對(duì)特定類型神經(jīng)元的活動(dòng)進(jìn)行時(shí)間精確、無(wú)創(chuàng)和遠(yuǎn)程的控制是神經(jīng)科學(xué)長(zhǎng)期追求的目標(biāo)。光遺傳學(xué)技術(shù)能夠在毫秒量級(jí)的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確控制遺傳學(xué)上靶定的神經(jīng)元活性。然而目前常用的光遺傳技術(shù):基于植入光纖的方法會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象的組織及行為造成損害,并且很難用于外周神經(jīng)元的光刺激;基于紅光的方法不能穿透深部組織;基于上轉(zhuǎn)換納米材料和近紅外光遺傳方法（上轉(zhuǎn)換光遺傳）受限于近紅外光被生物組織中水大量吸收導(dǎo)致的低發(fā)光效率和過(guò)熱現(xiàn)象。并且目前光遺傳技術(shù)都只能實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)局部區(qū)域特定神經(jīng)元的激活,而不能同時(shí)激活多個(gè)腦區(qū)的特定神經(jīng)元。受上轉(zhuǎn)換光遺傳思路啟發(fā),本文利用X射線極強(qiáng)穿透力和無(wú)自發(fā)熒光的特點(diǎn),提出一種基于下轉(zhuǎn)換納米顆粒（Downconversion nanoparticle,DCNP）的X射線激活神經(jīng)元的方法,該方法通過(guò)DCNP吸收X射線發(fā)射可見(jiàn)光來(lái)激活視紫紅質(zhì)通道蛋白從而激活神經(jīng)元。本文依據(jù)光遺傳原理及DCNP發(fā)光機(jī)制,確定了合適的視紫紅質(zhì)通道蛋白以及發(fā)射光譜與其激活光譜相對(duì)應(yīng)的DCNP;詳細(xì)分析了納米材料的形狀、Tb³⁺摻雜濃度等性能參數(shù)及X射線管電流、電壓等激發(fā)條件對(duì)納米材料發(fā)光強(qiáng)度的影響... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 光遺傳方法的研究意義與背景
    1.2 光遺傳方法的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 X射線及鑭系摻雜下轉(zhuǎn)換納米材料的生物應(yīng)用
    1.4 本文主要內(nèi)容
2 基于下轉(zhuǎn)換納米材料的X射線激活神經(jīng)元的方案設(shè)計(jì)
    2.1 光遺傳學(xué)原理
    2.2 下轉(zhuǎn)換納米材料及其發(fā)光機(jī)制
    2.3 基于下轉(zhuǎn)換納米材的X射線激活神經(jīng)元方案設(shè)計(jì)原理
    2.4 本章小結(jié)
3 鑭系摻雜的稀土基納米材料的發(fā)光性能及激發(fā)條件測(cè)試
    3.1 Tb3+摻雜納米材料的發(fā)光性能測(cè)試
    3.2 稀土基納米顆粒的生物毒性測(cè)試
    3.3 X射線激發(fā)條件對(duì)稀土基納米顆粒熒光強(qiáng)度的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 生物在體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.1 生物實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    4.2 VTA腦區(qū)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    4.3大腦皮層的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士期間發(fā)表的論文與專利


【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]雙模式小動(dòng)物成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 楊孝全.華中科技大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3161875