PCR仪温度检测及校准规范研究

发布时间：2017-06-27 04:13

  本文关键词：PCR仪温度检测及校准规范研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚合酶链式反应又称PCR反应，是一种体外快速扩增特定DNA基因片段的分子层面的生物学技术。PCR仪是一种能模仿人体为基因扩增提供所需温度环境的先进的、应用极为广泛的仪器。被广泛应用于生命科学研究、生化分析、临床诊断、药物分析等各个需要基因克隆和制造突变的领域中。 课题针对PCR仪的温度检测和校准进行研究，，设计了一套基于多传感器融合技术的PCR仪温度校准系统，系统的温度校准不确定度优于0.03℃，并开发了基于LabVIEW软件平台的温度检测校准软件，能自动生成检测报告。在校准实验的基础上研究PCR仪温度校准规范的编写。主要工作如下： （1）概述了PCR反应的基本原理及PCR仪的热循环，阐述了温度对PCR反应的影响和国内外PCR仪温度检测的研究现状，并提出了课题需要研究的内容和方法。 （2）通过对PCR仪基座稳态温度场的有限元仿真和实测结果的联合分析，总结了基座温度分布趋势，确定了基座温度信号检测点，制定出PCR仪温度多点实液校准方案，并引入多传感器融合技术，提出了基于加权均值的分批估计数据融合处理算法，在PCR仪温度校准上得到良好的应用效果。 （3）设计了校准系统硬件平台，研发了一套基于LabVIEW平台的PCR仪温度自动校准软件，实现了温度准确性、均匀性和升降温速率等各个温度参数的校准和检测报告生成等功能。对实验室常用的PCR仪进行了校准实验，进行了各个温度参数的校准结果讨论，并对测量系统和示值误差结果分别进行了不确定度评定。 （4）结合棉花最佳退火温度探讨，介绍了校准系统在生命科学研究方面的一个简单的应用。并对PCR仪温度校准规范进行了研究与编写。
【关键词】：PCR仪 多传感器技术 温度校准 不确定度 校准规范
【学位授予单位】：中国计量学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH811
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 目次10-13
• 图清单13-15
• 表清单15-16
• 1 绪论16-27
• 1.1 研究背景和意义16-23
• 1.1.1 温度对 PCR 的影响17-18
• 1.1.2 PCR 仪及其热循环系统18-23
• 1.1.3 课题研究意义23
• 1.2 PCR 仪温度检测的国内外研究现状23-25
• 1.3 研究内容和方法25-26
• 1.4 本章小结26-27
• 2 PCR 仪温度校准的技术方案研究27-43
• 2.1 PCR 仪基座稳态导热过程描述27-31
• 2.1.1 传热理论简介27-30
• 2.1.2 PCR 仪基座导热方程建立及实体建模30-31
• 2.2 边界条件加载31-34
• 2.2.1 基座下表面边界条件31
• 2.2.2 基座上表面边界条件31-33
• 2.2.3 基座侧面边界条件33-34
• 2.3 仿真实验结果34-37
• 2.4 温度信号检测点确定37-38
• 2.5 基于多传感器融合技术的 PCR 仪温度处理算法38-42
• 2.5.1 原理38
• 2.5.2 方法概述38-39
• 2.5.3 测温方面的应用39
• 2.5.4 基于加权均值的分批估计融合算法39-42
• 2.6 本章小结42-43
• 3 PCR 仪温度校准系统设计43-54
• 3.1 校准概念43
• 3.2 PCR 仪性能指标43
• 3.3 温度校准硬件装置的设计43-49
• 3.3.1 热敏电阻感温探头44-47
• 3.3.2 数据采集模块47-48
• 3.3.3 采集主机48-49
• 3.4 系统软件设计49-53
• 3.4.1 LabVIEW 软件简介49
• 3.4.2 软件总体设计49-50
• 3.4.3 电测仪表的驱动及数据采集程序50-51
• 3.4.4 温度参数校准模块开发51-53
• 3.5 本章小结53-54
• 4 校准实验及结果分析54-71
• 4.1 实验过程简介54-55
• 4.2 PCR 仪温度校准实验55-65
• 4.2.1 示值误差分析56-62
• 4.2.2 均匀性分析62
• 4.2.3 升降温速率分析62-63
• 4.2.4 温度过冲分析63-64
• 4.2.5 温度稳定性分析64
• 4.2.6 热滞效应分析64-65
• 4.3 测量不确定度评定65-70
• 4.3.1 数学模型65
• 4.3.2 B 类标准不确定度分量及评定65-68
• 4.3.3 A 类不确定度分量及评定68
• 4.3.4 合成标准不确定度的评定68-70
• 4.3.5 扩展不确定度评定70
• 4.3.6 测量不确定度的报告与表示70
• 4.4 本章小结70-71
• 5 PCR 仪温度校准系统应用及规范研究71-78
• 5.1 棉花最佳退火温度探究71-76
• 5.1.1 实验设备71
• 5.1.2 实验步骤71-76
• 5.1.3 实验结果分析76
• 5.2 校准规范研究76-77
• 5.3 本章小结77-78
• 6 结论78-80
• 参考文献80-84
• 附录 A84-95
• 附录 B95-99
• 作者简历99

【参考文献】

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本文编号：488551