等性能的影响。     

基于脉冲频率响应法的变压器绕组变形带电检测仪

针对目前变压器绕组变形检测设备只能在变压器离线状态下对绕组运行状态进行检测的不足,研制基于脉冲频率响应法的变压器绕组变形便携式带电检测仪。该检测仪以固态Marx电路作为脉冲发生电路,以现场可编程门阵列(FPGA)为控制核心,以AD采集电路为信号采集电路,集高压脉冲信号的产生、脉冲信号及响应信号的采集于一体,并可进一步对频率响应曲线进行快速分析,以期达到现场快速检测的目的。离线试验、电容耦合试验和带电试验结果均表明,所研制的检测仪频率响应曲线谐振点位置与现有离线检测设备频率响应曲线谐振点位置基本一致,可真实、准确地反映绕组状态,且可用于变压器绕组运行状态的带电检测。所研制的检测仪为基于脉冲频率响应法的变压器绕组变形带电检测技术的有效性和可靠性的进一步验证及在电力系统中的推广应用奠定了基础。     

陡脉冲电场对肝癌细胞线粒体跨膜电位的影响

为研究陡脉冲电场的凋亡效应,以人肝癌细胞为实验对象,采用激光共聚焦扫描显微镜观察陡脉冲电场作用下细胞内线粒体跨膜电位的实时变化。实验结果表明,陡脉冲电场能使线粒体跨膜电位下降,较高的电压峰值、较窄的脉冲宽度(600 V/100 ns)比较低的电压峰值、较宽的脉冲宽度(200V/1.6μs)能使线粒体跨膜电位更快地下降,并且在停止施加陡脉冲电场后线粒体跨膜电位仍然在不断下降,进而有可能使线粒体跨膜电位崩溃,从而诱导肝癌细胞凋亡,为陡脉冲杀伤肿瘤细胞提供了理论依据。     

基于等效电路模型的细胞内外膜跨膜电位频率响应

提出一种适用于高频范围分析的细胞等效电路模型,给出了细胞内外膜跨膜电位的计算公式,对其频率响应进行仿真分析表明,细胞外膜跨膜电位频率响应可视为一阶低通滤波器,而内膜跨膜电位频率响应可视为一阶带通滤波器.应用指数衰减陡脉冲对人卵巢腺癌SKOV3细胞进行处理,实验结果和频谱分析表明,指数衰减陡脉冲的下降沿和上升沿分别包含了大量的低频和高频分量,分别作用于肿瘤细胞的外膜和内膜,从而对整个肿瘤细胞产生普遍的杀伤作用.