磁性纳米靶向加热装置

论文摘要

神经细胞中的TRPV1通道蛋白质性质研究逐渐成为近几年的热点,其中TRPV1通道对温度刺激有很强的响应能力。然而单纯的进行大范围的热刺激并不能达到理想的效果,因为TRPV1通道在神经细胞的细胞膜上分布并不集中,如果能对神经细胞的TRPV1蛋白通道进行靶向性温度刺激,再利用钙成像显微镜进行观察,可以观测到比较明显的现象。利用磁性纳米粒子可以作为热刺激介质在高频交变磁场下对神经细胞进行温度刺激,这种研究称为细胞的磁热遗传学的研究。本文介绍了细胞膜的局部加热装置-磁纳米靶向加热装置,在文中介绍磁纳米在高频交变磁场加热方法的基本原理和特点,综述了磁纳米加热设备的研究现状。高频交变磁场发生装置的研制对于TRPV1蛋白进行磁纳米靶向加热是很关键的。首先是通过对高频磁场的理论进行分析和计算,以及磁场测量的方法进行分析。参考国内外磁纳米加热装置设计范例,提出能应用于细胞磁纳米靶向加热装置设计方案。设计工作可以分为PC端控制界面、硬件电路部分、高频磁场发生线圈、线圈散热装置四个部分。在这四部分设计过程中详细叙述了磁纳米靶向加热装置的各个特点,以及在设计过程中出现的问题进行分析,并给出了具体的解决方案。在装置完成后需要对磁感应强度进行测量,并对测量的磁感应强度进行分析,进而对测量的数据与理论计算结果进行比较。磁场强度的大小与电流关系为正比关系。利用磁性纳米靶向加热装置对磁性纳米颗粒的进行加热实验,并对加热结果进行分析。磁性纳米靶向加热装置研制可以应用于神经细胞靶向加热实验,并且装置的体积比较小,也为磁热装置后续的小型化设计提供参考依据。磁性纳米靶向加热装置的在一定程度填补频率在400kHz以上的磁纳米加热装置的空白,这些工作为进一步开发应用于动物实验的装置提供了参考,同时也为研究磁性纳米材料提供必要的设备装置。

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摘要

ABSTRACT

第1章绪论

1.1 磁性纳米靶向加热技术概述

1.2 磁性纳米磁热效应机理

1.3 磁性纳米靶向加热装置发展和研究现状

1.4 本课题的研究目的和研究内容

第2章高频磁场设计原理

2.1 电磁场的基本理论

2.2 电磁场理论及基本方程

2.3 高频磁场线圈磁路的计算

2.4 交变磁场测量原理

2.5 谐振电路分析及设计

2.5.1 串联谐振电路分析

2.5.2 并联谐振电路分析

2.6 磁场线圈材质及参数的选择

第3章 DDS信号发生器

3.1 DDS的基本结构与工作原理

3.1.1 DDS的基本结构

3.1.2 DDS工作原理

3.2 DDS设计方案

3.2.1 DDS信号发生器方案的设计

3.2.2 DDS信号发生器系统功能分析

3.2.3 核心器件选择

3.3 DDS硬件电路设计

3.3.1 USB转串口模块

3.3.2 主控电路模块

3.3.3 信号发生模块电路

3.3.4 电源稳压电路

3.3.5 滤波电路

3.4 下位机程序设计

3.5 上位机程序设计

第4章功率放大器设计

4.1 A类功率放大器

4.2 B类功率放大器

4.3 C类功率放大器

4.4 D类功率放大器

4.5 AB类功率放大器

4.6 AB类功率放大器分析与设计

4.6.1 差分放大输入放大级

4.6.2 电压放大级

4.6.3 单位增益放大级

第5章实验结果

5.1 硬件电路部分信号测试

5.2 磁场强度测试

5.3 磁性纳米颗粒温度测试

第6章总结与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间参加的科研项目和成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 许飞祥

导师: 胡正珲

关键词: 磁遗传,磁性纳米,高频磁场,磁场强度

来源: 浙江工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 浙江工业大学

分类号: Q2-33

总页数: 61

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磁性纳米靶向加热装置

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