適用于細(xì)胞和生物分子的動(dòng)態(tài)拉曼檢測(cè)系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、廈門大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當(dāng)方式明確標(biāo)明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學(xué)研究生學(xué)術(shù)活動(dòng)規(guī)范(試行)》。另外，該學(xué)位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費(fèi)或?qū)嶒?yàn)室的資助，在()實(shí)驗(yàn)室完成。(請(qǐng)?jiān)谝陨侠ㄌ?hào)內(nèi)填寫課題或課題組負(fù)責(zé)人或?qū)嶒?yàn)室名稱，未有此項(xiàng)聲明內(nèi)容的，可以不作特別聲明。)聲明人(簽名)：朱飄軍勱f

2、降歹月哆El摘要摘要細(xì)胞和生物分子領(lǐng)域的發(fā)展對(duì)研究技術(shù)和手段的一個(gè)迫切需求，就是要解決生命過(guò)程的動(dòng)態(tài)檢測(cè)問(wèn)題，才能更深一步探究細(xì)胞和生物分子中伴隨動(dòng)態(tài)過(guò)程的一系列物質(zhì)和能量的變化，對(duì)醫(yī)學(xué)或生物分子學(xué)的發(fā)展具有重大意義。另一方面，拉曼光譜作為在分子水平上反映物質(zhì)組成的“指紋”信息，在細(xì)胞和生物分子領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛；而表面增強(qiáng)拉曼技術(shù)(SERS)的發(fā)展，使得具有表面增強(qiáng)拉曼效應(yīng)的金屬納米粒子在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到人們關(guān)注。將表面增強(qiáng)拉曼

3、技術(shù)應(yīng)用于細(xì)胞和生物分子的動(dòng)態(tài)檢測(cè)，是解決醫(yī)學(xué)或生物學(xué)中對(duì)動(dòng)態(tài)生命過(guò)程進(jìn)行研究的一個(gè)重要方法，也是“973”項(xiàng)目“適合于細(xì)胞和生物分子動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的高時(shí)空分辨拉曼光譜技術(shù)”的重要目標(biāo)之一。本論文是該項(xiàng)目的一部分，主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)表面增強(qiáng)拉曼技術(shù)和共焦顯微技術(shù)的整合，構(gòu)建對(duì)活細(xì)胞內(nèi)SERS納米粒子具有動(dòng)態(tài)拉曼檢測(cè)能力的系統(tǒng)。具體完成的任務(wù)包括：(1)搭建用于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的軟件架構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)涉及的軟硬件部分進(jìn)行集成；(2)對(duì)系統(tǒng)所有的硬件部分進(jìn)行二次

4、開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備的軟件控制：(3)獲取并處理樣品的共焦顯微圖像，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的識(shí)別檢測(cè)；(4)研究開(kāi)發(fā)細(xì)胞等生物樣品內(nèi)表面增強(qiáng)拉曼納米粒子的動(dòng)態(tài)追蹤算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品動(dòng)態(tài)拉曼信號(hào)的獲取。本文研究的創(chuàng)新點(diǎn)包括：一是提出了一種建立在局部搜索基礎(chǔ)上的全局最優(yōu)追蹤方法，將對(duì)單粒子目標(biāo)的追蹤限定在滿足條件的有限區(qū)域內(nèi)，而對(duì)粒子間的匹配則采用了歸一化加權(quán)處理來(lái)量化相似度判據(jù)，并通過(guò)尋找全局最優(yōu)解的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)粒子的動(dòng)態(tài)追蹤定位，最后采用Kalman濾