宁波大学大学生科技创新计划项目申请表

1、附件三：申请编号号： 项目编号号： 宁波大学学大学生生科技创创新计划划项目申申请表项目名称称： 项目负责责人： 负责人类类别： 本科科生 研究究生所在学院院： 填报时间间： 年年 月月成果类形形式：自然科科学类学学术论文文 哲学社社会科学学类社会会调查报报告和学学术论文文 科技发发明制作作A类科技发发明制作作B类 创业孵孵化作品品填 报报 说说 明明1、填表表前，请请先仔细细阅读宁波大大学大学学生科研研创新计计划实施施办法（试行）；2、项目目申请一一旦立项项，将作作为项目目计划任任务书考考核，成成为项目目中期检检查、结结题等管管理活动动的依据据文件；3、要如如实、准准确、认认真填写写申请表表各

2、项内内容；4、项目目组指导导老师不不超过22人，项项目成员员不超过过5人。5、登陆陆网络申申请时，需上传传申请表表和可行行性报告告两个文文件，可可行性报报告所填填各项内内容将成成为专家家评审重重要依据据，请匿匿名认真真如实填填写。6、其他他事宜请请向宁波波大学学学生科研研管理工工作小组组办公室室咨询。A1.基基本情况况（自然然科学类类）项目名称称作品分类（ ）A机械械与控制制（包括括机械、仪器仪仪表、自自动化控控制、工工程、交交通、建建筑等）B信息息技术（包括计计算机、电信、通讯、电子等等）C数理理（包括括数学、物理、地球与与空间科科学等）D生命命科学（包括生生物、农农学、药药学、医医学、健健

3、康、卫卫生、食食品等）E能源源化工（包括能能源、材材料、石石油、化化学、化化工、生生态、环环保等）负责人姓姓名性别名族出生日期期 年 月 日学 院院年 级级专 业业校内住址址联系电话话学号指导老师师姓名性别所属学院院职称研究专长长主要成员姓名性别学 院院年 级级专 业业学号项目分工工联系电话话预期成果果A.专著著 BB. 论论文(集) C. 研究报报告 DD. 工工具书 E.科技发发明 F.电电脑软件件 G.其他预计完成成时间年 月 日（研研究期限限一般为为一年）B 可可行性报报告说明：此此表中不不得出现现学院、导师及及项目负负责人信信息。项目名称称运动对大大鼠血液液细胞介介电谱的的影响项目类

4、别别自然科学学类申请项目目的必要要性、目目的及意意义本项目通通过阻抗抗分析仪仪测量大大鼠血液液的电导导率-介介电频谱谱，通过过其频率率谱、复复平面图图、介电电损耗因因子”频谱、电导率率虚部”频谱谱和损耗耗角正切切tg频谱等等的综合合分析，总结血血液频谱谱特征参参数提取取方法。在此基基础上，通过建立立Colle-CColee数学模模型的非非线性数数值计算算方法和曲曲线拟合合误差评评估分析析方法，探索研研究运动动情况下下大鼠血血液细胞胞阻抗谱谱的影响响，从而而建立大大鼠血液液细胞阻阻抗谱测测量技术术。运动与红红细胞特特性密切切相关，目前运运动医学学领域研研究运动动对红细细胞的影影响，通通常从形形态

5、学和和血流变变学，酶酶学，免免疫学，自由基基代谢等等方面研研究运动动状态下下红细胞胞的特性性，缺少少对红细细胞电生生理特性性的研究究报道，此试验验项目采采用交流流阻抗方方法研究究正常大大鼠血液液红细胞胞的电生生理特性性，测介介电谱，建立立大鼠血血液细胞胞电生理理学参数数，为其其进一步步在运动动医学领领域的应应用提供供参考。通过本实实验可以以为运动动大鼠甚甚至人的的血液研研究提供供一种新新的思路路，新的的方法和和新的评评定指标标，具有有重要的的实际应应用与理理论科学学价值，在国内内尚属崭崭新课题题。项目的背背景、主主要内容容、技术术水平及及应用范范围早在十九九世纪末末人们就就开始关关注物质质的介

6、电电特性，自19957年年Schhwann H.P.首首先研究究生物组组织电特特性以来来，研究究人员在在这一领领域的探探索就没没有中断断过。220世纪纪八十年年代以后后，随着着自动化化、电子子技术等等科技的的发展，在电阻阻抗断层层成像技技术研究究的带动动下，生生物组织织介电特特性（电电导率和和介电常常数）的的研究进进一步受受到重视视，得到到了长足足的发展展。Kaatsuumotto YY等1给红细细胞加一一宽频电电场，测测定不同同频率下下细胞的的介电参参数的变变化，结结合Coole公公式的计计算验证证最终建建立了红红细胞的的三维结结构模型型。对于生物物细胞电电特性的的国外的的研究有有， SSc

7、hwwan HP & Fossterr KRR2对生物物组织介介电特性性进行了了研究， Hannai T & Assamii K 3,44对生物膜膜与细胞胞的介电电特性和和理论解解析进行行了研究究与探索索， Iriimajjirii A、Wattanaabe M & Raaicuu V 5,66研究了生物细细胞的介介电谱和和理论解解析。国国内，余余珏、鲁鲁勇军等等7,88对红细胞胞的介电电谱进行行了研究究；任超超世等9,110利用多多频率阻阻抗法研研究血细细胞电特特性；赵赵孔双等等11论述了了微小生生物细胞胞的介电电研究方方法；王王学仁等等12采用电电旋转法法研究少少根根霉霉菌的介介电特性性。

8、 对于于生物电电及细胞胞介电谱谱的研究究，近年年来我们们学校研研究成果果显著，研究已已经表明明：两项项式Coole-Colle数学学模型可可以表征征大鼠红红细胞阻阻抗频谱谱的和弛豫行行为。散射由由细胞膜膜的容性性响应构构成,散射来来源于细细胞内血血红蛋白白的频率率响应13。随着着血细胞胞比容CCT的增增加,低低频段介介电常数数L和介介电增量量增加加;低频频段电导导率L和高高频率段段电导率率h减小小,电导导率增量量增加加;介电电常数CColee-Coole图图的半径径、面积积、右截截距增加加,圆心心右移;反之,电导率率Colle-CColee图的半半径、面面积、左左右截距距减少,圆心左左移14。

9、关于大鼠鼠细胞生生物介电电特性研研究表明明：在 0.11 MHHz1100 MHzz 频率率范围内内，大鼠鼠血液细细胞的介介电常数数和电导导率具有有电场频频率的依依赖关系系，主要要表现在在具有两两个中心心特征频频率的介介电弛豫豫：第一一介电弛弛豫约发发生在ff C11=2 MHzz，第二二介电弛弛豫约产产生在ff C22=3 MHzz15。并且且满足CColee-Coole公公式, 利用交交流阻抗抗技术可可以获得得血液细细胞的频频域电生生理特性性16。大鼠鼠腓肠肌肌细胞介介电响应应具有频频率依存存性关系系:介电电常数随电场场频率的的增加而而降低,电导率率随频率率的增加加而上升升，而且且可获得得

10、骨骼肌肌细胞频频域电生生理指标标,其中中第一特特征频率率fC11和第二二特征频频率fCC2是频频域电特特性的特特色参数数17。关于人血血液细胞胞介电特特性研究究表明：正常人人血液细细胞介电电常数和和电导率率也具有有频率依依从性;正常人人血液细细胞介电电性能具具有两个个特征频频率：第第1特征征频率ff1=0.59MMHz,第2特特征频率率f2=2.12MMHz18。在射射频电场场中,人人血液细细胞的介介电常数数和电导导率具有有频率依依赖性,表现为为具有两两个特征征频率的的介电弛弛豫:第第一介电电弛豫发发生在ffC1为11.422MHzz,第二二介电弛弛豫产生生在fCC2为33.322 MHHz1

11、9。此外关于于运动或或低氧对对人体（或动物物）血液液（细胞胞）的影影响有研研究表明明：低氧氧应激, 大鼠鼠血清 EPOO和肾脏脏 EPPO mmRNAA表达升升高是机机体自我我保护机机制之一一 ,低低氧训练练能使血血清 EEPO升升高 ,可能是是低氧环环境和运运动缺氧氧共同刺刺激的结结果;而而低氧训训练后 EPOO mRRNA表表达水平平变化不不明显 ,可能能是40000mm海拔高高度缺氧氧的刺激激较强烈烈,对后后续的表表达造成成反馈抑抑制作用用的原因因20。间歇歇性低氧氧运动对对大鼠红红细胞膜膜的Naa+-KK+-AATP酶酶和Caa+-MMg+-ATPP酶有一一定的保保护作用用21。适宜宜

12、负荷运运动可促促进骨骼骼肌和红红细胞膜膜的抗氧氧化能力力,使机机体的运运动能力力得以提提高。而而过大负负荷训练练则使它它们的抗抗氧化能能力及膜膜的流动动性降低低,运动动能力下下降22。另外外长期坚坚持高强强度大运运动量训训练,如如果恢复复时间不不多,则则会出现现明显的的血红蛋蛋白下降降,导致致运动性性贫血,严重影影响运动动员的运运动能力力和恢复复能力23。这使使得我们们有理由由相信在在运动情情况下大大鼠及人人的血细细胞会出出现一定定生理性性的改变变，从而而会导致致其阻抗抗谱的影影响，而而且会出出现运动动到一定定情况下下血液细细胞达到到某一临临界状态态或者最最佳状态态，为实实验研究究提供一一个方

13、向向。研究运动动大鼠的的血液与与正常的的在电特特性方面面的差别别，从而而探讨运运动血液液电特性性变化的的电生理理机制，为运动动血液细细胞电生生理特性性的研究究提供了了新的技技术手段段、研究究方法和和评价指指标，具具有重要要的理论论科学与与实际应应用价值值，对电电磁场生生物效应应的电生生理机制制探讨、电磁辐辐射的治治疗和计计量学研研究等都都具有重重要的应应用价值值。我们实验验室主要要是通过过阻抗分分析仪测测量细胞胞的阻抗抗频谱和和介电频频谱的实实验数据据，分析析实测频频谱的数数据特征征，确立立细胞的的阻抗特特性和介介电特性性，统称称为细胞胞被动电电学特性性或频域域电特性性。并且且，在实实验数据据

14、的基础础上，通通过理论论模型（数学模模型、电电路模型型、物理理模型）计算曲曲线与实实验数据据的曲线线拟合方方法，建建立生物物细胞电电特性的的理论模模型参数数，完成成生物细细胞频域域电特性性的研究究任务。参考文献献：1KKatssumooto Y,Hayyashhi YY,Oshhigee I,et al. Diieleectrric cyttomeetryy witth tthreee-ddimeensiionaal ccelllulaar mmodeelinng. Bioophyys JJ,20008;95(6):30443-3304772FFostter KR,Schhwann HPP.D

15、ieelecctriic prooperrtiees oof ttisssuess, Inn C.Pollk aand E.PPosttow(Edss.), Haandbbookk off Biioloogiccal Efffectts oof EElecctroomaggnettic Fieeldss, 22nd ed, Booca Ratton, FLL:CRRC PPresss,119966; 255-1004.3AAsammi KK,Hannai T,Koiizummi NN ett all. Dieelecctriic aapprroacch tto ssuspperssionns

16、oof eelliipsooidaal ppartticlles covvereed wwithh a sheell in parrticculaar rrefeerennce to bioologgicaal ccellls. Jappaneese J AAppll Phhys,19880;19:3599-36654AAsammi KK, IIrimmajiiri A. Diieleectrric anaalyssis of mittochhonddriaa issolaatedd frrom ratt liiverr. .Inntacct mmitoochoondrria as simmu

17、laatedd byy a douublee-shhelll moodell . Bioochiimcaa ett Biiophhysiica Actta,19884;7788:5770-55785RRaiccu VV,Satto TT,Raiicu G.Nonn-Deebyee diieleectrric rellaxaatioon iin bbiollogiicall sttruccturres ariisess frrom theeir fraactaal nnatuure. Phhys Revv E 63: 20001;021191666RRaiccu VV,Kittagaawa N,

18、Iriimajjirii A.A qquanntittatiive appproaach to thee diieleectrric prooperrtiees oof tthe skiin. Phyys MMed Biool 445: 20000;L1-L47鲁鲁勇军,余珏.细胞和和组织射射频介电电弛豫特特性分析析.基础础医学与与临床,19995,115(3):444-4888鲁鲁勇军,余珏,任燕华华等.2243例例健康人人血红细细胞悬浮浮液射频频介电特特性的研研究.中中国生物物医学工工程学报报,19994;13(44):3329-33559王王慧艳,任超世世.一种种研究血血液电特特性的新新

19、方法多频频率阻抗抗法.山山东生物物医学工工程，119944;13(2):1-710张辉，任超超世.血液电电阻抗三三参数的的计算方方法.中国医医学物理理学杂志志,20000;17(4):2554-2256.11赵孔双双.微小小生物细细胞的介介电研究究方法.生物物物理学报报,20000;16:1766-1881.12王学仁仁.电旋旋转技术术用于少少根根霉霉孢囊孢孢子介电电性的测测量.生生物物理理学报, 20001:17:3922-399813 陈林林,马青青,王力力,宫宇宇,赵伟伟红,汤汤治元. 大鼠鼠红细胞胞悬浮液液阻抗谱谱Colle-CColee数学模模型分析析. 航航天医学学与医学学工程,2

20、0110;223(33):1182-187714 赵伟伟红,崔崔湘屏,马青. 细胞胞比容对对人全血血细胞介介电谱的的影响. 中国国生物医医学工程程学报,20006;225(11):1121-124415 何学学影,马马青.00.1MMHz1000MHzz大鼠血血液细胞胞的介电电响应. 中国国医学物物理学杂杂志,220066;233(4):2668-227016 马青青,何学学影,张张红波. 交流流阻抗方方法研究究大鼠正正常血细细胞电生生理特性性. 中中国运动动医学杂杂志,220077;266(1):933-95517 马青青,张永永鹏,何何学影. 大鼠鼠骨骼肌肌细胞的的频域电电生理特特性研究究

21、. 中中国运动动医学杂杂志,220066;255(4):4224-442718 陈晓晓敏,丰丰明俊,王力,郭宏林林,马青青. 110kHHz1100MMHz人人血液细细胞介电电性能. 医学学研究杂杂志, 20009;338(33):442-44519 于冬冬雁,崔崔湘屏,马青. 人血血液细胞胞介电谱谱的实验验研究. 生物物医学工工程学杂杂志, 20006;223(66):111988-1220120 黄丽丽英,林林文,翁翁锡全,徐国琴琴. 低低氧运动动对大鼠鼠促红细细胞生成成素的影影响. 广州体体育学院院学报,20006;226(11):444-44721 王绎绎,张斌斌,李邦邦翅,朱朱建文,

22、舒心,李海英英,赵娟娟,佟长长青. 间歇性性低氧及及运动对对大鼠红红细胞膜膜Na+-K+-ATTP酶和和Ca22+-MMg2+-ATTP酶活活性的影影响. 武警医医学院学学报,220099;188(7):5997-661122 潘玮玮敏,续续敏. 运动对对大鼠骨骨骼肌、红细胞胞膜特性性的影响响. 陕陕西中医医学院学学报,220055;288(5):655-67723 万发发达,彭彭峰林,邓树勋勋. 递递增负荷荷运动训训练对大大鼠红细细胞及血血红蛋白白的影响响. 军军事体育育进修学学院学报报,20008;27(4):1155-1119研究的重重点、难难点、创创新点及及实施方方案人血液介介电常数数

23、和电导导率的频频谱：研究重点点：1.完善善血液细细胞介电电频谱测测量方法法和系统统，建立立正常与与运动组组血液细细胞的介介电频谱谱数据库库，为血血细胞介介电频谱谱测量技技术提供供了基础础数据和和研究方方法；2.建立立血液频频谱特征征参数分分析方法法，明确确频谱特特征参数数，通过过统计学学的显著著性检验验，建立立正常与与运动组组血液频频谱特征征参数区区别。3.创建建血液细细胞的数数学模型型及模型型分析方方法，建建立正常常与运动动组的血血液细胞胞数学模模型参数数，探讨讨运动组组血液细细胞电生生理机制制，为运运动后血血细胞研研究提供供新的研研究手段段和评价价指标。研究难点点：1 在00.011-10

24、0MHHz范围围，建立立以介电电谱参数数为特征征的Coole-Colle数学学模型；2 血液液细胞CColee-Coole数数学模型的的非线性性数值计计算和程程序化问问题；3血液细细胞的数数学模型建建立的曲线拟拟合方法法和曲线线拟合误误差评估估；4对于血血液细胞胞频谱特特征参数数提取方方法和正正常血液液理论性性数学模模型解析析相对较较少。研究创新新点： 1 人人们曾利利用介电电谱研究究了蛙血血液细胞胞、人血血液细胞胞、奶牛牛和绵阳阳细胞介介电特性性。但是是尚未见见有关运运动大鼠鼠血液介介电谱的的研究报报告。 2 测测量运动动状态下下大鼠血血液细胞胞的交流流阻抗，同时对对测量结结果进行行分析讨讨

25、论，今今后可进一步步进行理理论解析析，并为为深入讨讨论血液液性疾病病的濒域域细胞电电特性奠奠定基础础。介电谱的的测量：血液细胞胞(红细细胞、白白细胞、血小板板)作为为不产生生动作电电位的非非可兴奋奋细胞，不具有有产生主主动响应应的能力力，当外外加宽频频带电磁磁场作用用于血细细胞后，细胞产产生极化化现象，通过AAgillentt 42294AA阻抗分分析仪能能够实测测到血细细胞的频频率响应应谱：介介电谱(Dieelecctriic SSpecctraa)。血血细胞介介电谱以以介电常常数和电导导率随频率率变化的的介电频频响为基基础。实施方案案：1 血液液生理学学方法：通过血血液细胞胞分析仪仪检测血

26、血液样本本血像指指标。2 生物物医学工工程学方方法：采采用交流流阻抗测测量技术术，获取取宽频域域血液细细胞介电电谱。3 形态态学方法法：利用用显微镜镜技术，观察测测量血液液细胞形形态改变变。4 数学学方法：利用CColee-Coole公公式进行行非线性性数值计计算，经经过理论论曲线与与实测数数据的曲曲线拟合合，建立立以介电电谱参数数为特征征的Coole-Colle数学学模型。简单的技技术路线线如下：运动组采血形态学测量细胞介电谱Cole-Cole图” 频谱” 频谱tg频谱介电谱数据特征交流阻抗测量细胞比容测量正常组预期成果果、知识识产权形形成及经经济、社社会效益益分析通过实验验预期达达到：1.

27、建立立实验动动物运动动训练方方法，培养我我们动手手操作实实验的能能力，熟熟悉实验验一般流流程及思思路，为为今后的的实验探探索打下下基础。2.建立立和分析析血液细细胞频域域电生理理特性测测量系统统和数据据分析处处理系统统； 3.确定定不同运运动状态态对血液细胞胞电生理理学特性性的影响响，明确确最佳效效果的运运动状态态，为进进一步人人体实验验提供实实验数据据和理论论基础。 4.在国国内外权权威刊物物发表学学术论文文122篇。5.为进进一步进进行更深深入的研研究作铺铺垫，为为今后的的相关实实验及临临床探讨讨提供重重要参考考。实施该项项目所具具备的基基础、优优势和风风险血液细胞胞电特性性包括时时域电特特性和频频域电特特性两个个方面：1）时时域电特特性主要要指血液液细胞随随时间变变化的膜膜电位和和跨膜流流动的离离子电流流。细胞胞膜电位位测量通通过细胞胞内微电电极记录录细胞内内电位，此方法法具有损损伤性；跨细胞胞膜的离离子电流流测量通通过膜片片钳技术术实现，由于血血细胞999%为为红细胞胞，其形形态较小小（直径径=68微