本文關(guān)鍵詞：基于單微通道的熒光PCR系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 微生物危害報警器 PCR微流控芯片 熒光微光譜檢測 溫度循環(huán)

【摘要】：隨著中國航天夢“三步走”戰(zhàn)略的穩(wěn)步進(jìn)行,我國已具有實現(xiàn)多人多天飛行、飛船與空間艙的交會對接的載人技術(shù)實力,開啟了中國空間站新時代。由于太空飛行環(huán)境的特殊,因此對于長期在空間站環(huán)境實時監(jiān)控,從而保障研究人員的健康安全是十分必要的。所以建立應(yīng)用太空的微生物危害實時自動報警系統(tǒng)是勢在必行的。論文是針對微生物危害實時自動報警系統(tǒng)的核心技術(shù)——實時定性定量DNA熒光檢測技術(shù)以及微流控PCR擴增技術(shù)的研究基礎(chǔ)上,提出四種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的集成單微通道實時熒光PCR系統(tǒng),并對其進(jìn)行具體以下研究:(1)對四種基于單微通道的熒光PCR系統(tǒng)分別進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析,往復(fù)式循環(huán)單微通道系統(tǒng)簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),動力源直接、穩(wěn)定、精確,集成度高,具有典型的研究意義。而且單微通道設(shè)計與傳統(tǒng)40循環(huán)多孔多排設(shè)計相比,具有更快的反應(yīng)速度、減少試劑滯留現(xiàn)象、系統(tǒng)總消耗低、檢測針對性強,提高總體反應(yīng)效率。(2)實現(xiàn)對單微通道熒光PCR系統(tǒng)的微型熒光檢測系統(tǒng)搭建,將穩(wěn)定LED光源與尺寸1mm×1mm的微型檢測傳感器集成化設(shè)計,對解決應(yīng)用于空間的微體積高靈敏度光路設(shè)計具有重要意義。經(jīng)實驗,此熒光檢測模塊測試中,陰性試劑的熒光相對值約表示為0.1V左右,陽性試劑的熒光相對值約表示為0.33V左右。此系統(tǒng)陰陽性試劑的熒光相對值的倍數(shù)大于3倍,滿足用于熒光PCR擴增反應(yīng)結(jié)果的定量分析曲線的原始基礎(chǔ)。(3)溫控采用對單微通道熒光PCR系統(tǒng)的環(huán)境場測溫與溫區(qū)點測溫同時協(xié)調(diào),場測溫測量系統(tǒng)環(huán)境溫度,點測溫測量系統(tǒng)溫區(qū)溫度。此系統(tǒng)由多傳感器信號采集、LCD顯示和鍵盤輸入等電路組成。采用PID算法實時檢測對應(yīng)溫區(qū)和閉環(huán)控制加熱,保證溫度恒定。根據(jù)單微通道的熒光PCR系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果:PCR擴增反應(yīng)溫區(qū)溫度恒定,控溫精度為1.5℃;信號采集平均誤差約為1.0℃。
【關(guān)鍵詞】：微生物危害報警器 PCR微流控芯片 熒光微光譜檢測 溫度循環(huán)
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V445
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 技術(shù)背景10-13
• 1.2.1 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR反應(yīng)）10-11
• 1.2.2 熒光共振能量傳遞（FRET）11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 實時熒光PCR儀13-14
• 1.3.2 微流控PCR芯片14
• 1.4 研究意義14-15
• 1.5 研究內(nèi)容15-17
• 第2章 多種基于單微通道的熒光PCR系統(tǒng)及其設(shè)計17-29
• 2.1 面向熒光PCR微系統(tǒng)的往復(fù)式循環(huán)單微通道系統(tǒng)17-20
• 2.1.1 往復(fù)式循環(huán)單微通道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計17-18
• 2.1.2 往復(fù)式循環(huán)單微通道系統(tǒng)工作原理18-20
• 2.2 基于氣體熱脹冷縮的微流道PCR擴增系統(tǒng)20-22
• 2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計20-22
• 2.2.2 系統(tǒng)工作原理22
• 2.3 基于壓電陶瓷鼓動輸送式的單微通道PCR擴增系統(tǒng)22-24
• 2.3.1 常規(guī)型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作原理23-24
• 2.3.2 微型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作原理24
• 2.4 基于旋轉(zhuǎn)式微流控芯片的實時熒光PCR檢測系統(tǒng)24-26
• 2.4.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計25-26
• 2.4.2 系統(tǒng)工作原理26
• 2.5 本章小結(jié)26-29
• 第3章 一種基于單微通道的熒光PCR系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究29-53
• 3.1 一種基于單微通道的熒光PCR系統(tǒng)設(shè)計29
• 3.2 控制芯片29-31
• 3.3 熒光檢測模塊的硬件選擇及應(yīng)用31-42
• 3.3.1 光源的選擇31-32
• 3.3.2 光電傳感器的選擇32-38
• 3.3.3 熒光檢測模塊的硬件設(shè)計38-40
• 3.3.4 熒光檢測結(jié)果分析40-42
• 3.4 溫度控制模塊的硬件選擇及應(yīng)用42-48
• 3.4.1 加熱材料42-43
• 3.4.2 測溫方式43-48
• 3.5 進(jìn)樣動力模塊的硬件選擇及應(yīng)用48-50
• 3.5.1 電機選取49
• 3.5.2 動力模塊設(shè)計思路49-50
• 3.6 本章小結(jié)50-53
• 結(jié)論53-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間獲得的研究成果59-61
• 致謝61

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 羅國平,鄒新杰;微通道冷卻器的設(shè)計[J];兵工自動化;2004年03期

2 康春霞,黃新波;微通道的流動阻力分析[J];微納電子技術(shù);2004年07期

3 王浩;吳慧英;鄭平;;芯片微通道沸騰相變過程中流動交變現(xiàn)象探析[J];工程熱物理學(xué)報;2006年S2期

4 陳永平;肖春梅;施明恒;吳嘉峰;;微通道冷凝研究的進(jìn)展與展望[J];化工學(xué)報;2007年09期

5 劉敏珊;王國營;董其伍;;微通道內(nèi)液體流動和傳熱研究進(jìn)展[J];熱科學(xué)與技術(shù);2007年04期

6 甘云華;楊澤亮;;軸向?qū)釋ξ⑼ǖ纼?nèi)傳熱特性的影響[J];化工學(xué)報;2008年10期

7 云和明;陳寶明;程林;;粗糙平板微通道流動和傳熱的數(shù)值模擬[J];工程熱物理學(xué)報;2009年11期

8 金文;張鴻雁;何文博;;齒形微通道內(nèi)流流場數(shù)值模擬及試驗研究[J];排灌機械工程學(xué)報;2011年03期

9 苗輝;黃勇;陳海剛;;隨機粗糙微通道中的流動和傳熱特性[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2011年06期

10 楊凱鈞;左春檉;丁發(fā)喜;王克軍;呂海武;曹倩倩;王吉順;;微通道散熱器長直微通道的新加工工藝研究[J];吉林化工學(xué)院學(xué)報;2011年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 史東山;李錦輝;劉趙淼;;關(guān)于微通道相關(guān)問題研究方法現(xiàn)狀分析[A];北京力學(xué)會第18屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

2 逄燕;劉趙淼;;溫黏關(guān)系對微通道內(nèi)液體流動和傳熱性能的影響[A];北京力學(xué)會第18屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

3 范國軍;逄燕;劉趙淼;;微通道中液體流動和傳熱特性的影響因素概述[A];北京力學(xué)會第18屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

4 劉麗昆;逄燕;劉趙淼;;幾何參數(shù)對微通道液體流動和傳熱性能影響的研究[A];北京力學(xué)會第18屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

5 劉麗昆;劉趙淼;申峰;;幾何參數(shù)對微通道黏性耗散影響的研究[A];北京力學(xué)會第19屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

6 肖鵬;申峰;劉趙淼;;微通道中矩形微凹槽內(nèi)流場的數(shù)值模擬[A];北京力學(xué)會第19屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

7 肖鵬;申峰;劉趙淼;李易;;凹槽微通道流場的三維數(shù)值模擬[A];北京力學(xué)會第20屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2014年

8 周繼軍;劉睿;張政;廖文裕;佘漢佃;;微通道傳熱中的兩相間歇流[A];上海市制冷學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

9 夏國棟;柴磊;周明正;楊瑞波;;周期性變截面微通道內(nèi)液體流動與傳熱的數(shù)值模擬研究[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

10 婁文忠;Herbert Reichel;;硅微通道致冷系統(tǒng)設(shè)計與仿真研究[A];科技、工程與經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展——中國科協(xié)第五屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 本報記者 陳杰;空調(diào)將進(jìn)入微通道時代[N];科技日報;2008年

2 張亮;美海軍成功為未來武器研制微型散熱器[N];科技日報;2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 任滔;微通道換熱器傳熱和制冷劑分配特性的數(shù)值模擬和實驗驗證[D];上海交通大學(xué);2014年

2 翟玉玲;復(fù)雜結(jié)構(gòu)微通道熱沉流動可視化及傳熱過程熱力學(xué)分析[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

3 楊珊珊;粗糙微通道流體流動特性的分形分析[D];華中科技大學(xué);2015年

4 伍根生;基于納米結(jié)構(gòu)的氣液相變傳熱強化研究[D];東南大學(xué);2015年

5 盧玉濤;微通道內(nèi)氣—液兩相分散與傳質(zhì)的研究[D];天津大學(xué);2014年

6 逄燕;彈性壁面微通道內(nèi)液滴/氣泡的生成特性研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2016年

7 余錫孟;微通道反應(yīng)器中若干有機物液相氧化反應(yīng)研究及相關(guān)數(shù)據(jù)測定[D];浙江大學(xué);2016年

8 徐博;微通道換熱器在家用分體空調(diào)應(yīng)用的關(guān)鍵問題研究[D];上海交通大學(xué);2014年

9 趙亮;電動效應(yīng)作用下微通道內(nèi)液體流動特性[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

10 李志華;微通道流場混合與分離特性的研究[D];浙江大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程天琦;新型分合式微通道混合性能的研究[D];西北大學(xué);2015年

2 何穎;三角形截面微通道中流體的流動和換熱特性的理論研究和結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];昆明理工大學(xué);2015年

3 劉雅鵬;垂直磁場作用下平行板微通道內(nèi)Maxwell流體的周期電滲流[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

4 吳媛媛;制冷壓縮冷凝機組中微通道換熱器的研究[D];南京理工大學(xué);2015年

5 馬曉雯;硅基底表面特性對微通道界面滑移的影響[D];大連海事大學(xué);2015年

6 張志強;微通道蒸發(fā)器表面結(jié)露工況下性能研究[D];天津商業(yè)大學(xué);2015年

7 毛航;二氧化碳微通道氣冷器優(yōu)化設(shè)計及分子動力學(xué)模擬[D];鄭州大學(xué);2015年

8 崔振東;微通道內(nèi)空化流動傳熱的Lattice Boltzmann模擬[D];中國科學(xué)院研究生院(工程熱物理研究所);2015年

9 邱德來;疏水性對微通道流動與換熱的影響[D];南京師范大學(xué);2015年

10 張蒙蒙;二氧化碳微通道平行流氣冷器流量分配特性研究[D];鄭州大學(xué);2015年

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本文編號：890543