高強電磁脈沖源及腫瘤細胞電穿孔效應(yīng)研究.pdf

1、論文討論了三個方面的研究內(nèi)容：為研究不同波形參數(shù)的電脈沖對腫瘤細胞的電穿孔效應(yīng)，設(shè)計并研制了脈寬從ps-ns、偏壓從100-101kV的高壓脈沖源；為進一步探索電磁脈沖的電穿孔效應(yīng)，設(shè)計了輻射瞬態(tài)電磁脈沖的超寬帶聚焦天線；采用細胞均勻分層介質(zhì)模型及其等效電路，結(jié)合已有實驗文獻的相關(guān)數(shù)據(jù)，定量分析了腫瘤細胞發(fā)生外膜、內(nèi)膜電穿孔效應(yīng)的波形參數(shù)條件，并對應(yīng)開展了相關(guān)醫(yī)學(xué)驗證性實驗。
　　采用IGBT模塊，設(shè)計并研制了脈寬300-800n

2、s、電壓0-5kV連續(xù)可調(diào)、重頻1-400Hz連續(xù)可調(diào)、輸出脈沖為高斯波形的電脈沖源，主要用于腫瘤細胞外膜穿孔等醫(yī)學(xué)實驗研究；采用MOSFET開關(guān)管，設(shè)計并研制了20ns高斯上升沿、40-200ns指數(shù)下降沿、分檔可調(diào)(半峰值脈寬50-250ns分檔可調(diào))、幅值0-1kV連續(xù)可調(diào)、重復(fù)頻率0-5kHz連續(xù)可調(diào)的納秒脈沖源；采用基于Blumlein形成線的光控光電導(dǎo)開關(guān)(Photoconductive Semiconductor Swit

3、ches,PCSS)，設(shè)計并研制了脈寬1-5ns可調(diào)、電壓1-10kV連續(xù)可調(diào)、重頻1-1kHz連續(xù)可調(diào)的高壓脈沖源；采用雪崩三極管，設(shè)計并研制了基于Marx電路的高壓脈沖源，輸出電脈沖寬度0.2-10ns可調(diào)、輸出電壓1.2kV、重頻1-10kHz可調(diào)。通過上述研制的四種不同脈沖源，實現(xiàn)了脈沖寬度從亞納秒到微秒量級、偏壓從1-10kV的各種瞬態(tài)電脈沖輸出。
　　在電磁脈沖的電穿孔效應(yīng)的研究方面，主要開展了基于電磁波束聚焦的電磁信

4、號源設(shè)計工作。包括采用橢球反射面的蝶形天線及天線陣的電磁脈沖信號源設(shè)計以及用龍伯透鏡聚焦拋物面天線電磁波束的電磁脈沖信號源設(shè)計。
　　將腫瘤細胞的細胞膜、細胞質(zhì)、細胞核膜、染色質(zhì)分別看作不同電參數(shù)(εr,σ)的均勻分層介質(zhì)，各細胞組分在瞬態(tài)電脈沖作用下被看作為由不同電阻、電容構(gòu)成的等效電路；依據(jù)電路理論，可定量分析不同電脈沖參數(shù)下電路元器件的端壓，結(jié)合文獻報道細胞膜、細胞核膜發(fā)生電穿孔的電壓條件，得到細胞膜、細胞核膜發(fā)生電穿孔的電