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超导磁体大梯度强磁场中抗磁性物质表观重力分析
目的 超导磁体产生的大梯度强磁场(large gradient high magnetic field,LGHMF)可实现变重力环境的模拟,其中利用超导磁体实现的抗磁悬浮技术是目前悬浮生物体、水等抗磁性物质的主要手段.为准确定位超导磁体中的抗磁悬浮或其他表观重力水平位点,建立了大梯度强磁场中抗磁性物质(尤其针对于生物体)的表观重力水平分析模型,可用于磁生物学、电磁医疗领域的研究.方法 模型通过采集磁体内磁感应强度数据,应用中心差分算法计算场强梯度积,并计算出抗磁性物质的表观重力数值.此外,通过MATLAB软件的图形模块进行了实际表观重力水平整体分布仿真,同时结合软件数据拟合磁体纵向方向的连续表观重力水平函数.结果 模型可准确分析出物质在磁场内各处的受力情况及磁体内所有表观重力水平的位点.仿真很好地反映出超导磁体强磁模拟重力环境下抗磁性物质表观重力水平的变化趋势,与原始出厂时的表观重力水平理论分布基本一致.结论 该模型对磁体设备的二次开发及磁体实验的设计和分析有重要意义.
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大梯度强磁场环境下细胞培养条件优化
目的 优化大梯度强磁场环境下细胞培养条件,为后续模拟失重实验研究提供更完善的实验平台.方法 通过进行二氧化碳浓度控制单元设计,气体温度湿度调节单元设计,气体循环水浴保温单元,细胞培养三点支撑架设计,配套细胞培养容器设计,优化大梯度强磁场环境下细胞培养条件,并通过实验验证该系统的稳定性和可靠性.结果 与对照组相比,优化后的细胞培养容器细胞形态、面积、增殖均无显著性差异;腔室温度可控制在(37±0.5)℃之间,湿度及二氧化碳浓度可达到细胞培养要求.结论 优化后的系统可满足大梯度强磁场环境下细胞培养条件要求,节约实验成本,提高实验的严谨性.
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抗磁悬浮影响粘附在微载体上成骨细胞的形态和功能
目的 探讨粘附在Cytodex-1微载体上的MC3T3-E1细胞是否可通过大梯度强磁场实现抗磁悬浮细胞培养,以及在该培养方式下不同模拟重力环境对细胞的生物学影响.方法 鼠颅骨成骨细胞系MC3T3-E1接种于Cytodex-1微载体,将细胞置于大梯度强磁场的表观重力为μG,1G和2G位置,对应磁场强度分别为12T,16 T和12 T,检测细胞形态、增殖、凋亡和周期.结果 μG和1G环境促进了MC3T3-E1细胞增殖,而2G重力环境抑制了细胞增殖;大梯度强磁场环境诱导了细胞形态的改变、增加了细胞的caspase-3活性,影响了细胞周期.结论 粘附在Cytodex-1微载体上的MC3T3-E1细胞在大梯度强磁场环境下可以实现抗磁悬浮培养,大梯度强磁场对细胞的形态和功能均具有较明显的影响.
