脉冲电场致细胞膜电穿孔的机理分析

从膜分子的角度,采用昂沙格有效电场分析外加脉冲电场作用对膜分子电势能和运动状态的影响,对脉冲电场致细胞膜电穿孔的机理做出解释.     

高压电脉冲灭菌理论的研究进展

通过精确地控制脉冲电场强度和改变脉冲电场对微生物细胞膜处理时间，使得微生物的细胞膜被不可逆地破坏，从而达到微生物致死目的。高压脉冲电场灭菌与传统的巴氏灭菌相比具有：传递快速、均匀、处理时间短、产热少等优点，可以最大程度地减少对食品中营养素的破坏，是一种颇具发展前景的非热力学灭菌方法。文中就国内外对脉冲电场的灭菌机理和目前所形成的3种具有代表性的观点及此灭菌方法的前景等方面的研究进展，做一综述。     

高压脉冲放电技术处理反渗透浓水的实验研究

采用高压脉冲电场对污水处理厂深度处理过程产生的反渗透浓水进行了处理,探究其分解浓水中难降解有机物的优化方案.实验结果表明,在脉冲电场作用方式为气相放电,电极距离液面为4 mm的条件下,脉冲电场处理反渗透浓水的优化工艺条件为:脉冲频率为3 Hz,脉冲电压为10 000 V,脉冲处理时间为120 s.对处理效果影响最大的是脉冲电压,脉冲处理时间次之,脉冲频率对处理效果的影响最小.     

脉冲电场对人豆分离蛋白溶液表面性质的影响

为了探讨高强脉冲电场（PEF）对大豆分离蛋白（SPI）溶液分散体系稳定性的影响，研究了高强脉冲电场对大豆分离蛋白溶液ξ电位、氨基酸种类和表面张力的影响．结果表明：随着脉冲场强的不断增强，10mg／L及20mg／L的SPI溶液的ξ电位绝对值呈现先增大后减小的趋势，前者的ξ电位值在场强为10kV／cm时为-27．60mV（其绝对值达到最大），后者的则在场强为20kV／cm时为-32．57mV（其绝对值达到最大），此规律与SPI溶液中带负电荷氨基酸与带正电荷氨基酸的差值的变化规律基本一致；SPI溶液的表面张力随着脉冲场强的增强先增加，而后经历一个相对稳定的阶段，在较高场强下（25～35kV／cm）又有所降低．这说明脉冲电场处理对SPI溶液的作用机理在于：高强脉冲电场处理影响了氨基酸的极性和电负性，进而影响了蛋白质分子间的相互作用，从而影响到ξ电位和溶液稳定性．     

高精度高压脉冲电源原理与实验研究

在脉冲电场非热效应应用中，高精度高压脉冲电源是关键技术之一。利用大功率开关器件(IGBT)配合脉冲升压变压器可以得到高精度高压脉冲电源。该电源通过复杂可编程逻辑器件(CPLD)来产生脉冲触发信号，经大功率IGBT专用驱动模块驱动，可以实现脉冲电压在0～10kV，脉冲频率在10Hz～5kHz，脉冲宽度在2～30μs以及脉冲个数在1～100内的精确控制，并可实现脉冲宽度以1μs为步长增减，可以满足脉冲电场非热效应应用的参数要求。     

外电场下热脉冲法测量聚丙烯薄膜中空间电荷

在传统热脉冲法基础上改进测量回路,实现热脉冲法在外加电场下对固体薄膜电介质中空间电荷分布的测量,在此基础上,提出了数据校正的简便方法.以商用电容器聚丙烯薄膜为例,介绍在外加电场下测量聚丙烯薄膜内部空间电荷分布随时间的变化,展示了空间电荷在聚丙烯薄膜中动态的变化趋势.通过比较不同温度情况下聚丙烯薄膜内部电场分布,分析影响空间电荷积累的两个主要因素：温度、时间,说明在外加电场下热脉冲法测量聚丙烯薄膜内部空间电荷分布简明快速有效.     

GTEM室频域校准系统及其不确定度评定

研究了脉冲电场的频域校准方法并对其不确定度进行了评定,针对脉冲电场的校准需求,以三维脉冲传感器为例,建立了一套基于GTEM室的频域校准系统,通过仿真和实验,对GTEM室产生标准电场的不确定度以及传感器和标准电场之间相互影响的不确定度进行了分析,通过不确定度合成,得出了在置信概率>95%时,校准的总不确定度为4.45%.在此基础上对三维脉冲电场进行了频域校准,校准结果表明,传感器在10 MHz~1 GHz内有着比较平坦的幅频响应.本文的研究对于分析电场传感器的频域校准有一定的参考意义.      

高压脉冲电场的抑菌特性

:高压脉冲电场技术是近年来发展起来的一项很有前景的技术 ,它具有传递均匀、处理时间短、产热少、对食品风味和营养特性影响小等特点 ,能克服食品加热处理或化学单元操作带来的不良影响。综述了高压脉冲电场 (HPEF)产生机理及对微生物的作用特性     

脉冲电场对海水中悬浮颗粒物沉降效率的影响

用反渗透法对海水进行淡化处理时，海水中悬浮颗粒物会对反渗透膜造成污染，进而损伤膜元件．针对这一问题，设计了电脉冲处理实验装置，研究了海水中悬浮颗粒物在脉冲电场作用下的沉降效率，并对其影响机理进行了初步探讨．正交实验结果表明：影响海水中悬浮颗粒物沉降效率的因素主次顺序依次为脉冲电压、脉冲时间、脉冲处理次数和脉冲频率；且在各因素较佳的水平条件下，沉降效率可达86．4％，比未施加脉冲电场时提高近30％．TEM分析结果表明：在脉冲电场的作用下，海水中难沉降的带电荷悬浮颗粒物重新分布其所带电荷并导致偶极化，从而促进了颗粒物之间的凝聚．     

低频宽脉冲电场作用下钢筋笼结构的时域峰值屏蔽效能

针对低频宽脉冲电场的高能量电磁环境，研究了防护工程中钢筋笼结构的时域耦合响应和峰值屏蔽效能规律，为地面核爆辐射区域敏感电子设备的正常运行提供有效参考。采用多组不同上升沿的宽脉冲模拟激励源，结合频域矩量法和Fourier逆变换，给出了有效且计算耗时较短的宽脉冲时域耦合计算方案，并对10种不同结构的钢筋笼在不同脉冲辐射下的瞬态耦合响应进行了计算。分析了时域峰值屏蔽效能的规律，并给出了实验测量结果进行验证，为难以开展的钢筋笼屏蔽实验提供了有效和简单的计算方案，同时，给出了部分钢筋笼的电场时域峰值屏蔽效能。结果表明，相比增加钢筋直径和钢筋笼大小，增加钢筋笼的层数和减小钢筋网孔的尺寸可以更加有效地防止低频宽脉冲电场耦合进入钢筋笼内部；另外，钢筋笼内部的时域响应较为均匀，达到了区域性的有效电场电磁防护。     

两种冻结食品在电场作用下的解冻试验探讨

利用冰解冻的高压脉冲电场的试验基础,进一步以试验方式研究了在一定电场和脉冲频率下对冻豆腐和肉丁两种食品的解冻过程.结果发现,与冰的加速作用相似,高压脉冲电场对两种冻结食品的解冻具有加速作用.试验因素中以电场强度的影响比较明显,E=0～28kV/m的电场强度越大,解冻加速作用越明显,食品失水量、表面和截面形态也有明显变化,但是3种电场脉冲频率(7,10,20kHz)的影响却不明显.     

高压脉冲电场对普洱茶中微生物的选择性灭活

 选用了云南主要产茶区具有一定代表的8种普洱熟茶作为样品,检测其中的霉菌、细菌总数及细菌代谢产生的蛋白酶.检测表明,8种茶样中存在大量的霉菌,包括优势菌群黑曲霉,茶样中的细菌总数均超标并且茶叶中存在非致病性但影响茶叶品质的枯草芽孢杆菌.选用3组高压脉冲电场对上述8种茶样进行处理,结果表明高压脉冲电场对细菌及蛋白酶有高效的杀菌钝酶作用,但对霉菌及黑曲霉没有影响.试验结果与高压脉冲电场的电穿孔理论一致,验证了高压脉冲电场促进生物体生命活性的正效应和抑制其生命活性的副效应两方面的相关理论.     

高强度皮秒电场脉冲无创治疗肿瘤天线设计

高强度电场脉冲的脉宽从纳秒级减小到亚纳秒级甚至皮秒级宽度,将使得电场脉冲对生物体结构和功能的影响研究进入新的领域。根据椭球的几何特性,提出一种由椭球面反射器和单圆锥辐射器组成的冲激脉冲辐射聚焦天线,天线可以把高强度皮秒级电场脉冲无创伤地传输至浅层生物组织处。通过高强度电场脉冲的作用来诱导肿瘤细胞凋亡并起到杀伤作用,从而实现肿瘤的无创治疗。仿真结果表明超短时电场脉冲在靶点位置能形成有效的聚焦,并具有很高的幅值,增益和电场方向图在频带内变化稳定,同时,天线性能指标电压驻波比小于2,反射损耗小于-10dB,满足超宽带时域天线的设计要求。     

脉冲电场对大豆分离蛋白溶液表面性质的影响

为了探讨高强脉冲电场(PEF)对大豆分离蛋白(SPI)溶液分散体系稳定性的影响,研究了高强脉冲电场对大豆分离蛋白溶液ξ电位、氨基酸种类和表面张力的影响.结果表明:随着脉冲场强的不断增强,10mg/L及20mg/L的SPI溶液的ξ电位绝对值呈现先增大后减小的趋势,前者的ξ电位值在场强为10kV/cm时为-27.60mV(其绝对值达到最大),后者的则在场强为20kV/cm时为-32.57mV(其绝对值达到最大),此规律与SPI溶液中带负电荷氨基酸与带正电荷氨基酸的差值的变化规律基本一致;SPI溶液的表面张力随着脉冲场强的增强先增加,而后经历一个相对稳定的阶段,在较高场强下(25～35kV/cm)又有所降低.这说明脉冲电场处理对SPI溶液的作用机理在于:高强脉冲电场处理影响了氨基酸的极性和电负性,进而影响了蛋白质分子间的相互作用,从而影响到ξ电位和溶液稳定性.     

高压脉冲电场杀菌技术在食品工业中的应用

高压脉冲电场杀菌技术用于食品杀菌具有能耗低 ,时间短、有效保存食品营养成分和天然色、香、味等特点 ,具有广阔的工业化应用前景 .对高压脉冲电场的灭菌机理 ,影响因素 ,能耗与经济效益 ,研究现状前景等问题做了探讨     

高压脉冲电场对反相离子对色谱中溶质保留行为影响的研究

设计出能同时引进纵向电场与横向电场的色谱柱和高压脉冲电路,以０．００２ｍｏｌ／Ｌ四丁铵盐－甲醇为流动相,研究了不同方向、不同大小的高压脉冲电场对反相离子对色谱中溶质保留行为的影响     

食品高压脉冲电场杀菌技术

高压脉冲电场(high-voltage pulsed electric field,HPEF)杀菌技术是目前国际上最热门的食品加工技术之一,本文介绍了高压脉冲电场杀菌技术的基本机理,杀菌装置,以及对该技术在食品加工中应用的介绍。     

利用高压脉冲电场加速冰解冻的试验研究

通过建立高压脉冲电场解冻装置,进行了冰的解冻试验.利用实验数据分析结果,揭示了在高压脉冲电场作用下对冰水相变的加速作用及其规律,并对此规律的机理进行了探讨.     

稳恒电流的二级电场

研究了稳恒电流的二级电场问题，根据这一研究提出了为保持电流的稳定性，导体中电流除产生磁场外，还必须产生径向电场，为计算这一径径向电场，引入了位移电荷的假定，推导出了位移电荷密度的表达公式，求得了与电流平方成正比的电流电场的势。     

电场参数对长白猪精子电穿孔效率影响的研究

用假阴道法采集长白猪精液，经电击缓冲液清洗、适当稀释后，用天津理工学院生产的基因脉冲导入仪。选择14组不同的电场参数对其进行电击处理，电击后的精子经扫描电子显微镜观察和光学显微镜观察；在扫描电镜下观察到电穿孔，在光镜下观察到台盼蓝进入精子的头部内．结果显示：弱电场能使精子电穿孔，不同电场参数处理的精子电穿孔效率不同，最佳的电穿孔条件为电压700V，电容6μF，脉冲个数6个，穿孔几率达到18．6％．