高壓功率放大器在貼壁細(xì)胞超聲脫壁技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)名稱：貼壁細(xì)胞超聲脫壁技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)

研究方向：超聲震蕩系統(tǒng)設(shè)計(jì)與適配、細(xì)胞脫壁技術(shù)的可行性驗(yàn)證、脫壁技術(shù)的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>本實(shí)驗(yàn)研究了一種超聲震蕩細(xì)胞脫壁方法，設(shè)計(jì)了綜合考慮脫壁自動(dòng)化應(yīng)用需求和實(shí)驗(yàn)需求的超聲換能單元，并以輸入信號(hào)、瓶?jī)?nèi)液體、距離位置等控制參數(shù)為變量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究了超聲脫壁過(guò)程中各參數(shù)對(duì)脫壁效果的影響，得到了脫壁效果的對(duì)應(yīng)控制參數(shù)。

測(cè)試設(shè)備：

1、超聲震蕩系統(tǒng)：控制中心、信號(hào)發(fā)生器、高壓功率放大器（ATA-4052）、示波器（DZ4000）、超聲換能單元、直線滑臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)、夾持器，實(shí)驗(yàn)框圖如圖1。

2、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)相關(guān)設(shè)備：亮場(chǎng)顯微鏡、細(xì)胞培養(yǎng)箱、離心機(jī)、T75培養(yǎng)瓶、臺(tái)盼藍(lán)檢測(cè)相關(guān)設(shè)備。

3、輔助設(shè)備與耗材：不同類型培養(yǎng)基、生理鹽水、血清替代物、青鏈霉素、各類生長(zhǎng)因子等。

圖1超聲震蕩系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

超聲震蕩系統(tǒng)由控制中心、信號(hào)發(fā)生、信號(hào)檢測(cè)、移動(dòng)控制和超聲震蕩組成?？刂浦行牟倏匦盘?hào)發(fā)生和移動(dòng)控制部分，控制信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)所需信號(hào)后，經(jīng)高功率放大器(ATA-4052，Aigtek，中國(guó))放大及示波器(DZ4000，rigol，中國(guó))信號(hào)檢測(cè)，然后輸入超聲換能單元。超聲換能單元由4個(gè)超聲波換能器(40k60，廣源達(dá)，中國(guó))正方形排列組成。直線滑臺(tái)帶動(dòng)細(xì)胞培養(yǎng)瓶，通過(guò)調(diào)節(jié)貼壁細(xì)胞層與換能器的間距d，來(lái)調(diào)整細(xì)胞在超聲能場(chǎng)中的位置。超聲換能器上放置的凹槽負(fù)責(zé)承載超聲波傳導(dǎo)介質(zhì)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1、參數(shù)確定：當(dāng)超聲換能器輸入電壓255V、超聲頻率159~161kHz掃頻、超聲時(shí)間2min、細(xì)胞與超聲換能器距離3mm、震蕩液體為12mL生理鹽水時(shí)，T75瓶中細(xì)胞脫壁面積達(dá)95%，細(xì)胞成活率達(dá)70%，脫落效果參數(shù)K值達(dá)67%。

2、各參數(shù)影響規(guī)律：

（1）電壓與細(xì)胞脫落率正相關(guān)、與細(xì)胞成活率負(fù)相關(guān)，增大電壓可提高脫壁率但會(huì)加重細(xì)胞損傷，見(jiàn)圖2。

（2）細(xì)胞脫落率與頻率無(wú)線性關(guān)系，但頻率越高細(xì)胞成活率越高，160kHz左右時(shí)脫壁效果佳；同頻率區(qū)間內(nèi)，掃頻脈沖的脫壁率高于持續(xù)脈沖和突發(fā)脈沖，見(jiàn)圖3。

（3）細(xì)胞與超聲裝置距離3mm時(shí)脫壁效果佳，過(guò)近（2mm）因物理接觸增加細(xì)胞損傷，過(guò)遠(yuǎn)（4mm）脫壁率下降，見(jiàn)圖4。

（4）瓶?jī)?nèi)液體為純生理鹽水時(shí)脫壁效果優(yōu)，含培養(yǎng)基的液體脫壁率較低；液體體積12mL（高度1.6mm）時(shí)，脫壁率與成活率綜合表現(xiàn)佳，見(jiàn)圖5。

圖2電壓對(duì)細(xì)胞脫落影響

圖3頻率對(duì)細(xì)胞脫壁影響

圖4距離對(duì)細(xì)胞脫壁影響

圖5瓶?jī)?nèi)液體對(duì)細(xì)胞脫壁影響

產(chǎn)品推薦：ATA-4052C高壓功率放大器

圖：ATA-4052C高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)

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