在醫(yī)療診斷領域,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)免疫法和化學發(fā)光免疫法為代表的傳統(tǒng)生物檢測技術成熟度高、穩(wěn)定性強,但是在同一時間內,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。熒光編碼懸浮芯片技術為解決傳統(tǒng)生物檢測技術面臨的問題提供了一個可行的方案。它利用熒光編碼實現了單份樣品中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中,熒光編碼容易丟失,影響了檢測結果的穩(wěn)定性。為了解決熒光編碼懸浮芯片技術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,實現了128種生物分子的同時檢測。根據設計原理,系統(tǒng)需要實現以下功能模塊。首先,利用光學顯微成像設備采集懸浮芯片的明場和熒光圖像,為此需要實現顯微移動平臺、相機和光源等光學成像設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,主要包括圖像預處理、芯片定位及有效性驗證、懸浮芯片傾...

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內外研究現狀
    1.3 論文研究內容
    1.4 論文組織結構
第二章 系統(tǒng)總體設計
    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)總體結構
    2.3 系統(tǒng)硬件平臺搭建
    2.4 懸浮芯片結構設計
    2.5 本章小結
第三章 圖像采集模塊的實現
    3.1 圖像采集流程
    3.2 硬件控制模塊的實現
        3.2.1 顯微移動平臺驅動模塊和相機驅動模塊實現
        3.2.2 光源驅動模塊實現
    3.3 自動對焦
        3.3.1 自動對焦原理
        3.3.2 自動對焦實現流程
        3.3.3 清晰度評價函數
        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
    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 預處理
        4.3.1 圖像二值化
        4.3.2 形態(tài)學運算
        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 結果比較
        4.5.3 旋轉和切割
    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
第五章 數據分析模塊的實現
    5.1 熒光信號提取與數據統(tǒng)計
        5.1.1 單孔數據提取
        5.1.2 全部樣品孔熒光數據提取
    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
第六章 系統(tǒng)實現與測試
    6.1 系統(tǒng)開發(fā)工具
    6.2 其余模塊設計與實現
        6.2.1 數據庫模塊
        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)參數設置
        6.3.2 芯片編碼識別與熒光數據提取結果
        6.3.3 標準曲線擬合和待測物定量檢測結果
    6.4 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡介



本文編號：3758374