协同脉冲增强不可逆电穿孔消融疗效的多参数效应分析及活体大动物实验研究

纳微秒协同的脉冲电场新型波形的提出为增强传统不可逆电穿孔消融疗效提供了重要的研究方向,然而目前对于新型的协同脉冲肿瘤消融技术,其在参数效应方面的研究还较为初步。为此以肝癌细胞系Hepa1–6为研究对象,从单细胞和2D模拟组织水平,结合细胞活性研究以及荧光分子探针技术测量消融范围,首次系统性分析协同脉冲各个参数(脉宽、电压、个数、频率和间隔时间)对肿瘤细胞消杀效应的影响规律(消融面积、活性率),提出能显著提高治疗效果的协同参数组合。结果表明,肿瘤细胞消杀效果与协同脉冲的纳秒脉宽(300~800 ns)、电压(纳秒脉冲:1.2~2 kV,微秒脉冲:200~400 V)和个数呈正相关,与频率(0.1~100 Hz)呈负相关,而间隔时间(1μs~1ms)影响不显著。在此基础上,首次开展临床前大动物试验,进一步验证了协同脉冲组织消融的可行性。该研究表明了协同脉冲可显著提高不可逆电穿孔消融疗效、建立了脉冲参数与疗效间的量效关系,同时也为新一代协同脉冲不可逆电穿孔肿瘤消融技术的临床应用提供了数据支撑、奠定了实验基础。

超声协同脉冲电絮凝法处理屠宰场废水研究

[目的]研究应用超声协同脉冲电絮凝方法处理屠宰场排放的废水。[方法]以屠宰场废水为对象,通过试验讨论了脉冲频率、脉冲占空比、超声频率、超声功率、超声时间和超声温度对废水COD和色度去除率的影响。[结果]在脉冲频率、脉冲占空比、超声功率、超声频率、超声温度和超声时间分别为250 Hz、30%、280 W、25 Hz、30 ℃、40 min的条件下进行电解,废水的COD、色度去除效果好,去除率分别可达到89.42%、95.86%以上。[结论]应用超声协同脉冲电絮凝方法对屠宰场废水的处理技术是可行的,为屠宰场废水开发新处理工艺提供参考依据。

6082-T6铝合金协同脉冲CMT焊缝表面微观组织及其腐蚀行为

试验选取协同脉冲CMT焊接工艺进行6082-T6铝合金薄板拼焊,利用电流电压采集系统对焊接电流进行实时采集,并采用金相显微镜(0M)和扫描电子显微镜(SEM)观察焊缝表面的微观组织和腐蚀形貌,以此研究6082-T6铝合金协同脉冲CMT焊缝表面宏观偏析与焊接电流波形特征之间的本质联系,并分析其对焊缝表面耐蚀性的影响。研究结果表明:协同脉冲CMT焊接工艺高频脉冲阶段与CMT阶段平均电流的巨大差异使得两个阶段焊丝填充量不同,焊缝形成明显的鱼鱗纹,且因焊丝填充量不同,鱼鱗纹凹陷处镁含量显著增加,析出更多的Mg_(2)Si相,严重恶化了该区域的耐蚀性,导致焊缝表面耐蚀性呈现局部区域恶化的现象。

协同纳微秒的全固态脉冲发生器研制

高压窄脉冲与低压宽脉冲的协同方式可显著增强不可逆电穿孔(irreversible electroporation,IRE)的杀伤效果,扩大消融体积。为了深入研究协同脉冲增强不可逆电穿孔杀伤机制,设计了一种能灵活产生高压纳秒–低压微秒的协同脉冲序列的全固态脉冲发生器拓扑结构;基于现场可编程门阵列,搭建了满足控制时序要求的固态开关控制平台;最终研制了一套灵活产生协同脉冲的全固态脉冲发生器,并进行了样机的性能测试与实验验证。结果表明:该脉冲发生器能有效产生协同脉冲序列并增强细胞杀伤效果;该脉冲源可输出的纳秒脉冲参数为:电压幅值0~10 kV可调、脉宽100 ns^1μs可调、在100Ω负载下电流幅值可达100 A,微秒脉冲参数为:电压幅值0~3 kV可调、脉宽5~100μs可调、在100Ω负载下电流幅值可达30 A,且纳秒与微秒脉冲间隔时间任意可调。经过实验验证,全固态协同脉冲发生器的输出参数、样机性能满足协同脉冲诱导IRE相关生物实验需求,对于进一步研究协同脉冲的生物电学效应奠定了硬件基础。

响应面优化超声协同高压矩形脉冲电场提取黄花菜多糖工艺及其抗氧化活性研究

以黄花菜为原料,采用超声协同高压矩形脉冲电场提取黄花菜多糖,在单因素实验的基础上,利用响应面分析法优化超声协同高压矩形脉冲电场提取黄花菜多糖工艺,同时测定黄花菜粗多糖对·O-2、·OH以及DPPH·的清除能力。结果表明,超声协同高压矩形脉冲电场提取最佳工艺条件为:提取时间30 min,提取温度59℃,超声功率700 W,电场电压14 kV,得到的黄花菜多糖得率为10.03%,此结果接近预测得率,表明提取工艺是可行的。体外抗氧化活性结果表明,黄花菜粗多糖有一定的清除能力,且与多糖浓度呈正相关,当黄花菜粗多糖浓度为1.0 mg/mL时对·O-2、·OH以及DPPH·的清除能率分别可达到66.93%、70.61%、49.28%。本研究为黄花菜多糖提供了一种新型的提取工艺。