Alla hjälpmedel utom sådana som innebär kontakt med andra levande varelser är tillåtna. Uppgifterna är inte ordnade i svårighetsgrad. Tänk på att även en ansats på ett tal kan ge delpoäng. 2.5p erfordras för godkänt
Temat är biomekanisk hantering av celler
Bakgrund: I takt med ökande miniatyrisering börjar det bli möjligt att göra löpande-band-hantering av enskilda celler för att exempelvis kunna sortera ut sådana med defekter eller för att manipulera enstaka celler (förse med antikroppar, befrukta eller liknande). När cellerna förflyttas kan man i allmännhet inte göra detta mekaniskt eftersom all beröring ”stressar” cellerna vilket förändrar deras beteende. Man använder i stället mikrovågor, elektriska fält eller ultraljud.
Det är viktigt att accelerationen inte blir för stor på cellerna. Vid vilken ultraljudsintensitet blir accelerationen i mediet 10g (dvs ca 100 m/s²)?
Materialet är vatten dvs densiteten är 1000kg/m³, ljudhastigheten är 1500m/s, och frekvensen 10MHz?
Ofta använder man elektriska fält för att orientera cellerna.
Vilket fält får man i en cell om man mellan två platta elektroder har 400V spänning och 100µm mellanrum?
Cellen kan ses som en cylinder med längd 20µm och relativ elektrisk permittivitet (= dielectric constant) 68. Den ligger i vatten som har relativ elektrisk permittivitet 80.
Cellerna betraktas ofta på en TV-skärm. Kameran till denna har ett chip (=bildmottagande yta) på 18mm x 24mm. Linsen som används har en fokallängd på 4,0mm och avståndet mellan lins och chip är 400mm.
Hur stort blir synfältet? (dvs det område man kan se på skärmen)
Man kan också fånga dem i en stående mikrovåg. Hur långt blir det mellan noderna i en sådan om frekvensen är 880 GHz, relativa elektriska permittiviteten 16 (den är frekvensberoende) och densiteten är 1120 kg/m³?
Det diskuteras ju mycket om magnetiska fält kan påverka celler. Uppskatta storlekordningen på det fält som skapas av laddningstransporten i ovanstående elektriska utrustning. Den totala laddning som flyttas är ca 1nC och den flyttas på 100ns över sträckor ca 0,1mm. Cellen ligger 0,1mm från strömmen.