检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：柴彬彬北京工业大学

学位级别：硕士

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,已成为癌症致死的第二大病因。三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC),是指孕激素受体(PR)、雌激素受体(ER)、人表皮生长因子受体2(HER2)均为阴性的浸润性乳腺癌,约占所有乳腺癌病例的10%-20%... 详细信息

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤,已成为癌症致死的第二大病因。三阴性乳腺癌(triple negative breast cancer,TNBC),是指孕激素受体(PR)、雌激素受体(ER)、人表皮生长因子受体2(HER2)均为阴性的浸润性乳腺癌,约占所有乳腺癌病例的10%-20%,与非TNBC相比其恶性程度更高。由于缺乏有效的靶向治疗,TNBC的患者的预后普遍较差。因此寻找TNBC治疗靶点和治疗方式是当前的研究热点。表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)通过多种机制异常激活,在与配体EGF结合后形成二聚体,诱导其自身磷酸化,从而启动下游信号通路,促进细胞增殖,抑制凋亡和促进细胞侵袭。肝细胞生长因子受体(cellular mesenchymal-epithelial transition factor,c-Met)与配体HGF具有高度结合性,配体与c-Met在胞外区结合后,诱导c-Met磷酸化,其通路的失调在多种人类癌症中均有报道。EGFR和c-Met在TNBC中的异常高表达,使之成为受关注的治疗TNBC的重要药物靶点。为针对三阴性乳腺癌细胞表面的EGFR和c-Met进行可视化研究,利用核酸适配体介导链接纳米金颗粒,通过扫描电子显微镜的单分子成像技术在纳米尺度对EGFR和c-Met在细胞膜表面的表达数量、聚集状态及二者共定位关系进行了表征。同时,结合两种膜蛋白的结构和功能特性研究,探究了EGFR和c-Met的相互作用和蛋白激活机制,为更清晰的了解蛋白的功能及调控机制提供了新的可视化研究手段,也为药物的研发和开展精准靶向治疗研究提供参考。具体实验工作包括以下几个方面:1、EGFR、c-Met在细胞膜上的共定位研究。采用链霉亲和素—生物素技术,利用两种不同大小的纳米金颗粒分别结合核酸适配体对EGFR和c-Met进行共标记和共定位。通过环境扫描电镜对两种膜蛋白进行纳米尺度下的超高分辨成像观察,验证了EGFR和c-Met形成的异源二聚体和多聚体的存在,并开展统计分析。2、EGFR、c-Met的相互影响和调控关系研究。利用小干扰RNA(si RNA)分别对EGFR和c-Met进行基因沉默,利用Realtime PCR和Western blot技术分别检测细胞内EGFR、c-Met的m RNA转录水平和蛋白表达水平,探究出两种蛋白的表达量存在动态平衡。3、c-Met活化与抑制机制的研究。利用环境扫描电镜成像技术高分辨观测HGF/c-Met及c-Met/p-Met在MB-231细胞膜上的共定位,探索c-Met的激活机制。选用c-Met小分子抑制剂INCB28060进行细胞给药,探究小分子抑制剂的作用机制并检验其作用效果。

关键词：三阴性乳腺癌表皮生长因子受体(EGFR) 肝细胞生长因子受体(c-Met) 扫描电镜成像

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半导体聚合物量子点的制备及其生物细胞标记中的应用

半导体聚合物量子点的制备及其生物细胞标记中的应用

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作者：张巍长春理工大学

学位级别：硕士

高亮度荧光半导体聚合物量子点作为一种新型的荧光标记材料,由于具有光学性能优异、生物相容性好、耐光性好等优点,受到科研工作者广泛青睐,成为了化学、生物医学以及材料学等领域研究的热点。本论文选择聚合物[{2-甲氧基5-(2-乙基己氧... 详细信息

高亮度荧光半导体聚合物量子点作为一种新型的荧光标记材料,由于具有光学性能优异、生物相容性好、耐光性好等优点,受到科研工作者广泛青睐,成为了化学、生物医学以及材料学等领域研究的热点。本论文选择聚合物[{2-甲氧基5-(2-乙基己氧基)-1,4-(1-氰基乙烯基苯基)}-交替-共-{2,5-二(N,N’-二苯基氨基)-1,4-苯}](DB-CN-PPV)和9,9-二辛芴基-2,7-二基和1,4苯并-(2,1,3)-噻二唑的共聚物(PFBT)为原材料,利用再沉淀的方法分别将其制备成了半导体聚合物量子点。讨论了溶剂纯度对PFBT半导体聚合物量子点粒径尺寸的影响,探索了半导体聚合物量子点的光物理学性质,发现随着溶剂含水量的增加,PFBT半导体聚合物量子点粒径增大,吸收光谱红移,发射光谱蓝移。利用扫描电子显微镜表征了DB-CN-PPV半导体聚合物量子点的粒径和形貌特征,DB-CN-PPV半导体聚合物量子点为球形,粒径为20～30nm左右。利用单粒子荧光成像技术,将这种新型半导体聚合物量子点DB-CN-PPV与传统的无机量子点进行了荧光亮度比较,发现亮度比无机量子点高4倍。并将其应用于乳腺癌细胞的标记。实验结果表明,DB-CN-PPV量子点是一种优异的荧光标记材料,在生物应用领域有广阔的发展前景。

关键词：半导体聚合物量子点 DB-CN-PPV聚合物量子点 PFBT聚合物量子点扫描电镜成像光谱特性细胞成像

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扫描电子显微学中二次电子产生的Monte Carlo模拟

扫描电子显微学中二次电子产生的Monte Carlo模拟

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作者：毛世峰中国科学技术大学

学位级别：博士

二次电子是扫描电子显微镜中最为基础和常用的信号。同时,实验中所测得的二次电子信号的产生也是最为复杂的。由理论计算来得到二次电子的产额以及能谱,并与实验进行对比分析有助于加深对二次电子产生的理解,进而对实验中如何更有效的... 详细信息

二次电子是扫描电子显微镜中最为基础和常用的信号。同时,实验中所测得的二次电子信号的产生也是最为复杂的。由理论计算来得到二次电子的产额以及能谱,并与实验进行对比分析有助于加深对二次电子产生的理解,进而对实验中如何更有效的得到和利用二次电子有着重要的意义。本文首先简单介绍扫描电子显微镜的原理及目前的发展情况,概述了电子与固体相互作用研究的发展,以及实验中二次电子相关的现象及其原理。（第1章）二次电子产生的与电子在固体中复杂的输运过程紧密相关。理论上,很难通过解析公式得到二次电子的产额以及能谱,因此我们使用Monte Carlo模拟来得到所需要的结果。电子在固体中的输运过程一般可以简化为电子与固体之间一系列的弹性或者非弹性碰撞以及在连续两次碰撞之间电子自由飞行的过程。这两种不同的碰撞可以通过相应的理论来进行描述。弹性碰撞已经有了较为透彻的研究,人们发现Mott弹性散射截面可以较为准确的描述电子在固体中的弹性散射。而对于非弹性散射,Penn提出的基于外推光学实验数据的介电函数模型相对来说更加合理。先前的研究中由于计算条件的限制,对Penn的模型一般采用了一种被称为单极近似的手段来简化计算。而最新的研究进展表明,放弃单极近似,采用我们称之为full Penn方法的完整的模型能够更加准确的描述电子的非弹性散射过程,尤其对于近自由电子金属。文中将详细介绍full Penn方法,并给出由此得到的非弹性平均自由程以及阻止本领。在此基础上,将简要介绍下Monte Carlo模拟的具体过程以及并行计算的相关处理。（第2章）我们首先研究了二次电子的产额和能谱。二次电子的产额是反映材料性质的重要参数。实验上对不同材料不同入射能量下的二次电子产额有着广泛的研究。模拟得到的结果与实验数据有着很好的符合,同时二次电子的能谱也与实验有着较好的符合,这说明现在的模型是合理的。在此基础上,我们研究了二次电子的空间分布。二次电子所携带信息的空间分辨率可以从二次电子的空间分布得到,而这是实验无法测量的。（第3章）在验证了理论模拟的有效性的基础上,研究了如下与二次电子的相关的几种现象: 1、形貌衬度:这是扫描电子显微图像的基本衬度。与该衬度相关的一个基本问题是扫描电镜分辨率的测量。目前扫描电镜显微镜的分辨率测量有着多种方法,但最为准确的方法难以确定。为了检测这些方法,需要各种情况下的实验图像,但这是非常困难的。一个替代的方法就是利用Monte Carlo模拟得到的图像。我们引入了理论产生的复杂表面构型,模拟实验的扫描过程得到了需要的图像。模拟得到的图像还可以给出不考虑实验参数影响时理想的分辨率极限。同时通过图像看到的样品尺寸与真实尺寸之间的差异也可以通过比较模拟得到的图像与模拟中采用的样品构型得到。（第4章） 2、半导体掺杂衬度:由于半导体各个区域的掺杂浓度不同,将导致二次电子产额的变化并形成衬度,并且衬度与掺杂浓度有着很好的线性关系。这个现象对半导体器件的评估有着极高的应用价值。我们认为这种衬度主要来源于表面态所导致的功函数变化。模拟的结果与实验有着很好的一致性。（第5章） 3、自旋极化:一束无自旋极化的电子在Fe、Ni之类的物质中所产生的二次电子有着显著的自旋极化率（超过材料本身的磁化）。通常认为这种现象主要是由于自旋相关的非弹性平均自由程非对称性所导致。模拟的结果表明,Stoner激发,即自旋反转的非弹性散射过程,有着重要的影响。（第6章）为了能够直观的了解等离子体激元激发与二次电子产生之间的关系,可以通过双电子符合实验来测量由一个电子入射所导致的两个反射电子之间的符合谱。对于Al这样典型的近自由电子金属,我们根据实验的设置模拟得到了相应的符合谱,结果反映了二次电子产生与等离子体激元的激发之间有着紧密的关联。（第7章）

关键词： Monte Carlo 电子-固体相互作用扫描电镜成像二次电子形貌掺杂衬度自旋极化符合

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扫描电子显微成像及弹性电子峰谱分析的Monte Carlo模拟研究

扫描电子显微成像及弹性电子峰谱分析的Monte Carlo模拟研究

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作者：李永钢中国科学技术大学

学位级别：博士

电子显微和电子能谱分析技术的迅速发展和广泛应用,需要理论方面的研究支持。本文首先简单介绍了扫描电子显微镜等相关探测技术的基本原理和发展趋势,概述了相关的电子与固体相互作用的理论、Monte Carlo模拟计算方法在相关领域的应用... 详细信息

电子显微和电子能谱分析技术的迅速发展和广泛应用,需要理论方面的研究支持。本文首先简单介绍了扫描电子显微镜等相关探测技术的基本原理和发展趋势,概述了相关的电子与固体相互作用的理论、Monte Carlo模拟计算方法在相关领域的应用。其次,概述了扫描电子显微(SEM)和扫描俄歇电子显微(SAM)成像模拟研究现状,以及准弹性电子谱分析和SEM中荷电效应等的实验和理论研究背景,阐明了现在存在的问题和亟待完成的工作。(第1章) 电子在固体中的输运和散射过程是各种电子显微和能谱分析技术的物理基础。因此,对电子散射过程及相应截面的准确描述述是是电子与固体相互作用过程模拟的关键。通过仔细分析,对电子经历的两种散射过程给予了合理的描述:利用Mott的弹性散射截面处理电子的弹性散射过程和利用full-Penn的介电函数方方法法处理电子的非弹性散射过程。在模模拟拟计算的具体实实施施中,合理的随机抽样方法和模拟步骤是必须的。我们在模拟程序中合理地处理了电子的弹性和非弹性散射、步长抽样及修正、二次电子级联产生、俄歇电子产生和发射,界面修正等物理过程。并恰当当地地引入了两种3D构件的构造模型:(1)实体结构几何法与射线追踪算法求散射步长结合的构造模型;(2)有限元三角形网格法近似构造任意复杂3D结构方法并结合空间分割求散射步长的构造模型。利用两种构造模型可以构建出具有适当复杂的3D结构体系,结构单元中可填充真空、单元素、合金和化合物等组分。通过合理修正各种物理量(散射步长、能量、运动方向、透射几率等)和使用高效MPI并行算法,使得此模型可以实用用于于各种复杂样品体系的SEM图像等等的的模模拟拟研究。(第2章)基于以上模型,本学位论文具体开展了以下几个主要方面的研究工作: 1、通过对纳米级线宽的SEM成像模拟,建立起了模型构件与SEM图像间的对应关系,系统地分析了各种样品结构参数以及仪器因素对利用测长扫描电镜镜进进行纳米级线宽测量的影响,阐明了电子束宽、与角度相关的几何结构参数、粗糙度和和荷荷电效应是线宽测量中最主要的影响。此研究将有助于提出相应的测量新算法。(第3章) 2、通过把电荷分布的流体动力学模拟与成熟的Monte Carlo模拟结合起来的方法,建立起了研究SEM中荷电效应的理论框架和模拟模型。另外,通过引入类似俄歇电子能谱定量分析中关于深度分布函数的定义,模拟研究了二次电子的激发深度分布函数和发射深度分布函数随不同实验条件的变化关系,这些分布函数可以用用于于定量地研究二次电子产生和发射等信息。(第4章) 3、通过合理地引入俄歇电子的激发与发射过程,将SEM图像的MonteCarlo模模拟拟方方法法扩展到到对对SAM图像的模模拟拟,这里我们使用的是更精确的Casnati的内壳层电离截面。通过对不同体系、不同实验条件的Monte Carlo模拟研究,揭示了俄歇电子图像衬度的形成机理,并分析了各种机制对图像假象效应的影响。这些结果显示,该模拟程序具有通用性,它是研究SAM成像衬度机制的一种有效的方方法法。(第5章) 4、借助经典的二体碰撞理论处理准弹性散射能量损失,并利用原子的Maxwell-Bolztmann热振动能量分布和修正了各向异性分布的振动动量,定量模拟研究了电子准弹性峰谱和高能反射电子能量损失谱,模拟结果与实验测量结果在准弹性峰和能量损失峰的峰位、峰宽和强度度等等方面完美地符合。计算结果显示,多多弹弹性散射过程是准弹性散射信号中中主主要的散射射事事件,考虑到到多多散射效应可以显著地改善强度比的简单线性模型计算和实验结果之间的偏差。这将有利于弹性峰峰峰峰谱的的定定量表面分析,如探测元素分布、深度剖析以及膜厚测量。(第6章)

关键词： Monte Carlo 电子-固体相互作用扫描电镜成像二次电子荷电效应俄歇电子准弹性电子散射

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多孔介质模型的三维重构研究

多孔介质模型的三维重构研究

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作者：黄丰中国科学技术大学

学位级别：博士

渗流力学是众多工程应用领域(如石油天然气勘探开发、水利、生物体内流动等)的基础科学，100多年来基于宏观统计理论的达西定律使得渗流力学在众多工程领域得到广泛的应用，这些工程中的应用又反过来出促进渗流力学不断发展。随着应用... 详细信息

渗流力学是众多工程应用领域(如石油天然气勘探开发、水利、生物体内流动等)的基础科学，100多年来基于宏观统计理论的达西定律使得渗流力学在众多工程领域得到广泛的应用，这些工程中的应用又反过来出促进渗流力学不断发展。随着应用的深入，众多渗流研究者发现许多不符合达西定律的渗流现象，并对达西定律进行了修正，但这些修正仍然基于宏观统计(连续介质)假设，并不能反映非达西渗流的机理。因为多孔介质中的流动规律除了与其中的流体特性有关外，还与多孔介质中的孔隙空间及其连通性密切相关，因此描述多孔介质中的孔隙空间及其连通性是揭示渗流微观机理的首要条件。这无论对渗流学科发展还是解决重大工程应用问题都具有重要价值。由于多孔介质中孔隙空间结构和连通性异常复杂，很难甚至不可能用几个明确参数进行描述，因此研究多孔介质孔隙空间的等价模型及基于真实多孔介质三维图像建立等价孔隙网格模型是进行渗流力学微观机理研究的关键。本文主要从多孔介质模型的三维图像获取和等价孔隙网络模型重建两个大的方面研究了多孔介质模型的三维重构问题。研究内容如下： 1．使用扫描电镜观察并采集多孔介质进行多孔介质孔隙空间的结构形态研究。研究表明，使用二次电子模式采集的图像适合研究多孔介质表面孔隙的形态，使用背散射电子模式采集的图像可以将孔隙空间和固体颗粒区分开来，适合研究多孔介质的孔隙结构。 2．使用Sigma过滤函数对电镜采集的二维图像进行处理，有效地去除噪声且保证孔隙空间的边界形态，使得到的多孔介质孔隙空间既清晰又不失真。 3．使用二维图像重构多孔介质的三维图像：研究了多孔介质的二维图像中孔隙空间的结构特征，并重建了等价的毛细管束模型；讨论了几种基于二维图像统计信息的三维模型重构方法；研究了多点地质统计学在多孔介质模型三维图像重构中的应用。研究表明，多点统计方法可以较好地还原孔隙空间的结构特征。 4．使用同步辐射装置获取多孔介质的三维图像：同步辐射装置的X射线做CT扫描来获取多孔介质的三维图像是一种非常有效的方法，具有精度高、不破坏原始样品的优点。同时研究了三维图像的后处理方法。实验表明，使用中值滤波可以用来去除噪声，且使得图像的灰度分布区间化更加明显，有利于将图像区分为孔隙和固体骨架。 5．孔隙网络模型的重建算法：研究了从任意多孔介质三维图像出发，重建真实多孔介质等效孔隙网络模型的算法。分析表明，基于最大球的重建方法能够有效的将孔隙空间划分为孔隙体和吼道。本文的创新之处主要体现在以下几个方面：在传统多点地质统计学的基础上，将多点统计方法引入到多孔介质三维重构中来，提出了基于多点统计法的多孔介质模型三维图像重构方法。在应用多点统计法重建多孔介质的三维图形时，重建效果依赖于随机部署的初始条件数据点。在重建过程中，应用多重模板一方面可以反映更大尺度下的孔隙形态，另一方面也可以适当减小扫描模板的大小来减少了计算时间。对Berea砂岩的重构结果表明，该方法可以较好地还原孔隙空间的结构特征，且在处理长距离的连通通道和刻画某些复杂的孔隙空间形态时具有优势。在最大球概念的基础上，提出了一种基于最大球的多孔介质等价孔隙网络模型重建方法，推导了几种常见的小球堆积模型的孔隙空间结构的理论值，并与使用本文方法重建的孔隙网络模型进行了比较；同时将过程法重建的Berea砂岩的结果与使用本文方法重建的结果进行了比较。实验结果表明，该方法适用于任意的多孔介质三维图像，使用本文方法得到的结果与理论值和已有结果非常吻合，具有实际的应用价值。在得到的孔隙网络模型基础上，直接使用流体力学的基本公式求解了多孔介质的有效渗透率。采用有效渗流半径模型对低速非达西渗流机理进行研究，给出低速非达西渗流条件下的无量纲压力微分方程，使用该方程对垂直裂缝井的渗流进行数值模拟。结果表明，孔隙网络模型的数学求解比较简单、物理图像比较清晰，能够方便的研究多孔介质渗流规律。

关键词：多孔介质三维模拟三维重构多点统计法孔隙尺度建模孔隙网络模型有效渗流半径扫描电镜成像同步辐射成像

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Monte Carlo模拟有特殊几何边界试样的扫描电镜成像衬度

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电子显微学报 2003年第6期22卷 514-515页

作者：李会民丁泽军中国科技大学结构分析重点实验室物理系安徽合肥230026

扫描电子显微镜对于研究材料的表面形貌非常重要。低能二次电子主要反映试样的表面形貌特征，而较高能量的背散射电子既可在一定程度上反映试样的表面特征，也可表征试样的内部成分和结构差异。采用Monte Carlo计算模拟方法可以研究电... 详细信息

扫描电子显微镜对于研究材料的表面形貌非常重要。低能二次电子主要反映试样的表面形貌特征，而较高能量的背散射电子既可在一定程度上反映试样的表面特征，也可表征试样的内部成分和结构差异。采用Monte Carlo计算模拟方法可以研究电子在有几何边界的试样表面附近及内部的相互作用过程，从而得到二次电子和背散射电子信号的各种分布，这将有助于理解扫描电子显微镜的成像机制和图像衬度机理。

关键词： MonteCarlo模拟方法扫描电镜成像特殊几何边界表面形貌低能二次电子背散射电子计算模拟方法弹性散射非弹性散射

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扫描电子显微镜成像模拟的MPI及OpenMP并行化

扫描电子显微镜成像模拟的MPI及OpenMP并行化

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2006年全国高性能计算学术会议(HPC 2006)

作者：李会民孟庆宇丁泽军中国科学技术大学超级运算中心安徽合肥230026 中国科学技术大学物理系固体微结构研究室安徽合肥230026 中国科学技术大学物理系固体微结构研究室安徽合肥230026 中国科学技术大学超级运算中心安徽合肥230026

利用Monte Carlo计算方法、实体结构几何法模型和三角形网络构造模型以及空间分割技术等,可以模拟电子束与任意形状试样的相互作用过程,从而了解扫描电子显微学中信号的产生机制以及图像衬度形成机理等.本工作中,我们利用MPI和OpenMP并... 详细信息

利用Monte Carlo计算方法、实体结构几何法模型和三角形网络构造模型以及空间分割技术等,可以模拟电子束与任意形状试样的相互作用过程,从而了解扫描电子显微学中信号的产生机制以及图像衬度形成机理等.本工作中,我们利用MPI和OpenMP并行计算技术分别对其进行了几种不同的并行化以加速模拟,并对这些并行实现做了比较,分析了在扫描电子显微镜成像模拟中各种并行方式的优缺点及适用环境.

关键词： Monte Carlo方法并行计算 MPI OpenMP 扫描电镜成像

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扫描电子显微成像模拟的并行实现

扫描电子显微成像模拟的并行实现

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2005高性能计算应用大会

作者：李会民丁泽军中国科学技术大学中国科大-中国惠普高性能运算联合实验室合肥230026 中国科学技术大学物理系固体微结构研究室合肥230026

利用MonteCarlo计算方法可以模拟电子束与样品的相互作用过程,从而了解扫描电子显微学中信号的产生机制.采用实体结构几何法模型来产生复杂试样的几何构型,利用光线追踪算法求得散射事件间的步长抽样修正.电子散射的物理模型则采用Mott... 详细信息

利用MonteCarlo计算方法可以模拟电子束与样品的相互作用过程,从而了解扫描电子显微学中信号的产生机制.采用实体结构几何法模型来产生复杂试样的几何构型,利用光线追踪算法求得散射事件间的步长抽样修正.电子散射的物理模型则采用Mott散射截面描述电子与原子间的弹性相互作用,以及用介电函数描述电子与固体的非弹性相互作用,同时还考虑到了二次电子的级联产生过程.利用并行计算技术对模拟算法进行了并行化,模拟得到出了若干复杂几何体的二次电子像和背散射电子像.

关键词： Monte Carlo方法并行计算电子散射扫描电镜成像实体结构几何法

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