高电压功率放大器基于超声生物效应的装置研究应用

实验名称：高压放大器基于超声生物效应的装置及动植物的早期发育应用初步研究

实验目的：借助超声刺激细胞的生物学机制，设计并制作出一种能够应用于一般生物实验室，能实现对不同频率、功率、作用时间和占空比等参数进行调节的超声细胞生长装置。本装置在设计之初就兼顾了水温控制、循环水泵流速控制、换能器排列与驱动、装置显示界面设计及装置封装等工艺。

实验装备：超声波换能器，水域槽，培养皿，信号发生器，高压放大器，超声控制装置等。

实验过程：本装置先由信号发生器发出一个特定频率（换能器中心频率附近）的正弦（或方波）信号，该频率信号经过功率放大器后经过阻抗匹配器，使输出阻抗与换能器相符以达到最大输出功率，驱动换能器将电信号转化为机械振动，使其产生超声波并作用于细胞培养板中，刺激细胞。超声细胞刺激装置结构示意图如图所示。

超声波刺激装置结构示意图

超声细胞刺激系统共包括冷却箱、水浴箱控制装置和超声刺激驱动系统三部分。超声细胞刺激系统如图所示。由信号发生器产生与换能器频率匹配的具有特定激励电压的正弦波信号，该信号传输到高压放大器产生实验所需的超声电功率，并最终驱动换能器产生超声波作用于细胞。水浴槽用于承载细胞培养板，同时进行水域环境温度监测，通过温度设置按钮调节水浴槽实验设定温度，水泵调节功能用于控制流速实现水温稳定，频率调节功能则用于不同超声波换能器的切换。

实验结果：

无论动物实验还是植物实验，均可说明本课题设计的超声装置能够有效加速细胞增殖，促进细胞生长，具有较好的刺激作用。该装置可在一般实验室实验研究，用于农业种子培育，医疗和生物行业的细胞培养等。

Aigtek高压放大器参数指标：

本实验案例参考至知网论文参考至《基于超声生物效应的装置及动植物的早期发育应用初步研究》

审核编辑 黄昊宇