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目的:作为一项成熟的,具备完善测量手段和分析方法的频谱技术,介电谱的应用范围已经从最初的物理学领域扩展到生物学和医学等学科。本论文以细胞悬浮液中人肺癌细胞的生物学变化对应的介电响应为主要研究内容,探讨将生物介电谱测量和分析技术应用到人肺癌症筛查,诊断,以及癌细胞分型等临床需求中的可行性。方法:本论文首先在100 Hz~100 MHz交变电场频率范围内,使用安捷伦4294A阻抗分析仪和两电极的测量池,对人正常肺上皮细胞BEAS-2B和人肺鳞癌细胞SK-MES-1两种细胞不同细胞体积分数的悬浮液进行介电测量。然后结合三项式Cole-Cole方程和单壳物理模型对测量得到的介电谱进行分析,应用非线性最小二乘曲线拟合技术提取ColeCole模型参数和细胞形态学参数。最后通过分析BEAS-2B和SK-MES-1的介电谱特征参数和解析模型参数差异,探讨在实验条件下实现肺癌细胞与正常细胞分型的可行性和具体实施细节。本论文还尝试从生物物理学角度为人肺鳞癌细胞的病理学研究提供辅助信息,并结合细胞电镜和光镜照片讨论介电谱差异与细胞形态学变化之间的关系。结果:1肺鳞癌细胞的介电常数较正常细胞的介电常数低(5.81%),但肺鳞癌细胞的电导率较正常细胞的电导率高(12.25%)。2 BEAS-2B和SK-MES-1细胞悬浮液的介电谱、电导率谱、复平面图和介电损耗谱均表现有细胞悬浮液体积分数依存性。3 BEAS-2B和SK-MES-1细胞悬浮液在100 Hz~100 MHz频率范围均包含α和β两个介电弛豫。4对BEAS-2B和SK-MES-1细胞悬浮液的介电谱进行Cole-Cole模型分析,需要使用三项式Cole-Cole方程以获得满足精度要求的拟合结果。这表明两类细胞悬浮液的介电谱均对应三个特征频率,分别表征了不同频率段的外加电场激发产生的双电层中对离子极化,以及细胞膜和核膜处的界面极化。5应用Cole-Cole模型分析细胞悬浮液的介电谱得到的三个特征频率(fc1,fc2,fc3)不受细胞体积分数的影响。统计学分析结果显示特征频率可以作为区分BEAS-2B和SKMES-1的依据。6应用单壳球形细胞物理模型对两类细胞的介电谱进行解析,得到的物理模型参数差异不仅可以体现两细胞的介电谱差异,而且结合两细胞的电镜和光镜照片结果,可以解释细胞癌变后形态学变化与介电差异的关系。结论:本论文的结果表明人正常肺上皮细胞BEAS-2B和人肺鳞癌细胞SK-MES-1的介电谱具有明显差异。基于Cole-Cole模型和物理模型,结合曲线拟合技术可以提取特征频率等模型参数,特征化了两类细胞的介电谱差异,可以用做细胞分型的重要依据,为基于生物介电谱技术的人肺癌细胞分型等应用提供了有力的证明。