Електроекціонування плодової мухи за допомогою магнітної індукції


12

Ми електрично індукуємо інфаркти у фруктових мух, щоб перевірити вплив різних методів лікування на виживання. У нашій контрольній групі ми бачимо приблизно 50% виживання.

Я працюю з лабораторією, яка вивчає роботу серця у комах. Ми викликали зупинку серця за допомогою електродів, нанесених на зовнішню сторону плодової мухи. Це має багато проблем з цим, кріплення електродів є трудомістким, карапуз - досить хороший електричний ізолятор, і т.д.

Я новачок в лабораторії, і мене попросили переглянути ситуацію, щоб побачити, чи є у мене ідеї щодо того, як вони могли б покращити поводження з льотами та пропускну здатність. У мене з’явилася ідея, можливо, помістити Мух всередині соленоїда і спонукати Едді струми, щоб їх шокувати.

У мене дуже обмежений досвід створення електронних пристроїв, хоча я маю гідне бакалаврське розуміння фізики, включаючи електромагнетизм.

Я не знаю, з чого тут починати. Я подумав просто шукати соленоїди в Інтернеті чи, можливо, просто автомобільну котушку. Поклавши фруктову муху всередину маленької пластикової трубочки. Заклеюючи його в серцевину котушки після того, як котушка вже працює струмом від автомобільного акумулятора. А потім просто раптово відключіть клеми акумулятора і дайте магнітному полі згорнутися, щоб побачити, що відбувається з плодовою мухою.

Я би вважав це перемогою в цій точці, якби я міг просто показати, що ми можемо змусити плодову муху померти, не фактично її варити. Ми можемо систематично знижувати напруженість магнітного поля, яке ми руйнуємо, використовуючи менші напруги через котушку, поки ми не отримаємо те, що є нашою цільою, шоковим рівнем, який створює приблизно 50% виживання.

Буду вдячний за будь-яку пораду щодо того, як підійти до цього чи навіть критики щодо того, чи буде це спрацювати чи ні. Я є любителем електроніки, але насправді не робив стільки періоду, а лише деякі основні речі.


Це приклад фізичного принципу, про який я говорю, хоча проблема поза тим простішою, оскільки ми хочемо отримати єдиний руйнівний шок і не мати проблем з переносом.

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


2
Не впевнені в індукційному з’єднанні з плодовими мухами, але якщо ви могли б генерувати імпульс РФ в частотному діапазоні, коли середня довжина тіла плодової мухи була близько 1/2 довжини хвилі, ви можете зафіксувати їх за допомогою напруги, викликаної ВЧ. Я особисто бавився з конструкціями (ще не побудував жодних прототипів ... все ще розробляю частину відстеження) для відстрілу комарів із повітря за допомогою параболічно-відбивального радіочастотного діапазону близько 18 ГГц. Проблемою стає генерація надвисокої частоти для таких застосувань, хоча ... особливо з довжиною плодової мухи, яка ще в кілька разів коротша. : S
Robherc KV5ROB

2
У фруктових мух є серцева функція?
Trevor_G

1
@Trevor Технічно, так , у них є спинна судина, яка функціонує аналогічно серцю і часто його називають.
Robherc KV5ROB

2
Просто покажіть їм рахунок за все це дослідження .. що це повинно зробити ...
Trevor_G

1
Я вважаю, що мені слід зателефонувати SPCFF. Відредагуйте своє запитання та додайте свою діаграму.
StainlessSteelRat

Відповіді:


4

Електрокардіальні функції - це чиста хімічна потенціальна активність, що не має магнітного поля. Це тому, що матеріал є головним чином ізолятором, який визначає всі діелектрики, з деякою діелектричною постійною, ефективним серійним опором (ШОЕ), діелектричним постійним часом, який триває і, таким чином, вимагає певної енергії рівень для активації без пошкоджень.

ШОЕ відповідає за все тепло в конденсаторах, а також опіки шкіри від ШОЕ між електродами та серцевою функцією.

Таким чином, мета повинна бути мінімізувати ШОЕ, що забирає, можливо, в 1000 разів (здогадку) енергію на груди людини порівняно безпосередньо на серцевому м’язі в операції. Таким чином, ослаблення людини неминуче навіть з великими веслами та діелектричним мастилом з високим k. Аналогічна проблема буде існувати і для комах, і це зробить набагато важче за допомогою крихітної поверхні.

Занурення в діелектрик допомогло б сильно, але можливо заглушити комаху. Сплеск - це велика амплітуда, дуже швидко розпадається через низьку ШОЕ міжфазної іонізації та ШОЕ * Ceq. для еквівалентної ємності розрядного блоку і цілі, об'єднаних паралельно.

Бажаним рішенням є використання ємності накопичувача та напруги належного розміру, включаючи кабелі на 50pf / м для витої пари, але використовувати більш високу напругу, що перевищить напругу пробою (BDV) карапузу .

Енергія в будь-якій ємності, включаючи модель 300pF людського пальця, є E = 1 / 2CV ^ 2 в джоулях, фарадах і вольтах. Таким чином, палець в 10 кВ від нейлонового килима з неопреновим взуттям буде дугою 10 мм від тонкого дроту з 300pF або близько E = 1/2 300e-12 * 1e4 ^ 2 = 15 мДж

Вам може знадобитися лише 1кВ з 1мДж, щоб перевищити рівень BDV, запустити серцеву функцію або збій, і не робити смаженого білка.

Мікрохвильові імпульси не є такими ж, як ємнісний розряд, оскільки ємність накопичувача, як правило, занадто висока, щоб отримати достатньо високий BDV. Хоча мікрохвильова піч потужністю 1 кВт може генерувати 10 кВ, це занадто багато енергії.

Я підозрюю, що BDV комахи є, можливо, від 1 до 10 кВ / мм (здогадка), як волога деревина (не суха), але не слюда або каптон, які мають набагато більший кВ / мм. Я вважаю, що рівень рН визначатиме, швидше за все, властивості карапузового матеріалу BDV / мм, оскільки це сприяє частковому розряду, ранньому попереднику BDV.

Тож отримайте генератор заряду тертя і зробіть невелику кришку плівки або слюда з невеликих ковпачків xxx pF, щоб зарядити до 1 кВ, а потім протестуйте на вологому дереві такого ж розміру, що і корпус мухи. Якщо дуга працює ~ 1мм, то спостерігайте реакцію і регулюйте C або V, щоб тонко налаштувати зубочистку і голки електрода, щоб застосувати її до сторони, щоб побачити, чи намагається вона повернути з імпульсним струмом в 1 нас. Поточний сенс R може використовуватися послідовно із зондом 10: 1 через Rk 1 кВ з 0,1 Ом, але землю та наконечник зонда необхідно вийняти та підключити безпосередньо до наконечника та ствола зонда. Інакше він погано задзвонить.

Тепер це я би зробив. Процес зарядки можна було б здійснити безпечно з технічним консультантом.

В іншому випадку придбайте нейлоновий килим, не підтверджений ESD, та взуття з неопрену та зробіть це за старомодним способом. хахаха. Не забувайте голки голки та підходящу мастило.


Якщо я читаю правильно, ця відповідь описує більш ефективний спосіб вбивства плодових мух поодинці, те, як ОП заявило, що вони намагаються уникати (змушені застосовувати електричні удари для кожної комахи окремо). Згідно із запитанням, вони вже успішно виконували цю частину, але намагаються домогтися більшого підходу Адальфа Гітлера, щоб знищити велику кількість їх у "групових душах", використовуючи при цьому вбивство зупинки серця, спричинене електричним впливом. механізм.
Robherc KV5ROB

ти неправильно читаєш Енергія не має нічого спільного з напругою, яка необхідна для проходження через карапуз. Енергії можна регулювати шляхом точного управління ковпачка зберігання пФ , і , таким чином , 1 / 2CV ^ 2 і доводили до V трохи вище порога для BDV в той час як струм може обмежуватися з серії R.
Тоні Стюарт Sunnyskyguy EE75

Приблизно правильно. Ми б, мабуть, шокували індивідуально, але було б непогано не вибивати їх знеболюючим засобом, встановлювати їх та атакувати зонди окремо. Якби ми могли їх просто взяти. Покладіть їх у невелику поліетиленову трубку. Покладіть трубку в камеру, переверніть перемикач, а потім підрахуйте постраждалих і слідкуйте за тим, щоб час відновлення був би в 3 рази швидшим.
користувач146252

Також мене не здивує, якщо ми фізично завдаємо їм шкоди в процесі монтажу і даємо їм опіки на карапаках з високим опором, коли ми проходимо через них струмом. Це плутанини. Ми не дивимося на термічну стійкість до травм, ізоляційні властивості, зараження пошкодженим екзоскелетом або фізичну в'язкість при поводженні.
користувач146252

Якби у вас була 1-Ом серія R, підключена до кришки 100pF, зарядженої до 10 кВ, це була б невидима дуга, а потім обмежте струм до 10uA. Як це шкодить предмету? Потім відрегулюйте C, V, R відповідною площею електродів та мастилом, щоб зменшити mA / mm2, щоб зробити його ідеальним. Більша частина енергії через надмірно великий R буде скидатися в R, а не в карапуз. Тепер Get'er'dun.!
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

2

Я б передбачив щось подібне для "генератора РФ":

схематичний

імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab

Я зробив це за допомогою перемикача з керованим напругою замість іскрового розриву, тож це було б симулятором в CircuitLab для вас. Якщо ви відкриєте ланцюг, натисніть [Моделювання], а потім [Час-Домен]. Встановіть час початку 113,2n, час закінчення - 113,7n та Time Step - 3p, він покаже вам деяку оцінку форми вихідної хвилі ... лот нерівномірно розташованих шипів (породжуючи тонни гармонік) з подальшим затуханням синусова хвиля близько 8 ГГц.

Якщо ви приєднаєте подачу від зображеної антени до точки хвилеводу, то будь-які фруктові мухи (або, ймовірно, будь-які дрібні комахи), поміщені всередину будь-якої частини qaveguide, повинні бути досить легкими для дозування при летальній кількості випромінювання РФ, IMHO!

ПРИМІТКИ:

  • Сигнал тактової частоти 5 МГц був вибраний досить умовно, можна використовувати інші частоти, вам просто потрібно буде відповідним чином відрегулювати обмотки трансформатора.
  • D3 і R1 призначені для захисту джерела годинника (імітуючи деякі досить недружні відгуки там без них).
  • D1 і D2 перетворюють трансформатор на "відкатний" тип, який, здавалося, є найбільш підходящим методом для такого типу посилення напруги для цієї схеми.

Прокоментуйте, якщо ви вважаєте, що відповідь заслуговує на голосування. Немає нічого поганого, якщо ви не погоджуєтесь з відповіддю, але це лише конструктивно, якщо ви коментуєте, щоб дати причину, чому ви вважаєте, що це погана відповідь (ну, принаймні, для відповідей, які явно не порушують політику сайту). ... В іншому випадку, я припускаю, що ми просто повинні припустити, що першокласник був завзятим членом SPCFF;)
Robherc KV5ROB

0

Я сумніваюся, що ви можете безпосередньо створити "інфаркт" у цій структурі з кількох причин:

  1. Структура, ймовірно, занадто мала, щоб підтримувати аритмію, припускаючи, що клітини нечітко схожі на серцевий м'яз ссавців. Шлуночкова фібриляція залежить від рециркуляції хвилі деполяризації серцевого м’яза. Ця структура настільки мала, що навряд чи вдасться створити хвилю повторного вступу.
  2. Тканина реагує на щільність струму. Саме це викликає деполяризацію м’язів, а також нагрівання тканин. Було б дуже важко отримати високий градієнт серцевого м’яза, щоб викликати деполяризацію, не отримуючи повного градієнта скрізь і готуючи муху. Тобто буде важко отримати велику різницю в градієнтах, щоб зберегти муху і вплинути на серце.

Чи знаєте ви, який конкретний механізм "серцевого нападу" є для поточного процесу? Було б дуже корисно дізнатися, чи створюєте ви аритмію або приживлюєте м’язи.

Однак це може мати успіх у застосуванні мікроелектрода поблизу клітин, відповідальних за ініціювання стиснення, якщо саме це мають фруктові мухи. Зворотний електрод повинен мати високу площу поверхні, тому щільність струму швидко зменшується з відстанню від малого електрода. Провідна рідина може бути хорошим вибором. У такому режимі налаштування ви можете обмежити зону, яка призначається.

У серці людини синоатріальний вузол - це невелика згусток клітин, яка ініціює кожен серцебиття. Якщо фруктова муха має подібну структуру, то струм, що застосовується зовсім поруч з нею для припікання цих клітин, може зупинити серцеву дію без надто великого пошкодження інших тканин. (Ссавці насправді мають ієрархію клітин кардіостимулятора, яка буде прогресивно захоплюватися, якщо клітини "вгору по ланцюгу" провалюються. Я здогадуюсь, що фруктові мухи не мають такої витонченості.)

У будь-якому випадку, ви повинні планувати досить багато приготованих мух, поки ви розробляєте деталі. Удачі!


Ми це вже робимо за допомогою електричного струму, безпосередньо прикладаємо до хвоста. Це викликає фібриляцію, яка триває до декількох хвилин. що ми можемо виявити магнітну індукцію вже застосовували в стимуляції мозку людини, ссавців, м'язів, нервів та серця.
користувач146252
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.