声辐射力对粘弹性粒子操控和细胞表征研究

发布时间：2024-03-03 19:11

　　在现代生活中,随着科学技术的发展,人们对于无接触式纳米级微粒子的操控和捕获技术需求越来越迫切,特别是在细胞和分子生物学中,粒子操控在研究各种细胞和分子的生物力学性质中起着至关重要的作用。基于声辐射力的声镊子可以实现对微粒的捕获、分类、组装以及对药物的靶向输送治疗,因此,利用声辐射力实现无接触式纳米级粒子(细胞)的操控、捕获,这在生物医学行业有着重要的意义。本文基于声波散射理论对声波作用于各种粘弹性粒子和细胞的声辐射力做了研究。第一章简要地回顾了与声辐射力有关的研究背景、实际应用,着重介绍了近年来声辐射力的研究状况,尤其是在生物医学应用方面的发展情况,概述了本文研究工作的主要内容。第二章基于声波散射理论,研究了高斯驻波场中多层球粒子的声辐射力特性。主要研究了两种粒子模型:一是针对药物的输送,研究了由聚合物材料构成的固液双层球粒子模型;二是针对细胞的结构及力学特性,采用了由粘弹性材料构成的三层球形粒子模型。重点分析了多层球结构中材料以及层壳厚度变化对声辐射力带来的影响。第三章基于声场中存在多个粒子时,一个粒子造成的散射波同样会对其它粒子产生声辐射力,本章从声场散射入手,研究存在多个弹性粒子...

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 辐射力的发展及研究现状
        1.2.1 辐射压力
        1.2.2 光辐射力发展历史及其研究现状
        1.2.3 声辐射力发展历史及其研究现状
    1.3 本论文研究内容和目的
    参考文献
第二章 高斯驻波场对多层球的声辐射力作用
    2.1 引言
    2.2 多层球的声辐射力
        2.2.1 高斯驻波束的级数展开
        2.2.2 三层球粒子对高斯驻波的散射系数
        2.2.3 高斯波声辐射力公式的推导
    2.3 仿真分析及讨论
        2.3.1 双层聚合物包裹液体球模型
        2.3.2 三层弹性球模型
    2.4 结论
    参考文献
第三章 高斯波中多粒子间的声辐射力研究
    3.1 引言
    3.2 高斯波对弹性球体的声散射因子
    3.3 高斯波中稀疏粒子球间声辐射相互作用力
    3.4 水中聚乙烯粒子球间的声辐射作用力
        3.4.1 两个粒子球中心连线与y轴共轴情况
        3.4.2 两个粒子球中心连线与y轴不共轴情况
        3.4.3 三个粒子球情况
    3.5 结论
    参考文献
第四章 阻抗边界下不同角度平面波对圆柱形粒子的声辐射力和力矩研究
    4.1 引言
    4.2 平面波对粒子的辐射力
    4.3 仿真分析与讨论
        4.3.1 特定粒子大小情况下声辐射力和力矩
        4.3.2 特定边界距离情况下声辐射力和力矩
        4.3.3 特定入射角度情况下声辐射力及力矩
    4.4 总结
    参考文献
第五章 利用声辐射力实验研究细胞的变形
    5.1 引言
    5.2 研究方法
        5.2.1 实验仪器
        5.2.2 换能器中心频率的测定
        5.2.3 实验准备
        5.2.4 实验样品
        5.2.5 实验过程
    5.3 实验结果
        5.3.1 声辐射力作用下肾细胞的变形特性
        5.3.2 声辐射力作用下膀胱细胞的变形特性
    5.4 结论
    参考文献
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作的总结
    6.2 未来与展望
博士研究生期间已发表与待发表的论文
致谢



本文编号：3918253