激光的出现为研究生命科学提供了一个新的途径,随着近年来激光医学的不断发展,激光逐渐成为人们研究生物组织的一个重要手段。激光与生物组织的相互作用成为了一个重要的基础问题。激光与生物细胞相互作用会产生光热效应,光热效应是激光与生物组织相互作用的主要形式之一。而温度是表征激光热作用的一个重要参数。根据组织温升及时间,组织可以区分为凝结,汽化,碳化,融融等效应。在细胞的电生理结构层面上,激光刺激也逐渐成为人们来研究细胞通道功能的重要手段之一。在研究红外激光刺激生物细胞钠离子通道而改变其通道功能的课题中,我们建立了一个红外脉冲激光刺激作用下,激光与生物细胞的热相互作用的热传递模型。采用有限元模拟仿真技术来分析模拟光与生物细胞相互作用热过程。本研究过程主要分三个过程,首先建立光与生物细胞相互作用热传递过程的三维有限元模型；其次模拟出脉冲激光刺激作用下的光热效应温度场过程；最后终止激光辐照,模拟细胞冷却的瞬态温度场过程。在此研究的基础上,建立钠离子通道的通道动力学过程,对激光刺激细胞的光热效应作用下的钠离子通道的电生理活动进行了初步研究。本文概括论述了离子通道的一些基础理论；激光刺激生物细胞在离子通道中的研究进展、激光与生物组织热相互作用的基本机制；生物组织内部的光分布,热传递的基本理论、以及热相互作用下传热方程的求解方法,求解条件；对细胞热模型下的生物传热方程进行有限元法的数值求解；利用Ansys workbench有限元分析软件分析柱坐标下的生物热传输过程,获得激光辐照生物细胞热模型的温度场分布。采用已有的组织参数和激光参数对所建立的激光辐照细胞的热传递模型进行数值模拟。最后,用所得光热效应的温度场分布数据对钠离子通道的温度依赖性进行了初步研究。研究结果表明在本文研究的热传递模拟过程中,利用980nm激光辐照细胞热传递模型产生的光热效应要远远大于845nm激光辐照的效果；而且脉冲激光辐照该模型的光热效应与辐照激光的斩波频率有关,激光斩波的频率越低则激光辐照产生的光热效应越明显；光热效应主要发生在细胞液对光的吸收过程,细胞液的光热效应起主导作用,而细胞膜的光热效应甚微。