【摘要】：近年來,全球化與工業(yè)化的不斷發(fā)展導(dǎo)致各類新型傳染病的爆發(fā)和反復(fù)流行,威脅人類的健康。及時準(zhǔn)確的診斷是防治傳染病的首要環(huán)節(jié),然而傳統(tǒng)的診斷方法存在步驟繁瑣、耗時耗力、難以自動化等缺點。本課題組研制了基于封閉卡盒的全自動病原體檢測系統(tǒng),采用磁珠法核酸提取和多重實時熒光PCR相結(jié)合的檢測原理,能在2小時內(nèi)實現(xiàn)樣本輸入到結(jié)果輸出。本論文對該一體化檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究,具體研究內(nèi)容概括如下:1.設(shè)計了一種可變量程的全自動微型磁分離加熱模塊,建立了一種可根據(jù)試劑用量自動調(diào)整磁分離高度的可變量程磁分離模型,優(yōu)化了磁分離效果;為了實現(xiàn)核酸提取加熱功能,開發(fā)了一種最大功率精確可調(diào)的大功率鋁基電阻加熱板。2.設(shè)計了一種微型雙通道溫控模塊,用于系統(tǒng)核酸提取加熱和PCR熱循環(huán)控制。在一塊8cm×8cm大小的PCB板上集成了兩路24位高精度溫度采集單元、高性能溫度控制單元、和兩路大功率溫度驅(qū)動單元。實現(xiàn)了快速升降溫和高精度溫度控制功能。3.設(shè)計了一種雙通道高靈敏熒光模塊,包含兩路高亮度LED激發(fā)光源和兩路高精度熒光信號采集。光路部分利用濾波片和二向色鏡,將四條光路集中到一個單一的鏡頭中;在控制部分,設(shè)計了一塊可以集成在熒光模塊內(nèi)部的微型PCB電路板,集成了兩路高精度LED驅(qū)動電路和兩路24位高精度熒光信號采集電路,熒光模塊在一個掃描電機(jī)的配合下,可實現(xiàn)多個PCR管的實時熒光PCR的熒光檢測。4.研究了基于等頻率離散的S型步進(jìn)電機(jī)加減速算法,并將加減速算法用于系統(tǒng)5路步進(jìn)電機(jī)的控制中,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的流暢性和穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)PID控制的基礎(chǔ)上整合了模糊控制理論,開發(fā)了基于模糊PID的溫度控制算法,運(yùn)用于系統(tǒng)核酸提取加熱控制和PCR熱循環(huán)控制,進(jìn)一步提升了溫控性能。最后,對系統(tǒng)的磁分離、移液、溫控、熒光等主要硬件模塊進(jìn)行了性能驗證,結(jié)果表明本系統(tǒng)硬件性能符合檢測要求。并在江蘇疾控中心和浙江疾控中心分別進(jìn)行了臨床樣本的檢測實驗,且檢測結(jié)果與商用儀器結(jié)果接近。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH77
【圖文】：

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文成，構(gòu)成了一個復(fù)雜的 3D 微流控結(jié)構(gòu)，使用數(shù)控機(jī)床技術(shù)加工一些比較用切割繪圖儀加工狹窄的微流控通道，芯片一共有四個相互獨立的裂解通行 4 個臨床樣本的核酸提取操作。芯片的裂解室封裝有一個磁性圓盤，芯方永磁鐵發(fā)生耦合作用，使磁性圓盤在裂解室中來回運(yùn)動研磨樣本，促進(jìn)外，該團(tuán)隊還設(shè)計了一種壓力毛細(xì)管閥，通過改變圓盤的轉(zhuǎn)速控制離心力閥的開合，從而巧妙的控制了液體在不同腔室之間的轉(zhuǎn)移。該裝置可進(jìn)行本提取，且操作簡單，在提取的不同階段改變圓盤的轉(zhuǎn)速即可實現(xiàn)核酸提裝置的局限性在于沒有加入后期的擴(kuò)增檢測功能。

第一章 緒論P(yáng)CR 反應(yīng)室、檢測室等。系統(tǒng)通過擠壓半球形腔室表面覆蓋的薄膜驅(qū)動液體的轉(zhuǎn)移，通過擠壓閥門控制液體的流向。檢測時，樣本首先與裂解液結(jié)合液混合，然后通過多孔的二氧化硅薄膜，核酸會吸附在薄膜上，然后使用清洗液清洗掉殘留的雜質(zhì)，最后使用洗脫液將核酸樣本從二氧化硅薄膜中洗脫下來。然后提純的核酸樣本進(jìn)入 PCR 反應(yīng)室進(jìn)行擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)入側(cè)向?qū)游鰴z測區(qū)采用上轉(zhuǎn)換磷光側(cè)流層析檢測技術(shù)進(jìn)行檢測，能夠在單一的試紙條上進(jìn)行 DNA、抗原、抗體檢測。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2720929