流式细胞仪液流系统设计与实现

发布时间：2017-08-18 08:45

  本文关键词：流式细胞仪液流系统设计与实现

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【摘要】：流式细胞技术现阶段在国外是一项方法成熟、技术可靠、操作简便的常规检测技术。我国在流式细胞仪研究领域起步较晚，尚未推出商品化流式细胞仪产品。随着新技术、新方法的不断出现，流式细胞仪正朝着自动化、高效率的方向迅速发展。其中液流系统模块是流式细胞仪重要功能模块之一，对整个流式细胞仪液流系统的设计是非常关键的，包括鞘液及样品液进入流动室的压力比、液流系统自洁系统、液流系统内部压力监控及对整个流式细胞仪平台的搭建等。只有确保进入流动室样品液及鞘液的入口速度比在合理的范围，流动室才能形成稳定的单细胞流，从而才能够保证最终检验结果的正确性。因此，液流系统的研究对流式细胞仪的研制具有重要意义。 本论文主要目的是对流式细胞仪液流系统研究与实现，搭建流式细胞仪液流系统平台，实现液流系统自动清洗及排堵，模拟仿真流动室入口速度比，以及对双鞘液流动室流场的模拟仿真。 论文主要工作体现在以下几个方面： 1)仿真模拟双鞘液流动室内部流场特性。提出并实现了双鞘液流动室具有较宽的速度变化容许范围和更好的稳定性，样本液及鞘液入口速度的宽容许范围降低了对整个液流系统的控制精度要求。 2)设计流式细胞仪液流系统自洁系统装置。实现液流系统自动检测堵塞并排堵，方便实验人员操作。 3)设计并搭建流式细胞仪液流系统平台。实现气动置换进样过程，，并通过压力传感器对流动室内的气压进行监测，来对进入流动室样品液及鞘液速度的控制。通过对管路的压力监控，实现液流系统的堵针、流动室堵塞现象的实时判断并及时排堵，为流式细胞仪检测结果的准确性提供了可靠的保证。 4)设计液流系统硬件电路。主要包括对电磁阀控制、压力监控及异常判定、模数转换模块等功能模块电路进行设计并完成调试。 5)设计液流系统控制软件。利用LabVIEW来对流式细胞仪液流系统调试界面及指令控制进行了设计及调试。
【关键词】：流式细胞仪 液流系统 流动室 数值模拟 压力监控
【学位授予单位】：北京信息科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R197.39
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 流式细胞仪的研究现状9-12
• 1.1.1 流式细胞仪的临床应用9-10
• 1.1.2 流式细胞仪国内外研究现状10-12
• 1.2 流式细胞仪液流系统研究背景12-14
• 1.3 课题的研究意义及主要研究内容14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第2章 流式细胞仪系统原理及关键技术16-26
• 2.1 流式细胞仪系统工作原理16-17
• 2.2 流式细胞仪系统组成17-24
• 2.2.1 流动室与液流系统18-20
• 2.2.2 光源与光学系统20-22
• 2.2.3 光电管与检测系统22-24
• 2.2.4 计算机与分析系统24
• 2.3 流式细胞仪系统关键技术24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 流式细胞仪液流系统仿真研究26-38
• 3.1 流体力学分析理论26-29
• 3.1.1 流体基本概念26-27
• 3.1.2 流体力学控制方程27-29
• 3.2 流式细胞仪双鞘液系统工作原理29-31
• 3.3 流式细胞仪双鞘液液流系统仿真31-37
• 3.3.1 双鞘液流动室仿真模型31-33
• 3.3.2 仿真实验结果分析33-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第4章 流式细胞仪液流系统设计38-54
• 4.1 液流系统整体方案确定38-42
• 4.2 液流系统硬件设计42-47
• 4.2.1 液流系统硬件结构42
• 4.2.2 电磁阀控制电路设计42-44
• 4.2.3 压力监控及 ADC 模数信号处理电路设计44-46
• 4.2.4 比例调节阀的控制46
• 4.2.5 液流系统控制电路板及压力监控的 PCB 设计46-47
• 4.3 流式细胞仪液流系统自洁装置设计47-51
• 4.3.1 液流系统堵塞故障原因及影响因素47-48
• 4.3.2 液流系统自洁装置设计48-51
• 4.4 液流系统软件设计51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 流式细胞仪液流系统实现与实验54-63
• 5.1 泵组系统的实现54-55
• 5.2 液流形成系统的实现55-57
• 5.3 液流系统实验57-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第6章 总结与展望63-65
• 6.1 课题总结63-64
• 6.2 展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-69
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 吴元庆;姚素英;高鹏;;应用于生物检测的微流体聚焦芯片的研制[J];吉林大学学报(信息科学版);2011年01期

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3 刘涛;张巍;王凤阳;杜丽;成鹰;;流式细胞仪在免疫学研究中的应用[J];动物医学进展;2008年03期

4 马玉婷;严心涛;陈忠祥;王策;武晓东;;流式细胞仪液流聚焦系统仿真分析与设计[J];分析仪器;2014年01期

5 穆莉莉;侯丽雅;章维一;;基于微流体数字化技术的流式细胞术的设计[J];化工学报;2010年04期

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中国博士学位论文全文数据库 前1条

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本文编号：693689