在醫(yī)療診斷領(lǐng)域,通過對抗原和抗體等生物小分子的定量檢測,可以獲取具有指導(dǎo)性意義的臨床診斷信息,從而完成疾病的診斷。以酶聯(lián)免疫法和化學(xué)發(fā)光免疫法為代表的傳統(tǒng)生物檢測技術(shù)成熟度高、穩(wěn)定性強,但是在同一時間內(nèi),它們只能完成單份樣品中單種生物分子的定量檢測。如果用它們對單份樣品中的多重生物分子進行檢測,那么只能通過增加檢測時間的方式來完成檢測任務(wù)。熒光編碼懸浮芯片技術(shù)為解決傳統(tǒng)生物檢測技術(shù)面臨的問題提供了一個可行的方案。它利用熒光編碼實現(xiàn)了單份樣品中100種生物分子的同時檢測,并且具有更高的靈敏度和準確度。但是在該種檢測技術(shù)中,熒光編碼容易丟失,影響了檢測結(jié)果的穩(wěn)定性。為了解決熒光編碼懸浮芯片技術(shù)在編碼問題上存在的不足,本文開發(fā)了基于圖形編碼懸浮芯片的檢測系統(tǒng)。它利用二維圖形進行編碼,實現(xiàn)了128種生物分子的同時檢測。根據(jù)設(shè)計原理,系統(tǒng)需要實現(xiàn)以下功能模塊。首先,利用光學(xué)顯微成像設(shè)備采集懸浮芯片的明場和熒光圖像,為此需要實現(xiàn)顯微移動平臺、相機和光源等光學(xué)成像設(shè)備的自動化控制和針對懸浮芯片的自動對焦算法。然后,識別明場圖像中懸浮芯片的編碼信息,主要包括圖像預(yù)處理、芯片定位及有效性驗證、懸浮芯片傾...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究內(nèi)容
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.1 系統(tǒng)需求分析
        2.1.1 功能需求
        2.1.2 性能需求
        2.1.3 運行需求
    2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    2.3 系統(tǒng)硬件平臺搭建
    2.4 懸浮芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.5 本章小結(jié)
第三章 圖像采集模塊的實現(xiàn)
    3.1 圖像采集流程
    3.2 硬件控制模塊的實現(xiàn)
        3.2.1 顯微移動平臺驅(qū)動模塊和相機驅(qū)動模塊實現(xiàn)
        3.2.2 光源驅(qū)動模塊實現(xiàn)
    3.3 自動對焦
        3.3.1 自動對焦原理
        3.3.2 自動對焦實現(xiàn)流程
        3.3.3 清晰度評價函數(shù)
        3.3.4 對焦搜索策略
    3.4 圖像采集與存儲
    3.5 本章小節(jié)
第四章 懸浮芯片編碼識別算法的實現(xiàn)
    4.1 特征描述
        4.1.1 懸浮芯片幾何特征
        4.1.2 干擾物特征
    4.2 編碼識別算法流程
    4.3 預(yù)處理
        4.3.1 圖像二值化
        4.3.2 形態(tài)學(xué)運算
        4.3.3 區(qū)域填充
    4.4 定位及有效性驗證
        4.4.1 算法流程
        4.4.2 連通區(qū)域外輪廓提取
        4.4.3 外接正矩形
        4.4.4 有效性驗證
    4.5 芯片的傾斜矯正
        4.5.1 傾斜角計算方法
        4.5.2 結(jié)果比較
        4.5.3 旋轉(zhuǎn)和切割
    4.6 模板匹配
        4.6.1 尋找定位塊
        4.6.2 解碼
    4.7 本章小結(jié)
第五章 數(shù)據(jù)分析模塊的實現(xiàn)
    5.1 熒光信號提取與數(shù)據(jù)統(tǒng)計
        5.1.1 單孔數(shù)據(jù)提取
        5.1.2 全部樣品孔熒光數(shù)據(jù)提取
    5.2 標準曲線擬合
        5.2.1 Nelder-Mead單純形法
        5.2.2 算法流程
        5.2.3 L4P模型
    本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)實現(xiàn)與測試
    6.1 系統(tǒng)開發(fā)工具
    6.2 其余模塊設(shè)計與實現(xiàn)
        6.2.1 數(shù)據(jù)庫模塊
        6.2.2 圖像存儲模塊與日志模塊
        6.2.3 系統(tǒng)初始化模塊
    6.3 系統(tǒng)測試
        6.3.1 系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置
        6.3.2 芯片編碼識別與熒光數(shù)據(jù)提取結(jié)果
        6.3.3 標準曲線擬合和待測物定量檢測結(jié)果
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3758374