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与电极杯说再见

1. 电极杯内液面效应导致电压分配不均

 电极杯内由于液体表面张力的作用,液面不平,导致对液体内部电压分配的均匀度有很大的影响。

 电压分配可以用一个简化的等效电路来说明。电极杯内液体可分割成相同的部分,每个部分电阻相同,多路先串联再并联,每一路两端总电压相等。

 液面翘角处,相当于电阻先并联后再串联入电路,此处阻值变小,在电路中分压变小(如右图),细胞电压不够不能电转。由于两端总电压相同,多出来的电压分到液体凹面下方的区间,导致此处电压过高(如右图),细胞死亡。

 

2. 电极杯内电解气泡导致电流分配不均                                                                                                                                                                                                 

■ 电极杯中样品与电极接触面积大,电化学反应产生毒性物质多,并且产生非常多的气泡。气泡对电转的实际影响非常大。

由于气泡是绝缘体,电流只能从气泡之间的间隙溶液流过,这样导致气泡间隙的溶液中电流富集升高,处于其中的细胞因承受太高的电压而死亡。

■ 气泡作为一个球形绝缘体,可以扭曲周围电流的走向(细胞电转电场图见详细技术介绍栏目)。气泡侧面(气泡间隙溶液)电流变大,而气泡的前后两方都是低电流区,处于此区的细胞得到电压不够,不能电转。

 

 

小结: 电极杯内较优电转区域很小

 电极杯内的溶液上方受到液面效应 影响,电场不均匀。靠近两个电极1-2mm的区域由于气泡的作用,电场也不均匀。电极杯内电场比较均匀的较优电转区域很小(右图蓝色部分),而1mm或者2mm电极杯甚至可能没有较优电转区域。

 

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