光與生物組織相互作用可產(chǎn)生一些特殊效應(yīng),由于光信號空間分辨率高等優(yōu)點(diǎn),在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域廣受關(guān)注。已有技術(shù)——人工耳蝸以電信號刺激聽神經(jīng)重建聽覺功能,并廣泛用于臨床治療重度以上感音神經(jīng)性耳聾。為提高神經(jīng)刺激的精度和空間分辨率,光刺激腦內(nèi)神經(jīng)元的研究也逐步開展,并顯示出良好的應(yīng)用前景。光刺激誘導(dǎo)神經(jīng)興奮,其中存在多種可能的工作機(jī)制:光熱效應(yīng)、光機(jī)械效應(yīng)、光化學(xué)效應(yīng)或多種效應(yīng)混合,究竟哪種效應(yīng)為主、該效應(yīng)與光參量之間有何關(guān)系、是否安全等問題,對將來在生物電子裝置上應(yīng)用來說,相關(guān)研究具有重要理論價(jià)值和實(shí)際意義。鑒于生物體內(nèi)的細(xì)胞和組織成分復(fù)雜、結(jié)構(gòu)微小、光作用多種效應(yīng)不易分離等問題,虛擬仿真研究很難獲得實(shí)際效果。因此,有必要建立針對性強(qiáng)、方便操作的實(shí)際測量系統(tǒng)和方法。文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn),光作用在生物組織或細(xì)胞上的光熱效應(yīng)較為普遍,對此,本文基于微米級熱敏器件設(shè)計(jì)搭建一種對微光斑（如適合聽神經(jīng)細(xì)胞）的光熱效應(yīng)物理測量系統(tǒng),實(shí)測了多波段光信號的熱效應(yīng)數(shù)據(jù),方便細(xì)胞光刺激研究來參照;同時采用細(xì)胞電生理測量方法,建立了聽神經(jīng)元在光信號刺激下是否有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)現(xiàn)象的檢測系統(tǒng),開展了對比實(shí)驗(yàn),以探討相關(guān)作用機(jī)制和... 

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號表
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 光與生物組織及細(xì)胞相互作用的研究現(xiàn)狀
    1.3 本論文的內(nèi)容
第二章 光與神經(jīng)組織相互作用的原理分析
    2.1 光機(jī)械效應(yīng)
        2.1.1 基本原理
        2.1.2 檢測方法
    2.2 光化學(xué)效應(yīng)
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用
    2.3 光熱效應(yīng)
        2.3.1 基本原理
        2.3.2 細(xì)胞層面
    2.4 三種效應(yīng)的影響論述
第三章 基于微納器件的光熱測量系統(tǒng)
    3.1 薄膜熱電偶(TFTC)陣列
        3.1.1 工作原理
        3.1.2 制備方法
    3.2 實(shí)時測量系統(tǒng)
        3.2.1 繼電器多路選通陣列
        3.2.2 納伏表
    3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
第四章 基于微納器件的光熱測量實(shí)驗(yàn)
    4.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>    4.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.3.1 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)
        4.3.2 單一波長激光實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        4.3.3 不同波長激光實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較
    4.4 分析討論
第五章 光作用聽神經(jīng)細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)探究
    5.1 實(shí)驗(yàn)方法
        5.1.1 細(xì)胞處理
        5.1.2 鈣離子熒光指示劑工作原理
        5.1.3 鈣離子成像系統(tǒng)介紹
    5.2 單一波長激光刺激螺旋神經(jīng)節(jié)細(xì)胞實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 無外加激光刺激結(jié)果
        5.2.2 450nm脈沖激光刺激結(jié)果
        5.2.3 808nm脈沖激光刺激結(jié)果
        5.2.4 1065nm脈沖激光刺激結(jié)果
    5.3 切換不同波長激光刺激實(shí)驗(yàn)
    5.4 結(jié)果分析
    5.5 討論
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文情況
學(xué)位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]薄膜熱電偶的研究進(jìn)展[J]. 王偉超,張軍戰(zhàn),張穎,楊迪.  表面技術(shù). 2019(10)
[2]Investigation of Pain Mechanisms by Calcium Imaging Approaches[J]. Michael Anderson,Qin Zheng,Xinzhong Dong.  Neuroscience Bulletin. 2018(01)
[3]光遺傳學(xué)技術(shù)在聽覺研究中的應(yīng)用[J]. 劉晨,于寧.  中華耳科學(xué)雜志. 2016(06)
[4]光敏感通道（Channelrhodopsin-2）——神經(jīng)回路功能和神經(jīng)系統(tǒng)疾病研究的新工具[J]. 柳浦青,竺可青.  中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào). 2010(05)
[5]鈣離子結(jié)合蛋白及其在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用[J]. 朱運(yùn)峰.  中國生物化學(xué)與分子生物學(xué)報(bào). 2008(05)
[6]細(xì)胞內(nèi)鈣成像和鈣測定的基本原理及應(yīng)用[J]. 史娟,李繼碩.  神經(jīng)解剖學(xué)雜志. 2006(04)
[7]細(xì)胞電生理與膜片鉗技術(shù)[J]. 康華光.  中國醫(yī)療器械雜志. 2000(03)

博士論文
[1]皮膚組織對紅外激光輻照熱響應(yīng)的細(xì)胞機(jī)理研究[D]. 關(guān)魁文.大連理工大學(xué) 2013
[2]激光照射下生物組織熱效應(yīng)的數(shù)值分析與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 李小霞.天津大學(xué) 2004

碩士論文
[1]光纖傳導(dǎo)脈沖激光誘發(fā)動物聽覺反應(yīng)及其特性研究[D]. 李晨.山東大學(xué) 2015
[2]基于納米金顆粒的光熱效應(yīng)研究[D]. 印澤亮.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]激光刺激生物細(xì)胞的光熱效應(yīng)研究[D]. 郭立志.大連理工大學(xué) 2012
[4]595nm與1064nm雙波長激光器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D]. 周業(yè).上海交通大學(xué) 2009
[5]皮膚生物組織光熱響應(yīng)研究[D]. 丁海峰.上海交通大學(xué) 2008
[6]激光與皮膚組織的熱作用[D]. 楊洪欽.福建師范大學(xué) 2001



本文編號：3726481