本文關(guān)鍵詞：熒光偏振免疫分析儀關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：熒光偏振免疫分析儀作為免疫檢測(cè)與分析的主要設(shè)備,亟待實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)自主研制。在傳染病防控、農(nóng)藥殘留、食品添加劑和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域熒光偏振免疫分析儀均具有廣闊的應(yīng)用前景。光學(xué)系統(tǒng)作為儀器的核心部分,主要由照明系統(tǒng)、熒光激發(fā)光學(xué)系統(tǒng)和熒光檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)組成。本論文以熒光偏振免疫分析儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為研究方向,對(duì)照明系統(tǒng)及光學(xué)系統(tǒng)關(guān)鍵單元進(jìn)行了光學(xué)設(shè)計(jì)和仿真研究。首先,本文簡(jiǎn)單敘述了熒光免疫分析技術(shù),總結(jié)了熒光偏振免疫分析技術(shù)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。詳細(xì)討論了熒光的動(dòng)力學(xué)理論和熒光偏振免疫技術(shù),并將其與非均相標(biāo)記免疫方法進(jìn)行了對(duì)比分析。通過(guò)熒光動(dòng)力學(xué)的物理計(jì)算最終確定了光學(xué)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案。其次,對(duì)儀器照明系統(tǒng)和光學(xué)系統(tǒng)各單元進(jìn)行了設(shè)計(jì),具體內(nèi)容如下:1、根據(jù)熒光的激發(fā)特性,通過(guò)物理計(jì)算確定照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。提出采用LED作為激發(fā)光源,利用幾何光學(xué)理論建立光源與目標(biāo)面之間的關(guān)系方程確定面型參數(shù),得到了口徑小、結(jié)構(gòu)緊湊且準(zhǔn)直度高的配光系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明,對(duì)1 mm×1 mm的LED面光源可以實(shí)現(xiàn)發(fā)散角為±2.4°的準(zhǔn)直照明,系統(tǒng)能量利用率可達(dá)85%以上。該照明系統(tǒng)為熒光偏振免疫分析儀光學(xué)系統(tǒng)的小型化提供了一種有效的設(shè)計(jì)方案。2、提出熒光激發(fā)光學(xué)系統(tǒng)和熒光檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)共光路的工作方式,確定共光路物鏡的設(shè)計(jì)需求。完成了NA=0.4,工作距離為8 mm的共光路物鏡設(shè)計(jì)。較大NA的物鏡結(jié)構(gòu)可以有效地提高熒光的收集效率。在熒光檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)完成了與共光路物鏡相匹配的聚焦透鏡組的設(shè)計(jì),有效增加了進(jìn)入PMT接收窗的熒光量子數(shù)。最后,本文對(duì)熒光偏振免疫分析儀光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì),給出了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型。通過(guò)光學(xué)設(shè)計(jì)軟件對(duì)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了整體仿真分析,為成功研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熒光偏振免疫分析儀奠定了條件。
【關(guān)鍵詞】：熒光偏振免疫分析 熒光 非成像光學(xué)理論 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：O657.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 熒光免疫技術(shù)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 熒光免疫儀器研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 論文主要內(nèi)容及章節(jié)安排18-20
• 第2章 熒光偏振免疫分析儀總體設(shè)計(jì)20-38
• 2.1 熒光基本原理20-25
• 2.1.1 熒光產(chǎn)生機(jī)理20-22
• 2.1.2 熒光的激發(fā)光譜與發(fā)射光譜22-23
• 2.1.3 熒光壽命與熒光量子產(chǎn)率23-24
• 2.1.4 影響熒光量子產(chǎn)率的因素24-25
• 2.2 熒光素25-26
• 2.3 熒光偏振與熒光各向異性26-29
• 2.4 熒光偏振免疫分析29-33
• 2.4.1 FPIA原理29-30
• 2.4.2 FPIA方法定量分析30-32
• 2.4.3 熒光偏振免疫分析類(lèi)型32-33
• 2.4.4 FPIA方法優(yōu)缺點(diǎn)33
• 2.5 熒光偏振免疫分析儀總體設(shè)計(jì)33-36
• 2.6 本章小結(jié)36-38
• 第3章 熒光偏振免疫分析儀照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-58
• 3.1 非成像光學(xué)及相關(guān)設(shè)計(jì)理論38-41
• 3.1.1 非成像光學(xué)的起源與發(fā)展38
• 3.1.2 非成像光學(xué)相關(guān)概念38-40
• 3.1.3 非成像光學(xué)設(shè)計(jì)理論40-41
• 3.2 B樣條曲線擬合理論41-42
• 3.3 LED的光學(xué)特性42-46
• 3.3.1 LED的發(fā)光原理42-43
• 3.3.2 LED的光譜特性43-44
• 3.3.3 LED的配光特性44-46
• 3.4 照明系統(tǒng)組成及工作原理46-47
• 3.5 建立自由曲面照明系統(tǒng)47-56
• 3.5.1 自由曲面斜率的求解48-50
• 3.5.2 構(gòu)造自由曲面50-52
• 3.5.3 模擬仿真及結(jié)果分析52-56
• 3.6 本章小結(jié)56-58
• 第4章 熒光偏振免疫分析儀光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)58-72
• 4.1 光學(xué)系統(tǒng)組成及工作原理58-61
• 4.2 激發(fā)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)61-66
• 4.2.1 激發(fā)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求61-62
• 4.2.2 物鏡設(shè)計(jì)62-64
• 4.2.3 物鏡仿真分析64-66
• 4.3 檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)66-69
• 4.3.1 聚焦物鏡設(shè)計(jì)66-67
• 4.3.2 聚焦物鏡仿真分析67-69
• 4.4 光學(xué)系統(tǒng)模型的建立與分析69-70
• 4.5 本章小結(jié)70-72
• 第5章 總結(jié)與展望72-74
• 5.1 本文總結(jié)72-73
• 5.2 研究展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況78-79
• 指導(dǎo)教師及作者簡(jiǎn)介79-80
• 致謝80

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