適用于細胞和生物分子的動態(tài)拉曼檢測系統(tǒng)及關鍵技術研究.pdf

1、廈門大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人呈交的學位論文是本人在導師指導下，獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，均在文中以適當方式明確標明，并符合法律規(guī)范和《廈門大學研究生學術活動規(guī)范(試行)》。另外，該學位論文為()課題(組)的研究成果，獲得()課題(組)經(jīng)費或?qū)嶒炇业馁Y助，在()實驗室完成。(請在以上括號內(nèi)填寫課題或課題組負責人或?qū)嶒炇颐Q，未有此項聲明內(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摘要摘要細胞和生物分子領域的發(fā)展對研究技術和手段的一個迫切需求，就是要解決生命過程的動態(tài)檢測問題，才能更深一步探究細胞和生物分子中伴隨動態(tài)過程的一系列物質(zhì)和能量的變化，對醫(yī)學或生物分子學的發(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，在細胞和生物分子領域的應用日趨廣泛；而表面增強拉曼技術(SERS)的發(fā)展，使得具有表面增強拉曼效應的金屬納米粒子在相關領域的應用日益受到人們關注。將表面增強拉曼

3、技術應用于細胞和生物分子的動態(tài)檢測，是解決醫(yī)學或生物學中對動態(tài)生命過程進行研究的一個重要方法，也是“973”項目“適合于細胞和生物分子動態(tài)監(jiān)測的高時空分辨拉曼光譜技術”的重要目標之一。本論文是該項目的一部分，主要任務是通過對表面增強拉曼技術和共焦顯微技術的整合，構(gòu)建對活細胞內(nèi)SERS納米粒子具有動態(tài)拉曼檢測能力的系統(tǒng)。具體完成的任務包括：(1)搭建用于系統(tǒng)實現(xiàn)的軟件架構(gòu)，對系統(tǒng)涉及的軟硬件部分進行集成；(2)對系統(tǒng)所有的硬件部分進行二次

4、開發(fā)實現(xiàn)硬件設備的軟件控制：(3)獲取并處理樣品的共焦顯微圖像，實現(xiàn)對目標的識別檢測；(4)研究開發(fā)細胞等生物樣品內(nèi)表面增強拉曼納米粒子的動態(tài)追蹤算法，實現(xiàn)對樣品動態(tài)拉曼信號的獲取。本文研究的創(chuàng)新點包括：一是提出了一種建立在局部搜索基礎上的全局最優(yōu)追蹤方法，將對單粒子目標的追蹤限定在滿足條件的有限區(qū)域內(nèi)，而對粒子間的匹配則采用了歸一化加權(quán)處理來量化相似度判據(jù)，并通過尋找全局最優(yōu)解的方式實現(xiàn)對目標粒子的動態(tài)追蹤定位，最后采用Kalman濾