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基于时间分辨的小型集成化荧光免疫分析系统的研究与开发

发布时间:2017-03-27 07:01

  本文关键词:基于时间分辨的小型集成化荧光免疫分析系统的研究与开发,,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:体外诊断(In Vitro Diagnostics,IVD)是当今全球医学科技发展最活跃的领域之一,开发面向医院、体检中心、中心实验室的荧光免疫分析系统进而推出新一代全自动高端荧光免疫分析系统,为患者提供及时、快速准确的检测结果,为医生诊断和治疗炎症、心血管、肾脏等疾病提供科学的诊断依据。为此,本文针对社会需求和医学器械发展新趋势,研究并开发一款基于时间分辨的荧光免疫分析系统,荧光免疫分析系统具有小型化、集成化、一站式检测、及时快速检测等的优点。因此,该荧光免疫分析系统能满足院内检测,也适用于院外如家庭医疗检测、野外营救等应用。本文首先对荧光免疫分析系统方案设计,以实现检测系统及时、快速的检测;同时考虑到工程化应用,对荧光免疫分析系统的开发采用了“模块化+微型化”的设计思想,构建了以涵盖信号检测、光学设计以及其他机械和控制模块相结合的系统方案。然后分别针对集成化和实现一站式检测,本文在荧光免疫分析系统内设计了抗原抗体孵育模块,并对其进行恒温控制,为待测样本(抗原)与荧光标记抗体提供一个系统内部的免疫反应环境,简化操作步骤,减少检测系统附带设施和设备。然而,样本检测部分采用了光学组件固定,传动组件运动的实现方式。在实现样本检测的基础之上,本文设计了一种基于双光源的斜入射式的非共聚焦型光学光路结构。对样本浓度的定量计算过程,设计了一种动态寻值等波宽的TC比求值算法。最后,通过人机交互的设计和各主要功能模块的程序设计,实现了荧光免疫分析系统的系统化设计。初步完成的检测系统整机尺寸??100200270mm;设置了6个样本孵育通道,可同项目孵育,亦可不同项目孵育,恒温且自动计时;系统支持全血、血清、尿液等多种样本,检测操作简便,无需稀释即可进行测试,且检测时间只需15s;系统抗干扰能力强、检测灵敏度高,最低限度达pg级等性能指标。
【关键词】:体外诊断(IVD) 时间分辨 荧光免疫 孵育模块 检测模块
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:R446.6
【目录】:
  • 中文摘要3-4
  • 英文摘要4-9
  • 1 绪论9-17
  • 1.1 背景9-10
  • 1.1.1 技术发展背景9
  • 1.1.2 社会需求背景9-10
  • 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-13
  • 1.2.1 国内外研究现状10-12
  • 1.2.2 荧光免疫检测系统缺陷及发展趋势12-13
  • 1.3 论文研究的内容及目标13-14
  • 1.3.1 课题研究的内容13-14
  • 1.3.2 课题研究的目标14
  • 1.4 课题研究的意义14-15
  • 1.4.1 临床意义14-15
  • 1.4.2 社会意义15
  • 1.5 论文结构15-17
  • 2 时间分辨荧光免疫分析技术17-23
  • 2.1. 时间分辨荧光免疫层析分析技术与原理17-22
  • 2.1.1 稀土离子发光机理和特征17
  • 2.1.2 稀土离子荧光光谱特性17-19
  • 2.1.3 稀土离子时间分辨技术19-21
  • 2.1.4 时间分辨的荧光免疫检测原理21-22
  • 2.2 荧光免疫检测系统的应用22-23
  • 3 系统方案设计和实现23-45
  • 3.1 系统方案概述23
  • 3.2 系统方案设计23-24
  • 3.2.1 系统组成23
  • 3.2.2 系统设计23-24
  • 3.2.3 主控方案设计24
  • 3.3 孵育模块设计24-34
  • 3.3.1 孵育方案设计24-26
  • 3.3.2 孵育加热功率计算26-27
  • 3.3.3 孵育加热单元的选择27-28
  • 3.3.4 孵育存储器传热分析与仿真28-32
  • 3.3.5 孵育样本检测控制32-34
  • 3.4 检测模块设计34-43
  • 3.4.1 检测模块方案设计34-35
  • 3.4.2 传动组件设计35-37
  • 3.4.3 光学组件设计37-42
  • 3.4.4 荧光信号检测控制42-43
  • 3.5 小结43-45
  • 4 软件设计和实现45-67
  • 4.1 人机交互系统设计45-48
  • 4.1.1 人机交互功能定义45-46
  • 4.1.2 人机交互界面设计46-48
  • 4.2 检测系统自检程序设计48-50
  • 4.3 孵育模块程序设计50-57
  • 4.3.1 孵育样本程序设计50-51
  • 4.3.2 孵育恒温控制算法设计51-57
  • 4.4 检测模块程序设计57-63
  • 4.4.1 样本检测程序设计57-58
  • 4.4.2 样本TC比求解算法设计58-60
  • 4.4.3 样本浓度定量求解算法设计60-63
  • 4.5 系统检测程序设计63-64
  • 4.6 小结64-67
  • 5 系统测试与结果分析67-75
  • 5.1 孵育存储器温度测试67-68
  • 5.2 系统性能测试68-71
  • 5.2.1 标准试剂卡制备68-69
  • 5.2.2 灵敏度检测69
  • 5.2.3 重复性检测69-70
  • 5.2.4 线性范围检测70-71
  • 5.3 临床验证71-73
  • 5.3.1 样本来源71
  • 5.3.2 检测方法和仪器71
  • 5.3.3 测试结果与分析71-73
  • 5.4 小结73-75
  • 6 总结及展望75-77
  • 6.1 全文总结75-76
  • 6.2 研究展望76-77
  • 致谢77-79
  • 参考文献79-85
  • 附录85
  • A. 在攻读学位期间发表的论文目录85
  • B. 在攻读硕士学位期间参加的科研项目情况85

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