【摘要】：針對傳染病病原體的現(xiàn)場快速檢測對于大規(guī)模傳染性疾病的及時預(yù)防和診斷極為重要,迫切需要小型化便攜式病原體核酸檢測系統(tǒng)。本文以課題組自主研制的小型化集成式核酸樣本檢測設(shè)備為出發(fā)點,設(shè)計并開發(fā)了一套操作簡便、功能強大、能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場傳染病檢測自動化流程及數(shù)據(jù)云存儲的軟件系統(tǒng)。論文的研發(fā)思路和主要工作如下:(1)平臺開發(fā):基于現(xiàn)場病原體檢測設(shè)備的自動化控制需要,對系統(tǒng)控制軟件進行需求分析,提出軟件平臺的整體設(shè)計方案,并根據(jù)該需求,將整個系統(tǒng)平臺分為兩個部分:PC端和Web端。PC端基于Windows系統(tǒng)開發(fā),使用C#編程語言,主要實現(xiàn)了病原體檢測的自動化控制流程、實驗數(shù)據(jù)采集與分析,并將分析檢測結(jié)果上傳至Web端。Web端負責接收傳染病檢測數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)頁呈現(xiàn)給用戶。(2)數(shù)據(jù)分析基于現(xiàn)場診斷的需要,本文針對PC端采集的實時熒光PCR(q PCR)數(shù)據(jù)設(shè)計了一套自動化處理流程,包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、Cq值計算,以及PCR曲線的智能分類。為了解決傳統(tǒng)計算方法(Ct)不能很好地容納數(shù)據(jù)噪聲、規(guī)避數(shù)據(jù)異常值等缺點,本文采用了新的Cq值計算方法(SDM、Cy0、SCF),并比較了不同處理方法的差別。經(jīng)過優(yōu)化與完善的實時熒光PCR數(shù)據(jù)處理流程大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及檢測結(jié)果的可行性、實用性及準確率。同時,實驗結(jié)果的智能分類也給用戶提供了優(yōu)化實驗的參考意見。(3)實驗驗證將本論文研發(fā)的控制平臺與現(xiàn)場病原體檢測設(shè)備連接,一方面,通過傳染病檢測實驗對系統(tǒng)軟件的自動化工作流程進行測試和驗證,并與傳統(tǒng)手工核酸提取實驗結(jié)果進行比較分析;另一方面,驗證實時熒光PCR數(shù)據(jù)分析的準確度、穩(wěn)定性及分辨率,以及Web在線數(shù)據(jù)分析的實用性。結(jié)果表明,在本軟件系統(tǒng)控制下的現(xiàn)場病原體檢測設(shè)備進行自動化檢測的結(jié)果正確,重復(fù)性好,并且數(shù)據(jù)分析流程應(yīng)用效果佳,魯棒性強,實時預(yù)警功能完整可用。
【圖文】：

美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司（ABI）是世界上規(guī)模最大、銷售額第一的生化儀器、分析儀器公司之一，，同時也是世界上最大的有機質(zhì)譜儀、生物質(zhì)譜儀供應(yīng)商，為生命科學界提供基因研究、蛋白質(zhì)研究及新藥開發(fā)第一流的儀器、試劑、軟件和技術(shù)服務(wù)[18]。作為 PCR 創(chuàng)新的領(lǐng)導者，ABI 公司目前有 QuantStudio 系列、StepOne 系列、7500 系列等實時熒光定量 PCR 或數(shù)字 PCR 產(chǎn)品。其中，7500 實時熒光定量 PCR 儀如圖 1-2 所示，配套軟件可以實現(xiàn)擴增反應(yīng)曲線的實時監(jiān)測，采用標準曲線進行靶基因的絕對定量，并提供強大的結(jié)果分析展示。表 1.1 國外分子診斷儀器公司 國家 產(chǎn)品圖 1-1 羅氏 LightCycler 96 實時熒光定量 PCR 儀圖 1-2 ABI 7500/7500 Fast-實時熒光定量 PCR儀

美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司（ABI）是世界上規(guī)模最大、銷售額第一的生化儀器、分析儀器公司之一，同時也是世界上最大的有機質(zhì)譜儀、生物質(zhì)譜儀供應(yīng)商，為生命科學界提供基因研究、蛋白質(zhì)研究及新藥開發(fā)第一流的儀器、試劑、軟件和技術(shù)服務(wù)[18]。作為 PCR 創(chuàng)新的領(lǐng)導者，ABI 公司目前有 QuantStudio 系列、StepOne 系列、7500 系列等實時熒光定量 PCR 或數(shù)字 PCR 產(chǎn)品。其中，7500 實時熒光定量 PCR 儀如圖 1-2 所示，配套軟件可以實現(xiàn)擴增反應(yīng)曲線的實時監(jiān)測，采用標準曲線進行靶基因的絕對定量，并提供強大的結(jié)果分析展示。表 1.1 國外分子診斷儀器公司 國家 產(chǎn)品圖 1-1 羅氏 LightCycler 96 實時熒光定量 PCR 儀圖 1-2 ABI 7500/7500 Fast-實時熒光定量 PCR儀
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP311.52;TH77

【參考文獻】

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本文編號：2607107