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流体中血红细胞的光散射信息研究

作　者: 张小明
导　师: 郭永彩
学　校: 重庆大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 血红细胞光散射理论模型仿真分析实验测量
分类号: Q2-33
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

经过200多年的发展，如今光散射技术已经发展成为集光学、电子技术、计算机技术、信号处理等一体化的精密测量方法，以其简捷、快速、不破坏被测样品、精确等优点广泛应用于细胞学、生物学、医学、石油化工、高分子材料等领域。尤其在细胞学领域，通过获取细胞的散射光信号，不但可以确定细胞的大小，了解细胞形态，更可以获得细胞内部成分(蛋白质、DNA、RNA等)，并可识别细胞的非对称性以及它在流式系统中的取向情况,还可了解细胞的变异和存活情况并加以区分。血红细胞对人体起着至关重要的作用，近年来已成为一大研究热点，因此本文以血红细胞为研究对象，确立了血红细胞形态的光散射研究为本文的研究主题。本文首先系统的讲述了国内外血红细胞光散射的研究现状及其研究意义，阐述了光散射基本理论以及单细胞测量的基本方法。在此基础上，结合血红细胞自身的形态特征，建立了流体中血红细胞基于反常衍射近似的扁椭球光散射模型，包括单轴旋转取向和一般情况下的三轴旋转取向。在单轴旋转取向情况时，系统分析了不同形体、不同体积、不同折射率以及不同取向角对血红细胞光散射信息分布的影响，并通过数值模拟获得了散射图谱分布。在一般情况下的三轴旋转取向时，主要分析了不同取向角的变化对散射图谱分布的影响。论文以BI-200SM广角激光光散射仪为实验平台，实验验证了上述模型的正确性，得出通过前向小角度时通过散射光强度信息可以更加准确的分辨出不同大小的血红细胞。配制三种不同配比的血红细胞溶液，即体积配比1:5000、1:6000和1:8000，测量其动态光散射信息，通过对比分析发现血红细胞在高配比，散射光强较小，有效粒径较大，在低配比，散射光强较大，有效粒径较小。实验说明，不同配比浓度对测量结果将产生影响，高配比相对于低配比，可以有效的减少复散射使得测量结果更加准确，可以对血红细胞进行有效的分选，同时对于病理血红细胞的快速检测、快速分类以及流式细胞仪的改进有着重要的理论意义。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
1 绪论  8-14
  1.1 光散射简述  8-9
  1.2 细胞光散射测量国内外研究现状  9-11
    1.2.1 光电比浊法  10
    1.2.2 库尔特计数法  10
    1.2.3 激光流式细胞光度计  10-11
    1.2.4 动态光散射法  11
    1.2.5 角分布测量法  11
  1.3 本文研究目的与内容  11-13
    1.3.1 本文主要研究目的  11-12
    1.3.2 本文主要研究内容  12-13
  1.4 本章小结  13-14
2 光散射基本理论及单细胞测量方法  14-32
  2.1 光散射与媒质不均匀性尺度之间的关系  14
  2.2 瑞利散射理论  14-17
    2.2.1 瑞利散射  14-15
    2.2.2 瑞利-德拜-甘斯近似  15-17
  2.3 MIE 散射理论  17-20
  2.4 喇曼散射  20-21
    2.4.1 自发喇曼散射  20-21
    2.4.2 受激喇曼散射  21
  2.5 动态光散射理论  21-24
    2.5.1 相关性原理  22-23
    2.5.2 动态光散射基本原理  23-24
  2.6 流式细胞术  24-31
    2.6.1 流式细胞术简介  24-25
    2.6.2 流式细胞术原理  25-27
    2.6.3 流式细胞仪组成  27-30
    2.6.4 流式细胞术应用  30-31
  2.7 本章小结  31-32
3 流动液中单个血红细胞光散射理论模型  32-44
  3.1 流动液中单个血红细胞形体模型建立  32
  3.2 流动液中单个血红细胞光散射模型研究  32
  3.3 流动液中单轴旋转取向血红细胞光散射分析  32-38
    3.3.1 理论模型  32-35
    3.3.2 相同形体、不同体积大小血红细胞光散射信息分布  35-36
    3.3.3 不同形体血红细胞光散射信息分布  36
    3.3.4 不同折射率的血红细胞的光散射信息分布  36-37
    3.3.5 不同取向角的血红细胞的光散射信息分布  37-38
  3.4 流动液中三轴旋转取向血红细胞光散射分析  38-43
    3.4.1 理论模型  38-41
    3.4.2 仿真实验分析  41-43
  3.5 本章小结  43-44
4 流动液中单个血红细胞动态光散射实验研究  44-56
  4.1 实验平台搭建  44-46
  4.2 实验方案设计  46-47
  4.3 血红细胞光散射实验测量分析  47-50
    4.3.1 样品制备与参数设置  47-48
    4.3.2 实验分析  48-50
    4.3.3 实验结论  50
  4.4 不同浓度血红细胞光散射实验测量分析  50-55
    4.4.1 样本制备与参数设置  50-51
    4.4.2 实验分析  51-55
    4.4.3 实验结论  55
  4.5 本章小结  55-56
5 全文总结与展望  56-58
  5.1 本文总结  56
  5.2 未来研究工作与展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
附录  62
  A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  62
  B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目  62

流体中血红细胞的光散射信息研究

内容摘要

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