用代码模拟红细胞在显微镜下的形态

Simulated red blood cells and microscopy

读博期间，我曾参与模拟红细胞（RBCs）在微流控芯片中的流动，旨在优化检测循环肿瘤细胞的设备。当时，我们的耗散粒子动力学（DPD）模拟结果与真实实验视频存在偏差。多年后，我决定重新挑战这一难题：结合边界积分法（BIM）求解斯托克斯流，并构建红细胞复杂的膜动力学模型。我成功复现了著名的 SDE 序列（stomatocyte-discocyte-echinocyte），即红细胞在不同化学环境下的形态变化。更关键的是，我建立了一个微分干涉对比（DIC）显微镜模型，将完美的数值表面转化为带有真实光学伪影的图像。最终，通过模拟剪切流中的“坦克 tread”（tank-treading）现象，我生成了与实验视频高度一致的 DIC 显微图像。这不仅验证了物理模型，也为未来利用机器学习从实验视频中反推红细胞形态奠定了基础。