Research on Electric Impedance Spectroscopy of Living Cell Suspensions by a Chip with Microelectrodes

A microfabricated electrical impedance spectroscopy (EIS) chip with microelectrodes was developed.The substrate and the electrodes of the chip were made of glass and gold,respectively.The experimental results demonstrated that the EIS-chip could distinguish different solutions (physiological saline,culture medium,living cell suspension etc.) by scanning from 10Hz to 45kHz.A 6-element circuit model was used for fitting the real part and the imaginary part admittance curves of the living cell suspension.An actual circuit was also built and tested to verify the 6-element circuit model proposed.The micro-EIS chip has several advantages including the use of small sample volumes,high resolution and ease of operation.It shows good application prospects in the areas of cellular electrophysioiogy,drug screening and bio-sensors etc.

交变电场对鸡血红细胞悬液低温保存特性的影响

以鸡血红细胞悬液为研究模型,通过在对其进行慢速冻结的过程中引入交变电场,研究了交变电场对鸡血红细胞冻结特性的影响。结果表明在1 MHz交变电场作用下,经历了冷冻速率为5℃/min的慢速冷冻后部分红细胞没有出现细胞膜破裂现象,细胞保持了完整的形态,细胞存活率为23.4%±1.43%,比对照组明显提高;但同使用质量分数为3.3%的低温保护剂(二甲基亚砜)的保存效果(37.2%±2.81%)相比还较差。可见将交变电场应用于生物材料低温保存是一种新颖有效的低温保存技术,但还是需要进一步研究最佳电场条件以提高低温保存效率。

基于生物电阻抗的血型检测新方法及系统实现

提出了基于生物电阻抗测量技术的血型检测新方法并研制了检测系统。该系统采用单片机结合AD9850芯片实现 DDS 技术产生激励信号，设计椭圆滤波器消除信号干扰；运用低成本放大器 AD8370设计稳幅电路，确保信号输出幅度不变；系统采用 AD8302幅相检测芯片实现阻抗信息提取；基于人工神经网络判别红细胞悬浮液凝集强度，并结合判别规则得到血型结果。测试结果表明该系统精度高，稳定性好；临床实验表明，该系统能正确识别红细胞6种不同凝集程度，能100%正确地检测出正常标本的 ABO 和 Rh 血型，可更好地满足临床需求。

方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统

目的为解决多频率方波自动测量生物电阻抗谱的问题,本文设计了一个方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统。方法将任意波形函数发生器、仪表放大器和采集卡以及PC组成电阻抗谱自动测试系统,利用PC中的Labview程序分别控制函数发生器和采集卡自动完成激励的产生和数据采集,并将采集到的数据自动保存在PC中,最后利用Matlab程序对数据进行快速傅里叶变换得到阻抗谱。首先对阻抗网络模型进行阻抗谱的仿真,将仿真得到的阻抗谱和理论计算得到的阻抗谱对比;再分别使用此系统和阻抗分析仪对阻抗网络模型进行阻抗测量,将测试得到的阻抗谱进行曲线拟合得到元件值,根据元件值比较测试误差。最后,使用方波激励和稳态正弦激励对酵母细胞悬浮液进行阻抗测量,根据酵母细胞悬浮液的阻抗谱计算介电谱,将得到的介电谱和参考文献中的介电谱作比较,并比较两种激励的测量时间。结果仿真得到的阻抗谱和理论计算得到的阻抗谱一致,验证了方波激励的可行性。测试系统对阻抗网络模型的测试结果和阻抗分析仪的相比误差小于10%,验证了测试系统的正确性。使用方波激励和稳态正弦激励测试酵母细胞悬浮液的阻抗谱,转换成介电谱后,发现其变化规律和参考文献所得结果相符。在100Hz^2MHz的测试范围内,方波激励的测量时间为0.9s,稳态正弦激励的测试时间为1.7s,方波激励的测试速度快。结论本文设计的方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统具有自动测试生物阻抗谱的能力,由于使用方波激励,可以兼顾速度和信噪比的要求,实现了计算机控制,可根据实际情况调整激励信号的参数,具有很强的灵活性和可扩展性。

红细胞聚集与取向对其悬浮液电阻抗的影响——I.实验研究

本文通过测量具有不同流变特性的红细胞悬浮液电阻抗的动态与静态变化,研究了红细胞聚集与取向对其悬浮液电阻抗的影响。首次得出以下结论:1.红细胞聚集使其悬浮液电阻抗显著减小。2.由于低切变率下红细胞聚集与高切变率下红细胞取向的共同影响,使血液电阻抗随切变率的变化具有双相特性。这增加了对血液电特性的新认识,表明可利用电阻抗法测定红细胞聚集性。

红细胞聚集与取向对其悬浮液电阻抗的影响——Ⅱ.理论探讨

本文利用Frick关于椭球粒子悬浮液电导率的理论,对红细胞聚集与取向引起其悬浮液电阻抗的变化进行了定量分析,并把理论分析与实测结果进行了比较。通过理论分析进一步证实了由实验研究得出的红细胞聚集使其悬浮液电阻抗减小的结论。对红细胞取向引起其悬浮液电阻抗变化的理论分析与实测结果非常符合,均表明红细胞取向使其悬浮液电特性具有各向异性,而且在切变流态下与悬浮液流动垂直方向的电阻抗有增大与减小两种变化。