【摘要】：熒光原位雜交技術(Fluorescence in situ hybridization,FISH)作為一種重要的分子生物學檢測方法,在多種疾病的篩查、診斷、用藥指導、預后等方面具有重要的臨床意義。本文通過分析FISH技術的原理和優(yōu)勢以及國內外的發(fā)展現狀,說明了自動化FISH檢測技術的重要性,探討了當前自動化FISH檢測技術存在問題,進而提出本課題研究內容。本課題以自動化FISH檢測為目標,以FISH技術在白血病診斷中的應用為切入點,針對FISH檢測過程中的樣本處理、雜交染色、全自動熒光成像等問題展開了一系列研究。本課題主要研究工作如下:首先,分析了全血中血細胞的形態(tài)學特征,設計了一種基于尺寸分離方法的微流控芯片用于FISH檢測中的血液樣本處理;結合嵌入式技術設計搭建了簡易的半自動實驗裝置,對芯片上的樣本進樣和雜交染色進行半自動控制;在芯片和簡易實驗裝置的基礎上進行了血液樣本處理實驗和FISH染色實驗,證明了本課題所設計方案的可行性。其次,本課題研究了熒光顯微鏡的成像原理,對普通生物顯微鏡進行升級改造;通過采用高性能三通道濾光片組代替?zhèn)鹘y單通濾光片組的方案,在不增加成本的基礎上,保證了優(yōu)秀的成像質量,提高了系統掃描速度;通過自行設計的電動載物臺和電動調焦機構,使顯微鏡具備了基本的自動化能力;結合嵌入式相關技術設計了一套顯微鏡控制器,并對顯微鏡的光學成像性能、機械性能、定位性能等進行了測試與分析。最后,本課題對熒光顯微鏡的自動聚焦算法展開研究;使用MATLAB軟件對幾種經典聚焦評價函數在熒光圖像上的實際效果進行對比分析;根據FISH圖像的特征,提出了一種動態(tài)窗口規(guī)劃算法,提高了自動聚焦速度;對傳統的爬山搜索算法進行改進,在搜索過程中增加新的判決因子,解決了傳統爬山搜索算法容易陷入局部極值的問題,同時在爬山搜索到的粗焦點之后結合曲線擬合的方法計算精確的焦點位置,提高了系統的聚焦速度和聚焦精度。本課題將微流控技術、自動控制技術和自動聚焦技術應用到FISH檢測的各個環(huán)節(jié),簡化了FISH檢測流程,提高了FISH檢測的自動化程度和檢測效率,具有一定的實際應用價值。
【圖文】：

圖 1.1 FISH 技術原理般為骨髓血或外周血，進行 FISH 檢測的操作步檢，操作方法如下[12]：：①采集的新鮮樣本用紅細胞裂解液處理掉大部為 0.075 mol/L 的 KCl 溶液對細胞進行低滲處理固定及固定；④對混合溶液進行離心，取細胞懸℃條件下烤片 30 min。：①用 SSC 試劑清洗樣本玻片兩次，，每次 5 min精進行脫水操作，并在室溫下進行干燥；③取 10μ玻片蓋好并封片；④使用雜交儀進行變性雜交，85揭去蓋玻片，用 SSC 試劑清洗樣本玻片兩次，每次室溫下風干后滴加 10 μL 的 DAPI 試劑進行復染檢：①打開熒光顯微鏡，用合適倍率的物鏡觀察樣行統計計數；③切換熒光顯微鏡的濾光片組觀察進行判讀，計數顯示異常信號的細胞數；④計算

外自動化儀器設備場上圍繞 FISH 檢測中的樣本處理、雜交染色和熒光成像有一系這些產品大多只針對 FISH 檢測中的某一環(huán)節(jié)實現自動化操作，，但也存在各自的局限性。本處理設備 檢測樣本的處理主要是滴加試劑、離心和滴片，在傳統的應用中成，離心和滴片可以借助一些自動化設備來進行，如圖 1.2 ic 公司模仿手工滴片操作推出了一款型號為 Zendropper 的全自采用基于“水層”技術的細胞分散方法，可將細胞均勻分布于標 25 分鐘完成總共 40 張玻片的滴片操作，操作樣本適用于外周血液樣本，可用于產前診斷、生殖遺傳、血液病學等領域的細胞遺一般僅僅針對樣本處理中的某一環(huán)節(jié)實現自動化操作，設備往往，對人員的依賴程度很大。
【學位授予單位】：武漢紡織大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH776;R733.7;TP391.41;TN492

【參考文獻】

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本文編號：2633657