免疫荧光检测仪的硬件设计与实现

发布时间：2017-03-22 15:18

  本文关键词：免疫荧光检测仪的硬件设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国经济水平的提升，，人民生活质量的提高，人民群众对食品安全也越来越重视，然而在食品中仍然存在安全隐患。例如肉类食品中可能含有瘦肉精，食用含瘦肉精的肉制品会对我们身体造成严重伤害。 为了能快速检测出肉制品中的瘦肉精成分，本文提出了基于激光诱导荧光技术的免疫荧光检测瘦肉精的方法，该方法是在胶体金免疫层析法和酶联免疫法这两种瘦肉精检测方法的基础上进行改良的。胶体金免疫层析法检测的稳定性和重复性较差，容易造成误检；而酶联免疫法只能用作定性检测或半定量检测。本论文设计的免疫荧光检测仪克服了以上两种方法的检测缺陷，可以快速、精确定量测量检测肉类食品中瘦肉精的浓度，其稳定性和重复性也很好。其检测过程是，首先将稀释好的样品滴加在用免疫层析技术制作的试纸卡上，然后使用638nm波长的半导体激光器照射试纸卡，激发出的荧光通过光敏二极管接收，荧光的强度与瘦肉精含量相关，通过采集荧光强度来实现瘦肉精含量的检测。经过实验验证，本论文提出的瘦肉精检测方法，不仅提供了一个量化检测指标，而且还缩短了检测时间和提高了测量稳定性与重复性。 本论文主要研究免疫荧光检测仪的硬件设计与实现，主要分为六个部分： 第一部分主要介绍免疫荧光检测仪的研究背景与意义，瘦肉精的现有检测方法在国内外研究现状与发展趋势，指出了存在的问题，确立了本文的主要研究内容。 第二部分介绍了免疫荧光检测仪的系统原理和组成，首先介绍了免疫荧光技术的原理，然后对试纸条的免疫层析技术制作原理和制作过程作了说明，接着介绍了激光诱导荧光技术的原理，最后对仪器的硬件指标和检测指标提出了要求，为后续章节的设计指明了方向。 第三部分详细介绍了免疫荧光检测仪的光学系统的设计，首先对光学系统设计作了说明，然后重点介绍了光学器件的参数，同时提出了设计目标和允许的公差范围。 第四部分详细介绍了本文的硬件系统设计，首先提出了免疫荧光检测仪的硬件系统组成，然后对各个子系统进行了详细的原理分析和设计分析，包括处理器系统模块的设计、人机交互模块的设计、驱动模块的设计、信号链模块的设计、电源系统模块的设计和PCB设计。 第五部分对本文设计的免疫荧光检测仪做了详细的测试，包括单板测试和整机测试。单板测试包括了电源系统的测试、信号链的测试和接口电路的测试，整机测试包括了检测性能测试和功耗测试，测试结果证明了本设计达到了预定的设计指标，表明了该方法的可行性和实用性。 第六部分作了全文总结与展望。
【关键词】：瘦肉精 激光诱导荧光技术 免疫层析技术 半导体激光器 光敏二极管
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH744.4
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 免疫荧光检测仪研究背景与意义11-12
• 1.2 瘦肉精检测技术的研究现状与发展趋势12-13
• 1.3 本文的主要研究内容13-15
• 第二章 免疫荧光检测仪系统原理及组成15-21
• 2.1 免疫荧光检测仪的系统原理15-18
• 2.1.1 免疫荧光技术15-16
• 2.1.2 层析技术原理16-17
• 2.1.3 激光诱导荧光技术17-18
• 2.2 免疫荧光检测仪的系统组成18-19
• 2.3 免疫荧光检测仪设计指标19-20
• 2.3.1 基本设计指标19-20
• 2.3.2 检测性能指标20
• 2.4 免疫荧光检测仪设计工具20-21
• 第三章 免疫荧光检测仪光学系统设计21-23
• 3.1 检测光路设计21-22
• 3.2 光学器件设计22-23
• 第四章 免疫荧光检测仪硬件系统设计23-59
• 4.1 嵌入式系统模块的设计23-32
• 4.1.1 MCU 最小系统24-27
• 4.1.2 USB 接口27-28
• 4.1.3 网络接口28-30
• 4.1.4 打印机通信30-31
• 4.1.5 ID 卡设计31-32
• 4.2 人机交互模块设计32-36
• 4.2.1 按键模块32-33
• 4.2.2 显示屏模块33-36
• 4.3 驱动模块的设计36-41
• 4.3.1 激光器的驱动和保护电路36-39
• 4.3.2 步进电机的驱动电路39-41
• 4.4 信号链模块的设计41-46
• 4.4.1 荧光信号的处理电路41-43
• 4.4.2 位置检测和温度检测43-45
• 4.4.3 信号采样45-46
• 4.5 电源系统模块的设计46-56
• 4.5.1 电源保护47-49
• 4.5.2 电池充电管理49-53
• 4.5.3 供电电源设计53-56
• 4.6 PCB 设计56-59
• 第五章 免疫荧光检测仪测试结果及分析59-73
• 5.1 单板测试和分析59-66
• 5.1.1 电源模块测试59-62
• 5.1.2 信号链模块测试62-64
• 5.1.3 接口测试64-66
• 5.2 整机测试和分析66-73
• 5.2.1 检测性能测试67-70
• 5.2.2 功耗测试70-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 工作总结73
• 6.2 工作展望73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 附录79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 梁伟;王建华;卢刚;;基于BQ24032的锂电池充电管理电路设计[J];兵工自动化;2010年06期

2 唐宇;王洪;邓诚先;唐孟培;;基于光纤束传感器结构的激光诱导荧光检测系统的研制[J];传感技术学报;2007年12期

3 刘卫东,刘延冰,刘建国;检测微弱光信号的PIN光电检测电路的设计[J];电测与仪表;1999年04期

4 朱广华,郑洪,鞠q

本文编号：261782