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基于原子力显微镜探针的细胞电学特性研究

作　者: 张文晓
导　师: 胡贞
学　校: 长春理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 细胞电学特性原子力显微镜探针操纵形貌图像
分类号: TH742.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

细胞是构成生物个体的基本单元,针对活体细胞各个不同领域的研究,将有助于人们更清晰、全面、准确的了解活体细胞的生理状态和过程,使人们更好的了解细胞群体中不同细胞的个体差异和一些特殊细胞的功能。其中,针对细胞电学特性的研究与分析因其应用领域的广泛而得到了大批学者的重视。本文针对细胞电学特性研究这一问题,分析总结了多种细胞电学特性研究方法及其优缺点,建立了对于原子力显微镜探针操纵的路径规划模型,解决了对同种类大量活体细胞进行反复测量的过程中,耗时过长会减少细胞存活率的问题。本文利用原子力显微镜探针分别获取了酵母菌细胞、迎春花细胞和结肠癌细胞的形貌图像、电流图像及I/V曲线图。研究发现原子力显微镜可在空气或者近生理条件下直接探测生物细胞导电性,酵母菌细胞的导电性能会随着细胞的衰老以及细胞壁成分的改变而逐渐减小,同个迎春花细胞不同位置的导电性能不同,以及结肠癌细胞的导电性能较之酵母菌细胞和迎春花细胞都更强。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题研究的意义  8
  1.2 细胞电特性国内外研究现状  8-9
  1.3 细胞电特性的表现形式  9-11
    1.3.1 静息电位  9-10
    1.3.2 动作电位  10-11
    1.3.3 电阻性  11
  1.4 研究的主要内容  11-13
第2章细胞电学特性研究方法  13-19
  2.1 基于不同研究领域的细胞电学特性研究方法  13-17
    2.1.1 时间域电特性  13-16
    2.1.2 频率域电特性  16-17
    2.1.3 其它电学特性研究方法  17
  2.2 基于不同标本情况的细胞电学特性研究方法  17-18
  2.3 基于不同测量位置的细胞电学特性研究方法  18
  2.4 本章小结  18-19
第3章基于AFM探针的细胞电学特性检测思想  19-24
  3.1 细胞电学特性研究框架  19
  3.2 细胞电学特性检测系统  19-21
    3.2.1 系统硬件组成  20
    3.2.2 工作模式  20-21
    3.2.3 参数设定  21
  3.3 导电模块  21-23
  3.4 本章小结  23-24
第4章基于待测细胞的环境建模与探针的路径规划  24-33
  4.1 基于待测细胞的环境建模  24-26
    4.1.1 细胞光学图像采集  24-25
    4.1.2 细胞的数字标识  25-26
  4.2 探针依次寻找待测细胞的最优路径搜索  26-32
    4.2.1 蚁群算法  26-29
    4.2.2 探针最优路径规划  29-32
  4.3 本章小结  32-33
第5章细胞电学特性实验  33-46
  5.1 酵母菌细胞的电学特性检测  33-39
    5.1.1 酵母菌细胞样品制备  33-34
    5.1.2 基于不同培养时间的酵母菌细胞电学特性检测  34-38
    5.1.3 酵母菌细胞电特性与其形貌高度的关系  38-39
    5.1.4 酵母菌细胞电学特性检测结果  39
  5.2 植物细胞的电学特性检测  39-43
    5.2.1 迎春花细胞样品制备  40
    5.2.2 基于不同位置的迎春花细胞电学特性检测  40-43
    5.2.3 迎春花细胞电学特性检测结果  43
  5.3 结肠癌细胞的电学特性检测  43-44
    5.3.1 结肠癌细胞样品制备  43
    5.3.2 结肠癌细胞电学特性检测结果  43-44
  5.4 本章小结  44-46
第6章结论  46-47
参考文献  47-50
致谢  50

基于原子力显微镜探针的细胞电学特性研究

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