理论或者数值计算可以帮助我们深入理解光与细胞的相互作用，对发展快速、无创、无标记的新型诊疗技术有着重要意义。由于细胞器的大小和光的波长接近甚至更小，传统的几何光学或者瑞利散射只能得到近似。近来来，电磁学数值方法，如 FDTD，DDA 等也被应用于细胞的光学散射分析，但计算时间和消耗内存非常巨大。并且对于单细胞检测，细胞器的形状对散射有着非常大的影响。而在一些传统的细胞光学检测中，比如流式细胞仪或者角度散射光谱所测的一般是大量细胞或者细胞悬浮液的结果，大量细胞统计数据的的平均使得最终的结果趋向于随机散射的结果。
本文基于GMM理论建立了细胞光学散射的计算模型，可以大大降低计算资源的消耗，能够很方便的进行取向平均。 首先通过与数值方法比较验证了模型的有效性，然后根据细胞器的分布建立了癌细胞和正常细胞的模型，分析了癌细胞与正常细胞的散射差异。最后我们研究了纳米颗粒的摄入对细胞光学散射的影响，计算结果与已有的试验结果吻合的较好。
Wang M, Cao M, Guo Z R, et al.Generalized multiparticle Mie modeling of light scattering by cells. Chin Sci Bull, doi: 10.1007/s11434-013-5719-0
Figure 1 Schematic representation of the cell model used in the GMM calculation.
Figure 4 Comparison of the light scattering distribution of a normal cell with a cancerous cell.
Figure 5 Angular light scattering distribution of cells in the presence of nanoparticle uptake.
研究进展