DNA芯片电泳检测中的自动对焦和定位研究

发布时间：2021-09-23 11:25

　　微流控芯片电泳利用微流控技术将常规毛细管电泳移植到平方厘米量级大小的芯片上,将样品进样、反应、分离、检测等过程集成到一起,是一种快速、高效、低耗的微型化分析技术。本论文工作主要是微流控芯片电泳检测中的自动对焦和定位部分。研究了基于显微镜的自动对焦算法和软件实现,包括对焦评价函数的评估,对焦搜索算法,运动控制伺服系统的算法。设计了软件的总体框架,实现并优化了一种基于显微镜的芯片电泳检测自动对焦系统,用于微流控芯片上沟道的对焦。激光诱导荧光检测法是微流控芯片电泳检测中最常见的方法之一。这种检测方法实现简单,而且灵敏度高。为了确保激光诱导荧光检测法检测到的荧光信号的强度和信噪比,在对微流控凝胶电泳芯片进行检测之前要先对芯片进行对焦。本论文着重研究了基于数字图像处理的自动对焦技术,探讨了自动对焦的两个核心问题：对焦评价函数和搜索算法。对焦的对象是微流控芯片上用于凝胶电泳的沟道,由于微流控芯片沟道尺寸是微米级别的,如果检测的焦面不在沟道位置,检测到的信号强度会很弱。经过对焦将沟道上表面、下表面或中间其他位置移至显微镜的聚焦面,然后根据对焦得到的聚焦位置和泳道深度将检测焦点调整到沟道中心位置,这种... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 自动对焦技术的发展概述
    1.3 本论文的主要研究内容
第二章 电泳芯片自动对焦和定位的硬件系统
    2.1 硬件部分
    2.2 硬件控制部分
        2.2.1 显微镜运动控制部分
        2.2.2 CCD图像采集
    2.3 本章小结
第三章 电泳芯片自动对焦和定位算法
    3.1 电泳芯片定位算法
    3.2 自动对焦原理概述
        3.2.1 光学系统的成像模型
        3.2.2 显微镜的成像原理
    3.3 电泳芯片自动对焦算法
        3.3.1 对焦窗口的选择
        3.3.2 对焦评价函数的研究
        3.3.3 搜索算法的研究
    3.4 显微镜自动对焦和定位的软件实现
    3.5 本章小结
第四章 实验及分析
    4.1 电泳沟道介质为空气的自动对焦实验
    4.2 电泳沟道介质为超纯水的自动对焦实验
    4.3 电泳沟道介质为凝胶的自动对焦实验
    4.4 实验结果分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本论文完成的工作
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PDMS的经济型微流体加工技术研究（英文）[J]. 张雅雅,崔建国.  机床与液压. 2014(24)
[2]多相微流控分析与毛细管电泳研究进展[J]. 方群.  色谱. 2014(07)
[3]基于CCD的阵列毛细管电泳芯片检测系统研究[J]. 杨晓博,闫卫平,杨飞,窦伟峰.  仪表技术与传感器. 2014(03)
[4]2013年毛细管电泳技术年度回顾[J]. 赵新颖,屈锋,王勇,王晓倩.  色谱. 2014(01)
[5]基于数字图像处理的自动对焦算法的比较与分析[J]. 李全勇,李亨.  电脑知识与技术. 2013(35)
[6]微流控芯片的材料与加工方法研究进展[J]. 郑小林,鄢佳文,胡宁,杨静,杨军.  传感器与微系统. 2011(06)
[7]毛细管电泳芯片的临床应用现状[J]. 李婧.  实用医药杂志. 2010(12)
[8]仪器分析方法与分析仪器主要特点及发展现状综述[J]. 杨秀梅.  生命科学仪器. 2010(05)
[9]微流控芯片技术的现状与发展[J]. 庞中华,宋满仓,刘莹,张金营.  塑料. 2010(03)
[10]基于小波的自动对焦算法研究[J]. 陈晓彬.  通信技术. 2010(06)

博士论文
[1]基于微流控芯片和短毛细管的DNA片段快速电泳分离系统的研究[D]. 程永强.浙江大学 2010
[2]数字自动对焦技术的理论及实现方法研究[D]. 李奇.浙江大学 2004

硕士论文
[1]CCD图像检测系统自动调焦的研究[D]. 张辉.哈尔滨工业大学 2007



本文编号：3405619