高電壓功率放大器基于超聲生物效應的裝置研究應用

　　實驗名稱：高壓放大器基于超聲生物效應的裝置及動植物的早期發(fā)育應用初步研究

　　實驗目的：借助超聲刺激細胞的生物學機制，設計并制作出一種能夠應用于一般生物實驗室，能實現對不同頻率、功率、作用時間和占空比等參數進行調節(jié)的超聲細胞生長裝置。本裝置在設計之初就兼顧了水溫控制、循環(huán)水泵流速控制、換能器排列與驅動、裝置顯示界面設計及裝置封裝等工藝。

　　實驗裝備：超聲波換能器，水域槽，培養(yǎng)皿，信號發(fā)生器，高壓放大器，超聲控制裝置等。

　　實驗過程：本裝置先由信號發(fā)生器發(fā)出一個特定頻率（換能器中心頻率附近）的正弦（或方波）信號，該頻率信號經過功率放大器后經過阻抗匹配器，使輸出阻抗與換能器相符以達到最大輸出功率，驅動換能器將電信號轉化為機械振動，使其產生超聲波并作用于細胞培養(yǎng)板中，刺激細胞。超聲細胞刺激裝置結構示意圖如圖所示。

　　超聲波刺激裝置結構示意圖

　　超聲細胞刺激系統(tǒng)共包括冷卻箱、水浴箱控制裝置和超聲刺激驅動系統(tǒng)三部分。超聲細胞刺激系統(tǒng)如圖所示。由信號發(fā)生器產生與換能器頻率匹配的具有特定激勵電壓的正弦波信號，該信號傳輸到高壓放大器產生實驗所需的超聲電功率，并最終驅動換能器產生超聲波作用于細胞。水浴槽用于承載細胞培養(yǎng)板，同時進行水域環(huán)境溫度監(jiān)測，通過溫度設置按鈕調節(jié)水浴槽實驗設定溫度，水泵調節(jié)功能用于控制流速實現水溫穩(wěn)定，頻率調節(jié)功能則用于不同超聲波換能器的切換。

　　實驗結果：

　　無論動物實驗還是植物實驗，均可說明本課題設計的超聲裝置能夠有效加速細胞增殖，促進細胞生長，具有較好的刺激作用。該裝置可在一般實驗室實驗研究，用于農業(yè)種子培育，醫(yī)療和生物行業(yè)的細胞培養(yǎng)等。

　　Aigtek高壓放大器參數指標：

　　本實驗案例參考至知網論文參考至《基于超聲生物效應的裝置及動植物的早期發(fā)育應用初步研究》