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利用原子力显微镜对肿瘤细胞膜表面结构的研究

作　者: 徐玉栓
导　师: 侯晓强
学　校: 郑州大学
专　业: 核技术及应用
关键词: 原子力显微镜甲状腺肿瘤细胞乳腺肿瘤细胞粗糙度颗粒度高度分布率面积分布率
分类号: R730.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

癌症已经成为严重威胁我国人民健康的头号杀手,中国癌症患者的生存患者和治愈患者仅为13%,而早期发现会大大提高癌症的治愈率。原子力显微镜具有样品制作简单、可以对柔软的细胞体在最接近生理条件下研究、能够对细胞膜结构进行纳米级别的成像的特点。在这里我们准备利用原子力显微镜对人的乳腺和甲状腺的正常细胞、良性肿瘤细胞、恶性肿瘤细胞进行原子力显微镜扫描成像,并对其中的数据进行分析,希望能够找到一种新的能够应用于临床的肿瘤快速诊断方法。本文对保存的生物组织生理切片和取自郑州大学一附院日常送检的新鲜的乳腺组织组织和甲状腺组织进行处理的细胞印片的AFM扫描后的图像进行分析,通过对比观察正常细胞的AFM扫描图像,并利用软件对图像包含的内容进行了数据分析,发现正常的乳腺细胞和甲状腺细胞膜表面的颗粒分布都比较均匀,个体也保持正常状态,细胞膜表面的起伏褶皱比较小,并没有特别的突起和凹陷。而与此现对的,乳腺肿瘤细胞和甲状腺肿瘤细胞由于细胞病变,细胞膜表面不规则隆起,形成差别巨大的沟壑结构,这就造成其膜表面轮廓的不正常变大,表面相互挤压竞争,沟壑结构明显,膜表面轮廓单元的个数大于正常细胞,膜表面评定轮廓的陡度Rku、轮廓单元的平均宽度Rsm要远远大于乳腺正常细胞,相同的范围内正常细胞膜表面颗粒的个数要少于肿瘤细胞,而正常细胞膜表面颗粒的直径要大于肿瘤细胞,而正常细胞的细胞膜表面颗粒直径大小分布比较平均,肿瘤细胞膜表面颗粒的直径大小分布比较杂乱,变化比较大。特别是肿瘤恶性细胞膜表面的变化更加剧烈,无论是粗糙度中轮廓单元的平均宽度、轮廓单元个数还是颗粒度分析中的一定范围内颗粒的直径、周长和面积以及细胞的高度分布率和面积分布率都有更加独特的变化。在利用spass17.0软件对粗糙度中的轮廓单元平均线高度、轮廓单元个数、轮廓单元的平均宽度这些差别比较明显的数据进行统计分析,统计结果显示具有所得数据具有统计学意义。在特别选取的三十例相同年龄段女性的乳腺细胞扫描数据中,轮廓单元个数正常细胞<良性肿瘤细胞<恶性肿瘤细胞,其中差距大约在20000左右；轮廓单元平均线高度良性肿瘤细胞>恶性肿瘤细胞>正常细胞大约0.6nm；轮廓单元平均宽度正常细胞>良性肿瘤细胞1000nm左右,良性肿瘤细胞>恶性肿瘤细胞500nm左右。对于在选取的三十例相同年龄段女性的甲状腺腺细胞扫描数据中,轮廓单元个数正常细胞<良性肿瘤细胞<恶性肿瘤细胞,其中差距大约在24000左右；轮廓单元平均线高度良性肿瘤细胞>恶性肿瘤细胞约1.8nm左右,恶性肿瘤细胞>正常细胞大约0.8nm；轮廓单元平均宽度正常细胞>良性肿瘤细胞800nm左右,良性肿瘤细胞>恶性肿瘤细胞220nm左右。对于表面颗粒度和高度分布律及面积分布律不能直接用数据统计表述的指标,我们可以很清楚的在它们所体现的图像上得到明确的区分。这些对于以后进一步的研究及以后的临床应用都能得到巨大的帮助。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-8
目录  8-10
1 文献综述  10-23
  1.1 显微镜概述  10-11
    1.1.1 光学显微镜  10
    1.1.2 电子显微镜  10-11
    1.1.3 扫描隧道显微镜  11
  1.2 原子力显微镜  11-16
    1.2.1 原子力显微镜的工作模式  11-12
    1.2.2 原子力显微镜的结构和工作原理  12-16
  1.3 原子力显微镜在微生物学和医学上的研究应用  16-18
    1.3.1 原子力显微镜在微生物学研究中的应用  16-17
    1.3.2 原子力显微镜在医学上的研究应用  17-18
  1.4 现在常用的肿瘤诊疗手段  18-21
  1.5 本论文的研究目的  21-23
2 细胞切片的制备筛选及AFM的扫描分析  23-32
  2.1 材料及仪器  23
  2.2 主要试剂  23
  2.3 AFM试验标本的制作  23-25
    2.3.1 细胞切片的制取  23
    2.3.2 乳腺组织正常细胞印片  23-24
    2.3.3 乳腺组织肿瘤细胞恶性部分的印片  24
    2.3.4 正常甲状腺组织细胞印片  24
    2.3.5 甲状腺组织肿瘤良性细胞印片  24
    2.3.6 甲状腺组织肿瘤恶性细胞印片  24-25
  2.4 AFM的操作方法  25-27
    2.4.1 放样品  25
    2.4.2 开启控制箱电源  25
    2.4.3 打开软件  25
    2.4.4 调光  25
    2.4.5 调节样品高度  25-26
    2.4.6 调节机箱旋钮  26-27
  2.5 结果与分析  27-31
  2.6 讨论  31
  2.7 结论  31-32
3 乳腺正常组织、乳腺肿瘤组织和甲状腺正常组织、甲状腺肿瘤组织的AFM观察  32-56
  3.1 材料及仪器  32
  3.2 主要试剂  32
  3.3 AFM试验标本的制作  32-34
    3.3.1 正常乳腺组织细胞印片  32-33
    3.3.2 乳腺组织良性肿瘤细胞印片  33
    3.3.3 乳腺组织恶性肿瘤细胞印片  33
    3.3.4 正常甲状腺组织细胞印片  33
    3.3.5 甲状腺组织良性肿瘤细胞印片  33
    3.3.6 甲状腺组织恶性肿瘤细胞印片  33-34
  3.4 利用AFM扫描细胞样品  34
  3.5 模表面结构的图像分析  34-38
    3.5.1 乳腺组织三类细胞AFM图像比较  34-36
    3.5.2 甲状腺三类细胞AFM图像比较  36-38
  3.6 细胞膜表面超微结构的软件分析及统计结果  38-53
    3.6.1 细胞膜表面粗糙度分析  38-45
    3.6.2 细胞膜表面颗粒度分析  45-50
    3.6.3 细胞膜表面高度分布率和面积分布率的分析  50-53
  3.7 讨论  53-54
  3.8 结论  54-56
展望  56-58
注释  58-60
参考文献  60-62
致谢  62

利用原子力显微镜对肿瘤细胞膜表面结构的研究

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