纳秒级脉冲电压作用下聚丙烯膜反极性充电现象的研究

采用针-板电极系统,对无纺聚丙烯过滤膜纳秒级脉冲电压作用下电介质膜空间电荷形成过程进行研究。发现了聚丙烯膜积累的空间电荷与所加脉冲电压极性相反的聚合物膜反极性充电现象。正极性脉冲峰值越高越容易引起聚合物膜反极性充电。峰值足够高且脉宽足够窄的负极性脉冲也导致反极性充电。脉宽大于 200ns 的负极性脉冲作用下,聚合物膜充电过程为同极性充电,并且电荷积累量与脉冲峰值无关,随着脉宽的增大均趋于同一个稳定值。据此,文中提出了基于强场注入和反向注入两种充电过程并存的新理论模型,强调了针—板空气间隙固有放电特性对聚合物膜充电过程的影响。

纳秒级脉冲电场对SKOV3细胞的凋亡诱导作用及对凋亡相关蛋白Bcl-2和Bax表达的影响

目的:探讨纳秒级脉冲电场对SKOV3细胞的凋亡诱导作用及对凋亡相关蛋白Bcl-2/Bax表达的影响。方法:以场强为50kV/cm,脉宽100ns,10、30、60或80个脉冲电场处理SKOV3细胞,以未经处理的SKOV3细胞为对照组,Annexin V/PI双染流式细胞仪检测早期凋亡;处理后6h,琼脂糖凝胶电脉法检测晚期凋亡;以50kV/cm,100ns,30个脉冲电场处理细胞,分别孵育0h,2h,6h,12h后提取总蛋白,Western blot法检测caspase-3活性片段、Bax、Bcl-2表达量的改变。结果:与对照组相比,纳秒级陡脉冲处理组细胞出现明显的磷脂酰丝氨酸(PS)外翻(P<0.05)且细胞膜保持完整,即Annexin V(+)/PI(-);凝胶电泳检测显示,处理组DNA呈明显的阶梯状分布;Western blot检测示,与对照组相比,处理组细胞内caspase-3活性片段、促凋亡蛋白Bax表达量显著增加(P<0.05),凋亡抑制蛋白Bcl-2表达量略降低,Bcl-2/Bax显著降低(P<0.05)。结论:纳秒级脉冲电场可通过caspase-3依赖凋亡途径,降低Bcl-2/Bax比值诱导SKOV3细胞凋亡。

超宽带无线电中纳秒级脉冲产生研究

在分析现有超宽带无线电的载体—窄脉冲产生方法优缺点的基础上,提出产生超宽带纳秒级脉冲的逻辑框图,并由此设计相应的电路原理图、PCB版图,经实物调试测出输出波形,最后指出该电路的应用领域。

适合对称天线的平衡输出高压纳秒级脉冲源研究(英文)

时域脉冲源是时域超宽带雷达系统中的重要部件,时域脉冲天线大多采用对称形式,如果用非平衡高压脉冲源激励,难以实现很好的宽带匹配。为此设计了一种新的电路形式,采用平衡输出的Marx电路级联,解决了脉冲源高幅度和平衡输出不能兼顾的问题。利用与对称天线进行的纳秒级脉冲收发实验验证了该电路的良好性能。

纳秒级脉冲电流电解加工定域性的试验研究

利用纳秒级脉冲电源、毫微秒级脉冲电源和直流电源,进行了电解加工试验。并对不同电源加工出的微小孔进行了分析、比较,研究了影响电解加工定域性的工艺因素。结果表明:采用纳秒级脉冲电源能显著提高电解加工的定域性,优化纳秒级脉冲电源脉冲宽度和加工电压可进一步提高加工定域性。

一种简易的超宽带纳秒级脉冲发生器设计

为了得到超宽带纳秒级窄脉冲信号,在对UWB脉冲产生方法分析总结的基础上,提出了一种基于数字逻辑器件的简单脉冲产生电路。对实际制做的电路进行了测试,能够得到重复频率为10 MHz,脉冲宽度约为4ns,幅度约为500mV的窄脉冲。该电路成本低,结构简单,易于制作,工程实用性较强。

用于半导体激光器的大电流纳秒级窄脉冲驱动电路

根据脉冲式半导体激光器对功率、脉宽、上升沿的要求,同时考虑电脉冲的注入便于测试激光器的各种性能,提出了一种以金属氧化物半导体场效应晶体（MOSFET）为开关器件,以雪崩晶体管为驱动器,可产生大电流、窄脉宽、陡上升沿脉冲的激光器驱动电路.讨论了预触发脉冲宽度和雪崩晶体管输出负载对MOSFET输出脉冲在幅度和波形上的影响以及如何通过调整耦合电阻来控制脉冲的“下冲”和振荡.实验结果表明：在0～200 V供电电压下,该电路在1Ω电阻上产生了从0A到148 A,具有陡上升/下降沿的10 ns级电脉冲.通过调整电路参数,可输出脉冲宽度窄至8.6 ns,幅度达到124 A的电脉冲.该驱动电路满足了脉冲式半导体激光器的工作要求和对器件测试的要求.

新型纳秒级探地雷达脉冲源设计

针对超宽带探地雷达脉冲源的要求,提出并验证了一种利用FPGA触发来合成彼此有任意延迟的窄脉冲波形合成方法。研究和实际设计了一种提高脉冲源性能的新型宽范围输入输出的线性直流电源,并利用此电源制成了适用于多种雪崩管为核心的宽范围纳秒级脉冲源,给出了脉冲源各个单元的设计、及雪崩三极管的筛选及老化处理方法。在50Ω负载上得到了脉宽在2～50 ns、幅度在20～180 V的多种超宽带窄脉冲,并对多种雪崩管的雪崩性能进行了对比,给出了集电极充电电容与脉冲幅度和宽度的关系。

纳秒级电场脉冲诱导肿瘤细胞凋亡的线粒体通路研究

将纳秒级电场脉冲作用于人卵巢癌(SKOV3)细胞,通过流式细胞仪检测细胞活性氧(ROS)、线粒体跨膜电位(MTMP)的变化情况,用免疫荧光法检测线粒体膜间隙凋亡相关蛋白释放情况;用Western blot法检测线粒体膜间隙凋亡相关蛋白表达及活化情况,以研究纳秒级电场脉冲诱导肿瘤细胞凋亡的线粒体通路。实验发现:经纳秒级电场脉冲处理后,细胞活性氧即刻升高,且线粒体跨膜电位在6 h时达到最低值;线粒体膜间隙蛋白释放入胞浆(P<0.05);线粒体凋亡通路相关蛋白表达量也明显升高(P<0.05)。结果表明,在纳秒级电场脉冲诱导的肿瘤细胞凋亡中,线粒体凋亡通路参与并发挥了重要作用。

纳秒级陡脉冲电场诱导癌细胞凋亡的实验及作用机理研究

观察纳秒级陡脉冲电场诱导人浆液囊腺性卵巢癌SKOV3癌细胞凋亡效应,及其对细胞内钙离子浓度即[Ca2+]i的影响并探讨其作用机理。采用场强为10kV/cm、脉宽为100ns、重复频率为1Hz的纳秒级陡脉冲电场作用于SKOV3癌细胞悬液5min。4h后采用Annexin V-FITC/PI双标记并结合流式细胞仪分析SKOV3癌细胞的凋亡率,采用扫描和透射电子显微镜观察癌细胞凋亡的超微结构变化;以Fluo-3/AM为细胞内钙离子的荧光指示剂,用激光扫描共聚焦显微镜检测纳秒级陡脉冲电场对SKOV3癌细胞[Ca2+]i的影响,及[Ca2+]i变化时的Ca2+来源。结果显示,流式细胞术检测到癌细胞的早期凋亡率为(22.21±2.71)%,明显高于对照组的(3.04±0.44)%(P<0.01),扫描和透射电子显微镜均观察到典型的凋亡细胞形态,证实纳秒级陡脉冲电场能够有效诱导SKOV3癌细胞发生凋亡;同时纳秒级陡脉冲电场可明显升高细胞[Ca2+]i(P<0.01),而与细胞外钙离子浓度无关(P>0.05)。由于纳秒级陡脉冲电场的等值频率很高,容易穿透细胞膜,其诱导凋亡的机制之一可能是通过激活细胞内钙库(内质网、线粒体),引起细胞内钙离子升高,从而介导凋亡信号通路。

钙离子在纳秒级陡脉冲诱导卵巢癌细胞SKOV3凋亡通路中的作用

目的证明纳秒级陡脉冲能够诱导人卵巢癌细胞SKOV3凋亡,且钙离子是其凋亡通路的重要介质。方法用不同参数组的纳秒级陡脉冲处理细胞,Annexin V/PI双染流式细胞仪检测其早期凋亡率及坏死率,用0、25、50、100μmol/L BAP-TA-AM分组螯合细胞内因纳秒级陡脉冲处理而增高的游离Ca2+后,MTT检测细胞存活率,Hoechst33342荧光染色检测细胞凋亡率,Western-blot技术检测caspase12蛋白表达的变化。结果 Annexin V/PI双染流式细胞术结果示:最佳治疗参数为场强90KV/cm;脉宽:100ns;脉冲作用时间:30s;频率:1Hz,其凋亡率最高(60.31±5.67)%,坏死率为(1.35±0.39)%;BAPTA-AM作用过的细胞经纳秒级陡脉冲最佳治疗参数处理后细胞存活率明显高于单用纳秒级陡脉冲处理的细胞(P<0.05),凋亡率也同时降低(P<0.05),caspase-12蛋白表达水平也相应降低(P<0.05)。结论纳秒级陡脉冲能诱导SKOV3细胞凋亡,细胞内游离的钙离子增高是其凋亡通路的重要介质,并有可能介导内质网通路。

纳秒级陡脉冲电场诱导人黑色素瘤细胞裸鼠皮下移植瘤凋亡作用及机制

目的:观察纳秒级陡脉冲对人黑色素瘤细胞裸鼠皮下移植瘤的诱导凋亡作用和Caspase-3表达的影响.方法:取雌性4～6wk龄BALB/c裸鼠20只,建立人黑色素瘤皮下移植瘤模型,设对照组和纳秒级陡脉冲处理组,采用参数为300ns,20kV/cm,f=1Hz的脉冲电场处理5min,每2d处理1次,共3次,分别观察纳秒级陡脉冲处理组和对照组各时间点瘤体体积大小变化,绘制抑瘤曲线;电镜观察肿瘤超微结构改变;采用免疫荧光检测Caspase-3蛋白表达;RT-PCR方法检测Caspase-3mRNA表达;荧光分光光度计测定Ca2+浓度.结果:纳秒级陡脉冲处理组裸鼠瘤体体积明显小于对照组(P<0.01);电镜下可见现典型的细胞凋亡改变;纳秒级陡脉冲处理组Caspase-3蛋白表达和Caspase-3 mRNA表达均较对照组明显增多;Ca2+浓度显著增加.结论:纳秒级陡脉冲电场能够诱导在体人黑色素异体移植瘤细胞产生凋亡.

GW级纳秒脉冲源激光触发同步实验

结合GW级纳秒脉冲源建立了实验平台,研究了激光触发开关的延迟时间及其抖动与激光能量、工作电压、激光波长、透镜焦距等参数的关系。结果表明:开关延迟与抖动随激光脉冲能量的上升、工作电压的上升而逐渐减小;采用紫外光得到的开关延迟与抖动小于相同条件下红外光得到的结果;在高气压小间隙开关条件下,采用小的透镜焦距可以得到更小的开关延迟与抖动。开关在自击穿电压220kV、欠压比为80%、采用7mJ,266nm波长激光时的抖动为0.3ns,在此条件下进行了两台脉冲源的同步实验,得到其同步偏差85%置信率小于0.3ns。

利用MOSFET产生纳秒级窄脉冲

超宽带技术因其优越的特性而成为当前的研究热点 ,在无线通信方面更有其不可替代的优势 ,二进制 PPM调制的超宽带无线通信发射机是超宽带技术在无线通信方面的典型应用。针对其中的关键部分纳秒级窄脉冲的产生 ,设计利用 MOSFET进行实现 ,并通过仿真和电路试验对方案加以验证。

纳秒级电脉冲信号的检测与计量实用技术

介质静电放电产生的纳秒级微电流脉冲会干扰高频电子电路的正常工作,对这种纳秒级电脉冲信号进行准确检测与计数是采取措施消除其对高频电路的影响的必要前提。本文着重研究这种纳秒脉宽、皮安级电流脉冲的检测与计数方法,并对器件选择与脉冲信号的传输作重点描述。

一种基于数字方式的超宽带纳秒级窄脉冲设计

文章对现有几种典型的超宽带脉冲产生方法进行了分析,实现了一种由数字方式产生超宽带纳秒级窄脉冲,并对产生的窄脉冲进行时域叠加设计组合波形。实验电路测试结果与理论分析和仿真基本一致。

雪崩晶体管在纳秒脉冲驱动电路中的应用

介绍了一种可用于半导体激光器、高速摄影、信号处理以及激光雷达的纳秒脉冲驱动电路。利用晶体 管的雪崩效应,通过两级雪崩晶体管阵列,得到了7 ns、6 A的大电流窄脉冲。并对触发脉冲的获得、电路板的 印制进行了简要的介绍。

纳秒级高压脉冲电源的设计与仿真

利用电力电子技术与脉冲功率技术设计了一台纳秒级高压脉冲电源。电源低压部分采用电力电子技术中的BUCK电路与串联谐振电路,高压部分采用脉冲功率技术中的磁脉冲压缩(MPC)网络与半导体断路开关(SOS)。对高压脉冲电源的整体设计作了阐述,介绍了可饱和变压器与磁开关、晶闸管、半导体断路开关的参数设计。利用PSPICE软件和泰克示波器两种方式对所设计的电源进行了仿真和试验。试验测得在输出负载上产生了一个峰值高达50 k V、半高宽为120 ns的负极性脉冲。

基于纳秒级IFRA方法的变压器绕组变形检测研究

脉冲频率响应分析法(IFRA)相比广泛应用于离线检测的扫描频率响应分析法(SFRA)在变压器绕组在线监测中有更好的适用性。目前,离线IFRA方法的激励脉冲波形特征尚未标准化,其可靠性、灵敏性、重复性需要深入研究。通过实验提取了适合于变压器绕组变形IFRA检测的激励脉冲波形特征,采用分频段分层小波阈值去噪提取IFRA频响曲线。在一台配电变压器上模拟了三种程度的轴向绕组变形,在两种接线方式下,均依次用IFRA方法和SFRA方法进行检测,并用斯皮尔曼相关系数和欧式距离对IFRA频响曲线进行量化分析,验证了纳秒级IFRA方法的可靠性和灵敏性,并进行了重复性验证。

纳秒脉冲治疗裸鼠皮下移植瘤抗癌机制研究

本研究探讨了纳秒级陡脉冲(nsPEF)对人恶性黑色素瘤A375细胞裸鼠皮下移植瘤模型可能的抗癌机制。通过用游标卡尺测量裸鼠皮下瘤大小,估算抑瘤率。用琼脂糖凝胶电泳、TUNEL法检测肿瘤细胞在纳秒脉冲电场下的细胞凋亡情况,并用HE染色观察细胞形态变化。通过免疫组化法检测瘤体内微血管密度MVD、微血管形态、血管生长因子VEGF和增殖细胞核抗原PCNA的表达。结果发现nsPEF治疗后4d肿瘤生长抑制率达42.6%,琼脂糖凝胶电泳显示治疗后2h组出现阶梯状分布,治疗后4d组阶梯状分布较之明显,对照组未见阶梯状分布;TUNEL法显示治疗组凋亡率均高于对照组,治疗后4d组凋亡率明显高于2h组(P<0.01)。脉冲处理后见肿瘤区即刻变为灰白色;HE染色发现治疗后2h组肿瘤见少许坏死区域、4d组肿瘤坏死区域增多;免疫组化检测发现治疗后4d组微血管腔闭塞状态、MVD、VEGF及PCNA表达较对照组及治疗后2h组明显增多(P<0.01),而对照组与治疗后2h组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结果表明纳秒级陡脉冲可能通过诱导细胞大量凋亡,短时间内降低肿瘤血流量,降低细胞增殖能力并降低肿瘤血管形成和重塑以防止肿瘤再生等方面发挥其抗癌效应。