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，培養皿，信號發生器，高壓放大器，超聲控制裝置等。

實驗過程：本裝置先由信號發生器發出一個特定頻率（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

超聲細胞刺激系統共包括冷卻箱、水浴箱控制裝置和超聲刺激驅動系統三部分。超聲細胞刺激系統如圖 所示。由信號發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板，同時進行水域環境溫度監測，通過溫度設置按鈕調節水浴槽實驗設定溫度，水泵調節功能用于控制流速實現水溫穩定，頻率調節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，用于農業種子培育，醫療和生物行業的細胞培養等。

Aigtek功率放大器參數指標：

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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育應用初步研究》

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