基于微灌流腔的细胞膜生物物理学参数的高精度测定.pdf

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina硕士位论论文题于徵灌流舱的鈿胞旗目生物物理学参教的高精皮测走到成作者姓名生物區学工程学科专业起钊教桡导师姓名二〇一五年五月完成时间肀斜嗲技水大嗲硕士学位论文基于微灌流腔的细胞膜生物物理学参数的高精度测定作者姓名刘威学科专业生物医学工程导师姓名赵刚教授完成时间二一五年五月四日UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'sdegreeHigh-precisionApproachbased

2、onMicrofluidicPerfusionChamberforQuantitativeAnalysisofBiophysicalPropertiesofCellMembraneAuthor'sName:WeiLiuspeciality:BiomedicalEngineeringSupervisor:Prof.GangZhaoFinishedtime:May4th,2015中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或

3、撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文巾作了明确的说明。作者签名：签字日期：赠、中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。公幵口保密（年）作

4、者签名：导师签名签字日期：外“签字日期：摘要摘要细胞膜渗透性是细胞的重要生物物理学性质之一，其在生物工程、再生医学、器官工程和生物保存中扮演着重要角色。而测量细胞膜的渗透性质是通过微装置内胞外溶液渗透压转变的实验测量得到的。然而大多数研宄者们并没有对微装置及其相应的实验程序做过系统的研究，这就是为什么不同研究者的之间的测量结果相差很大的原因。本文基于传热传质和对流扩散原理的指导，设计并改进了微灌流腔装置。同时，还通过实验验证和利用有限元分析方法数值计算了微通道以及管路中的胞外溶液的浓度分布变化。对比数据结果后证明，在细胞渗透性实验中使用惯

5、用的理想阶跃浓度函数去拟合细胞膜渗透性参数时会不可避免的带来较大的误差，而本研宄中确定浓度函数保证了拟合得到的参数的精确性和可靠性。此外，本文还设计制作了专用来测量卵母细胞渗透的微灌流腔。收集并测试了共计颗受精失败的卵母细胞的渗透性参数。所得到测量数据为将来的研宄提供了有用的参考，同时也丰富了卵母细胞在不同低温保护剂条件下的卵膜渗透性。实验结果还表明，可以在低温保存之前记录卵母细胞添加低温保护剂时的体积变化来评估该卵母细胞的体外受精成功率。最后，本文还对微流控的液滴技术进行了探索，积累了大量相关经验。总之，所述的研宄工作有利于更好的理解低

6、温生物学，也有利设计出更好更稳定的低温保存协议。通过提高实验测量细胞渗透性的精确性，文的研宄工作对改进低温生物学的研究有着巨大的潜力。关键词：低温生物学细胞膜渗透性微灌流腔有限元分析渗透压变化AbstractAbstractCellmembranepermeability,oneofthekeybiophysicalpropertiesofcells,playsanimportantroleinbioengineering,regenerativemedicine，Abstractcryopreservation.Theworkalsoh

7、asgreatpotentialforimprovingcryobiologyresearchbyimprovingtheprecisionofexperimentallydeterminedcellmembranepermeability.Keywords:cryobiology,cellmembranepermeability,microperfusionchamber,finiteelementanalysis(FEA),osmoticshift;hi目录目录要第一章绪论低温生物医学研宄背景低温生物医学的发展及研宄内容低温保存的研宄

8、及意义细胞渗透性的研宄细胞渗透性研究的背景大样本细胞渗透性的研究小样本单个细胞渗透性的研究参数测量的关键性问题课题研究内容与论文结构安排研宄内容内容安排第二章微灌流腔的优化研究弓丨言微灌流腔的