發(fā)布時(shí)間：2020-06-22 00:52

【摘要】：細(xì)胞作為生命形式的基本單元,觀察和記錄細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中的數(shù)量及形態(tài)變化能使人們更細(xì)致地了解生物的成長(zhǎng)過(guò)程�；陔娙莘ǖ幕罴�(xì)胞濃度和電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)能檢測(cè)出細(xì)胞在生長(zhǎng)過(guò)程中的變化,在生物制藥、醫(yī)療衛(wèi)生、食品發(fā)酵等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文首先介紹課題的研究背景,強(qiáng)調(diào)了課題研究意義,論述了國(guó)內(nèi)外活細(xì)胞濃度和電導(dǎo)率測(cè)量的發(fā)展?fàn)顩r,通過(guò)對(duì)比不同的測(cè)量方案,分析了各個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)有的測(cè)量方法提出了改進(jìn)后的整體方案,介紹了方案的模塊組成,描述了各個(gè)部分的功能和相互關(guān)系。其次,具體講述了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì),系統(tǒng)包含檢測(cè)模塊、激勵(lì)信號(hào)源模塊、調(diào)理模塊、采集轉(zhuǎn)換模塊和上位機(jī)。硬件部分詳細(xì)描述了各個(gè)模塊的具體組成和各自的功能,包括檢測(cè)傳感模塊的結(jié)構(gòu)尺寸和防水設(shè)計(jì),信號(hào)源的方案和電路設(shè)計(jì),調(diào)理電路的差分接收、同步解調(diào)、低通濾波、低頻增益電路設(shè)計(jì),采集電路的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊、收發(fā)電路設(shè)計(jì)等。軟件部分包括信號(hào)源的工作模式的選擇,寄存器的配置,采集傳輸電路的寄存器配置,過(guò)采樣的邏輯流程等。最后,搭建了系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境,完成了基于電容法的活細(xì)胞濃度和電導(dǎo)率測(cè)量系統(tǒng)的軟硬件測(cè)試。測(cè)試了激勵(lì)信號(hào)源的單頻模式和掃頻模式兩種信號(hào)輸出方式,在100kHz~20MHz頻率范圍內(nèi)能穩(wěn)定輸出。調(diào)試了調(diào)理電路,各級(jí)電路都能正常工作。測(cè)試了采集模塊的采集傳輸功能。驗(yàn)證了上位機(jī)顯示功能。分析了測(cè)量數(shù)據(jù),系統(tǒng)的電導(dǎo)率測(cè)量范圍能達(dá)到0~40mS/cm,介電常數(shù)能達(dá)到0~400pF/cm。測(cè)試結(jié)果表明,測(cè)量系統(tǒng)各功能模塊都能穩(wěn)定運(yùn)行,滿足設(shè)計(jì)要求。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O657.1;Q2-33
【圖文】：

中北大學(xué)學(xué)位論文比較耗費(fèi)人力且人為誤差影響較大，往往影響細(xì)胞濃度測(cè)定的準(zhǔn)確性，且還不能對(duì)電導(dǎo)率等細(xì)胞所處環(huán)境參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。如今人們比較關(guān)注的是在線測(cè)量法，主要方法有熒光法、紅外光譜法、光密度法、電容法等。其中電容法不僅可以測(cè)量活細(xì)胞濃度，記錄活細(xì)胞數(shù)量變化，而且對(duì)細(xì)胞所處的溶液電導(dǎo)率也能進(jìn)行測(cè)量。利用電容法能準(zhǔn)確測(cè)定放線菌、植物細(xì)胞、酵母菌、細(xì)菌、霉菌等多種活細(xì)胞的濃度值，測(cè)量時(shí)受其他干擾因素影響小，測(cè)量精確度高，操作簡(jiǎn)單，關(guān)鍵是不影響細(xì)胞的生長(zhǎng)過(guò)程，能實(shí)時(shí)地向人們傳達(dá)細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中的濃度和電導(dǎo)率變化信息，目前該方法使用范圍越來(lái)越廣泛，是一種在生物細(xì)胞檢測(cè)領(lǐng)域很有研究和應(yīng)用價(jià)值的方法。

目前國(guó)外已經(jīng)制造出商業(yè)化產(chǎn)品的主要ALE 生物科技公司，這兩家公司研制的活細(xì)胞胞濃度和電導(dǎo)率的。 年代，英國(guó) ABER 儀器公司就基于電容法研發(fā)在線分析儀能實(shí)現(xiàn)生物細(xì)胞發(fā)酵和動(dòng)植物細(xì)胞，能實(shí)時(shí)在線檢測(cè)容器罐內(nèi)活細(xì)胞的濃度、電導(dǎo)而且檢測(cè)結(jié)果不受細(xì)胞碎片、溶液泡沫、細(xì)小顆有 200，210，220 和 230 四種型號(hào)生物細(xì)胞在線感頭直徑有 12mm 和 25mm 兩種，探頭長(zhǎng)度可定容器的參數(shù)，最新的機(jī)型功能豐富，還能進(jìn)行頻作。ABER 公司開(kāi)發(fā)出的細(xì)胞在線檢測(cè)儀給微生，在世界生物行業(yè)和實(shí)驗(yàn)室生物研究中應(yīng)用越來(lái)儀器設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，ABER 在生物量測(cè)量領(lǐng)域一直處

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本文編號(hào)：2724921