血红细胞和斑马鱼的生物物理特性及检测方法

论文摘要

在科学技术飞速发展的今天,环境保护问题越来越受到人们的重视,随着日益严峻的环境等诸多问题的出现,各种疾病也随之而生,在这种情况下各种新药的研制也越来越普遍。目前对于如何标度生物体的活性尚没有一种比较科学的方法,为了试图解决这一问题,本论文主要阐述两个方面的内容,即通过生物非线性的大小来表征生物体的活性大小,以及通过一种图像处理的方法观察不同环境下的斑马鱼的心脏健康性,以此来研究环境的影响。理论和实验研究表明,相对于传统的光学的方法来研究非线性,我们这种交变电场的方法能够很方便的获得较多的数据,配合我们设计的硬件和软件,可以节约实验成本和所需时间。斑马鱼的研究方面我们同样也自己设计了一套装置,可以适时采集动态图像,并配合我们的软件(最主要的是核心算法)可以准确的获取类似心电图的数据,对新药研制方面有很重要的贡献,目前这方面的成果我们已经申请国家发明专利。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 红细胞的基础知识
• 1.1 红细胞研究意义
• 1.2 了解红细胞
• 1.2.1 红细胞的形态
• 1.2.2 红细胞的功能
• 1.2.3 红细胞的生成
• 1.2.4 红细胞的更新
• 1.2.5 红细胞含量
• 1.3 红细胞在生理环境中的特性
• 1.3.1 悬浮稳定性
• 1.3.2 渗透性
• 第2章 红细胞非线性的研究背景及产生机理
• 2.1 红细胞非线性的研究
• 2.1.1 红细胞非线性的来源
• 2.1.2 生物非线性的实际应用
• 2.2 红细胞非线性的理论模型
• 2.3 有效介电常数的理论推导
• 2.3.1 Maxwell-Garnett理论
• 2.3.2 Bruggeman理论
• 2.3.3 有效电导的推导
• 2.4 引入非线性后的红细胞的欧姆定律
• 2.5 整个悬浮液的欧姆定律
• 第3章 红细胞非线性的实验部分
• 3.1 实验装置
• 3.2 数据采集程序
• 3.3 实验步骤
• 3.4 红细胞体积比ρ的测定
• 第4章 生物非线性实验结果
• 第5章 非线性理论用于环境污染的检测
• 第6章 生物非线性讨论
• 第7章 斑马鱼的基础知识
• 7.1 斑马鱼的介绍
• 7.2 斑马鱼的喂养
• 7.3 斑马鱼的繁殖
• 7.4 斑马鱼的医学价值
• 第8章 斑马鱼心脏研究相关背景
• 8.1 斑马鱼心电图的检测
• 8.2 转基因的方法检测心率
• 第9章 斑马鱼心率图分析算法
• 9.1 自相关函数理论
• 9.2 自相关函数的性质
• 9.3 改良以后的自相关函数
• 9.4 图像相关性的程序处理
• 9.5 心率图数据处理程序
• 9.5.1 环境参数录入以及文件选择程序
• 9.5.2 图像处理程序（集图像处理算法）
• 第10章 斑马鱼心脏测试实验
• 10.1 发育过程中的斑马鱼心率的变化
• 10.2 温度的变化对斑马鱼的影响
• 10.3 镉对斑马鱼的心脏功能的影响
• 10.4 显微镜中观察的图像定标
• 第11章 斑马鱼心脏测试实验结果
• 11.1 不同阶段心率的变换
• 11.2 不同温度下的心率数据
• 11.3 镉对斑马鱼心脏的影响
• 第12章 斑马鱼实验的总结
• 参考文献
• 附录:
• 攻读博士学位期间发表的论文
• 1,Nonlinear ac responses of erythrocyte suspensions:Experiment and theory
• 2,Fast differential interference contrast imaging combined with autocorrelationtreatments to measure the heart rate of embryonic fish
• 致谢