基于Mie理论的细胞光散射散斑研究

发布时间：2017-04-16 20:14

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【摘要】：流式细胞仪通过对细胞进行荧光染色实现细胞识别与分类功能,这在生物医学方面有着重要意义,但存在仪器价格昂贵、细胞染色需专业人员操作等一定的限制因素。越来越多的科研工作者开始进行新型免标识细胞分类方法研究。光散射现象只与细胞本身及其所处外环境的物理性质有关,不需要对细胞进行荧光染色处理,可非接触、非破坏性的获取细胞形态及内部结构等信息。研发光散射技术实现细胞无标识分类预期在细胞病理诊断方面将获得重要应用。 二维光散射技术是近年报道的一种新型无标记细胞分析技术。目前对二维光散射图样的理论研究多借助于有限时域差分法,该方法通常需要进行并行计算。本论文研发基于Mie理论的新型单细胞二维光散射模拟算法,可以显著降低模拟对计算性能的要求,促进对二维光散射散斑图样的进一步理解。 本论文首先介绍了微小颗粒的光散射基础知识,主要简述了光的电磁性质、光散射现象及光散射相关理论。随后简单介绍了生物细胞的基础知识和Mie散射基本公式及数值计算方式,模拟了单细胞器细胞模型的二维光散射图样,讨论了细胞器尺寸及细胞器与周围介质的相对折射率对二维光散射图样的影响。最后对多细胞器细胞模型二维光散射散斑图样进行了模拟,讨论了多细胞器的散射光强计算,给出了本文模拟单细胞内含多个细胞器的二维光散射图样计算方法,并讨论了细胞器的尺寸及其空间相对位置、细胞器的不同组合形式对二维光散射图样的影响。
【关键词】：单细胞 Mie理论 光散射 散斑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R329.2
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究背景和意义11
• 1.2 研究现状11-14
• 1.3 本文研究的主要内容14-17
• 第二章 微小颗粒光散射的基础知识17-27
• 2.1 光的电磁性质17-18
• 2.2 光散射概述18-22
• 2.3 光散射两个参数介绍22-23
• 2.4 散射理论简介23-24
• 2.5 光波的相干S加24-25
• 2.6 本章小结25-27
• 第三章 单细胞器细胞模型二维光散射图样模拟27-41
• 3.1 生物细胞知识简介27-28
• 3.2 Mie散射基本公式28-29
• 3.3 Mie散射光强的数值计算29-31
• 3.4 细胞内含一个细胞器的光散射图样模拟31-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 多细胞器细胞模型二维光散射图样模拟41-53
• 4.1 单细胞内含三个细胞器的光散射图样模拟41-47
• 4.2 单细胞内含五个及十个细胞器的光散射图样模拟47-51
• 4.3 本章小结51-53
• 第五章 总结与展望53-55
• 5.1 总结53
• 5.2 展望53-55
• 参考文献55-61
• 致谢61-63
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录63-64
• 学位论文评阅及答辩情况表64

【共引文献】

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本文编号：311590