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应用于类球体细胞电旋转分析中的介电参数求解算法
  • ISSN号:1001-0505
  • 期刊名称:东南大学学报(自然科学版)
  • 时间:2012
  • 页码:280-285
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]东南大学机械工程学院,南京211189
  • 相关基金:国家自然科学基金重大研究计划(培育)资助项目(91023024)、教育部博士研究生学术新人奖资助项目、江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目(CXl0B_062Z)、东南大学优秀博士学位论文基金资助项目.
  • 相关项目:基于复合介电泳的低维纳米结构材料柔性化组装机理的研究
中文摘要:

根据薄膜理论建立了一种面向类球体细胞的单壳介电模型,分析了细胞在电旋转静流场中的受力,并由旋转力矩和斯托克斯流体阻力矩平衡原理,推导得到细胞各层介电参数方程组.利用引入压缩因子的粒子群优化算法求解细胞的介电参数,并讨论了压缩因子的变化对求解结果的影响.以Granulocytes白细胞为例进行算法验证,得到细胞膜的电导率和相对介电常数分别为7.25μS/m和10.3,细胞质的电导率和相对介电常数分别为0.487S/m和136,且压缩因子的变化仅影响各组解的搜索概率,加速系数为2.015时所需解的搜索概率达到最高值.算法结果与白细胞介电参数的经验数据相吻合,表明该算法具有较高的精确性和稳定性.

英文摘要:

A dielectric model with single concentric shell of spherical cells is established based on film theory. The forces of the cells in a static flow field under the action of electrorotation are ana- lyzed, and the force equilibrium equations are derived to obtain dielectric parameters of each shell by the balance of the rotating torque and the Stokes fluid drag torque. Then, the particle swarm optimi-zation algorithm improved with the constriction factor is used to solve the equations. The influence of the change in the constriction factor on the solution results is also discussed. This algorithm is val- idated with Granulocytes as an example. The calculated membrane conductivity, membrane relativepermittivity, cytoplasm conductivity and cytoplasm relative permittivity are 7. 25 μS/m, 10. 3, 0. 487 S/m and 136, respectively. Besides, the change in the constriction factor just affects the search probability of each solution, and the search probability needed gets the highest value with theacceleration factor of 2. 015. The calculated results are consistent with the empirical data, showing that the proposed algorithm can obtain high accuracy and stability.

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期刊信息
  • 《东南大学学报:自然科学版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:东南大学
  • 主编:毛善锋
  • 地址:南京四牌楼2号
  • 邮编:210096
  • 邮箱:xuebao@seu.edu.cn
  • 电话:025-83794323
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-0505
  • 国内统一刊号:ISSN:32-1178/N
  • 邮发代号:28-15
  • 获奖情况:
  • 先后荣获第三届国家期刊奖百种重点期刊奖,2006-2...,2013年荣获首届江苏省新闻出版政府奖"报刊奖"
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:23651