摘  要：本文以激光光镊技术为手段，采用直接拉伸法，研究了1064 nm不同功率激光辐照血细胞膜的力学特性。研究结果表明：红细胞弹性受自身形态尺寸和细胞膜的影响巨大，红细胞具有完好的几何形态和膜结构，是其力学特性的重要保障。激光对红细胞的作用，与其功率大小、辐照时间有关。功率相比较弱时，辐照在一定时间内对红细胞起正向作用，能延缓其力学特性的衰变，是一种良性的刺激。在此过程中，激光生物刺激效应对红细胞的影响占主导地位。功率相对较大时，激光辐照红细胞则表现出破坏作用。且功率越大，破坏作用就愈明显、愈迅速。在此过程中，激光生物热效应对红细胞的影响最大，其次是激光生物机械效应。而功率相同时，激光诱导红细胞衰变在时间上具有累积效应，即辐照时间越长，衰变越明显。

该论文有图25幅，表0个，参考文献36篇。

关键词：红细胞  光镊技术  力学特性  红细胞衰变  激光生物效应

Research on Mechanical Properties of Blood Cell Membrane Irradiated by Different Power Laser

Abstract：In this paper, with the means of the laser optical tweezers technology and the use of direct tensile method, we have researched the mechanical properties of blood cell membrane irradiated by 1064nm different power laser.The results show that the elasticity of red blood cells is influenced greatly by its own morphological dimensions and cell membrane.The red blood cells have intact geometrical form and membrane structure, which is an important guarantee of their mechanical properties. The effect of the laser on the red blood cells is concerned with the power and the irradiation time.When the power is weak, the irradiation in a certain period of time on the red blood cells plays a positive role, and can delay the decay of the mechanical properties, which is a benign stimulus. During this process, the effects of laser bio-stimulation on the red blood cells is predominant.When the power is relatively large, the laser irradiates red blood cells, shows disruptive effect. Moreover, the greater the power, the more obvious and rapid the effect.In this process, the laser bio-heating effect has the greatest effect on red blood cells,followed by laser bio-mechanical effect. With the same power, it has a cumulative effect in time that the laser induces the decay of the red blood cells, the longer the irradiation time, the more obvious the decay.

This paper has 25 figures, 0 tables, 36 references.

Key Words: Red blood cells  Optical tweezers technology  Mechanical properties  

Erythrocyte decay  Laser biological effects

目  录

摘  要 I

Abstract II

1 绪论 1

1.1 红细胞简介 1

1.2 红细胞弹性及变形性 1

1.3 红细胞的膜弹性及变形性的测量方法 2

1.4 激光光镊技术原理 2

1.5 激光光镊技术的操作特点 3

1.6 激光光镊技术的应用 3

2 激光对生物组织的作用效应 5

2.1 激光生物热效应 5

2.2 激光生物光化效应 5

2.3 激光生物机械效应 6

2.4 激光生物电磁场效应 6

2.5 激光生物刺激效应 6

3 实验 7

3.1 实验试剂与仪器 7

3.2 实验样品制备 8

3.3 实验方法及步骤 8

4 实验结果与分析 10

4.1 数据处理 10

4.2 结果与分析 10

5 结论 16

参考文献 18

致谢 20

1 绪论

1.1 红细胞简介

红细胞亦称红血球或红血细胞或血红细胞，是血液中数量最多的一种血细胞[1]，也是脊椎动物通过血液运输氧气的主要媒介。成熟的红细胞结构简单且形态特殊，没有细胞核与细胞器，只有细胞膜和细胞浆。

人的正常红细胞，胞体形态呈双凹圆盘状，犹如柿饼或凹透镜，中间透薄周缘较厚，直径约6-9 μm，中央厚度约1 μm，边缘厚度约2.4 μm，表面积约103-163 μm2，体积约85-90 μm3，其显著特点为表面积相对于体积过剩。正常情况下，人红细胞的表面积与体积之比约为1.5，这有利于其等面积变形、气体交换与携带[2][3]。研究表明[4][5]，红细胞不仅具有运输氧气和二氧化碳、缓冲酸碱平衡的作用，而且和白细胞一样，还具备清除病原体和循环免疫复合物，促进吞噬细胞的吞噬作用，效应细胞样作用，识别、储存和提呈抗原，调控淋巴细胞等诸多免疫功能。