离心微流平台的控制与检测系统的研究

来源 :南京大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dna_cc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
微流控技术是近年来崛起的新型技术之一,是一门糅合了生物、医疗、传感检测的多门科学性质的交叉性科目,微流控最显著的特点在于将复杂的生物/化学分析过程中需要用到的样品制备、分离、混合、检测等基本操作集成到一块尺度最小可达微米级别的微流芯片上并且自动完成一系列的分析检测。这种最大限度的将实验室的大型设备转化成便携式的分析设备并最终将复杂的操作从传统实验室中解放出来的微全分析系统(μTas)凭借在生物医学领域发挥的巨大作用已经被认为是二十一世纪最具潜力和应用前景的学科之一。离心力微流控则是最近几年在微流控的基础上开展的一种全新的微流操控手段,使用离心力作为微流体的主要驱动力,这种方式好处在于替代了传统的依靠泵浦驱动微流的微流控结构,将庞杂的微流控结构缩小到了一张小小的转盘上。这种依靠步进电机驱动的离心力替代了传统的外界泵浦驱动的方式节约了成本也同时简化了操作方式。通过简单的调节转速和加速度等参量就可以实现对离心转盘上微流芯片的复杂操作,盘上配置的检测系统也能够与整套整盘很好的结合。从某种意义上来说,这种新兴的离心力的微流控系统比传统的泵浦式微流控系统更加地接近微全分析系统。近年来离心力微流控越来越向平台化,系统化发展,很多成熟的离心平台都已经面向市场并取得了很大的成功,可以说这项技术拥有广阔的前景与发展空间。基于这样的背景与需求下本文搭建了一套自主设计的离心力微流控平台,实现了一系列的控制检测方案。本文具体实现了外部驱动模块的搭建,用于驱动外部模块的正常工作如频闪灯与摄像头,实现了对高速转台的静态捕捉功能,电路包含数据采集驱动功能,实现了对转盘特定区域信号的捕捉;搭建了一套通信电路,用于和电机编码器的正常通信以及传感节点的正常通信,电路内部嵌入了自定义的通信协议用于接收手机客户端的指令;搭建了一套无线耦合功能模块,实现了对高速转盘上传感模块的正常供电;设计实现了离心力微流控的手机客户端,用户无线控制离心力转台的工作以及接收传感节点的数据,客户端简洁方便,极少的指令即可完成复杂的控制。在软硬件模块正常工作的基础上,本文搭建了几种传感节点的电路模块,包括基于配对发光二极管(PEDD)的吸光度检测模块与基于数字离散式PID算法的温度控制模块。使用PEDD模块并配合本文独特设计的螺旋式离心转盘,实现了对牛血清蛋白的浓度标定,标定浓度从0 mg/mL一直到2 mg/mL,精度不亚于本文用于比较的专用分光光度计。另外使用无线耦合供电模块配合温控模块,实现了在高速转动的转盘上对微液流的温度控制,控制波动在1℃左右。最后本文将设计了一套硬件接口的传感节点,在无线耦合正常工作的基础上对主控芯片的编程实现了对多种外部传感模块的驱动。
其他文献
以滑坡地质灾害高发区的三峡库区云阳县县城区域作为研究区,选取坡度、坡向、斜坡结构、工程地质岩组、水系作用以及土地利用类型6项影响因素作为评价指标,结合境内143个地质
目的比较脐带残端暴露干燥法与75%酒精消毒脐带及脐周两种不同的脐带日常护理方式对脐带脱落及对新生儿的影响。方法采用前瞻性随机对照试验的方法,将接产时无菌结扎脐带方法
警察携带枪支是使用枪支行为的组成部分,是开枪行为的前提和基础,应受法律的规制。对此,我国可以由法律专门作出细致的规定。需要规制的重点内容是警察携带枪支的条件、程序
针对我国高瓦斯矿井数量多且安全事故频发的产业背景,以8202工作面为例,在理论分析本煤层瓦斯抽采原理的基础上,进一步分析了抽采半径的影响因素,通过SF6示踪气体测定了合理
在拱轴线形与截面优化的基础上,用理论的方法得出均布荷载下的抛物线形变截面拱矢跨比的优化理论解为■3/4;在拱轴线形优化的基础上,用理论的方法得出均布荷载下的抛物线形等
【目的】研究耐放疗的宫颈癌Hela细胞生物学特性的改变,并探讨其与宫颈癌肿瘤干细胞间的关系。【方法】采用多次分割剂量照射技术建立宫颈癌Hela细胞的耐放疗模型(Hela-R),实验
分别利用2000年、2005年和2010年3期丰水期(7-10月)的TM影像数据,同时结合气象台站观测数据和地面调查资料,依据青海湖流域湿地分类体系,采用湿地类型转移矩阵等方法,分析近1
目的探讨丁苯酞注射液治疗急性脑梗死的临床疗效及对超敏C反应蛋白(hsCRP)的影响。方法选取入组的急性脑梗死患者120例,随机分为丁苯酞注射液治疗组60例和胞磷胆碱对照组60例
众所周知,上世纪五六十年代,受冷战思潮及东盟各国政治因素的影响,东南亚华文教育遭受到各国政府不同程度上的限制、打压,甚至是取缔。八十年代以来,在内外因素的综合影响下,
利用Converge软件建立大缸径低速二冲程船用柴油机三维仿真模型,分别探究油束水平夹角、水平旋转角度、竖直旋转角度对其燃烧及排放的影响,并结合微种群遗传算法对包括燃油喷