基于Blu-ray扫描成像系统的生育健康指标AMH检测技术

发布时间：2020-03-30 21:51

【摘要】：抗穆勒氏管激素(Anti-Mullerian hormone,AMH)是女性体内的一种性激素,在卵巢中窦前卵泡、小窦状卵泡的颗粒细胞中唯一表达,是临床最新研究发现的对卵巢储备功能和卵巢反应预测价值最高的生物标志物。传统的AMH检测系统基本依赖国外的生物试剂和仪器公司提供,需要专业技术人员操作大型仪器设备来完成,只有少数三甲医院或研究所可以进行,普及率比较低,检测费用高昂,严重制约了AMH检测的推广。因此,现代生育健康市场急需一种快速、高效、稳定、灵敏的AMH检测系统,将AMH检测纳入常规临床检验,为不孕症患者提供全方位的生殖健康保障。蓝光光盘不仅可以作为超清电影的存储媒介,而且由于其优良的光学特性和纳米级别的表面平整度,可以替代传统硅片作为生化反应的基底材料,并且结合蓝光光驱的高精度光学读取、伺服控制系统和光机电一体化技术,可以用于研发新型的分析传感装置。本文以蓝光光盘/光驱读取原理为基础,通过采集光驱内部光学头的光强信号,在Windows环境下自主开发了基于蓝光光盘的扫描成像系统,同时设计并集成了高通量生物分子点阵定量检测仪,该仪器具有全光盘成像和高通量检测的优势。本文主要研究了基于蓝光光盘扫描成像系统的可行性分析实验、生物分子和AMH定量检测实验。以蓝光光盘作为反应基底,利用蓝光光驱为分析装置,由于光盘表面制备的生物反应阵列会对光驱激光束的正常反射形成衰减,从而使得光学头中光电探测器接收到的光强信号降低。通过自主开发的蓝光光盘扫描成像系统采集光盘扫描过程中光驱内光电探测器接收到的光强值信号,经过系统数据处理和成像分析,实现对生物分子的定量检测。本论文的主要研究内容如下:1.基于蓝光光盘扫描成像系统,将蓝光光驱、数据采集卡和便携式工控机设计并集成了高通量生物分子点阵定量检测仪,可用于现场快速定量检测,分辨率可达到100μm,最大检测通量为10000个样本。2.将经过紫外/臭氧处理的蓝光光盘表面喷墨打印点阵,经系统成像分析得到点阵大小和灰度与像素值之间的线性关系,验证了此系统的高通量和可行性。以聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)微通道技术结合生物素-链霉亲和素反应体系和银增强信号放大方法制备了生物阵列光盘,利用蓝光光盘扫描成像系统实现对不同浓度的链霉亲和素的定量检测。3.以双抗体夹心免疫反应为检测原理,利用成像系统方法实现对AMH的定量检测,检测范围为0.05-25 ng/mL,检测限为0.05 ng/mL,满足临床诊断的要求。将AMH与其他几种性激素对比,实验结果表明AMH具有良好的特异性。利用蓝光光盘扫描成像系统方法与常规的大型仪器化学发光免疫分析法比较,实验结果验证了本方法对AMH检测的准确可靠性。
【图文】：

光盘,光驱,系统疾病,光学头

图 1-1 基于光盘读取原理的生化检测技术l detection technology based on the principle ：即通过对光驱进行改造除去不必要作器件光学头光电探测器，用来读取据对数据处理的方法不同，一般还需的研究人员也会将光盘进行改造或者测器在读取过程中采集到的最佳激光加装一个光电二极管，利用光驱光学双面 CD 读取器实现了对光盘数据的人也在 2002 年通过改造 CD 光驱成现了对神经系统疾病病原体的定量检头拆分出来和光学显微镜结合，，利用仪”，并实现了对标准 CD 光盘表面免

光盘技术,发展史

图 2-1 光盘技术发展史Figure 2-1 History of optical disc technology development为传统的电子消费类媒介，光盘主要有写入和读取两个功能。光盘在写入，以单波长激光的相干性为原理基础，利用高功率的激光从光盘的数据导到外沿螺旋轨道聚焦在数据记录层上 1 μm 大小的区域，由于光盘不同其机材料也不相同，通过激光灼烧可使其内部的有机染料发生物理或者化学数据层的螺旋轨道形成“坑”（pit）和“岸”（land），即 1 和 0，以二进制的息存储在光盘内的数据层。光盘在读取信息的过程中，用低功率的激光对扫描，当激光照射在光盘数据层上螺旋轨道上的“坑”和“岸”经金属发射层测器会得到不同的反射率，也就是得到 1 和 0，以光电探测器内部敏感器号转换成电信号，并经过调制转换以后得到二进制信号，从而实现对光盘11
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R446.1;TP391.41

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