磁気誘導を使用したミバエの感電死

ショウジョウバエの心臓発作を電気的に誘発して、生存に対するさまざまな治療の効果をテストしています。私たちは、対照群で約50％の生存回復率を狙っています。

私は昆虫の心臓機能を研究している研究室で働いています。ショウジョウバエの外側に電極を付けて心停止を引き起こしています。これには多くの問題があり、電極の取り付けは労働集約的であり、甲羅はかなり良い電気絶縁体です、など

私はこの研究室には初めていて、状況を調べて、フライ処理とスループットを改善する方法についてアイデアがあるかどうかを尋ねられました。Fliesをソレノイド内に入れ、渦電流を誘導してショックを与えるというアイデアを思いつきました。

私は、電磁気学を含む物理学についてかなりの学部レベルの理解を持っていますが、電子デバイスの構築の経験は非常に限られています。

ここからどこから始めればいいのか本当に分かりません。私はただオンラインでソレノイドを探しているのか、あるいは単に自動車のコイルを探しているのかと考えました。フルーツフライを小さなプラスチックチューブに入れます。コイルが車のバッテリーからすでに電流を流した後、コイルのコアに貼り付けます。そして、突然バッテリーの端子を切り離し、磁場を崩壊させて、ミバエに何が起こるかを確認します。

実際に調理せずにミバエを死に至らしめることができることを示すことができれば、この時点での勝利だと思います。ターゲットが何であるか、約50％の生存率が得られる衝撃レベルを得るまで、コイルの低電圧を使用して、崩壊する磁場強度を体系的に下げることができます。

これにアプローチする方法についてのアドバイスや、それが機能するかどうかについての批判に感謝します。私はエレクトロニクス愛好家ですが、基本的なことだけをそんなにたくさんやっているわけではありません。

これは、私が話している物理的原理の例です。ただし、単一の破壊的なショックが必要であり、移植性の問題がないため、アウトの問題はより単純です。

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心電図機能は、磁場のない純粋な化学ポテンシャル活動です。これは、材料が主にすべての誘電体を絶縁する絶縁体であり、誘電率、実効直列抵抗（ESR）、誘電率時間が一定のエネルギーを必要とするためですダメージなしでアクティブにするレベル。

ESRは、コンデンサー内のすべての熱と、電極と心機能の間のESRによる皮膚火傷の原因となります。

そのため、ESRを最小化することを目的とする必要があります。ESRは、手術で心筋に直接かかるエネルギーの約1000倍（推定）のエネルギーを消費します。したがって、大きなパドルと高k誘電体グリースを使用しても、人間では減衰は避けられません。同様の問題が昆虫についても存在し、小さな表面積によってはるかに困難になります。

誘電体に浸すことは大いに役立ちますが、おそらく昆虫をinsectれさせます。サージは高振幅で、界面イオン化とESR * Ceqの低ESRのために非常に高速に減衰します。放電ユニットとターゲットの等価容量を並列に組み合わせたもの。

望ましい解決策は、ツイストペアに50pf / m typのケーブルを含む適切なサイズのストレージキャパシタンスと電圧を使用し、甲皮の絶縁破壊電圧（BDV）を超えるより高い電圧を使用することです。

300pFの人間の指モデルを含む静電容量のエネルギーは、ジュール、ファラッド、ボルトでE = 1 / 2CV ^ 2です。したがって、ネオプレンの靴が付いたナイロンカーペットから10kVの指は、300pF程度の細いワイヤから10mmほど弧を描きます。E= 1/2 300e-12 * 1e4 ^ 2 = 15 mJ

BDVを超え、心機能または障害を引き起こし、揚げたタンパク質を作らないために必要なのは、1mJで1kVだけです。

マイクロ波パルスは、容量放電と同じではありません。十分な高BDVを得るには、蓄積容量が高すぎる傾向があるためです。1kWの電子レンジは10kVを生成できますが、エネルギーが大きすぎます。

昆虫のBDVはおそらく湿気のある木材（乾燥していない）のように1〜10 kV / mm（推定）ですが、はるかに高いkV / mmのマイカやカプトンではないようです。pHレベルがBDVの初期前駆物質である部分放電を促進するため、最も可能性の高いBDV / mm甲皮材料の特性を決定すると考えています。

摩擦帯電ジェネレーターを入手して、小さなフィルムキャップを作りますまたはマイカレンジの小さなキャップxxx pFを作成して1kVまで充電し、フライボディと同じサイズの湿った木材でテストします。アークが約1mm動作する場合は、応答を観察し、CまたはVを調整して、つまようじおよび電極針の頭部の力を微調整して側面に適用し、1 usのインパルス電流で回転しようとするかどうかを確認します。電流検出Rは、0.1kΩ定格Rで10：1のプローブと直列で使用できますが、プローブの接地とチップを取り外し、プローブのチップとバレルに直接配線する必要があります。そうでなければ、ひどく鳴ります。

今、それが私がすることです。充電プロセスは、何らかの技術アドバイザーと安全に行うことができます。

それ以外の場合は、ESDに耐性のないナイロンカーペットとネオプレンシューズを入手し、昔ながらの方法で行います。ハハハ。針の頭と適切なグリースを忘れないでください。

「RFジェネレータ」については、次のようなものを想定します。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

スパークギャップの代わりに電圧制御スイッチを使用して作成したため、CircuitLabでシミュレートできます。回路を開く場合は、[シミュレーション]、[時間領域]の順にクリックします。開始時間を113.2nに、終了時間を113.7nに、時間ステップを3pに設定すると、出力波形の推定値が表示されます...不均一な間隔のスパイク（高調波のトン数が増加）の後に、減衰が続きます約8GHzの正弦波。

あなたは、導波路給電点に図示されたアンテナからのフィードを添付する場合は、任意のショウジョウバエ（または可能性のいずれかの qaveguideのいずれかの部分の内側に配置小さな虫）はRF被曝、私見の致死量を投薬するかなり簡単なはず！

ノート：

• 5MHzのクロック信号はかなりarbitrarily意的に選択され、他の周波数も使用できます。フライバックトランスの巻線を適切に調整する必要があります。
• D3とR1は両方ともクロックソースを保護するためのものです（それらがなくてもそこにあるやや不親切なフィードバックをシミュレートしていました）。
• D1とD2はトランスを「フライバック」タイプに変えます。これは、この回路でこの種の電圧ステップアップに最適な方法であると思われました。

いくつかの理由で、その構造に「心臓発作」を直接作成できるとは思えません。

1. 細胞が哺乳類の心筋のように漠然としていると仮定すると、おそらく不整脈を維持するには構造が小さすぎます。心室細動は、心筋が脱分極波を再循環することに依存しています。その構造は非常に小さいため、リエントラント波を作成することはできません。
2. 組織は電流密度に反応します。それが筋肉の脱分極と組織加熱の原因です。どこでも高い勾配を得ずにハエを調理することなく、心筋の高い勾配を得て脱分極を引き起こすことは非常に難しいでしょう。つまり、勾配を大きく変えてハエを維持し、心臓に影響を与えることは困難です。

「心臓発作」の特定のメカニズムが現在のプロセスにどのようなものか知っていますか？不整脈を起こしているのか、筋肉を焼caしているのかを知ることは非常に役立ちます。

そうは言っても、もしそれがショウジョウバエの持っているものであれば、収縮を引き起こす細胞の非常に近くに微小電極を適用することに成功するかもしれません。リターン電極は大きな表面積を持つ必要があるため、電流密度は小さな電極から離れるにつれて急速に減少します。導電性液体が良い選択かもしれません。そのようなセットアップでは、焼uterされるゾーンを制限できます。

人間の心臓では、洞房結節はすべての心拍を開始する細胞の小さな塊です。ショウジョウバエが同様の構造をしている場合、それらの細胞を焼toするために非常に近くに電流を流すと、他の組織にあまり大きな損傷を与えることなく心臓の働きを止めることができます。（哺乳類は実際にはペースメーカー細胞の階層を持ち、「連鎖を超えた」細胞が失敗すると次第に引き継がれます。ショウジョウバエはそのような精巧さを持たないと思います。）

いずれにせよ、詳細を検討している間に、かなりの数の調理済みのハエを計画する必要があります。幸運を！