光电联合检测系统中钙离子浓度检测软件的研制

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1、华中科技大学硕士学位论文*摘要钙离子作为细胞内重要的第二信使，调控着细胞的许多生理活动，因此研究细胞内外钙离子的活动规律具有重要意义。荧光显微技术由于具有响应时间短、对细胞无毒害作用等特点，而成为测量活细胞内游离钙浓度的主要方法。活细胞内钙离子浓度荧光显微检测系统的研制，将为细胞生物物理学、细胞生理学等研究提供一种有效的工具。主要工作是研制全自动单细胞离子光电联合测量一体化系统中钙离子浓度荧光检测软件（简称测钙软件）。该软件的主要功能是通过数据采集器控制单色光源发出激发光，激发光通过光纤引入显微镜并聚焦到样本焦平面，

2、激发细胞内的钙离子荧光指示剂发出荧光，荧光经光电倍增管将光信号转化为电信号后由数据采集器采集送入计算机，由软件进行计算处理，并将采集到的信号和计算得到的钙离子浓度实时显示出来。着重介绍了测钙软件的需求分析、设计目标、设计原理与实现的方法、技术关键和软件测试等开发过程，并用实验对软件的功能进行了验证。该软件是一个基于Windows的MFC应用程序，采用了面向对象的程序设计方法，实现过程中运用了多线程技术以及ABF文件格式的数据存储方式。这些方法和技术的使用，大大提高了软件开发的效率，并且使软件便于维护和升级。最后利用软

3、件进行了活体β细胞内游离钙离子浓度的测量。实验结果证明，利用该软件能够精确的控制单色光源发射出特定波长的单色光及曝光时间，能够准确地测量出活体细胞的胞内钙离子浓度。关键词荧光显微技术，胞内钙离子浓度，单色激发光源，微软基础类库，面向对象，多线程*本论文工作由国家自然科学基金仪器项目资助(批准号：30327001)。I华中科技大学硕士学位论文Abstract2+Asanimportantintracellularsecondarymessenger,Caregulatesmanyphysiological2+activ

4、itiesofcells.SoitisimportanttoresearchtheactivitydisciplinarianofCainsideand2+outsidecellular.Fluorescencemicroscopyisaprimarymethodtodetect[Ca]iinlivingcellsfortheadvantagesofhightemporalresolution,andlessphototoxicitytothecells.2+Therefore,thedesignofthefluor

5、escentmicroscopysystemtodetect[Ca]iinlivingcellsistobeaneffectivetoolfortheresearchofphysiologyandbiology.Theprimaryworkmentionedinthisarticleistodevelopthecontrolandanalysis2+softwareinthefluorescencemicroscopysystemtodetect[Ca]iinlivingcells.Themainfunctionof

6、thesoftwareistocontrolthemonochromatortoemitmonochromaticlight,whichisledtofluorescentmicroscopebyfiberandisfocusedonthespecimenplanetoexcitatedthefluorescenceofthefluorescentprobewithinthecell;thenthefluorescentsignalisdetectedbythephotomultipliertubeandistran

7、sferredtoelectricsignal,whichiscollectedbydataacquisitionandsenttoPC;atlasttheelectricsignalisstoredand2+computedbythesoftwaretogetthe[Ca]i.Theresearchprocessofthesoftwarehasbeendiscussedandthedesigntarget,principle,researchmethodandtheprocedureofdebugandexperi

8、mentationareintroduced.ThissoftwareisanMFC-basedapplicationofWindowsoperatingsystem.Theobject-orientedprogrammingmethodandthemultithreadtechnologyareusedintheprogram,andABF(