Indukujemy elektrycznie ataki serca u muszek owocowych, aby przetestować wpływ różnych metod leczenia na przeżycie. W naszej grupie kontrolnej strzelamy do około 50% wskaźnika odzyskiwania przeżycia.
Pracuję w laboratorium, które bada funkcję serca u owadów. Indukujemy zatrzymanie akcji serca za pomocą elektrod przyłożonych na zewnątrz muszki owocowej. Ma to wiele problemów, mocowanie elektrod jest pracochłonne, pancerz jest całkiem dobrym izolatorem elektrycznym itp
Jestem nowy w laboratorium i zostałem poproszony o przejrzenie sytuacji, aby sprawdzić, czy mam jakieś pomysły, w jaki sposób mogą poprawić obsługę much i przepustowość. Wpadłem na pomysł, aby umieścić Muchy w solenoidie i wzbudzić prądy wirowe w celu ich zszokowania.
Mam bardzo ograniczone doświadczenie w budowaniu urządzeń elektronicznych, chociaż mam dobre zrozumienie fizyki, w tym elektromagnetyzmu, na poziomie licencjackim.
Naprawdę nie wiem od czego zacząć. Myślałem o poszukiwaniu online solenoidów, a może tylko cewki samochodowej. Wkładanie muszki owocowej do małej plastikowej rurki. Wbicie go w rdzeń cewki po tym, jak cewka już pobiera prąd z akumulatora samochodowego. A potem nagle nagle odłącza styki akumulatora i pozwala zapaść się polu magnetycznemu, aby zobaczyć, co dzieje się z muszką owocową.
Uznałbym to za zwycięstwo w tym momencie, gdybym mógł po prostu pokazać, że możemy zmusić muszkę owocową do śmierci bez jej gotowania. Możemy systematycznie obniżać natężenie pola magnetycznego, które zapadamy, używając niższych napięć przez cewkę, dopóki nie osiągniemy tego, co jest naszym celem, poziomu uderzenia, który tworzy około 50% przeżycia.
Byłbym wdzięczny za wszelkie porady, jak podejść do tego, a nawet krytykę, czy to zadziała. Jestem hobbystą elektroniki, ale tak naprawdę nie zrobiłem tak dużo czasu, tylko kilka podstawowych rzeczy.
Jest to przykład fizycznej zasady, o której mówię, chociaż nasz problem jest prostszy, ponieważ chcemy pojedynczego wstrząsu i nie mamy problemów z przenośnością.
źródło
Odpowiedzi:
Funkcje elektrokardiologiczne to czysta potencjalna aktywność chemiczna bez pola magnetycznego, ponieważ materiał jest głównie izolatorem, który usuwa wszystkie dielektryki, z pewną stałą dielektryczną, efektywną rezystancją szeregową (ESR), stałą dielektryczną, a zatem wymagającą pewnej energii poziom, aby aktywować bez obrażeń.
ESR jest odpowiedzialny za całe ciepło w kondensatorach, a także oparzenia skóry od ESR między elektrodami a czynnością serca.
Tak więc celem musi być zminimalizowanie ESR, który zajmuje około 1000 razy (szacunek) energii na klatce piersiowej człowieka w porównaniu bezpośrednio do mięśnia sercowego podczas operacji. Dlatego tłumienie jest nieuniknione u ludzi, nawet w przypadku dużych łopatek i smaru dielektrycznego. Podobny problem będzie dotyczył owadów i będzie znacznie trudniejszy ze względu na niewielką powierzchnię.
Zanurzenie w dielektryku bardzo pomogłoby, ale prawdopodobnie utopiło owada. Udar jest bardzo szybkim rozpadem o wysokiej amplitudzie z powodu niskiej ESR jonizacji międzyfazowej i ESR * Ceq. dla równoważnej pojemności jednostki rozładowania i celu połączonych równolegle.
Pożądanym rozwiązaniem jest zastosowanie odpowiednio dobranej pojemności i napięcia pamięci, w tym kabli o typie 50pf / m dla skrętki, ale użycie wyższego napięcia, które przekroczy napięcie przebicia (BDV) pancerza .
Energia w dowolnej pojemności, w tym model ludzkiego palca 300pF, wynosi E = 1 / 2CV ^ 2 w dżulach, faradach i woltach. Zatem palec przy 10 kV z nylonowego dywanu z butami neoprenowymi wyskoczy 10 mm z cienkiego drutu o 300pF lub mniej więcej E = 1/2 300e-12 * 1e4 ^ 2 = 15 mJ
Możesz potrzebować tylko 1kV z 1mJ, aby przekroczyć BDV, wywołać czynność serca lub niewydolność i nie wytwarzać smażonego białka.
Impulsy mikrofalowe nie są takie same jak wyładowanie pojemnościowe, ponieważ pojemność magazynowania jest zwykle zbyt wysoka, aby uzyskać wystarczająco wysoką BDV. Chociaż kuchenka mikrofalowa o mocy 1 kW może wytwarzać 10 kW, to jest za dużo energii.
Podejrzewam, że owad BDV ma być może od 1 do 10 kV / mm ( szacunkowy szacunek ) jak wilgotne drewno (nie suche), ale nie mika lub kapton, który ma znacznie wyższe kV / mm. Wierzę, że poziom pH określa najprawdopodobniej właściwości materiału karapaksów BDV / mm, ponieważ sprzyja to częściowemu rozładowaniu, wczesnemu prekursorowi BDV.
Więc zdobądź generator ładunku tarcia i zrób małą zakrętkę lub zakres mikowy małych kapsów xxx pF, aby naładować do 1kV, a następnie przetestuj na wilgotnym drewnie tego samego rozmiaru co ciało muchy. Jeśli łuk działa ~ 1 mm, obserwuj reakcję i wyreguluj C lub V, aby precyzyjnie dostroić siły wykałaczki i elektrody igłowych głowic i przyłożyć ją do boku, aby sprawdzić, czy próbuje ona skręcić z prądem impulsowym w 1 us. Czujnik prądu R może być stosowany szeregowo z sondą 10: 1 na R 1kV o wartości znamionowej 0,1 omów, ale uziemienie i końcówka sondy muszą zostać usunięte i podłączone bezpośrednio do końcówki sondy i beczki. W przeciwnym razie zadzwoni źle.
To właśnie bym zrobił. Proces ładowania może być bezpiecznie wykonany z pomocą jakiegoś doradcy technicznego.
źródło
Wyobrażam sobie coś takiego dla „generatora RF”:
symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab
Zrobiłem to za pomocą przełącznika sterowanego napięciem zamiast iskiernika, więc dla CircuitLab będzie to możliwe. Jeśli otworzysz obwód, kliknij [Symulacja], a następnie [Domena czasu]. Ustaw czas rozpoczęcia na 113,2 n, czas zakończenia na 113,7 n i krok kroku na 3 p, pokaże ci pewne oszacowanie kształtu fali wyjściowej ... wiele nierównomiernie rozmieszczonych skoków (dających początek tonom harmonicznych), a następnie tłumiony fala sinusoidalna około 8 GHz.
Jeśli podłączysz kanał z ilustrowanej anteny do punktu zasilania falowodu, wówczas wszelkie muchy owocowe (lub prawdopodobnie wszelkie małe owady) umieszczone w dowolnej części qaveguide powinny być dość łatwe do dozowania ze śmiertelną ilością promieniowania RF, IMHO!
UWAGI:
źródło
Wątpię, czy możesz bezpośrednio wywołać „atak serca” w tej strukturze z kilku powodów:
Czy wiesz, jaki jest specyficzny mechanizm „zawału serca” dla obecnego procesu? Byłoby bardzo pomocne wiedzieć, czy wywołujesz arytmię czy kauteryzujesz mięśnie.
To powiedziawszy, możesz odnieść sukces stosując mikroelektrodę bardzo blisko komórek odpowiedzialnych za inicjowanie skurczu, jeśli tak właśnie mają muszki owocowe. Elektroda powrotna musi mieć dużą powierzchnię, aby gęstość prądu gwałtownie spadała wraz z odległością od małej elektrody. Ciecz przewodząca może być dobrym wyborem. W tego rodzaju konfiguracji można ograniczyć kauteryzowaną strefę.
W ludzkim sercu węzeł zatokowo-przedsionkowy jest małą gromadą komórek, która inicjuje każde bicie serca. Jeśli muszka owocowa ma podobną strukturę, wówczas prąd przyłożony bardzo blisko niej w celu kauteryzacji tych komórek może zatrzymać akcję serca bez zbytniego uszkodzenia innych tkanek. (Ssaki faktycznie mają hierarchię komórek rozrusznika serca, które będą stopniowo przejmować, jeśli komórki „w górę łańcucha” zawiodą. Sądzę, że muszki owocowe nie mają takiego wyrafinowania.)
W każdym razie powinieneś zaplanować sporo gotowanych much podczas opracowywania szczegółów. Powodzenia!
źródło