冷驱动下生物材料相界面移动特征

发布时间：2023-04-22 15:58

　　生物材料在冷驱动下,材料细胞内将产生冰晶,细胞内冰晶的形成会导致严重的细胞损伤从而破坏生命材料的质量。细胞内冰晶的形状、尺寸、生长速率和方向都将对细胞以及细胞间隙产生影响。细胞层面的基础研究是必不可少的一部分。因此了解胞内冰的形成过程、形成原因以及对细胞损伤的程度是必要的,特别是细胞内相界面移动特征的观察研究,获取冷驱动下胞内冰生长的详细信息可为低温环境中生命材料保持良好状态提供重要的理论依据。为了便于量化研究,以体积大易观察的洋葱细胞作为研究对象,采用不同的降温速率、不同的接种冰晶方式,并利用低温显微系统配合高速摄像机,可视化研究细胞内清晰的相界面移动过程。同时,为了进一步了解不同生命材料的细胞内结构对胞内冰形成的影响,以蚕豆种子为研究对象,用细胞松弛素B溶解细胞骨架,采用低温显微系统在不同的冷却速率下进行冷冻实验。应用数字图像的相关方法记录胞内冰的生长过程,计算胞内冰晶出现的频率与细胞骨架变化的关系以及不同冷冻方法对胞内冰生长的影响。采用高速摄像仪观察冰晶生长过程,实验发现了三种模式的胞内冰晶生长行为。模式A:细胞壁结晶后继续在边缘结晶;模式B:细胞壁结晶后,向中心扩散,横贯中心位...

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 影响胞内冰形成的因素及研究现状
        1.2.1 胞内冰的形成机理
        1.2.2 外部条件影响胞内冰形成
        1.2.3 细胞内部结构影响胞内冰的形成
    1.3 研究胞内冰生长的方法
        1.3.1 直接观察法
        1.3.2 图像处理方式
    1.4 本文研究内容及意义
第二章 实验方法与结果
    2.1 洋葱细胞冷冻实验
        2.1.1 洋葱细胞的制备
        2.1.2 低温显微系统
        2.1.3 冷冻和复温方法
    2.2 相关计算参数定义
    2.3 细胞内冰晶的形成过程
        2.3.1 胞内冰开始出现的位置
        2.3.2 细胞冰晶的形成模式
    2.4 冰晶的生长速率
        2.4.1 不同冷却速率下冰晶的生长速率
        2.4.2 不同模式下冰晶的生长速率
        2.4.3 细胞的损伤程度
    2.5 小结
第三章 细胞内结构对胞内冰的影响
    3.1 蚕豆细胞的冷冻实验方法及相关参数定义
        3.1.1 蚕豆细胞的制备
        3.1.2 蚕豆细胞冷冻策略
    3.2 常温下细胞松弛素对细胞的影响
    3.3 胞内冰的生长速率
    3.4 复温后细胞骨架对细胞结构的影响
    3.5 小结
第四章 数字图像相关处理方法
    4.1 相关算法的一般原理
    4.2 滤波和差值方法的确定
        4.2.1 滤波方法的比较
        4.2.2 不同插值方法的比较
    4.3 冰晶的生长过程
        4.3.1 图片处理流程
        4.3.2 冰晶的生长过程
    4.4 小结
第五章 总结
    5.1 主要结论
    5.2 创新点
    5.3 研究展望
参考文献
发表论文、参加科研情况说明
致谢



本文编号：3797958