宫颈癌细胞表面形貌与力学特性的研究

发布时间：2017-05-16 01:17

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【摘要】：肿瘤分为良性肿瘤与恶性肿瘤，恶性肿瘤就是所谓的癌症。癌症是死亡率特别高的疾病，并且癌症患者人数每年都在增加。恶性肿瘤死亡率高的重要原因之一就是早期诊断比较困难，多数诊断出时已经是晚期，错过最佳治疗时间造成死亡。人类研究对癌症的发病机理与转移侵袭机制尚且没有根本性的了解。近些年来人们从力学性质的角度对癌症进行了研究，，因为细胞是生物体的基本结构与功能单位，所以单细胞水平的力学表征具有十分重要的意义。 经过大量的研究发现，正常细胞发生病变，其结构与功能都发生改变，力学性质也发生了改变，并且病变程度不同力学性质也不同。随着纳米技术不断发展，各种表征细胞力学性能的实验技术也越来越成熟。原子力显微镜是生物医学领域十分有效的工具。它具有纳米级别的高分辨率、高灵敏度等优点，对细胞表面信息的获取和力学性能的表征十分方便。本课题主要就是利用原子力显微镜对癌细胞进行表面形貌与力学特性的研究。 用原子力显微镜进行扫描实验观察癌细胞表面的微观形貌，用接触模式对细胞进行扫描，选择合适的参数确保形貌图成像质量良好。在不同通道模式下采集癌细胞的表面微观形貌图和三维形貌图，对微观的结构进行分析。观察细胞的三维形貌图，确定细胞的大致尺寸以及厚度，并且得到细胞的表面粗糙度值。此外，还用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对表面形貌进行了研究。 采用ABAQUS有限元分析软件，建立探针细胞压痕模型。利用实验得到的参数建立模型，得到细胞应力与变形图，得到载荷位移曲线与理论值进行比较。改变参数，分析细胞厚度、摩擦系数、球头半径、泊松比、加载速率等参数对载荷位移曲线的影响。 用原子力显微镜对癌细胞进行压痕实验对细胞力学性能进行表征。压痕得到的载荷位移曲线用赫兹模型进行拟合求得癌细胞的弹性模量。对不同区域压痕得到不同区域的弹性模量值。通过压痕分析针尖几何形状、数学模型选择等因素对细胞力学性质的影响。
【关键词】：宫颈癌细胞 原子力显微镜 表面形貌 弹性模量
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R737.33;R318.01
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 表征细胞力学特性的实验技术10-13
• 1.2.1 微管吸吮技术10-11
• 1.2.2 原子力显微镜探压技术11-12
• 1.2.3 其他表征细胞力学特性的实验技术12-13
• 1.3 癌细胞表面微观形貌的研究现状13-15
• 1.4 癌细胞弹性模量的研究现状15-16
• 1.5 细胞力学模型的研究现状16-17
• 1.6 本文主要研究内容17-18
• 第2章 宫颈癌细胞表面形貌的研究18-35
• 2.1 引言18
• 2.2 宫颈癌细胞的培养与处理18-19
• 2.3 激光共聚焦显微镜对宫颈癌细胞形貌的观测19-22
• 2.4 扫描电子显微镜对宫颈癌细胞形貌的观测22-25
• 2.4.1 SEM 的样品制备22-24
• 2.4.2 SEM 检测结果与分析24-25
• 2.5 原子力显微镜对宫颈癌细胞形貌的观测25-33
• 2.5.1 AFM 及其工作原理26-27
• 2.5.2 影响 AFM 成像质量的因素27-29
• 2.5.3 AFM 检测过程29
• 2.5.4 AFM 检测结果与分析29-33
• 2.6 三种仪器检测结果的对比分析33-34
• 2.7 本章小结34-35
• 第3章 宫颈癌细胞压痕过程的有限元仿真分析35-46
• 3.1 引言35
• 3.2 细胞压痕模型的建立35-38
• 3.2.1 Abaqus 简介35-36
• 3.2.2 压痕模型的建立过程36-38
• 3.3 不同参数对压痕过程的影响38-44
• 3.3.1 摩擦系数对载荷位移曲线的影响38-39
• 3.3.2 细胞厚度对载荷位移曲线的影响39-41
• 3.3.3 球头半径对载荷位移曲线的影响41-42
• 3.3.4 泊松比对载荷位移曲线的影响42-44
• 3.3.5 弹性模量对载荷位移曲线的影响44
• 3.4 本章小结44-46
• 第4章 宫颈癌细胞力学性能的研究46-55
• 4.1 引言46
• 4.2 细胞压痕的理论模型46-49
• 4.2.1 赫兹接触理论46-48
• 4.2.2 刚性锥头和弹性半空间的接触48-49
• 4.2.3 赫兹接触的内部应力49
• 4.3 癌细胞的压痕实验49-53
• 4.3.1 宫颈癌细胞力曲线的获取与转化50-52
• 4.3.2 弹性模量计算结果与分析52-53
• 4.4 本章小结53-55
• 结论55-56
• 参考文献56-61
• 致谢61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 陈勇,蔡继业,邢少t

本文编号：369308