基于微纳器件的光热测量与听神经光敏效应实验研究
发布时间：2022-12-25 10:59
光与生物组织相互作用可产生一些特殊效应,由于光信号空间分辨率高等优点,在生物医学工程领域广受关注。已有技术——人工耳蜗以电信号刺激听神经重建听觉功能,并广泛用于临床治疗重度以上感音神经性耳聋。为提高神经刺激的精度和空间分辨率,光刺激脑内神经元的研究也逐步开展,并显示出良好的应用前景。光刺激诱导神经兴奋,其中存在多种可能的工作机制:光热效应、光机械效应、光化学效应或多种效应混合,究竟哪种效应为主、该效应与光参量之间有何关系、是否安全等问题,对将来在生物电子装置上应用来说,相关研究具有重要理论价值和实际意义。鉴于生物体内的细胞和组织成分复杂、结构微小、光作用多种效应不易分离等问题,虚拟仿真研究很难获得实际效果。因此,有必要建立针对性强、方便操作的实际测量系统和方法。文献研究发现,光作用在生物组织或细胞上的光热效应较为普遍,对此,本文基于微米级热敏器件设计搭建一种对微光斑（如适合听神经细胞）的光热效应物理测量系统,实测了多波段光信号的热效应数据,方便细胞光刺激研究来参照;同时采用细胞电生理测量方法,建立了听神经元在光信号刺激下是否有信号转导现象的检测系统,开展了对比实验,以探讨相关作用机制和...
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光与生物组织及细胞相互作用的研究现状
1.3 本论文的内容
第二章 光与神经组织相互作用的原理分析
2.1 光机械效应
2.1.1 基本原理
2.1.2 检测方法
2.2 光化学效应
2.2.1 基本原理
2.2.2 生物医学应用
2.3 光热效应
2.3.1 基本原理
2.3.2 细胞层面
2.4 三种效应的影响论述
第三章 基于微纳器件的光热测量系统
3.1 薄膜热电偶(TFTC)阵列
3.1.1 工作原理
3.1.2 制备方法
3.2 实时测量系统
3.2.1 继电器多路选通阵列
3.2.2 纳伏表
3.3 数据采集系统
第四章 基于微纳器件的光热测量实验
4.1 实验目的
4.2 实验步骤
4.3 实验结果
4.3.1 数据处理与统计
4.3.2 单一波长激光实验结果
4.3.3 不同波长激光实验结果比较
4.4 分析讨论
第五章 光作用听神经细胞的实验探究
5.1 实验方法
5.1.1 细胞处理
5.1.2 钙离子荧光指示剂工作原理
5.1.3 钙离子成像系统介绍
5.2 单一波长激光刺激螺旋神经节细胞实验
5.2.1 无外加激光刺激结果
5.2.2 450nm脉冲激光刺激结果
5.2.3 808nm脉冲激光刺激结果
5.2.4 1065nm脉冲激光刺激结果
5.3 切换不同波长激光刺激实验
5.4 结果分析
5.5 讨论
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文情况
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]薄膜热电偶的研究进展[J]. 王伟超,张军战,张颖,杨迪. 表面技术. 2019(10)
[2]Investigation of Pain Mechanisms by Calcium Imaging Approaches[J]. Michael Anderson,Qin Zheng,Xinzhong Dong. Neuroscience Bulletin. 2018(01)
[3]光遗传学技术在听觉研究中的应用[J]. 刘晨,于宁. 中华耳科学杂志. 2016(06)
[4]光敏感通道（Channelrhodopsin-2）——神经回路功能和神经系统疾病研究的新工具[J]. 柳浦青,竺可青. 中国生物化学与分子生物学报. 2010(05)
[5]钙离子结合蛋白及其在神经系统疾病中的作用[J]. 朱运峰. 中国生物化学与分子生物学报. 2008(05)
[6]细胞内钙成像和钙测定的基本原理及应用[J]. 史娟,李继硕. 神经解剖学杂志. 2006(04)
[7]细胞电生理与膜片钳技术[J]. 康华光. 中国医疗器械杂志. 2000(03)
博士论文
[1]皮肤组织对红外激光辐照热响应的细胞机理研究[D]. 关魁文.大连理工大学 2013
[2]激光照射下生物组织热效应的数值分析与实验研究[D]. 李小霞.天津大学 2004
硕士论文
[1]光纤传导脉冲激光诱发动物听觉反应及其特性研究[D]. 李晨.山东大学 2015
[2]基于纳米金颗粒的光热效应研究[D]. 印泽亮.西安电子科技大学 2014
[3]激光刺激生物细胞的光热效应研究[D]. 郭立志.大连理工大学 2012
[4]595nm与1064nm双波长激光器控制系统的设计与应用[D]. 周业.上海交通大学 2009
[5]皮肤生物组织光热响应研究[D]. 丁海峰.上海交通大学 2008
[6]激光与皮肤组织的热作用[D]. 杨洪钦.福建师范大学 2001
本文编号：3726481
【文章页数】：56 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号表
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 光与生物组织及细胞相互作用的研究现状
1.3 本论文的内容
第二章 光与神经组织相互作用的原理分析
2.1 光机械效应
2.1.1 基本原理
2.1.2 检测方法
2.2 光化学效应
2.2.1 基本原理
2.2.2 生物医学应用
2.3 光热效应
2.3.1 基本原理
2.3.2 细胞层面
2.4 三种效应的影响论述
第三章 基于微纳器件的光热测量系统
3.1 薄膜热电偶(TFTC)阵列
3.1.1 工作原理
3.1.2 制备方法
3.2 实时测量系统
3.2.1 继电器多路选通阵列
3.2.2 纳伏表
3.3 数据采集系统
第四章 基于微纳器件的光热测量实验
4.1 实验目的
4.2 实验步骤
4.3 实验结果
4.3.1 数据处理与统计
4.3.2 单一波长激光实验结果
4.3.3 不同波长激光实验结果比较
4.4 分析讨论
第五章 光作用听神经细胞的实验探究
5.1 实验方法
5.1.1 细胞处理
5.1.2 钙离子荧光指示剂工作原理
5.1.3 钙离子成像系统介绍
5.2 单一波长激光刺激螺旋神经节细胞实验
5.2.1 无外加激光刺激结果
5.2.2 450nm脉冲激光刺激结果
5.2.3 808nm脉冲激光刺激结果
5.2.4 1065nm脉冲激光刺激结果
5.3 切换不同波长激光刺激实验
5.4 结果分析
5.5 讨论
第六章 总结与展望
6.1 结论
6.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文情况
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]薄膜热电偶的研究进展[J]. 王伟超,张军战,张颖,杨迪. 表面技术. 2019(10)
[2]Investigation of Pain Mechanisms by Calcium Imaging Approaches[J]. Michael Anderson,Qin Zheng,Xinzhong Dong. Neuroscience Bulletin. 2018(01)
[3]光遗传学技术在听觉研究中的应用[J]. 刘晨,于宁. 中华耳科学杂志. 2016(06)
[4]光敏感通道（Channelrhodopsin-2）——神经回路功能和神经系统疾病研究的新工具[J]. 柳浦青,竺可青. 中国生物化学与分子生物学报. 2010(05)
[5]钙离子结合蛋白及其在神经系统疾病中的作用[J]. 朱运峰. 中国生物化学与分子生物学报. 2008(05)
[6]细胞内钙成像和钙测定的基本原理及应用[J]. 史娟,李继硕. 神经解剖学杂志. 2006(04)
[7]细胞电生理与膜片钳技术[J]. 康华光. 中国医疗器械杂志. 2000(03)
博士论文
[1]皮肤组织对红外激光辐照热响应的细胞机理研究[D]. 关魁文.大连理工大学 2013
[2]激光照射下生物组织热效应的数值分析与实验研究[D]. 李小霞.天津大学 2004
硕士论文
[1]光纤传导脉冲激光诱发动物听觉反应及其特性研究[D]. 李晨.山东大学 2015
[2]基于纳米金颗粒的光热效应研究[D]. 印泽亮.西安电子科技大学 2014
[3]激光刺激生物细胞的光热效应研究[D]. 郭立志.大连理工大学 2012
[4]595nm与1064nm双波长激光器控制系统的设计与应用[D]. 周业.上海交通大学 2009
[5]皮肤生物组织光热响应研究[D]. 丁海峰.上海交通大学 2008
[6]激光与皮肤组织的热作用[D]. 杨洪钦.福建师范大学 2001
本文编号：3726481
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/mpalunwen/3726481.html
最近更新
教材专著
