Champ électrique

[invitef54199cd]

Bonjour,

Je suis en these de biologie et j'ai besoin d'aide pour un calcul de champ électrique. Voilà mon problème.
Je veux appliquer un champ électrique à une culture cellulaire. Les cellules sont enfermés dans une boite de plastique et elles baignent dans un milieu de culture ionique (conducteur). Les cellules sont attachées au fond de la boite. Les boites font 8cm de diametre et 2.5cm de haut.
4 de ces boites sont superposées et placées dans un condensateur à plaques paralleles (voir piece jointe). Les plaques du condensateur sont des disques de 15cm de diametre. Il ni a pas d'air entre la premiere boite et l'electrode du dessous, ni entre la derniere boite et l'electrode du dessus.
J'applique une tension de 300V (avec un off set de 150V) à la fréquence 400Hz. La distance entre les deux électrode est de 10cm.
Les milieux traversés par le champ sont donc :
Le plastique du couvercle de la boite avec une constante diélectrique de 3
L'aire avec une constante diélectrique de 1
Le milieu de culture avec une constante dielectrique de 80
Les cellules avec une constante dielectrique de 2
et de nouveau le plastique du bas de la boite....idem pour les 3 autres boites....
Quel champ électrique recoivent mes cellules ?? Et surtout est ce qu'elles en recoivent un ou bien est il arreté par un de ces milieux??
Même si vous n'avez qu'une petite idée de la réponse merci de me la proposer...
N'hesitez pas a demander + de precisions !
Merci

Virginie
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[predigny]

Il me semble qu'il faudrait connaître les épaisseurs des différents milieux (couvercles et fonds, gélatine, cellules). Après, ça se calcule comme un pont diviseur constitué de condensateurs en série.

[LPFR]

Bonjour.
Le problème est que le milieu de culture est aussi conducteur.
Donc, je ne suis pas du tout sûr que l'on puise faire le calcul aussi simplement que le propose Predigny.
Il faudrait avoir la conductivité du milieu et l'épaisseur du milieu dans la boite.
Si le milieu est aussi conducteur que le sérum physiologique, je pense qu'il se comporte carrément comme un morceau de cuivre. Si les cellules flottaient dans le milieu, elles ne verraient pas de champ électrique.

Par contre, ce que je ne vois pas est si la paroi cellulaire doit être considérée comme isolante ou non. Et jusqu'à quel potentiel elle peut être considérée comme isolante.
Et les cellules elles mêmes? Est-ce que le cytoplasme est conducteur?

En conclusion, je trouve le problème très intéressant, calculable, et bourré de pièges.

Au revoir.

[predigny]

Bonjour.
Le problème est que le milieu de culture est aussi conducteur.
...

Assez d'accord car les milieux de culture sont généralement des gélatines enrichies et aqueuses donc non isolantes. En plus, je voyais mal l'épaisseur des cellules en culture avoir une épaisseur bien définie et en plus elle sont elles-mêmes des milieux à conduction complexe... isolantes pour les ions sodium et conductrices pour les ions potassium (ou l'inverse) selon leur états d'âme... !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef54199cd]

Je vous donne l'épaisseur des différents milieux :
2mm de plastique pour le couvercle et le fond des boites
1 mm de milieu de culture
30µm pour la couche cellulaire (peut etre negligeable...)
2cm d'air au dessus des milieux de culture

Vous me demandez également la conductivité du milieu de culture, j'essaierai de voir si je peux la calculer en recherchant la concentration de tous les ions en présence...
Je pense que ce milieu doit être considéré comme conducteur alors que la couche cellullaire, elle se comporte plutot comme un isolant.

Merci bcp pour vos réponses.

Virginie

[LPFR]

Bonjour.
Il nous faut encore la constante diélectrique du plastique. Pour l'exemple j'ai pris 3.
Les conditions limites nous donnent:

Donc, le champ dans le plastique est 1/3 du champ dans l'air et le champ dans les cellules est ½ de celui de l'air, etc.









Sauf erreur dans mes calculs. J'ai considéré que le milieu est conducteur.
Au revoir.