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《空間細(xì)胞培養(yǎng)及實時動態(tài)顯微成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、空間細(xì)胞培養(yǎng)及實時動態(tài)顯微成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究蘭天2015年1月中圖分類號：TQ028.1UDC分類號：540空間細(xì)胞培養(yǎng)及實時動態(tài)顯微成像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究作者姓名蘭天學(xué)院名稱生命學(xué)院指導(dǎo)教師李曉瓊副教授答辯委員會主席李勤教授申請學(xué)位理學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)位授予單位北京理工大學(xué)論文答辯日期2015年1月ResearchonKeyIssuesofCellCultureSystemwithReal-timeDynamicMicroscopeImaginginSpaceCandidateName：L
2、anTianSchoolorDepartment:SchoolofLifeScienceFacultyMentor:AssociateProf.XiaoqiongLiChair,ThesisCommittee：Prof.QinLiDegreeApplied:MasterofScienceMajor：BiomedicalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan，2015研究成果聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論
3、文是我本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作獲得的研究成果。盡我所知，文中除特別標(biāo)注和致謝的地方外，學(xué)位論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京理工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的合作者對此研究工作所做的任何貢獻(xiàn)均已在學(xué)位論文中作了明確的說明并表示了謝意。特此申明。簽名：日期：摘要不斷完善空間細(xì)胞培養(yǎng)相關(guān)驗證試驗以及地面模擬試驗，進(jìn)而從分子細(xì)胞水平探究空間特殊環(huán)境給人體的各系統(tǒng)、器官乃至每個細(xì)胞帶來廣泛而復(fù)雜的不利影響的根本原因，已經(jīng)成為空間生命科學(xué)研
4、究的重要手段之一。為了保證空間細(xì)胞培養(yǎng)過程的穩(wěn)態(tài)進(jìn)行，具備空間環(huán)境適應(yīng)性的高集成化細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)已成為探索空間生命科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵設(shè)備。在進(jìn)行空間細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)設(shè)計時，除滿足細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)的基本要求以外，還應(yīng)克服在真實空間環(huán)境中實驗研究耗費巨大、搭載時間有限、負(fù)載體積有限、操作空間有限、微重力、強(qiáng)輻射等難題，需綜合考慮系統(tǒng)的傳質(zhì)特性、傳熱特性、力學(xué)特性、集成性、可操作性等。同時為滿足細(xì)胞生長狀態(tài)以及運(yùn)動情況等物理變化的全過程實時動態(tài)監(jiān)測的要求，具備空間搭載條件的可見光顯微成像系統(tǒng)也是必備工具，從而能更好地為某
5、些特殊現(xiàn)象的解釋提供重要的參考依據(jù)。針對上述問題，在詳細(xì)調(diào)研分析國內(nèi)外空間細(xì)胞培養(yǎng)裝置發(fā)展的基礎(chǔ)之上，課題自行研制了具備空間環(huán)境適應(yīng)性的自動化、集成化的細(xì)胞灌流培養(yǎng)及實時動態(tài)可見光顯微成像系統(tǒng)。細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)以微流控芯片作為細(xì)胞培養(yǎng)平臺，采用MSP430單片機(jī)作為控制芯片，結(jié)合PID控制算法將細(xì)胞周圍溫度穩(wěn)定在37℃±0.5℃，壓電隔膜泵作為流體驅(qū)動源，實現(xiàn)了對SH-SY5Y神經(jīng)細(xì)胞的間歇式動態(tài)灌流培養(yǎng)。同時利用3D打印技術(shù)制作了具有保溫特性的光敏樹脂芯片盒，將微流控芯片、LED光源、加熱制冷片一體化組
6、裝，并留出了管路連接窗口以及顯微觀測窗口?？梢姽怙@微成像系統(tǒng)以Spartan-6系列FPGA作為成像系統(tǒng)核心控制處理器，以SONY公司的CCD芯片ICX209AK作為感光元器件，以ADI公司的AD9923A作為CCD驅(qū)動信號發(fā)生器及AD轉(zhuǎn)換芯片，通過PCI-e總線將視頻數(shù)據(jù)上傳到顯控平臺進(jìn)行實時顯示監(jiān)測，并設(shè)計了完整硬件結(jié)構(gòu)將所有功能模塊集成組裝，最終完成了具備空間環(huán)境適應(yīng)性的細(xì)胞培養(yǎng)及實時動態(tài)顯微成像系統(tǒng)。I關(guān)鍵詞：空間環(huán)境；細(xì)胞培養(yǎng)；顯微成像；微流控芯片IIAbstractContinuously
7、improvingcellcultureexperimentsinspaceandsimulatingtestsonearthhasbecomeoneofthemostefficientmethodstoexplorethefundamentalreasons,whichcouldcausecomplexandnegativeinfluencestoourhumanfromcellularleveltothewholebodysystem.Thusinordertoguaranteethestabil
8、ityofthewholecellcultureprocess,buildingafullsetofcellculturesystemwithspaceenvironmentaladaptabilityhasbeenacknowledgedasoneofthemostsignificantequipmenttoexplorethespacelifescience.Comparedwiththeenvironmentonearth,theuniverseh
