微秒脉冲电场频率对氮化硼纳米片取向程度及复合材料电热性能的影响

纳秒脉冲电场(电场强度大于200kV/mm)已用于诱导填料的取向排列,以制备高热导率的聚合物基薄膜(120~250μm)复合物。但由于需要极高的纳秒脉冲电压,因此对块状复合物的研究很少。该文采用脉宽1μs、电场仅为11.76kV/mm的微秒脉冲电压制备厚度为1.7mm的块状复合物,研究频率对氮化硼纳米片(BNNSs)取向程度及复合材料热导率的影响。用断面扫描电镜(SEM)和X射线衍射峰(XRD)表征纳米片的取向程度。结果表明,纳米片的取向度和复合材料的热导率随着频率的增加而增加,但在较高频率下其增加速率明显降低。当微秒脉冲电场频率为100Hz时,热导率为0.588W/(m·K),是未施加电场的复合材料的两倍以上。此外,测量了纯环氧树脂和复合材料的交流击穿场强,结果表明,微秒脉冲电场下制备的取向型复合材料的交流击穿性能优于纯环氧树脂。

微秒脉冲电场强度对BNNSs取向程度和环氧树脂复合材料热导率的影响

脉冲电场可以诱导绝缘高导热填料在基体中取向排列,使其在热流方向上形成高效热传导网络,可以有效地提高复合材料的热导率,但电场强度的影响规律尚不清晰。因此,该文使用微秒脉冲电场诱导氮化硼纳米片(BNNSs)取向排列,研究不同脉冲电场强度对BNNSs取向程度及复合材料热导率的影响,同时基于固化过程中BNNSs的受力情况,分析电场强度对填料取向程度和复合材料热导率的影响机理。结果表明,BNNSs的取向度和复合材料的热导率均随电场强度的增加而增加,在12kV/mm的高电场强度作用下,BNNSs平均取向角达到75.56°,复合材料的热导率提高到纯环氧树脂的2.6倍。但电场强度对两者的影响规律并不完全一致,在较高电场强度下,BNNSs的取向程度趋于饱和,而复合材料热导率的增加没有出现饱和现象。该研究是对微秒脉冲电场诱导填料取向以提高复合材料热导率的初步研究,可以为低填充量下制备具有高热导率的复合材料提供指导。

微秒脉冲电场联合EPA对A-549细胞活性的影响

针对当前电化学疗法中使用的传统化疗药物对人体正常组织毒副作用较大,中药成分对人体毒副作用小但作用效果弱等问题,选用中药单体成分二十碳五烯酸(EPA)作为抗癌药物,探究微秒脉冲电场对EPA细胞毒性效果的促进作用,以及两者联合作用对肺癌A-549细胞的毒性效果。首先,研究不同场强的脉冲电场作用下细胞膜通透性变化情况,以及不同的药物浓度(50~1 000μmol/L)、电场强度(750~2 000 V/cm)对A-549细胞活性的影响,采用PI染色法检测细胞膜通透性、CCK-8法检测细胞活性;其次,根据检测结果筛选用于后续实验的电场强度区间为1 000~1 500 V/cm, EPA浓度为100~400μmol/L;最后,设置电场联合药物组为实验组,空白对照组、纯药物组、纯电组为对照组,进行了脉冲电场联合EPA对A-549细胞毒性效果的实验研究,并且对脉冲电场联合EPA共同作用后培养24 h(48 h)时A-549细胞活性的变化情况进行了对比分析。研究表明:微秒脉冲电场能够显著增强EPA对A-549细胞的毒性效果,并且EPA浓度为300μmol/L时,脉冲电场和EPA的联合作用效果最佳。微秒脉冲电场对EPA细胞毒性的增强效果可达40%以上,为后续中药成分干预癌症的治疗提供了重要的促进手段。

电穿孔过程中细胞膜电导率变化条件下的跨膜电压研究

基于经典球形单细胞五层介电模型,并考虑电穿孔过程中细胞膜电导率的变化,对微秒脉冲电场作用下的细胞内外膜跨膜电压进行了仿真分析,以及脉冲电场诱导人宫颈癌细胞系Hela凋亡的实验研究。仿真分析发现,随着细胞穿孔程度的加剧,细胞膜电导率增加,内、外膜跨膜电压的比值不断增加,表明外加脉冲电场对内膜的影响不断增强,其作用靶点逐渐透过细胞膜进入胞内细胞器。同时,实验结果也表明随着脉冲电场场强不断增加,微秒脉冲电场所诱导的Hela细胞的凋亡率随之增加,从而间接证实了仿真分析的结果。现有研究普遍认为微秒脉冲电场的作用靶点为细胞外膜,本研究关于微秒脉冲电场对细胞内膜作用的研究结果是对已有研究的重要补充和发展。

低频电刺激对人子宫颈癌SiHa细胞增殖及迁移能力的影响

目的探讨低频电刺激对人宫颈癌SiHa细胞的影响。方法对处于生长对数期宫颈癌SiHa细胞,根据低频电刺激强度分为20mA、40mA和60mA及对照组,刺激时间30mins,采用CCK-8增殖试验检测细胞的增殖能力。采用Transwell小室进行人工重组基底膜侵袭和转移试验,检测细胞侵袭和转移能力。结果不同低频电刺激后,四组4、24、48、72h细胞增殖力比较,差异无统计学意义(P>0.05)。Transwell小室试验显示,不同低频电刺激后,四组细胞侵袭转移力比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论低频电刺激对人宫颈癌SiHa细胞的增殖和侵袭转移能力无明显影响,但尚需进一步研究证实。