[实用新型]脉冲电场调节装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脉冲电场调节装置。

背景技术

高压纳秒电脉冲产生器可以产生高至10kV，脉冲宽度为纳秒数量级的电脉冲，但是高压纳秒电脉冲产生器产生的生物效应与生物负载所处的电场大小有密切的关系，所以在电压一定情况下调节电极间的距离从而调节脉冲电场尤为重要。操作人员可以远程操作脉冲电场调节装置，降低实验操作人员受到脉冲产生器的电磁辐射和避免实验时直接接触脉冲电场造成的电击。

在间距一定情况下，可以提高电脉冲产生器的电压，增加生物负载的电场而导致期待的生物效应。但是电脉冲产生器输出极高的电压(100kV以上)对于电器工程师来说是一个极大的挑战，可能会导致电脉冲产生器的开关寿命大幅度降低，所以在输出电压上限受到限制时，应该而且必须减小电极的间距从而提高强电场的生物效应。

有鉴于此，改进了显微镜镜架，利用螺旋测微器精细调节电极间距，制作了脉冲电场调节装置，从而调节生物负载的电场，观察到电极距离10毫米时宫颈肿瘤细胞（HeLa细胞）细胞核的“彗星尾”表示的核损伤最严重现象。 

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种脉冲电场调节装置，其特征在于该脉冲电场调节装置包括显微镜平台、螺旋测微器、水平滑动基座和具有保护套的两电极；在所述显微镜的镜筒内设置导入同轴线、固定阳极，所述螺旋测微器用于精细调节阴极位置以便调节两电极间的电场。

1、设计中考虑了硬件或软件功能改进

本实用新型发明利用了除显微镜的物镜和目镜的其他部分(以下称为显微镜平台)，在显微镜的镜筒内导入同轴线，固定阳极，用螺旋测微器精细调节阴极位置，从而调节两电极间的电场。脉冲电场调节装置由显微镜平台、螺旋测微器、聚四氟乙烯材料制作的水平滑动基座和具有保护套(聚四氟乙烯材料制作)的两电极组成。这样电场调节装置成本较低，而且电场可以精细调节。

2、新的连接方式

2.1装置位置的互联关系

如图1所示，高压电脉冲产生器的电压(6kV,16ns 高斯脉冲1)由同轴线5经过显微镜平台6进入到聚四氟乙烯制作的两基座3、8；和阳极相连的基座3与带滑槽铝框2固定，避免从基座伸出的同轴线芯线与金属铝壳发生闪络放电，与阴极相连的基座8可以水平滑动，不会发生金属铝壳和阴极的放电；螺旋测微器7调节可水平滑动的阴极基座调节两电极(阳极4、阴极9)的间距，从而可调节的电场作用于HeLa细胞10。螺旋测微器，精度为0.01mm,调节间距范围0-40mm,螺旋测微器螺杆和滑动基座的螺杆插入孔相连，移动滑动基座，如图1中相应部分。

2.2装置联接关系

图2带滑槽铝框通过D型盒1的螺纹2和显微镜的镜筒上的螺钉相连，阳极、阴极分别穿过聚四氟乙烯制作的固定基座和滑动基座。两基座嵌在滑槽3里，让滑动基座在滑槽里移动。调整从滑动基座伸出的阴极在滑槽中的位置，实现两电极的距离调节。带滑槽铝框的尺寸如表1。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、调节了脉冲电场

两个电极间的电场几乎为匀强电场，电极间电场强度大小在2-10kV/cm之间连续可调，观察了不同间距时HeLa细胞核的不同损伤效应。

2、降低了装置成本，提高操作人员安全性

将常用的显微镜平台和螺旋测微头结合起来调节电极距离，装置成本较低；原来调节脉冲产生器参数和在HeLa悬液中插入电极需要两个操作人员，现在两电极间距调好后一个操作人员即可调整脉冲产生器参数，提高了操作人员的效率。操作人员可以远离电磁辐射损害和避免直接接触脉冲电场被电击，提高了操作人员的安全性。

3、发现HeLa细胞核损伤最厉害时对应的电极间距

改变电极间距d，分别为6、8、10、12和14毫米，脉冲处理后4小时检测HeLa细胞受到核损伤的百分比和受损程度。细胞核受到的损伤程度可以用DNA片断化后核酸电泳呈现的彗星尾长度表示(单位：微米)。核损伤的比率为损伤细胞的数量与视场中的总数之比，如表2所示。对照组(没有加脉冲电场)的HeLa细胞几乎没有损伤。

可以看出，两电极间距为1.0厘米时虽然核损伤的比率不是最大，但是HeLa细胞核损伤最厉害(彗星尾最长),说明确实有调节电极间距的必要性。 

附图说明

图1是本实用新型脉冲电场调节装置组成示意图。