单分子基因测序仪成像系统设计与振动分析
发布时间：2021-09-07 09:15
随着生活水平的提高,人们对自己的生命健康越来越注重,自从精准医疗概念出现以后,国内的下游基因测序公司呈爆发式增长,因而对上游的基因测序仪需求越发巨大。文中设计的单分子基因测序仪采用了边合成边测序的方法,对打断的DNA分子进行直接测序,非常适用于临床诊疗应用。其采用的是全内反射荧光成像技术,检测极其微小、脆弱的DNA单分子荧光信号,因而测序仪对振动非常敏感,因此本文主要通过针对单分子基因测序仪系统特性展开其振动抑制技术研究、隔振系统设计以及振动评价方案,有效隔绝和衰减外部和内部振动因素的干扰,以确保测序过程获得清晰、稳定的单分子图像,保证测序结果的准确性以及可靠性。根据单分子基因测序仪需求及功能分析完成了成像系统的搭建,设计了各个功能模块;应用Solidworks三维软件设计了三种不同的结构模型;分析了光学系统的构成、工作原理及其对振动的异常敏感特性;根据成像原理,设计了一套振动评估方案作为后续测试实验验证的基础。研究了测序仪的振动激励源,基于振动理论建立了系统的动力学模型,以便于观察振动抑制的本质规律,研究了振动抑制优化方法。分析了成像系统在外部激励、内部激励作用下,系统的响应特性。通...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABI基因测序仪370A
2005 年，罗氏公司推出了具有检测机制的 454 基因组测序仪，其检测机理是将捕获 DNA 的磁珠[7]随机放入精密孔板中进行测序。一枚磁珠直径约 20 μm，一个孔直径约 29 μm，设计理念是板中一个孔容纳一枚磁珠。磁珠作为待测目标，每加入一种碱基时，仪器的视觉检测 CCD 会实时捕获与磁珠发生生化反应释放出的光信号。一个碱基配对成功释放一分子的光信号，多个碱基配对成功释放多倍光信号，碱基不同对应的光信号也不同，由此通过采集光强和颜色信号来识别待测模板的碱基序列[8]。454 测序仪检测对象是在 20 μm 级别，因而对振动敏感性还不是非常强烈，其隔振原理[9]是采用基板降低重心，吸收震动，虽然是桌面仪器，但仪器体积还是比较大。2006 年，Illumina 推出基于 Solexa 技术[10]的基因测序仪 GA。随后，Illumina基于该技术原理推出了不同系列的第二代测序仪，如 GAIIx，NextSeq，MiSeq和 NovaSeq。 其中， GAIIx 如图 1-2 所示， NextSeq 如图 1-3 所示。 Illumina测序仪目前占全球市场的 70％以上。
2005 年，罗氏公司推出了具有检测机制的 454 基因组测序仪，其检测机理是将捕获 DNA 的磁珠[7]随机放入精密孔板中进行测序。一枚磁珠直径约 20 μm，一个孔直径约 29 μm，设计理念是板中一个孔容纳一枚磁珠。磁珠作为待测目标，每加入一种碱基时，仪器的视觉检测 CCD 会实时捕获与磁珠发生生化反应释放出的光信号。一个碱基配对成功释放一分子的光信号，多个碱基配对成功释放多倍光信号，碱基不同对应的光信号也不同，由此通过采集光强和颜色信号来识别待测模板的碱基序列[8]。454 测序仪检测对象是在 20 μm 级别，因而对振动敏感性还不是非常强烈，其隔振原理[9]是采用基板降低重心，吸收震动，虽然是桌面仪器，但仪器体积还是比较大。2006 年，Illumina 推出基于 Solexa 技术[10]的基因测序仪 GA。随后，Illumina基于该技术原理推出了不同系列的第二代测序仪，如 GAIIx，NextSeq，MiSeq和 NovaSeq。 其中， GAIIx 如图 1-2 所示， NextSeq 如图 1-3 所示。 Illumina测序仪目前占全球市场的 70％以上。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于大数据的精准医疗服务体系研究[J]. 范美玉,陈敏. 中国医院管理. 2016(01)
[2]某机载设备安装平台的复合式隔振设计试验研究[J]. 李家旭,张新平,谷迎松. 机械科学与技术. 2015(06)
[3]棱镜耦合法测折射率在光学测量技术教学中的应用[J]. 何春凤,林晓珑,冯毅,姜永恒,白炳莲. 科教导刊(中旬刊). 2015(01)
[4]基因测序技术及其临床应用[J]. 陈丹,刘根焰,徐建,黄珮珺,潘世扬. 中华临床实验室管理电子杂志. 2014(04)
[5]隔震技术的研究与发展[J]. 姚丹丹,梁伟,孔令林,杨昆. 工程质量. 2014(09)
[6]卫星位置视觉测量[J]. 李想,朱遵尚,卜彦龙,尚洋. 国防科技大学学报. 2014(03)
[7]基于有限元分析法的船舶液压动力站管路振动研究[J]. 何曦光,彭利坤,杨国志,乔小瑞. 液压气动与密封. 2014(06)
[8]被动毫米波实时成像技术[J]. 苗俊刚,郑成,胡岸勇,姚现勋. 微波学报. 2013(Z1)
[9]DNA测序技术的进展和挑战[J]. 蔡晓静,朱煌,孔繁琪,冯婕妤,赵立全,牛宗镇. 现代生物医学进展. 2013(20)
[10]第三代测序技术及其应用[J]. 张得芳,马秋月,尹佟明,夏涛. 中国生物工程杂志. 2013(05)
博士论文
[1]基于高速视觉系统的振动及位移场测量[D]. 冯威.中国科学技术大学 2018
[2]高速视觉动态测量系统关键技术与应用研究[D]. 雷秀军.中国科学技术大学 2016
硕士论文
[1]履带式装甲车悬挂优化及减振性能研究[D]. 滕绯虎.中北大学 2017
本文编号：3389284
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ABI基因测序仪370A
2005 年，罗氏公司推出了具有检测机制的 454 基因组测序仪，其检测机理是将捕获 DNA 的磁珠[7]随机放入精密孔板中进行测序。一枚磁珠直径约 20 μm，一个孔直径约 29 μm，设计理念是板中一个孔容纳一枚磁珠。磁珠作为待测目标，每加入一种碱基时，仪器的视觉检测 CCD 会实时捕获与磁珠发生生化反应释放出的光信号。一个碱基配对成功释放一分子的光信号，多个碱基配对成功释放多倍光信号，碱基不同对应的光信号也不同，由此通过采集光强和颜色信号来识别待测模板的碱基序列[8]。454 测序仪检测对象是在 20 μm 级别，因而对振动敏感性还不是非常强烈，其隔振原理[9]是采用基板降低重心，吸收震动，虽然是桌面仪器，但仪器体积还是比较大。2006 年，Illumina 推出基于 Solexa 技术[10]的基因测序仪 GA。随后，Illumina基于该技术原理推出了不同系列的第二代测序仪，如 GAIIx，NextSeq，MiSeq和 NovaSeq。 其中， GAIIx 如图 1-2 所示， NextSeq 如图 1-3 所示。 Illumina测序仪目前占全球市场的 70％以上。
2005 年，罗氏公司推出了具有检测机制的 454 基因组测序仪，其检测机理是将捕获 DNA 的磁珠[7]随机放入精密孔板中进行测序。一枚磁珠直径约 20 μm，一个孔直径约 29 μm，设计理念是板中一个孔容纳一枚磁珠。磁珠作为待测目标，每加入一种碱基时，仪器的视觉检测 CCD 会实时捕获与磁珠发生生化反应释放出的光信号。一个碱基配对成功释放一分子的光信号，多个碱基配对成功释放多倍光信号，碱基不同对应的光信号也不同，由此通过采集光强和颜色信号来识别待测模板的碱基序列[8]。454 测序仪检测对象是在 20 μm 级别，因而对振动敏感性还不是非常强烈，其隔振原理[9]是采用基板降低重心，吸收震动，虽然是桌面仪器，但仪器体积还是比较大。2006 年，Illumina 推出基于 Solexa 技术[10]的基因测序仪 GA。随后，Illumina基于该技术原理推出了不同系列的第二代测序仪，如 GAIIx，NextSeq，MiSeq和 NovaSeq。 其中， GAIIx 如图 1-2 所示， NextSeq 如图 1-3 所示。 Illumina测序仪目前占全球市场的 70％以上。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于大数据的精准医疗服务体系研究[J]. 范美玉,陈敏. 中国医院管理. 2016(01)
[2]某机载设备安装平台的复合式隔振设计试验研究[J]. 李家旭,张新平,谷迎松. 机械科学与技术. 2015(06)
[3]棱镜耦合法测折射率在光学测量技术教学中的应用[J]. 何春凤,林晓珑,冯毅,姜永恒,白炳莲. 科教导刊(中旬刊). 2015(01)
[4]基因测序技术及其临床应用[J]. 陈丹,刘根焰,徐建,黄珮珺,潘世扬. 中华临床实验室管理电子杂志. 2014(04)
[5]隔震技术的研究与发展[J]. 姚丹丹,梁伟,孔令林,杨昆. 工程质量. 2014(09)
[6]卫星位置视觉测量[J]. 李想,朱遵尚,卜彦龙,尚洋. 国防科技大学学报. 2014(03)
[7]基于有限元分析法的船舶液压动力站管路振动研究[J]. 何曦光,彭利坤,杨国志,乔小瑞. 液压气动与密封. 2014(06)
[8]被动毫米波实时成像技术[J]. 苗俊刚,郑成,胡岸勇,姚现勋. 微波学报. 2013(Z1)
[9]DNA测序技术的进展和挑战[J]. 蔡晓静,朱煌,孔繁琪,冯婕妤,赵立全,牛宗镇. 现代生物医学进展. 2013(20)
[10]第三代测序技术及其应用[J]. 张得芳,马秋月,尹佟明,夏涛. 中国生物工程杂志. 2013(05)
博士论文
[1]基于高速视觉系统的振动及位移场测量[D]. 冯威.中国科学技术大学 2018
[2]高速视觉动态测量系统关键技术与应用研究[D]. 雷秀军.中国科学技术大学 2016
硕士论文
[1]履带式装甲车悬挂优化及减振性能研究[D]. 滕绯虎.中北大学 2017
本文编号：3389284
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