便携式荧光检测装置研究

发布时间：2017-05-20 13:28

  本文关键词：便携式荧光检测装置研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：POCT(Point-of-caretesting)操作简单，便携，能对样品进行实时现场分析，在临床应用和个体医疗方面应用前景广阔，近年来受到广泛的关注。随着DNA结构和分子遗传机制的揭示，PCR逐渐成为检测传染病和遗传病的强大手段。微流控PCR芯片更微型，耗样量更少，效率更高，成为POCT研究热点。然而目前的PCR检测系统过于庞大，阻碍了微流控PCR芯片在POCT领域的应用。本文以DNA检测为目的，研制适用于微流控PCR芯片的便携式荧光检测系统。 本文搭建了两个微型的光学系统，以小型廉价大功率LED作为激发光源，降低了成本。系统(I)采用对射式光路结构，用物镜收集激发光，PMT为光电转换器件。为达到最高信噪比，从荧光收集角度，收集距离以及激发光光强三方面进行系统优化。用不同浓度荧光素钠和DNA溶液对系统评估，荧光素钠和DNA的检测限分别为5×10~(-8)mol/L，10~(-7)mg/mL。系统(II)改变激发光路和发射光路的方向，选择小角度大功率LED作为光源，以普通透镜代替物镜，用PIN光电二极管代替PMT光电倍增管，实现了更加微型廉价的检测光路。自行设计光路固定机构件，整体尺寸为30mm×20mm×20mm。系统对5×10~(-6)mol/mL荧光素钠的定性检出率为100%。 光电转换器件输出的电信号经放大滤波，进入微控制器A/D转换后采集处理。相应的电路设计主要包括电源模块，，LED驱动模块，信号处理模块，微控制器控制模块等。采用ARMCortex-M3内核的嵌入式处理器STM32F103C8T6芯片为核心控制器，集成了信号采集片内A/D转换，人机接口（液晶显示电路、按键控制电路），输出控制（LED亮度亮度可调工作模式，检测结果指示灯模块，电机控制旋转平台），串口通信。 本文构建的荧光检测系统实现了微型化，自动化以及高通量，并可以有效应用于微流控芯片检测。
【关键词】：POCT 微流控芯片 荧光检测
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 绪言9-22
• 1.1 引言9-10
• 1.2 POCT 概况10-12
• 1.3 微流控 PCR 芯片概述12-16
• 1.4 微流控芯片荧光检测系统16-20
• 1.5 本文的主要工作20-22
• 2 便携式荧光检测装置光路设计22-47
• 2.1 荧光染料选择22-24
• 2.2 光学系统 I 构建24-41
• 2.3 光路系统 II 构建41-46
• 2.4 小结46-47
• 3 荧光检测系统硬件设计47-65
• 3.1 硬件设计整体结构47
• 3.2 电源模块47-50
• 3.3 LED 恒流驱动模块50-53
• 3.4 信号放大模块53-54
• 3.5 核心控制模块54-62
• 3.6 软件开发62-63
• 3.7 小结63-65
• 4 结果与讨论65-79
• 4.1 光路系统 I 实验与讨论65-72
• 4.2 光路系统 II 实验与讨论72-78
• 4.3 小结78-79
• 5 总结与展望79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 阎吉祥;激光诱导荧光机理研究[J];北京理工大学学报;2000年02期

2 董家书;蒋丽君;;POCT的发展及应用现状[J];医学研究杂志;2009年10期

3 徐建新;李福刚;;POCT对传统医疗模式带来的新机遇[J];中华检验医学杂志;2007年12期

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本文编号：381786