利用3D打印技术制作棉铃虫成虫脑结构模型

发布时间：2017-09-11 16:39

  本文关键词：利用3D打印技术制作棉铃虫成虫脑结构模型

  更多相关文章： 棉铃虫成虫 脑 解剖结构 三维构建 3D打印机 实体模型

【摘要】：制作昆虫脑结构的实体模型,不仅对昆虫脑解剖结构及功能的研究有重要意义,也为教学工作者提供一种很好的教具。本项研究以棉铃虫成虫为对象,利用免疫组织化学染色的方法,使用神经突触蛋白抗体对棉铃虫成虫的脑及脑内各结构进行荧光染色,通过共聚焦激光扫描显微镜扫描获得脑及脑内各结构的扫描图像,用AMIRA 5.3软件对脑扫描图像进行分析,构建了脑以及脑内各结构的三维结构模型,并在此基础上运用3D打印技术,制作了棉铃虫脑的实体模型。本研究结果如下:(1)依据染色标记结果分析和构建了包括视叶、蕈形体、中央复合体、前视结节和触角叶等边界清晰的神经髓,并精确计算了其体积和相对体积,其他边界模糊的神经髓则与咽下神经节一起标记为中间脑。视叶、蕈形体、前视结节、触角叶都以左右对称的方式成对存于脑中线的两侧,而中央复合体则是处于脑中线左右对称的单一脑结构。(2)棉铃虫成虫脑与咽下神经节愈合在一起,中间有一个食道孔。棉铃虫成虫脑是拥有左右对称结构的神经节,主要分为3个部分:前脑、中脑和后脑。前脑占据脑的大部分区域,在前脑内较易识别的结构有:视叶、蕈形体、中央复合体、前视结节。中脑主要包含触角叶。后脑相对前脑和中脑最不发达,向后与咽下神经节相连,未发现存在任何组织结构。(3)将构建的棉铃虫成虫脑三维模型转化为实体模型这一构思是可以实现的。采用PLA材料打印出棉铃虫成虫脑的3D模型,且视叶、触角叶、蕈形体叶、蕈形体冠、前视结节和中心体等结构由不同颜色的PLA材料打印而成,其整脑长为15 cm,高7.8 cm,宽5.3 cm。在触角叶、视叶、蕈形体冠、前视结节和中间脑连接的部位嵌入磁铁,中间脑由两个体积相等的空心结构组成且连接部位嵌有磁铁,蕈形体叶镶嵌于中间脑内,中心体被包围在中间脑的中心位置,这样脑模型的各个部分都可以轻松拆装。本研究首次明确了棉铃虫成虫的脑解剖结构,并构建了其三维数字化模型,结合3D打印技术将数字化模型转化为实体模型,为进一步研究棉铃虫脑结构发育和行为调控的机制奠定了解剖学基础,为棉铃虫脑的科研和教学工作提供了一个新的教具,也为其他昆虫脑实体模型的制作指明了新的方向。
【关键词】：棉铃虫成虫 脑 解剖结构 三维构建 3D打印机 实体模型
【学位授予单位】：河南农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.73;S433.4
【目录】：

• 致谢4-8
• 摘要8-9
• 1 文献综述9-18
• 1.1 昆虫脑解剖结构的研究进展9-14
• 1.1.1 视叶10-11
• 1.1.2 中央复合体11-12
• 1.1.3 蕈形体12-13
• 1.1.4 前视结节13
• 1.1.5 触角叶13-14
• 1.2 昆虫的数字化三维脑模型14
• 1.3 实体模型制作14-15
• 1.3.1 实体模型的概念与应用14-15
• 1.3.2 实体模型在昆虫上的应用15
• 1.4 3D打印技术15-18
• 1.4.1 3D打印技术的原理15
• 1.4.2 3D打印技术的优势15-16
• 1.4.2.1 量身定制产品15
• 1.4.2.2 提高生产效率15
• 1.4.2.3 降低生产成本15-16
• 1.4.2.4 生产模式的变化16
• 1.4.3 3D打印技术的分类16
• 1.4.3.1 粘接材料快速成型打印技术16
• 1.4.3.2 激光烧结快速成型打印技术16
• 1.4.3.3 熔融沉积快速成型打印技术16
• 1.4.4 3D打印常用材料16-17
• 1.4.4.1 ABS塑料类16-17
• 1.4.4.2 PLA塑料类17
• 1.4.4.3 亚力克Acrylic类材料17
• 1.4.4.4 尼龙铝粉材料(Alumide)17
• 1.4.5 3D打印在昆虫上的应用及前景17-18
• 2 引言18-20
• 3 材料与方法20-28
• 3.1 试验材料20-21
• 3.1.1 供试昆虫20
• 3.1.2 试验器材20
• 3.1.3 主要试剂配制20-21
• 3.2 试验方法21-23
• 3.2.1 成虫脑解剖21
• 3.2.2 免疫组织化学染色21-23
• 3.2.2.1 整脑免疫染色21-22
• 3.2.2.2 脑切片免疫染色22-23
• 3.3 数据获取及分析23-24
• 3.3.1 共聚焦显微镜扫描23-24
• 3.3.2 数据分析24
• 3.3.2.1 整脑数据分析24
• 3.3.2.2 脑切片数据分析24
• 3.4 脑模型的3D打印24-28
• 3.4.1 数据格式转换24-25
• 3.4.2 打印格式设置25
• 3.4.3 3D打印25-26
• 3.4.4 后期处理26-28
• 4 结果与分析28-43
• 4.1 棉铃虫成虫脑的解剖结构28
• 4.2 棉铃虫成虫脑的三维模型构建28-32
• 4.3 棉铃虫成虫脑各神经髓及三维模型构建32-39
• 4.3.1 视叶32-33
• 4.3.2 中央复合体33-34
• 4.3.3 蕈形体34-36
• 4.3.4 前视结节36-37
• 4.3.5 触角叶37-39
• 4.4 棉铃虫成虫脑模型3D打印39-40
• 4.5 棉铃虫成虫脑各神经髓模型3D打印40-43
• 4.5.1 视叶40
• 4.5.2 中央复合体40
• 4.5.3 蕈形体40-42
• 4.5.4 前视结节42
• 4.5.5 触角叶42-43
• 5 讨论与结论43-46
• 参考文献 Reference46-53
• ABSTRACT53-55
• 硕士期间发表的论文情况55

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 项辉,Sylvia ANTON,BillS HANSSON;Agrotis segetum雄蛾触角叶神经元对性信息素时间编码的机制分析[J];动物学研究;2002年03期

2 陆鹏飞;乔海莉;骆有庆;;蚊虫嗅觉识别的神经机制[J];昆虫学报;2013年01期

3 吴仲南;邹志华;杜永均;;果蝇嗅觉分子机理研究进展[J];昆虫学报;2009年07期

4 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 钦俊德;王琛柱;;当前对昆虫选择寄主植物时化学感觉基础的理解[A];昆虫学创新与发展——中国昆虫学会2002年学术年会论文集[C];2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 陈秋燕;利用3D打印技术制作棉铃虫成虫脑结构模型[D];河南农业大学;2016年

2 泮淑梅;日本弓背蚁触角叶超微结构及免疫电镜技术分析[D];东北师范大学;2003年

3 胡基华;东北大黑鳃金龟嗅感器和触角叶超微结构[D];东北林业大学;2009年

，

本文编号：831912