一种Sneddon模型拟合细胞弹性模量的修正方法技术

本发明专利技术属于细胞力学技术领域，提供了一种Sneddon模型拟合细胞弹性模量的修正方法。通过ABAQUS模拟圆锥形原子力显微镜探针压入细胞的过程，与Sneddon模型对比得出使用Sneddon模型产生的误差，并通过函数拟合的方法得出不同情况下使用Sneddon模型拟合的误差，从而实现对Sneddon模型拟合细胞弹性模量的修正。作为使用Sneddon模型拟合细胞弹性模量的修正方法，可以用于更准确地测量细胞弹性模量，设计过程方便快捷，设计方法易于掌握，使用过程方便简单。

【技术实现步骤摘要】
一种Sneddon模型拟合细胞弹性模量的修正方法
本专利技术属于细胞力学
，特别涉及使用原子力显微镜测量细胞弹性模量时，对使用Sneddon模型拟合细胞弹性模量的修正方法，可更准确地测试出细胞的弹性模量。
技术介绍
细胞的弹性模量在细胞生长发育、成熟、增殖、衰老、死亡和病变过程中会发生显著改变。例如健康红细胞的弹性模量要远远大于镰状细胞贫血症患者红细胞的弹性模量和粘弹性，健康乳腺细胞的弹性模量是乳腺癌细胞弹性模量的2倍以上，良性乳腺肿瘤细胞的弹性模量是恶性乳腺癌细胞弹性模量的1.4-1.8倍。精准测量细胞的弹性模量对于细胞力学的发展以及研发基于力学原理的疾病诊疗新方法具有重要指导意义。Sneddon模型被普遍用于使用锥形原子力显微镜探针测试细胞弹性模量时的拟合。Sneddon模型的公式为：式中，P为法向施加的压力，α为刚性锥尖的半开角，d为刚性锥形针尖压入弹性半空间的深度，E为弹性半空间的弹性模量，υ为弹性半空间的泊松比。使用原子力显微镜测量细胞弹性模量时通过获得法向压力P和压入深度d的关系曲线，并通过标准最小二乘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Sneddon模型拟合细胞弹性模量的修正方法，其特征在于，步骤如下：/n第一步，设计圆锥形原子力显微镜探针的形状参数/n在ABAQUS中建立细胞和圆锥形原子力显微镜探针的轴对称模型，细胞设置为可变形的弹性体；圆锥形原子力显微镜探针设置为刚体；设置圆锥形原子力显微镜探针的形状参数，通过改变圆锥半角α和圆锥头部曲率半径r来实现，其中圆锥半角选取20°～60°，头部曲率半径选取20nm～60nm；/n第二步，对第一步设计的细胞和不同形状的圆锥形原子力显微镜探针的模型进行有限元模拟分析/n2.1)圆锥形原子力显微镜探针法向压力和压入深度的关系模拟/n圆锥形原子力显微镜探针在法向压力的作用下，由...

【技术特征摘要】
1.一种Sneddon模型拟合细胞弹性模量的修正方法，其特征在于，步骤如下：
第一步，设计圆锥形原子力显微镜探针的形状参数
在ABAQUS中建立细胞和圆锥形原子力显微镜探针的轴对称模型，细胞设置为可变形的弹性体；圆锥形原子力显微镜探针设置为刚体；设置圆锥形原子力显微镜探针的形状参数，通过改变圆锥半角α和圆锥头部曲率半径r来实现，其中圆锥半角选取20°～60°，头部曲率半径选取20nm～60nm；
第二步，对第一步设计的细胞和不同形状的圆锥形原子力显微镜探针的模型进行有限元模拟分析
2.1)圆锥形原子力显微镜探针法向压力和压入深度的关系模拟
圆锥形原子力显微镜探针在法向压力的作用下，由于细胞与圆锥形原子力显微镜探针的接触面积和压入深度随着外压的增大而增大，这是非线性接触和大变形问题，选用ABAQUS中的ALE方法进行外压作用下的细胞变形模拟；接触设置为面面接触，主面选取为圆锥形原子力显微镜探针与细胞接触的那一侧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，孙伟皓，吴承伟，马建立，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21