Электрорубка плодовой мухи с использованием магнитной индукции

Мы электрически вызываем сердечные приступы у плодовых мух, чтобы проверить влияние различных методов лечения на выживание. В нашей контрольной группе мы снимаем примерно 50% выживаемости.

Я работаю с лабораторией, которая изучает сердечную функцию у насекомых. Мы вызывали остановку сердца, используя электроды, нанесенные снаружи плодовой мухи. У этого есть много проблем, привязка электродов трудоемка, панцирь - довольно хороший электрический изолятор, Etc

Я новичок в лаборатории и попросил взглянуть на ситуацию, чтобы узнать, есть ли у меня какие-либо идеи относительно того, как они могут улучшить обработку и пропускную способность летательных аппаратов. Я понял, что, возможно, помещал мух в соленоид и побуждал вихревые токи шокировать их.

У меня очень ограниченный опыт в создании электронных устройств, хотя у меня есть достойное знание уровня бакалавра физики, включая электромагнетизм.

Я не знаю, с чего начать. Я думал просто искать соленоиды онлайн или, может быть, только автомобильную катушку. Ввод плода в маленькую пластиковую трубку. Вставьте его в сердечник катушки после того, как катушка уже работает от аккумуляторной батареи автомобиля. А затем просто внезапно отключив клеммы аккумулятора и позволив рушиться магнитным полем, чтобы увидеть, что происходит с плодовой мухой.

Я бы подумал, что это победа на этом этапе, если бы я мог просто показать, что мы можем заставить плод летать, чтобы умереть, не купив ее. Мы можем систематически понижать напряженность магнитного поля, которую мы разрушаем, используя более низкое напряжение через катушку, пока не получим то, что наша цель, уровень удара, который создает около 50% выживаемости.

Я был бы признателен за любые советы о том, как подойти к этой или даже критике относительно того, будет ли это работать. Я занимаюсь электроникой, но на самом деле не так много сделал, просто некоторые основные вещи.


Это пример физического принципа, о котором я говорю, хотя проблема проще, поскольку мы хотим одного разрушительного шока и не имеем проблем с переносимостью.

https://www.google.com/patents/US5170784

12 голосов | спросил user146252 13 PMpThu, 13 Apr 2017 20:53:08 +030053Thursday 2017, 20:53:08

3 ответа


4

Электрокардиальные функции представляют собой чистую химическую потенциальную активность без магнитного поля. Это связано с тем, что материал является главным образом изолятором, который рассматривает все диэлектрики с некоторой диэлектрической постоянной, эффективным последовательным сопротивлением (ЭПР), диэлектрическим постоянным временем, которое и, следовательно, требует определенный уровень энергии для активации без повреждений.

ESR отвечает за все тепло в конденсаторах, а также от ожогов кожи от СОЭ между электродами и сердечной функцией.

Таким образом, цель должна заключаться в том, чтобы свести к минимуму ЭПР, которая, возможно, 1000 раз (оценивает) энергию на груди человека, сравниваемую непосредственно с сердечной мышцей в хирургии. Таким образом, затухание неизбежно у людей даже с большими лопастями и высокой диэлектрической смазкой. Аналогичная проблема будет существовать для вас на насекомых и намного сложнее крошечной поверхности.

Погружение в диэлектрик очень помогло бы, но, возможно, утопить насекомое. Всплеск представляет собой высокую амплитуду, очень быстрый спад из-за низкой ЭПР межфазной ионизации и ЭПР * Ceq. для эквива- лентной емкости блока разряда и мишени, объединенного параллельно.

Требуемое решение состоит в том, чтобы использовать надлежащим образом емкость и напряжение для хранения данных, включая кабели типа 50pf /m для витой пары, но использовать более высокое напряжение, которое будет превышать напряжение пробоя (BDV) carapace .

Энергия в любой емкости, включая модель человеческого пальца 300pF, равна E = 1 /2CV ^ 2 в джоулях, фарадах и вольтах. Таким образом, палец на расстоянии 10кВ от нейлонового ковра с неопреновыми туфлями будет составлять 10 мм от тонкой проволоки с 300 пФ или, таким образом, E = 1/2 300e-12 * 1e4 ^ 2 = 15 мДж

Вам может понадобиться только 1 кВ с 1 мДж, чтобы превысить BDV, вызвать сердечную функцию или сбой, а не сделать жареный белок.

Микроволновые импульсы не совпадают с емкостным разрядом, так как емкость накопителя имеет тенденцию быть слишком высокой, чтобы получить достаточный высокий BDV. Хотя 1 кВт микроволновой печи может генерировать 10 кВ, это слишком много энергии.

Я подозреваю, что BDV насекомого, возможно, составляет от 1 до 10 кВ /мм (сужение) как влажная древесина (не сухая) , но не слюда или каптон, который имеет значительно более высокую кВ /мм. Я полагаю, что уровень pH определит, скорее всего, свойства материала BDV /mm carapace, поскольку это способствует частичной разрядке, раннему предшественнику BDV.

Получите генератор заряда трения и сделайте небольшую колпачку для пленки или слюдяной радиус небольших колпачков xxx pF для зарядки до 1 кВ, затем проверьте влажную древесину того же размера, что и тело мухи. Если дуга работает ~ 1 мм, то наблюдайте реакцию и настройте C или V, чтобы точно настроить силы зубочистки и головки иглы электрода для применения к боку, чтобы увидеть, пытается ли он поворачиваться с импульсным током в 1 us. Текущий смысл R может использоваться последовательно с зондом 10: 1 с номинальным сопротивлением 1 кВА с 0,1 Ом, но земля заземления и наконечник должны быть удалены и подключены непосредственно к наконечнику зонда и стволу. В противном случае это будет звучать плохо.

Вот что я буду делать. Процесс оплаты может быть безопасно осуществлен с помощью какого-либо технического консультанта.

  

В противном случае получите неэкранированную ковровую и неопреновую обувь с защитой от ESD и сделайте это по-старому. хахаха. Не забывайте игла и подходящую смазку.

ответил Tony EE rocketscientist 14 AMpFri, 14 Apr 2017 02:52:34 +030052Friday 2017, 02:52:34
2

Я бы предвидел нечто подобное для «RF-генератора»:

schematic

имитировать эту схему - Схема, созданная с использованием CircuitLab

Я сделал это с помощью переключателя с напряжением вместо искрового промежутка, поэтому он был бы симулирован для CircuitLab для вас. Если вы откроете схему, нажмите [Simulation], затем [Time-Domain]. Установите время начала на 113.2n, время окончания до 113.7n и время Step to 3p, оно покажет вам некоторую оценку выходного сигнала ... много неравномерно расположенных шипов (вызвавших тонны гармоник), после чего затухает синусоидальной волны около 8 ГГц.

Если вы прикрепляете подачу от проиллюстрированной антенны к точке подачи волновода, то любые плодовые мухи (или вероятные любые маленькие насекомые), помещенные внутри любой части qaveguide, должны быть довольно легко дозировать с помощью летальное количество РЧ-облучения, ИМХО!

ПРИМЕЧАНИЯ:

  • 5-тактный тактовый сигнал был выбран довольно произвольно, другие частоты могут быть использованы, вам просто нужно соответствующим образом отрегулировать обмотки на трансформаторе обратного хода.
  • D3 и R1 оба предназначены для защиты источника синхронизации (имитировали некоторые недружественные обратные связи без них).
  • D1 и D2 превращают трансформатор в тип «обратного хода», который казался наиболее подходящим методом для такого напряжения, которое усиливает меня для этой схемы.
ответил Robherc KV5ROB 14 AMpFri, 14 Apr 2017 01:55:56 +030055Friday 2017, 01:55:56
0

Я сомневаюсь, что вы можете напрямую создать «сердечный приступ» в этой структуре по нескольким причинам:

  1. Структура, вероятно, слишком мала, чтобы поддерживать аритмию, предполагая, что клетки смутно похожи на сердечную мышцу млекопитающих. Фибрилляция желудочков зависит от сердечной мышцы, рециркулирующей деполяризационную волну. Эта структура настолько мала, что вряд ли сможет создать волну повторного входа.
  2. Ткань реагирует на плотность тока. Именно это вызывает деполяризацию мышц, а также нагревание тканей. Было бы очень трудно получить высокий градиент в сердечной мышце, чтобы вызвать деполяризацию, не получая высокого градиента повсюду и готовя муху. То есть, будет трудно получить большую разницу в градиентах, чтобы сохранить муху и повлиять на сердце.

Знаете ли вы, каков конкретный механизм «сердечного приступа» для текущего процесса? Было бы очень полезно знать, создаете ли вы аритмию или прижигаете мышцы.

Тем не менее, вы могли бы успешно применить микроэлектрод очень близко к клеткам, ответственным за инициирование сокращения, если это то, что есть у плодовых мух. Обратный электрод должен обладать высокой площадью поверхности, поэтому плотность тока быстро уменьшается с расстоянием от малого электрода. Проводящая жидкость может быть хорошим выбором. При такой настройке вы можете ограничить зону, которая прижигается.

В человеческом сердце синоатриальный узел представляет собой небольшой кусок клеток, который инициирует каждый сердечный ритм. Если плодовая муха имеет аналогичную структуру, то ток, применяемый очень близко к ней для прижигания этих клеток, может остановить сердечное действие без чрезмерного повреждения других тканей. (Млекопитающие на самом деле имеют иерархию клеток кардиостимулятора, которые будут постепенно поглощаться, если клетки «вверх по цепи» потерпят неудачу. Я бы предположил, что плодовые мухи не обладают такой изощренностью.)

В любом случае, вы должны планировать немало приготовленных мух, пока вы разрабатываете детали. Удачи!

ответил wilk 20 PMpThu, 20 Apr 2017 23:04:07 +030004Thursday 2017, 23:04:07

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132