项目名称：脉冲强电场的细胞选择性电击穿虚拟仿真实验系统
项目编号：JJ20220271
公告开始日期：2022-04-02 08:47:25
公告截止日期：2022-04-12 10:00:00
采购单位：重庆大学
预算总价：未公布
收货地址：重庆大学电气工程学院

采购商品：脉冲强电场的细胞选择性电击穿虚拟仿真实验系统
采购数量：1
计量单位：个
品牌：无
型号：无
技术参数及配置要求：1.整体要求
脉冲强电场的细胞选择性电击穿虚拟仿真实验系统 应以重庆大学nsPEF-靶区作用效应实验室为仿真对象，建立完整的实验室场景，让学生从设计放大器电路、细胞培养、细胞放电验证三个层面了解nsPEF-靶区作用效应的实验流程，学习细胞培养的注意事项。
2. 技术要求
仿真系统软件以高校实验室nsPEF-靶区作用效应为对象进行详细仿真，根据设计院设备资料、图纸、系统图、运行数据采集表等进行三维模型搭建。
现场演示的三维场景、设备布局和现场提供的设计院资料需一致，系统和设备的位置、尺寸等与实际现场保持一致，设备零部件外观与现场一致。
2.1 系统性能要求
模型搭建应采用仿真人机交互技术进行开发，贴图分辨率不低于2048*2048，软件采用GPU实时渲染技术，全屏模式，软件运行时的平均FPS不低于50。
2.2 底层支撑环境要求
系统以实时SCADA系统数学模型作为底层支撑，包括仿真时钟管理功能、实时数据库功能、仿真模型调度功能、工况管理功能、多机协同仿真功能，并且提供和二维、三维图形软件以及其它第三方软件进行数据交互的接口，为上层应用软件提供协同运行支持。SCADA仿真系统数学模型方程遵循能量、质量和动量守恒定律。主要系统和被仿真设备按质量、能量和动量转换定律严格推导。电气物理特性由公式或查表方式计算，其精确度满足仿真全工况过程的稳态精度要求。
2.3 模拟精度要求
仿真机数学模型应严格遵循能量守恒定律、质量守恒定律以及动量守恒定律。主要系统和被仿真设备按质量、能量和动量转换定律严格推导。电气物理特性由公式或查表方式计算，其精确度应能满足仿真全工况过程的稳态精度要求。采用分布参数建立数学模型。
3. 产品功能要求
本项目是一个可人机交互的三维可视化的以设计放大电路对肿瘤细胞放电的虚拟实训系统。多维度、全流程、全范围虚拟培养细胞的整个周期的各个环节，并提示相关信息，使学生能够通过人机交互方式身临其境的全程参与到细胞培养过程中，熟悉具体操作规范，明确操作中的危险点与临界点，控制虚拟场景中对应的设备进行各项操作作业，能实现自由操作，具备学员自由练习、考核认证等功能，具有安全经济、效果直观、提高学习乐趣的特点，满足学生从事工程实践要求，能培养学生的相关工程实践能力。
系统主要功能：
（1）555定时器电路设计；
（2）细胞培养准备工作；
（3）肿瘤细胞培养；
（4）细胞放电验证；
3.1 555定时器电路设计
（1）电路设计需求：根据细胞放电实验需求，给出电路设计要求，输出电压为5kV。
（2）从模块库中拖出各个电子元器件到搭建区域，进行搭建555定时器电路，学生可以参考案列进行搭建，可以点击帮助按钮，会弹出案列，照着案例进行搭建完成。
（3）搭建完成后，进行保存电路图，系统会进行判定搭建是否正确，再点击运行按钮，电路图将输出电压方波波形。
3.2 细胞培养准备工作
（1） 细胞房和生物安全柜先开紫外照射30min。在做实验之前考虑好需要哪些物品。开始照射之前，将所需要用到的物品都放到生物安全柜里面。常用移液枪或电动移液器等，需要在工作台上放置一套专用设备。细胞培养箱一般都已经调整好。定期留意一下二氧化碳是否足够，不够及时更换。
（2）进入实验之前，首先给自己带上鞋套、头套，口罩，实验服，手套。
3.3 细胞培养
（1）将肿瘤细胞采用含有双抗和10%的灭活胎牛血清的DMEM培养基，置于37℃，5%CO2的饱和湿度培养箱中常规培养，0.25%胰蛋白酶消化传代。
（2）将上面的细胞传代至新的培养瓶中，采用虚拟时间进行培养培养24小时。
（3）虚拟时间24小时后，取出培养瓶，用胰酶消化1分钟，加入适量完全培养基终止消化。
（4）用移液枪将培养瓶里的细胞悬液移至15ml离心管，用离心机离心（800r/min, 5min）。
（5）离心结束后，取出离心管，弃去上清液，用2mL新鲜的完全培养基进行重悬。
（6）取一个EP管，取适量混匀的细胞悬液于EP管中；用移液枪吸取 0.4% 台盼蓝染液，按 1∶1 比例加入细胞悬液中。吸取10uL染色后的悬液从计数板边缘缓缓滴入，使之充满计数板和盖片之间的空隙中。注意不要使液体流到旁边的凹槽中或带有气泡。稍候片刻，将计数板放在低倍镜下（10×10 倍）观察计数。
（7）计算计数板的四角大方格内的活细胞数，进而获取细胞悬液浓度，并将细胞悬液浓度调节至5×100000 cells/mL（合适既可以）。
（8）对细胞内外膜染色：根据实验需求取适量细胞悬液，并按每孔5×105 cells/well，每孔添加150ul的CellLight？ Nucleus-RFP, BacMam 2.0和CellLight？ Tubulin-GFP, BacMam 2.0的浓度添加染色剂，16h后便可以通过荧光显微镜观察其细胞膜表达绿色，细胞核表达红光。
（9）将加入染色剂后的细胞悬液轻柔混匀后加入35mm的培养皿中，置于37℃，5%CO2、的饱和湿度培养箱培养，过夜。
（10）16h后，取出细胞，通过荧光显微镜观察确认染色成功，细胞膜表达绿色，细胞核表达红光。
（11）弃去上清液，用适量磷酸缓冲盐溶液（PBS, Phosphate Buffer Saline）轻柔清洗一次。
3.4 细胞放电验证
（1）采用镊子将自制微电极（微电极长为35mm×宽5.4mm×厚1.6mm, 中心电极长5mm×厚1.6mm，电极间距2mm）放置在培养皿底部并固定住；
（2）移至荧光显微镜载物台上，用胶带进行固定。
（3）加入新鲜完全培养基直至培养基没过电极。
（4）提前连接好脉冲发生电路和信号检测电路；脉冲发生器的输出端连接自制电极的线路端口；在发生器上设置好实验所需的脉冲参数。
（5）提前设置好荧光显微镜，并将电极中间的细胞置于显微镜视野下。
（6）点击脉冲发生器的输出控制按钮输出脉冲，通过电极对细胞进行处理；采用显微镜的时间序列模式拍摄细胞在处理前、处理中、处理后的整个过程的荧光变化。
（7）结束后，取出电极并擦干，关闭显微镜和脉冲发生器。
（8） 本次购买的软件需要与采购人已有的仿真平台（采购人已有的平台为 CloudSimu 在线虚拟实验仿真平台，平台开发商是武汉紫牛在线科技有限公司）相兼容。[响应文件中提供能与采购人已有的仿真平台相兼容的承诺函]
4.其它要求
货到验收合格后付款。详情请访问原网页！