高压脉冲电场寄生虫卵杀灭机理研究

发布时间：2017-08-24 21:44

  本文关键词：高压脉冲电场寄生虫卵杀灭机理研究

  更多相关文章： 高压脉冲电场 寄生虫卵 介电模型 仿真分析 生物电磁效应

【摘要】：寄生虫病严重危害人类身心健康，制约经济发展和人民生活水平的进一步提高。传统的药物杀灭方法会对人体造成毒副作用，使寄生虫形成抗药性，对环境造成污染，并可能引起其他生物变异。因此，研制一种非药物、便捷、从根源上杀灭寄生虫卵的方法显得尤为必要。 针对现有寄生虫卵杀灭方法的不足，本文根据电磁场的生物效应研究了一种利用高压脉冲电场技术杀灭寄生虫卵的方法。参数合适的高压脉冲电场可以使细胞膜产生不可逆穿孔从而杀死细胞，且对介质品质损害小，故已广泛应用于食品杀菌。 本文介绍了寄生虫卵的生物细胞结构，建立了寄生虫卵细胞的介电模型，在此基础上研究了高压脉冲电场对寄生虫卵的杀灭机理，仿真试验证明了高压脉冲电场对寄生虫卵杀灭机理的可行性，，杀灭试验验证了高压脉冲电场对寄生虫卵杀灭的正确性和有效性，通过试验得出较合理的杀灭参数。 全文共分为六章： 第一章介绍了高压脉冲电场技术及其应用现状，探讨了电磁场的生物学效应，描述了常见寄生虫病及其防治现状，指出了本文的研究意义和工作重点。 第二章论述了生物细胞的观察方法和细胞的生物结构，介绍了细胞膜的重要性和膜结构的组成，建立了寄生虫卵细胞的各种介电模型。 第三章主要介绍了高压脉冲电场对寄生虫卵的杀灭机理，讲述了高压脉冲电场的产生机理，探讨了寄生虫卵细胞失能与失活机理。 第四章介绍了寄生虫卵杀灭的仿真实验研究，简要介绍了仿真实验平台，对高压脉冲电场和电极进行了仿真分析，得出电场分布较好的电极形式。 第五章介绍了高压脉冲电场对寄生虫卵的杀灭试验，通过试验数据和试验结果分析，论证高压脉冲电场对寄生虫卵杀灭的可行性。 最后总结了本文的创新点和不足之处，展望了寄生虫卵高压脉冲电场杀灭技术在寄生虫防治领域的应用前景。 高压脉冲电场寄生虫卵杀灭技术克服了传统药物杀灭方法的不足，能够快速、无污染地杀灭寄生虫卵，为切断寄生虫病的传染源、从根源上抑制寄生虫病的传播提供了一个有效、绿色的方法。
【关键词】：高压脉冲电场 寄生虫卵 介电模型 仿真分析 生物电磁效应
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM89;R184
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 高压脉冲电场技术与应用现状11-14
• 1.1.1 高压脉冲电场技术的发展11-12
• 1.1.2 高压脉冲电场的应用12-13
• 1.1.3 电磁场的生物学效应13-14
• 1.2 寄生虫病现状及现有防治措施14-17
• 1.2.1 常见寄生虫病及其危害14-16
• 1.2.2 常见寄生虫病的防治方法16
• 1.2.3 现有寄生虫病防治方法的特点和不足16-17
• 1.3 项目来源与本文的主要工作17-19
• 1.3.1 项目来源与项目研究目标17-18
• 1.3.2 本文的主要工作18-19
• 第2章 寄生虫卵细胞的介电模型19-35
• 2.1 细胞形态结构的观察方法19-22
• 2.1.1 光学显微镜技术20-21
• 2.1.2 电子显微镜技术21
• 2.1.3 扫描隧道显微镜技术21-22
• 2.2 细胞膜与细胞表面特化结构22-25
• 2.2.1 细胞膜的结构模型22-23
• 2.2.2 膜脂与膜蛋白23-24
• 2.2.3 膜的流动性24
• 2.2.4 细胞膜的功能24-25
• 2.3 寄生虫卵的电磁模型25-33
• 2.3.1 寄生虫卵的生物细胞结构25-26
• 2.3.2 单个细胞等效电路模型26-28
• 2.3.3 考虑细胞核的细胞等效电路模型28-30
• 2.3.4 考虑细胞核和细胞器的等效电路模型30-31
• 2.3.5 细胞内外膜跨膜电位的推导31-33
• 2.4 本章小结33-35
• 第3章 高压脉冲电场对寄生虫卵的杀灭机理35-48
• 3.1 高压脉冲电场产生原理35-40
• 3.1.1 利用 LC 振荡电路产生35-38
• 3.1.2 利用特定高频高压变压器产生持续的高压脉冲电场38-40
• 3.2 高压脉冲电场的关键技术40-45
• 3.2.1 逆变及驱动电路41-42
• 3.2.2 高频变压器设计42-44
• 3.2.3 IGBT 控制升压电路设计44-45
• 3.3 高压脉冲电场杀灭机理假说45-48
• 3.3.1 细胞膜穿孔效应45-46
• 3.3.2 电磁机制46
• 3.3.3 电介质击穿理论46
• 3.3.4 粘弹极性形成模型46-47
• 3.3.5 电解产物效应47
• 3.3.6 臭氧效应47-48
• 第4章 寄生虫卵杀灭的仿真实验研究48-61
• 4.1 仿真实验平台48-53
• 4.1.1 有限元分析的基本概念49-50
• 4.1.2 ANSYS 仿真软件的技术特点50-51
• 4.1.3 ANSYS 仿真软件的功能51-52
• 4.1.4 典型的 ANSYS 分析过程52-53
• 4.2 高压脉冲电场的 ANSYS 仿真分析53-55
• 4.2.1 问题描述53-54
• 4.2.2 高压脉冲电场分析54-55
• 4.3 高压脉冲电场处理电极设计及仿真55-60
• 4.3.1 空气中静电场分布55-56
• 4.3.2 存在介质的电场分布情况56-57
• 4.3.3 高压脉冲电场处理电极设计57
• 4.3.4 单针对单针电极电场分布仿真57
• 4.3.5 单针对板电极电场分布仿真57-58
• 4.3.6 多针对多针电极电场分布仿真58-59
• 4.3.7 多针对板电极电场分布仿真59-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第5章 高压脉冲电场对寄生虫卵的杀灭实验61-70
• 5.1 基于高压脉冲电场的杀灭装置61-62
• 5.1.1 杀灭实验处理室61
• 5.1.2 杀灭实验电极61-62
• 5.2 杀灭实验材料和方法62-64
• 5.2.1 实验材料和仪器设备63
• 5.2.2 试剂63
• 5.2.3 指标与检验方法63-64
• 5.3 杀灭实验流程64-65
• 5.4 实验结果与分析65-70
• 5.4.1 实验数据分析65-68
• 5.4.2 实验结果分析68-69
• 5.4.3 影响杀灭效果的因素69
• 5.4.4 实验结论69-70
• 结论70-72
• 参考文献72-77
• 致谢77-78
• 附录 A 攻读学位期间取得的研究成果78-79
• 附录 B 实验结果79-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 严志明;方婷;;高压脉冲电场对微生物的致死动力学模型[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年19期

2 刘翠;平雪良;杨瑞金;赵伟;;高压脉冲电场对梨汁中微生物的灭菌效果分析[J];安徽农业科学;2008年31期

3 刘学军;殷涌光;范松梅;朱畅;;高压脉冲电场与食品加工[J];中国林副特产;2006年05期

4 宋铭忻;路义鑫;韩彩霞;;正视寄生虫病的危害，保障畜牧业健康发展[J];东北农业大学学报;2007年03期

5 李佑淮;肖登明;王延安;刘帅;;高频变压器分布参数对逆变电源性能的影响[J];电力电子技术;2008年09期

6 覃玉荣,赖声礼;细胞悬液中细胞跨膜电位计算模型[J];东南大学学报(自然科学版);2004年05期

7 时兰春,王伯初;高压电脉冲灭菌理论的研究进展[J];重庆大学学报(自然科学版);2002年04期

8 方兴东,关志成,王黎明,刘虹,梁曦东;高压脉冲放电在水处理中的应用及发展[J];高电压技术;2000年01期

9 张文利 ,彭燕昌 ,孙广平 ,严萍 ,张适昌;高压开关电源的研制[J];高电压技术;2002年11期

10 祖国仁,孔繁东,刘阳,季英,但果,邹积岩;高压方波脉冲电场对微生物的致死作用[J];高电压技术;2004年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 肖华娟;细胞膜电穿孔现象机理研究[D];中国科学院研究生院（电工研究所）;2004年

2 刘翠;高压脉冲电场灭菌系统关键性技术研究[D];江南大学;2009年

3 吴双双;蛔虫卵高压脉冲电场杀灭方法研究[D];湖南大学;2010年

本文编号：733295