發(fā)布時間：2020-05-20 05:54

【摘要】：人體血細胞的醫(yī)學檢驗結果已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)療診斷患者健康狀況的重要參考。常見血細胞分析儀的計數(shù)和分類原理往往要結合三維流體聚焦技術、電阻抗分析技術、細胞熒光特異性顯微技術、細胞光散射信號分析等,對目標細胞進行檢測,并呈現(xiàn)其數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結果。同樣,由于細胞是一個純相位體,不同的折射率分布和細胞光學厚度都會引起光波不同的相移,因此定量相位顯微技術適合對不易觀察的近透明血細胞成像。在未知細胞的內部亞結構信息獲取、細胞核與細胞器的相對折射率測定、以及癌變細胞的檢測中,定量相位成像都發(fā)揮了重要的作用。和光散射分析技術一樣,定量相位顯微成像是一種免標記、非入侵的光學分析技術,能夠在不破壞細胞生物活性以及不改變細胞物理形貌的狀況下,對細胞實施精準檢測。本文首先針對傳統(tǒng)流式細胞分析技術下,細胞亞結構形態(tài)識別過程中往往只利用細胞的前向、側向散射光信號作為分類依據(jù)的不足,以及熒光染色又會改變細胞活性問題的研究需要,提出結合細胞前向、后向散射光強度信息作為白細胞亞類分類識別的方法。其次,依據(jù)實際淋巴細胞和嗜酸性粒細胞形態(tài)特征,建立了對應的偏心單核細胞模型及雙核細胞模型。結合球形顆粒下的Mie散射公式和Rayleigh-Debye-Gans近似方法,在VirtualLab Fusion軟件中,設計了可同時接收細胞前向和后向散射光譜的仿真實驗光路,獲得了這兩種細胞模型下的散射分布圖譜,由此建立了不同核質相對折射率下細胞的前、后向散射光光強與442nm、532nm及633nm入射波長關系。進一步,通過前、后向散射光譜特征分析,發(fā)現(xiàn)在以后向散射光信號為縱軸,前向散射光信號為橫軸表征下,淋巴細胞和嗜酸性粒細胞具有明顯的分類分區(qū)散點特征。最后,提出了一種淋巴細胞以及嗜酸性粒細胞的分類識別方法,并從分類結果中表明了該方法的有效性。不僅是白細胞亞類分析,全血細胞(白細胞、紅血球和血小板)的形態(tài)分析和特征識別在生命科學和臨床醫(yī)學中也具有重要意義。本文針對定量相位成像技術較少用于不同種類血細胞的分類識別的問題,根據(jù)衍射定量相位成像(QPI)的光強傳輸方程(TIE)原理,在Biophase生物相位實驗儀器的幫助下獲得了紅細胞、血小板以及中性粒細胞的光學相位信息。為了定量地對不同類型的血細胞進行分類識別,介紹了細胞相位測量的五個特征參數(shù),包括相位峰谷差、相位體積、相位表面積、相位投影周長以及相位投影面積。同時,討論了紅細胞、中性粒細胞和血小板的對應相位特征值。此外,針對相位獲取過程中細胞周圍常出現(xiàn)的“光暈”(相位延遲)現(xiàn)象,還提出了一種相位梯度方法,用于去除待測物體周圍的光暈,從而獲得較為清晰的細胞邊界輪廓。最后,結合細胞相位特征參數(shù)的閾值和相位梯度計算,建立了一種識別以上三種人類血細胞的分類識別方法。實驗結果表明,該方法具有較好的精度和可行性,為基于定量相位成像的血細胞分析和分類提供了一種思路。
【圖文】：

國內外研究現(xiàn)狀.1 流式細胞分析技術研究現(xiàn)狀流式細胞術和細胞分選是臨床診斷和生物醫(yī)學研究中的常用技術。如圖與檢測試劑的混合溶液被放置在流體聚焦通道中，并逐個快速通過激光[6]。流式細胞分析儀能夠快速和高度定量地檢測單個細胞是否存在與細細胞內蛋白質表達、基因表達、細胞生理學等相關的各種熒光和光散射信廠商指定或用戶定義的參數(shù)，數(shù)量龐大的細胞可以在高速運動的情況下光學信息，并以此為依據(jù)來進行有效的細胞分類分選。流式細胞分析是的重要技術，價格親民、檢測精度較高、檢測速度較快的機器已被國內醫(yī)院、診所、醫(yī)學研究所等廣泛使用。

江 蘇 大 學 碩 士 學 位 論 文此外，隨著生物醫(yī)學和生物光學技術的不斷發(fā)展，以及對更復雜的細胞多維度參數(shù)分析、高通量分析的需求也在不斷增加，這類機器已成為生物技術領域的強大應用工具，也在某種方面促進了細胞蛋白分析、臨床藥物篩選和細胞信號分析的發(fā)展。同時，計算機運算能力的提升和光學技術的進步促進了流式細胞儀較快速的發(fā)展以及較頻繁的迭代更新，新的機器能夠比以前更高地以數(shù)量級的速度處理細胞，并可以同時檢測多達數(shù)十種的各類血細胞相關參數(shù)。因此，，以上的技術進步使細胞儀成為一種強有力的生物技術工具。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：R446.1;TP391.41

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本文編號：2672170