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外电场作用下细胞跨膜电压的打算研究

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毕业论文范文题目：外电场作用下细胞跨膜电压的打算研究，论文范文关键词：外电场作用下细胞跨膜电压的打算研究
外电场作用下细胞跨膜电压的打算研究毕业论文范文介绍开始：
【论文摘要】：外电场作用下的生物细胞会产生一系列的生物物理跟生物化学变更。基于上述变更的利用大体分为两类。第一类是利用电场改变细胞的某些属性，比方由电场作用引起细胞穿透性程度的进步，从而可能实现将各种分子引入到细胞中，或引入到细胞膜中，以及细胞的融合。第二类是利用电场跟电流来表征悬浮液中跟组织中生物细胞跟细胞各种成分的生物特点。研究细胞在电场中不同频率下的各种反应是第二类利用中重要方法之一。所以一些很难通过直接方法测定生物细胞的物理量可能得到断定(比方细胞膜跟细胞质的电导率跟电容)。上述两大类利用中的大部分方法的基本原理在于外电场作用下细胞膜内外不同电势，即跨膜电压(TMP)跟细胞膜部分电场。细胞膜电压是反应细胞生命活力跟功能的一个良好指标。在外加电场作用下，细胞膜电压的改变导致了胞内外离子的穿膜活动，攻破了保持细胞畸形生福气动的离子分布的均衡状况，从而引起细胞产生有利于或不利于其存活的生理跟生化状况的改变。因此，树破外电场作用下细胞膜电压打算模型，控制细胞膜电压变更法则，对更好研究细胞电磁生物效应及其在生物、医学范畴的利用存在重要领导意思。外电场中单细胞膜电压打算模型早为人们熟知。然而对属于多细胞体系的细胞悬液，细胞分布的不均匀性、以及细胞间彼此作用的复杂性，使得正确树破悬液中细胞膜电压打算模型非常艰苦。为此，论文用处近似等效方法，初步解决了该建模困难。首先依占领效介质实际，打算不同外加电场作用下的细胞悬液的有效电导率。而后根据Laplace方程断定细胞悬液中的均匀场。再次用处近似等效方法，断定悬液中一个细胞部分的实际场分布跟独破处于外加场中单细胞场分布近似等效的前提。最后借助于单细胞膜电压打算公式，树破了外电场作用下悬液细胞膜电压近似打算模型。针对悬浮液中不同细胞占领率，对跨膜电压打算模型进行了探讨。通过比较数值解与解析解（本文此处忽略..）的一致性，证明了模型的可行性。论文对外电场作用下单细胞膜损耗功率打算模型进行分析。成果表明，细胞膜的损耗功率跟细胞排列方法有关，以及证明了对称性跟最值。细胞膜损耗功率打算模型的树破，为细胞电磁生物效应的机理研究提供了实际基本。针对畸形细胞跟癌细胞的物理参数的不同，探讨了畸形细胞跟癌细胞在不同频率下的跨膜电压。最后对细胞膜电导率为零时跨膜电压进行了分析：球细胞在恒定直流电场中极化，对称轴跟电场方向平行时跨膜电压分析跟对称轴与电场方向垂直时跨膜电压分析。论证了直流电场中单细胞跨膜电压的Schwan公式。对假设存在简单属性的细胞膜电压的分析较为直接跟轻易，而且从实际上来说，研究的论断可能在学术界存在很长时光。然而从物理学角度来说，这些公式描述了电介质球体细胞名义的电压分布。其缺点是不考虑到细胞的生理特点。本论文中所推导的公式对当前研究更复杂生理前提跟外电场作用下在跨膜电压的分析有领导意思。Exposureofbiologicalcellstoelectricfieldscanleadtoavarietyofbiophysicalandbiochemicalresponses.Applicationsbasedontheseresponsescaoughlybedividedintotwogroups.Thefirstgroupuseselectricfieldsasatooltomodifyvariouspropertiesofthecells.Hereinaretheapplicationsthatutilizetheincreaseinmembranepermeabilitycausedbyelectricfieldsforintroductionofvariousmoleculesintocells,in（此处忽略..）sertionofmoleculesintocellmembranes,andfusionofcells.Thesecondgroupofapplicationsuseselectricfieldsandcurrentsastoolstocharacterizevariouspropertiesofbiologicalcellsortheirconstituents,bothinsuspensionsandintissues.Amongthemostimportantapproachesinsuchcharacterizationistheevaluationofcell'sresponsetoelectricfieldsatdifferentfrequencies.Consequently,variousphysicalquantitiesofbiologicalcellcanbedeterminedthataredifficulttoassessbydirectmeasurement(e.g.,conductivityandcapacitanceofthemembraneandthecytoplasm).Thebasicmechanismunderlyingmajorityofthesemethodsistheinducementofpotentialdifferenceacrossthemembranebytheexternalelectricfield,whichresultsinthetrans-membranepotential(TMP)andmembraneelectricfield.Thetrans-membranepotentialofthecellsisasuitableparameterre（略..）flectingthelifeactivityandfunctionofcells.Duringtheexposuretoanelectricfield,thechangeofthetrans-membranepotentialcancausetheremotionoftheionsthroughthemembrane.Then,thebalancestateoftheionswhichisnecessarytokeepthenormallifeactivityisbroken,andthephysiologicalandbiochemicalstateofthecellswillbechanged.Therefore,itisveryimportanttobuildtheanalyticalmodelsfortrans-membranepotentialinducedoncellsinbiologicalandmedicalfields.Theanalyticalmodelfortrans-membranepotentialonasinglecellexposedtoanexternalelectricalfieldhasbeenwellknownforalongtime.However,duetotheasymmetricaldistributionofconductivityandtheinteractionsamongthecellsexposedtoanexternalelectricfield,theanalyticalmodelfortrans-membranepotentialonsuspensioncellsistoocomplicatedtoobtain.Thus,inthispape（本文此处忽略..）r,theapproximateequivalencemethodisusedtoresolvethisproblem.Firstly,theaveragefieldinsidethesuspensionsiscalculatedaccordingtotheeffectivemediumtheory.Secondly,theaveragestrengthofelectricfieldinsidethesuspensionsisanalyzedbyusingLaplaceformula,andtheconditionunderwhichthelocalelectricfieldofanunitcellinsuspensionsisapproximatelysimilartothatofasinglecellexposedtoexternalfieldwasinvestigated.Finally,basedontheanalyticalsolutionofasinglecell,someanalyticalmodelsforthetrans-membranepotentialonthecellsinsuspensionsarebuilt.Themodeloftrans-membranepotentialprovesfeasiblebydiscussingtheconsistencyofnumericalandanalyticalresultswithdifferentcellvolumefractions.Thedistributedpowerdissipationinmembraneofthesinglecellisdiscussed.Theresultsshowthatthepower

以上为本篇毕业论文范文外电场作用下细胞跨膜电压的打算研究的介绍部分。

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