針對傳統(tǒng)的傳染病病原體檢測需要依靠實驗室內(nèi)昂貴的儀器和專業(yè)的技術(shù)人員,無法實現(xiàn)現(xiàn)場快速檢測的問題,設計了一種基于LabVIEW的集芯片聚合酶鏈式反應（PCR）擴增和熒光檢測于一體的低成本便攜式裝置。該裝置硬件由計算機、USB相機、微流控芯片、溫控單元、熒光檢測單元等組成。實驗時,首先使用LabVIEW編寫的上位機程序控制溫控單元,實現(xiàn)微流控芯片的PCR;然后在每個PCR循環(huán)中的延伸階段利用USB相機采集一幅熒光圖像;最后使用IMAQ Vision軟件包對采集的熒光圖像進行圖像處理分析。通過對寨卡病毒的保守區(qū)核酸片段的分析,證明該系統(tǒng)能夠滿足核酸擴增熒光檢測的要求,可以在現(xiàn)場實現(xiàn)核酸擴增檢測,提高核酸檢測的便攜性。 

【文章來源】：傳感器與微系統(tǒng). 2020,39(02)CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

四通道微流控毛細管芯片

該系統(tǒng)程序的前面板如圖3(a)所示，從圖中可以看出該系統(tǒng)控溫效果良好，可以滿足PCR擴增反應的溫度要求。圖3(c)為芯片在第40個循環(huán)后的截圖，從圖中可以看出，103copies/μL和102copies/μL的管道內(nèi)熒光較強，而且比較均勻;10 copies/μL的管道內(nèi)部核酸濃度較低，盡管有了熒光信號，但是熒光不均勻，后續(xù)不做處理;對照組在40個PCR循環(huán)后依然沒有一點熒光信號，說明該實驗比較成功。對采集的熒光圖像進行熒光強度處理，選取圖3(c)中的103copies/μL和102copies/μL的兩條熒光帶，確定坐標，運行圖像處理程序。圖3(b)為熒光圖像處理程序的前面板，從圖中可以看到處理后的熒光強度曲線圖。與圖3(d)中相同實驗條件在羅氏樣機上跑的熒光強度曲線圖比較，可以看出二者熒光強度曲線幾乎吻合。重復上述實驗，記錄的PCR擴增曲線CT值如表3所示，從表中可以看出，在樣品濃度相同時，實驗組和羅氏樣機上對照組的CT值幾乎相同。說明該系統(tǒng)的檢測限接近羅氏的熒光定量PCR儀，滿足核酸檢測的要求。

基于Lab VIEW的芯片PCR擴增熒光檢測系統(tǒng)的裝置示意圖如圖1所示。主要包含了3個模塊:上位機程序模塊、下位機電路模塊、實驗裝置模塊。上位機程序模塊主要有三部分，用Lab VIEW編寫的溫度控制模塊，圖像采集模塊和圖像處理模塊;下位機電路模塊包括溫度控制電路和LED燈控制電路;實驗裝置模塊有熒光檢測平臺裝置和溫度控制平臺裝置。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于LabVIEW的多通道溫度監(jiān)測系統(tǒng)設計[J]. 孫毅剛,何進,李岐.  現(xiàn)代電子技術(shù). 2017(08)
[2]基于3D打印技術(shù)的集成核酸提取芯片制備[J]. 馬忠杰,趙樹彌,朱燦燦,朱靈,李志剛,張龍,王安,劉勇.  分析試驗室. 2015(10)
[3]基于LabVIEW的PCR芯片溫度控制系統(tǒng)[J]. 李金鳳,張衛(wèi)平,伍擇希,陳俊杰,陳文元,吳校生.  傳感器與微系統(tǒng). 2012(06)
[4]基于LabVIEW的網(wǎng)絡機器視覺檢測系統(tǒng)[J]. 李培江,李淑清,高華,尤婷,呂梅蕾.  傳感器與微系統(tǒng). 2007(08)



本文編號：3366780