脈沖電導(dǎo)入儀的研究及其應(yīng)用.pdf

1、在過(guò)去的20多年里，電穿孔技術(shù)已成為一門(mén)成熟的科學(xué)學(xué)科，得到了世界的廣泛認(rèn)識(shí)。細(xì)胞電穿孔是一門(mén)生物物理新技術(shù)，與其他方法相比，它具有簡(jiǎn)單、方便、重復(fù)性好、效率高、電參數(shù)容易調(diào)整和控制、作用機(jī)理相對(duì)比較清楚的優(yōu)點(diǎn)。更重要的是，它的適用范圍極廣，幾乎適用于所有種類(lèi)的細(xì)胞。目前，細(xì)胞電穿孔技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、臨床等方面已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，以及在許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的應(yīng)用前景也是十分可觀的。 本文首先介紹了細(xì)胞電穿孔的機(jī)理、發(fā)展過(guò)程及

2、其應(yīng)用。接著，對(duì)細(xì)胞膜電穿孔的理論模型進(jìn)行了分析。通過(guò)對(duì)細(xì)胞電穿孔的物理及數(shù)學(xué)模型進(jìn)行系統(tǒng)研究，為以后的實(shí)驗(yàn)提供理了論依據(jù)。同時(shí)分析了各電場(chǎng)參數(shù)與電穿孔效率的關(guān)系，電場(chǎng)各參數(shù)包括脈沖幅度、脈沖寬度、脈沖個(gè)數(shù)、脈沖波形等。然后結(jié)合對(duì)細(xì)胞膜電穿孔的認(rèn)識(shí)，介紹了脈沖電導(dǎo)入儀和幾種放電電極。重點(diǎn)介紹了該儀器的高壓脈沖產(chǎn)生電路，主要包括充電電路和放電電路。隨后介紹儀器的性能指標(biāo)，并對(duì)儀器的A/D采樣部分和液晶顯示部分提出了改進(jìn)方案。最后，利用脈沖

3、電導(dǎo)入儀和六針陣列電極進(jìn)行了電化學(xué)療法用于腫瘤治療的實(shí)驗(yàn)，取得了良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，抑瘤效果顯著，說(shuō)明電穿孔技術(shù)對(duì)腫瘤治療確實(shí)有效。同時(shí)，建立了六針針電極電場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了電場(chǎng)的仿真。場(chǎng)強(qiáng)分布圖驗(yàn)證了電極設(shè)計(jì)思路的正確性，電場(chǎng)分布與設(shè)計(jì)預(yù)期符合的很好，這對(duì)于進(jìn)一步優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)，提高電化學(xué)治療腫瘤的效果都具有非常重要的指導(dǎo)意義。 本文的創(chuàng)新之處有：一是六針電極的設(shè)計(jì)與場(chǎng)強(qiáng)分析。新型的六針電極與循環(huán)放電控制器配合使用，能做到順時(shí)針六

4、檔放電和逆時(shí)針六檔放電，使之作用的細(xì)胞能夠充分的打孔。進(jìn)行電極電場(chǎng)的仿真，這項(xiàng)工作具有非常重要的意義，它為進(jìn)一步優(yōu)化電極結(jié)構(gòu)，更好地應(yīng)用電化學(xué)療法治療腫瘤提供了非常重要的參考。二是與人民醫(yī)院進(jìn)行了合作，設(shè)計(jì)進(jìn)行了小鼠移植性腫瘤U14治療實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)表明六針陣列電極結(jié)合中藥艾迪對(duì)腫瘤的生長(zhǎng)有較好的抑制作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)摸索了六針電極用于實(shí)驗(yàn)的放電電壓、放電脈沖寬度及順、逆時(shí)針的放電檔數(shù)等實(shí)驗(yàn)參數(shù)。為以后的實(shí)驗(yàn)研究及臨床治療提供了可參考的實(shí)驗(yàn)