高強(qiáng)電磁脈沖源及腫瘤細(xì)胞電穿孔效應(yīng)研究.pdf

1、論文討論了三個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容：為研究不同波形參數(shù)的電脈沖對(duì)腫瘤細(xì)胞的電穿孔效應(yīng)，設(shè)計(jì)并研制了脈寬從ps-ns、偏壓從100-101kV的高壓脈沖源；為進(jìn)一步探索電磁脈沖的電穿孔效應(yīng)，設(shè)計(jì)了輻射瞬態(tài)電磁脈沖的超寬帶聚焦天線；采用細(xì)胞均勻分層介質(zhì)模型及其等效電路，結(jié)合已有實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)，定量分析了腫瘤細(xì)胞發(fā)生外膜、內(nèi)膜電穿孔效應(yīng)的波形參數(shù)條件，并對(duì)應(yīng)開展了相關(guān)醫(yī)學(xué)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。
　　采用IGBT模塊，設(shè)計(jì)并研制了脈寬300-800n

2、s、電壓0-5kV連續(xù)可調(diào)、重頻1-400Hz連續(xù)可調(diào)、輸出脈沖為高斯波形的電脈沖源，主要用于腫瘤細(xì)胞外膜穿孔等醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究；采用MOSFET開關(guān)管，設(shè)計(jì)并研制了20ns高斯上升沿、40-200ns指數(shù)下降沿、分檔可調(diào)(半峰值脈寬50-250ns分檔可調(diào))、幅值0-1kV連續(xù)可調(diào)、重復(fù)頻率0-5kHz連續(xù)可調(diào)的納秒脈沖源；采用基于Blumlein形成線的光控光電導(dǎo)開關(guān)(Photoconductive Semiconductor Swit

3、ches,PCSS)，設(shè)計(jì)并研制了脈寬1-5ns可調(diào)、電壓1-10kV連續(xù)可調(diào)、重頻1-1kHz連續(xù)可調(diào)的高壓脈沖源；采用雪崩三極管，設(shè)計(jì)并研制了基于Marx電路的高壓脈沖源，輸出電脈沖寬度0.2-10ns可調(diào)、輸出電壓1.2kV、重頻1-10kHz可調(diào)。通過(guò)上述研制的四種不同脈沖源，實(shí)現(xiàn)了脈沖寬度從亞納秒到微秒量級(jí)、偏壓從1-10kV的各種瞬態(tài)電脈沖輸出。
　　在電磁脈沖的電穿孔效應(yīng)的研究方面，主要開展了基于電磁波束聚焦的電磁信

4、號(hào)源設(shè)計(jì)工作。包括采用橢球反射面的蝶形天線及天線陣的電磁脈沖信號(hào)源設(shè)計(jì)以及用龍伯透鏡聚焦拋物面天線電磁波束的電磁脈沖信號(hào)源設(shè)計(jì)。
　　將腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核膜、染色質(zhì)分別看作不同電參數(shù)(εr,σ)的均勻分層介質(zhì)，各細(xì)胞組分在瞬態(tài)電脈沖作用下被看作為由不同電阻、電容構(gòu)成的等效電路；依據(jù)電路理論，可定量分析不同電脈沖參數(shù)下電路元器件的端壓，結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道細(xì)胞膜、細(xì)胞核膜發(fā)生電穿孔的電壓條件，得到細(xì)胞膜、細(xì)胞核膜發(fā)生電穿孔的電