基于FPGA的微流控电泳仪信号采集与信号处理研究

发布时间：2020-12-11 18:16

　　近年来,我国心血管疾病患病率逐年上升,并且心血管疾病死亡率远高于其它疾病。研发心血管疾病检测系统对心血管疾病发病率进行评估,提前采取积极防护或治疗措施,有利于降低心血管疾病患病概率以及死亡率。然而目前广泛使用国外检测仪器,成本较高。因此,研制诊断心血管疾病检测系统具有重大社会意义,以及巨大市场。本文研制检测血脂亚组分的微流控电泳仪,能准确检测血脂亚组分含量,还具备体积小、分析准确且速度快、成本低等特点。本文主要对微流控电泳仪的数据采集硬件电路、荧光蛋白信号分析处理方法等研究与设计,主要内容如下:（1）设计基于FPGA控制的数据采集硬件电路。研究荧光蛋白检测方案,选择发光二极管LED645L刺激荧光蛋白发光,利用光电倍增管H10723-20采集微弱荧光蛋白信号。设计并调试基于FPGA控制的发光二极管驱动电路、光电倍增管驱动电路、电机驱动电路、数据预处理以及采集电路等模块。（2）对荧光蛋白信号去噪和信号波峰信息提取研究与设计。根据小波分析信号的多分辨率分析特性,将提出的新阈值处理函数应用在提升小波去噪中,克服传统阈值函数缺点。经过matlab分析验证表明,新阈值处理函数在荧光蛋白信号去噪中... 

【文章来源】：南华大学湖南省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

微流控芯片内部通道简易模型示意图

电泳仪主要由基于高压进样的微流控芯片控制模块、基于信号采集与去噪模块以及上位机模块组成。控芯片控制模块芯片控制模块功能是控制待检测样品从微流控芯片中样上的检测口。控制模块的工作原理是以高压电场为样品泳共同作用下，样品沿着芯片通道向所带电荷相反的电根据自身移动速率实现分离。主要分为三个阶段：样品进如图 2.3 所示。由于待检测的样品带负电荷，电泳时样品正极。在进样时，设置样品池（S）电压 0V，样品废液冲液池（B）电压 100V，缓冲废液池(BW)电压 100V，当荧光蛋白充满进样通道即第二阶段完成后，设置 S 池 200V，B 池电压 0V，BW 池电压 800V，实现样品顺利到荧光蛋白信号检测口。

图 2.4 荧光蛋白信号采集与去噪模块电路机模块块是完成最终荧光蛋白信号解析功能，对样品中血脂收 FPGA 采集以及去噪后的微弱荧光蛋白信号，并在与形态学的方法，实现对荧光蛋白信号的色谱峰识别分所占的比例。电泳仪上位机利用 C#语言在 Visual 上位机中嵌入 ZedGraph 画图框架，方便将处理后的位机界面如图 2.5 所示。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：2911003