张 丽 朱晓璐 倪中华

(东南大学机械工程学院，南京 211189)

应用于类球体细胞电旋转分析中的介电参数求解算法

张 丽 朱晓璐 倪中华

(东南大学机械工程学院，南京 211189)

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7.25 μS/m和10.3，细胞质的电导率和相对介电常数分别为0.487 S/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.

介电参数;粒子群优化;电旋转;白细胞

电动旋转介电泳简称电旋转［1］，其基本原理是粒子在旋转电场中被极化产生偶极矩，并与电场相互作用而产生旋转运动.使用电旋转技术操纵、辨识和表征生物粒子的理论及应用已成为研究热点［2－4］.电旋转技术易于集成和控制，因而适用于红细胞、白细胞、酵母细胞等生物粒子的辨识、侦测和分离.已知细胞的介电参数是识别和操控细胞的前提［5］，有利于研究和分析细胞成分［6－7］.细胞在旋转电场中的旋转角速度与细胞的介电参数有关，因……