Menyetrum lalat buah menggunakan induksi magnetik

Kami secara elektrik menginduksi serangan jantung pada lalat buah untuk menguji efek berbagai perawatan terhadap kelangsungan hidup. Kami mengambil sekitar 50% tingkat pemulihan kelangsungan hidup di kelompok kontrol kami.

Saya bekerja dengan lab yang mempelajari fungsi jantung pada serangga. Kami telah menginduksi henti jantung menggunakan elektroda yang diaplikasikan pada bagian luar lalat buah. Ini memiliki banyak masalah untuk itu, lampiran elektroda padat karya, karapas adalah isolator listrik yang cukup bagus, dll

Saya baru di lab dan diminta untuk memeriksa situasi untuk melihat apakah saya punya ide tentang bagaimana mereka dapat meningkatkan penanganan dan throughput lalat. Saya mendapat ide mungkin menempatkan Lalat di dalam solenoid dan mendorong arus Eddy untuk mengejutkan mereka.

Saya memiliki pengalaman yang sangat terbatas dalam membangun perangkat elektronik meskipun saya memiliki pemahaman fisika tingkat sarjana yang layak termasuk elektromagnetisme.

Saya tidak tahu harus mulai dari mana di sini. Saya berpikir untuk mencari solenoida online atau mungkin hanya koil otomotif. Menempatkan lalat buah di dalam tabung plastik kecil. Menempelnya di inti kumparan setelah kumparan sudah berjalan saat ini dari aki mobil. Dan kemudian tiba-tiba memutus terminal baterai dan membiarkan medan magnet runtuh untuk melihat apa yang terjadi pada lalat buah.

Saya akan menganggapnya sebagai kemenangan pada titik ini jika saya bisa menunjukkan bahwa kita bisa membuat lalat buah mati tanpa benar-benar memasaknya. Kita secara sistematis dapat menurunkan intensitas medan magnet yang kita runtuh menggunakan tegangan yang lebih rendah melalui koil sampai kita mendapatkan apa yang menjadi Target kita, tingkat kejut yang menciptakan tingkat kelangsungan hidup sekitar 50%.

Saya menghargai saran apa pun tentang cara mendekati ini atau bahkan kritik mengenai apakah itu akan berhasil atau tidak. Saya dalam hobi elektronik tetapi belum benar-benar melakukan banyak periode hanya beberapa hal dasar.

Ini adalah contoh dari prinsip fisik yang saya bicarakan, meskipun masalah lebih sederhana karena kami ingin satu kejutan yang mengganggu dan tidak memiliki masalah portabilitas.

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

Fungsi elektrokardiak adalah aktivitas potensial kimia murni tanpa medan magnet. Ini karena bahan tersebut terutama merupakan isolator yang mendeskripsikan semua dielektrik, dengan beberapa dielektrik, resistansi seri efektif, (ESR), waktu konstan dielektrik yang dan dengan demikian memerlukan Energi tertentu tingkat untuk mengaktifkan tanpa kerusakan.

ESR bertanggung jawab untuk semua panas dalam kapasitor serta kulit terbakar dari ESR antara elektroda dan fungsi jantung.

Jadi tujuannya adalah untuk meminimalkan ESR yang mungkin memerlukan 1000 kali (perkiraan) energi pada dada manusia dibandingkan secara langsung pada otot jantung dalam operasi. Dengan demikian pelemahan tidak dapat dihindari pada manusia bahkan dengan dayung besar dan minyak dielektrik k tinggi. Masalah serupa akan ada untuk Anda pada serangga dan diperparah oleh area permukaan yang mungil.

Perendaman dalam dielektrik akan sangat membantu tetapi mungkin menenggelamkan serangga. Lonjakan adalah amplitudo tinggi, peluruhan sangat cepat karena ESR ionisasi antarmuka yang rendah dan ESR * Ceq. untuk kapasitas yang sama dari unit pelepasan dan target yang digabungkan secara paralel.

Solusi yang diinginkan adalah dengan menggunakan kapasitansi dan voltase penyimpanan berukuran tepat termasuk kabel pada tip 50pf / m untuk twisted pair tetapi gunakan tegangan yang lebih tinggi yang akan melebihi breakdown voltage (BDV) dari karapas .

Energi dalam kapasitansi apa pun termasuk model jari manusia 300pF adalah E = 1 / 2CV ^ 2 dalam Joule, Farads dan Volts. Jadi jari pada 10kV dari karpet nilon dengan sepatu neoprene akan melengkung 10mm dari kawat tipis dengan 300pF atau lebih adalah E = 1/2 300e-12 * 1e4 ^ 2 = 15 mJ

Anda mungkin hanya perlu 1kV dengan 1mJ untuk melebihi BDV, memicu fungsi jantung atau kegagalan, dan tidak membuat protein goreng.

Gelombang mikro tidak sama dengan pelepasan kapasitansi, karena kapasitansi penyimpanan cenderung terlalu tinggi untuk mendapatkan BDV tinggi yang cukup. Meskipun oven microwave 1kW dapat menghasilkan 10kV tetapi terlalu banyak energi.

Saya menduga serangga BDV mungkin 1 hingga 10 kV / mm (perkiraan) seperti kayu basah (tidak kering) tetapi bukan mika atau kapton yang memiliki kV / mm jauh lebih tinggi. Saya percaya tingkat pH akan menentukan kemungkinan besar, sifat bahan karapas BDV / mm karena hal ini mempromosikan pelepasan parsial, prekursor awal BDV.

Jadi dapatkan generator biaya gesekan dan buat beberapa tutup film kecil atau kisaran mika topi kecil xxx pF untuk mengisi daya hingga 1kV kemudian uji pada kayu lembab dengan ukuran yang sama dengan fly body. Jika busur bekerja ~ 1mm maka amati respons dan sesuaikan C atau V untuk menyempurnakan gaya tusuk gigi dan kepala jarum elektroda untuk diterapkan ke samping untuk melihat apakah ia mencoba berputar dengan arus impuls dalam 1 us. Penginderaan saat ini R dapat digunakan secara seri dengan probe 10: 1 melintasi 1kV dengan nilai R dengan 0,1 ohm tetapi ground dan tip probe harus dilepas dan disambungkan langsung ke probe tip dan barrel. Kalau tidak, itu akan berdering buruk.

Nah, itu yang akan saya lakukan. Proses pengisian daya dapat dilakukan dengan aman bersama penasihat teknologi.

Kalau tidak, dapatkan karpet Nilon non-ESD bukti dan sepatu Neoprene dan lakukan dengan cara kuno. ha ha ha. Jangan lupakan kepala jarum dan minyak yang sesuai.

Saya membayangkan sesuatu seperti ini untuk "generator RF":

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

Saya membuatnya dengan sakelar yang dikontrol-tegangan sebagai pengganti celah-percikan, jadi ini bisa disimulasikan di CircuitLab untuk Anda. Jika Anda membuka sirkuit, klik [Simulasi], lalu [Domain-Waktu]. Tetapkan Waktu Mulai ke 113.2n, Waktu Berakhir ke 113.7n dan Waktu Langkah ke 3p, itu akan menunjukkan kepada Anda beberapa perkiraan bentuk gelombang keluaran ... banyak paku dengan jarak tidak merata (menimbulkan ton harmonisa), diikuti oleh teredamnya harmonik), diikuti oleh teredam gelombang sinus sekitar 8GHz.

Jika Anda memasang feed dari antena ilustrasi untuk Waveguide feedpoint, maka setiap lalat buah (atau mungkin setiap serangga kecil) ditempatkan di dalam setiap bagian dari qaveguide harus cukup mudah untuk dosis dengan jumlah mematikan paparan RF, IMHO!

CATATAN:

• Sinyal clock 5MHz dipilih agak sewenang-wenang, frekuensi lain dapat digunakan, Anda hanya perlu menyesuaikan gulungan pada trafo flyback dengan tepat.
• D3 dan R1 keduanya untuk perlindungan sumber clock (mensimulasikan beberapa umpan balik yang agak tidak ramah di sana tanpa mereka).
• D1 dan D2 mengubah transformator menjadi tipe "flyback", yang tampaknya merupakan metode yang paling tepat untuk tegangan seperti ini bagi saya untuk rangkaian ini.

Saya ragu Anda dapat langsung membuat 'serangan jantung' dalam struktur itu karena beberapa alasan:

1. Strukturnya mungkin terlalu kecil untuk mempertahankan aritmia, dengan anggapan sel-selnya secara samar seperti otot jantung mamalia. Fibrilasi ventrikel tergantung pada otot jantung yang meresirkulasi gelombang depolarisasi. Struktur itu sangat kecil sehingga tidak mungkin untuk membuat gelombang masuk kembali.
2. Jaringan merespons kerapatan arus. Itulah yang menyebabkan depolarisasi otot dan juga pemanasan jaringan. Akan sangat sulit untuk mendapatkan gradien tinggi di otot jantung untuk menyebabkan depolarisasi tanpa mendapatkan gradien tinggi di mana-mana dan memasak lalat. Artinya, akan sulit untuk mendapatkan perbedaan besar dalam gradien untuk mempertahankan lalat dan mempengaruhi jantung.

Tahukah Anda apa mekanisme spesifik 'serangan jantung' untuk proses saat ini? Akan sangat membantu untuk mengetahui apakah Anda menciptakan aritmia atau membakar otot.

Yang mengatakan, Anda mungkin berhasil menerapkan elektroda-mikro sangat dekat dengan sel yang bertanggung jawab untuk memulai kontraksi, jika itu yang dimiliki lalat buah. Pengembalian elektroda perlu memiliki luas permukaan yang tinggi sehingga kerapatan arus berkurang dengan cepat dengan jarak dari elektroda kecil. Cairan konduktif mungkin merupakan pilihan yang baik. Dalam pengaturan semacam itu Anda dapat membatasi zona yang diauterisasi.

Dalam hati manusia, simpul sinoatrial adalah sekelompok kecil sel yang menginisiasi setiap detak jantung. Jika lalat buah memiliki struktur yang sama maka arus yang diterapkan sangat dekat dengannya untuk membakar sel-sel tersebut dapat menghentikan aksi jantung tanpa terlalu banyak kerusakan pada jaringan lain. (Mamalia sebenarnya memiliki hierarki sel alat pacu jantung yang secara progresif akan mengambil alih jika sel-sel 'rantai atas' gagal. Saya kira lalat buah tidak memiliki kecanggihan semacam itu.)

Dalam hal apa pun, Anda harus merencanakan beberapa lalat matang saat Anda mengerjakan perinciannya. Semoga berhasil!