功率放大器在體外構(gòu)建工程化心肌組織研究中的應(yīng)用

時(shí)間：2023-01-13作者：西安安泰電子科技有限公司瀏覽：314

實(shí)驗(yàn)名稱：多功能明膠復(fù)合水凝膠的制備及體外構(gòu)建工程化心肌組織的研究

研究方向：生物醫(yī)學(xué)

測(cè)試目的：

制備一種基于GelMA的三維各向異性的電磁功能復(fù)合水凝膠支架（GelMA-PDA-rGO-Fe3O4），由Fe3O4納米顆粒修飾的PDA-rGO（PDA-rGO-Fe3O4）電磁雙功能納米復(fù)合物在直流磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下定向固化。2D和3D細(xì)胞培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，*特的各向異性結(jié)構(gòu)有利于表面心肌細(xì)胞的定向生長(zhǎng)和搏動(dòng)。由于該復(fù)合水凝膠同時(shí)具有導(dǎo)電性和磁性，所以進(jìn)行直流磁場(chǎng)和交流磁場(chǎng)磁刺激研究。結(jié)果表明交流磁場(chǎng)刺激和電刺激一樣也能促進(jìn)細(xì)胞骨架結(jié)構(gòu)發(fā)育完整、提高心肌細(xì)胞的搏動(dòng)速率和頻率，以及上調(diào)心肌特異性蛋白和成熟相關(guān)基因的表達(dá)?；贕elMA-PDA-rGO-Fe3O4構(gòu)建的ECT在長(zhǎng)時(shí)間培養(yǎng)中表現(xiàn)出類似蝴蝶飛行的搏動(dòng)行為，可以作為可視化藥物篩選的生物驅(qū)動(dòng)器。總的來(lái)說(shuō)，多功能PDA-rGO-Fe3O4復(fù)合水凝膠將是一種優(yōu)異的支架材料，在心肌修復(fù)、藥物篩選和模型等領(lǐng)域中有潛在的應(yīng)用。

測(cè)試設(shè)備：ATA-304功率放大器、信號(hào)發(fā)生器、helmholtz線圈、載有細(xì)胞的孔板、水凝膠支架。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

實(shí)驗(yàn)之前**行電磁功能PDA-rGO-Fe3O4納米復(fù)合物的制備和各向異性的GelMA-PDA-rGO-Fe304電磁復(fù)合水凝膠的制備，然后進(jìn)行心肌細(xì)胞的提取與2D、3D接種和培養(yǎng)。再進(jìn)行心肌細(xì)胞的電刺激和磁刺激處理。

圖：靜態(tài)磁場(chǎng)發(fā)生裝置實(shí)物圖

1、直流磁場(chǎng)刺激

心肌細(xì)胞的直流磁場(chǎng)刺激處理是在直流磁場(chǎng)發(fā)生裝置中進(jìn)行的，裝置示意圖如上述圖4.1所示。將載有細(xì)胞的孔板放置于均勻磁場(chǎng)范圍內(nèi)，當(dāng)直流電流為0.87A時(shí)，產(chǎn)生的直流磁場(chǎng)強(qiáng)度為1.47mT，和理論值1.5mT基本一致。

2、交流磁場(chǎng)刺激

顧名思義，心肌細(xì)胞的交流磁場(chǎng)刺激處理是在交流磁場(chǎng)發(fā)生裝置中進(jìn)行的，交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置示意圖如圖4.2所示。與直流磁場(chǎng)發(fā)生裝置不同的是，交變磁場(chǎng)是通過(guò)信號(hào)發(fā)生器和功率放大器兩者聯(lián)合輸出放大后的正弦波電流，驅(qū)動(dòng)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。當(dāng)施加的正弦波頻率為5Hz，電流為1A時(shí)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為1mT左右。心肌細(xì)胞先靜態(tài)培養(yǎng)3天，再放置到均勻的交變磁場(chǎng)中，連續(xù)持續(xù)刺激5天。撤去磁場(chǎng)后再繼續(xù)靜態(tài)培養(yǎng)7天。無(wú)磁場(chǎng)刺激的實(shí)驗(yàn)組作為陽(yáng)性對(duì)照，GelMA-Fe3O4作為其中陰性對(duì)照。

圖：交變磁場(chǎng)發(fā)生裝置示意圖

3、施加交變磁刺激對(duì)心肌細(xì)胞的功能影響

利用GelMA-PDA-rGO-Fe3O4磁性復(fù)合水凝膠結(jié)合外部磁刺激來(lái)構(gòu)建成熟的ECT，用于以后心臟貼片和藥物篩選的研究。

圖4.17：用于心肌細(xì)胞磁刺激的交變磁場(chǎng)刺激裝置。（A）促進(jìn)心肌細(xì)胞成熟的磁刺激方案。（B）磁刺激裝置示意圖，該裝置包括helmholtz線圈、信號(hào)發(fā)生器和功率放大器。磁刺激且培養(yǎng)到15天，各組心肌細(xì)胞（C）在兩幀之間以紅色運(yùn)動(dòng)矢量表示的細(xì)胞收縮矢量圖和（D）相應(yīng)的搏動(dòng)信號(hào)記錄曲線。標(biāo)尺：500μm。各組相應(yīng)的（E）自發(fā)搏動(dòng)頻率和（F）搏動(dòng)速率統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)。*p<0.05和**p<0.01。

如圖4.17A所示，將新生大鼠心肌細(xì)胞接種到水凝膠支架上，先靜態(tài)培養(yǎng)3天，然后放置于交變磁場(chǎng)裝置中（磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T，圖4.17B）持續(xù)刺激5天，在第8天時(shí)撤去磁場(chǎng)，再靜態(tài)培養(yǎng)一周，總計(jì)15天。圖4.17C和4.17D展示了刺激組和對(duì)照組心肌細(xì)胞培養(yǎng)*15天時(shí)的搏動(dòng)行為由于各向異性GelMA-PDA-rGO-Fe3O4復(fù)合水凝膠支架易于對(duì)稱性折疊，因此其表面的心肌細(xì)胞以相同的方向同步收縮；而GeMA組和各向同性復(fù)合組上的心肌細(xì)胞由于支架材料呈現(xiàn)非對(duì)稱性折疊，因此其表面的心肌細(xì)胞以任意的方向同步跳動(dòng)。此外，刺激復(fù)合組（各向異性和各向同性復(fù)合組）中的平均搏動(dòng)頻率（BPM）和靜態(tài)培養(yǎng)第8天一樣，均**GelMA刺激組。如圖4.17E所示，各組的平均BPM分別為44±2（GelMA組）、60±3（各向同性復(fù)合組）和76±4（各向異性復(fù)合組），與培養(yǎng)第8天的平均BPM值基本一致，說(shuō)明磁刺激對(duì)于心肌細(xì)胞的搏動(dòng)頻率影響較小。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

經(jīng)過(guò)磁刺激和長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)，各組心肌細(xì)胞的搏動(dòng)速率均顯著增加，達(dá)到了mm/s，因此肉眼可見(jiàn)生成的心肌組織自發(fā)地搏動(dòng)。如圖4.17D和4.17F所示，定量的收縮速率（GelMA組、各向同性組和各向異性組分別為4.070.18mm/s9.48+0.46mm/s和12.40+0.63mm/s）和舒張速率（GelMA、各向同性組和各向異性組分別為2.36+0.11mm/s，3.27+0.16mm/s和11.970.62m/s）。因此，我們的結(jié)果表明由PDA-rGO-Fe304納米復(fù)合物引起的支架3D各向異性結(jié)構(gòu)和磁場(chǎng)刺激的協(xié)同效應(yīng)，促進(jìn)了心肌細(xì)胞AP的快速傳遞和心肌細(xì)胞間地電耦合，驅(qū)動(dòng)生成成熟的ECTS。

安泰ATA-304功率放大器：

圖：ATA-304功率放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。

本文實(shí)驗(yàn)案例參考自知網(wǎng)論文《多功能明膠復(fù)合水凝膠的制備及體外構(gòu)建工程化心肌組織的研究》


西安安泰電子科技有限公司專注于高壓放大器,功率放大器,射頻功率放大器,電壓放大器,功率放大器模塊,功率信號(hào)源,高精度電流源,高精度電壓源等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 一文了解高壓放大器的應(yīng)用

  高壓放大器是一種能夠?qū)⒌蛪盒盘?hào)放大到高電壓信號(hào)的設(shè)備或電路。它在許多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用。以下是一些常見(jiàn)的高壓放大器的應(yīng)用領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室和科學(xué)研究：高壓放大器在實(shí)驗(yàn)室研究和科學(xué)領(lǐng)域中扮演著重要的角色。例如，在物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域的研究中，常需要將低幅值信號(hào)放大到較高的電壓水平以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和測(cè)量。高壓放大器可以提供高線性度和高增益的放大功能，滿足實(shí)驗(yàn)和研究需要。醫(yī)學(xué)成像：在醫(yī)學(xué)成像中，高壓放大器用

• 前置微小在醫(yī)療中的應(yīng)用有哪些

  前置微小在醫(yī)療領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。它們是一種專門設(shè)計(jì)用于放大微弱信號(hào)的放大器，可以提升信號(hào)的強(qiáng)度和質(zhì)量，從而幫助醫(yī)生進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷和。以下是前置微小在醫(yī)療中的幾個(gè)主要應(yīng)用。前置微小常用于心電圖設(shè)備中。心電圖是一種通過(guò)記錄心臟電活動(dòng)來(lái)評(píng)估心臟功能的常見(jiàn)檢測(cè)方法。心電信號(hào)非常微弱，放大器可將其放大到足夠的幅度以進(jìn)行分析。前置微小不僅可以提高信號(hào)的振幅，還可以減少

• 飛機(jī)導(dǎo)通絕緣線束測(cè)試儀怎么用？安泰ATX-3000線束測(cè)試儀

  對(duì)于飛機(jī)電氣線束系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在其生產(chǎn)檢修過(guò)程中都需要對(duì)其線束參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，線束導(dǎo)通檢測(cè)是保證線束質(zhì)量和可靠性的較基本的檢驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)導(dǎo)通檢測(cè)可剔除斷路、短路、誤配線等早期失效產(chǎn)品。Aigtek線束測(cè)試儀前期采用較多的是高精度萬(wàn)用表，采用大量的測(cè)試線纜，導(dǎo)致效率低、成本高、兼容性差等一系列問(wèn)題。今天給大家介紹一款專為線束測(cè)試打造的--Aigtek線束測(cè)試儀產(chǎn)品。ATX-3000系列是臺(tái)式線束測(cè)試儀，專

• 高壓放大器的參數(shù)特點(diǎn)與應(yīng)用

  高壓放大器是一種電子設(shè)備，它能夠?qū)⒌碗妷盒盘?hào)放大到高電壓輸出。這種設(shè)備具有許多重要的參數(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用，下面安泰電子就為您詳細(xì)介紹一下。圖：ATA-7000系列高壓放大器高壓放大器參數(shù)特點(diǎn)介紹：(1)功率：高壓放大器的功率通常在幾瓦至數(shù)十瓦之間。功率越高，輸出電壓就越大。(2)工作頻率：高壓放大器的工作頻率范圍廣泛，一般從幾千Hz到數(shù)百kHz。不同的應(yīng)用需要不同的工作頻率。(3)增益：高壓放大器的增益