本文關(guān)鍵詞：微體積動態(tài)雜交儀的研制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：核酸分子雜交技術(shù)作為核酸檢測技術(shù)的一種重要的手段,已經(jīng)成為生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)研究中最廣泛的技術(shù)之一,同時(shí)也是臨床分子檢測的重要技術(shù)。近年來,隨著對納米材料研究的深入,研究人員發(fā)現(xiàn),使用磁性納米顆粒作為固相載體的核酸雜交反應(yīng)較傳統(tǒng)的核酸雜交方式在分離純化方面更具優(yōu)勢,但反應(yīng)效率因磁性顆粒沉降和表面的立體空間限制而可能受到影響。因此,為充分發(fā)揮磁性顆粒的優(yōu)勢并盡可能克服其不利的一面,有效的途徑就是使磁性顆粒在反應(yīng)中始終處于懸浮運(yùn)動狀態(tài)。所以,針對核酸雜交反應(yīng)體系尤其是微體積雜交體系配備相關(guān)的自動化儀器對磁性顆粒進(jìn)行充分的混勻擾動是很有必要的,但目前尚缺少這方面的研發(fā)和應(yīng)用方面的報(bào)道�；谏鲜鲂枨�,在實(shí)驗(yàn)室前期建立的磁性納米顆粒修飾的核酸分子雜交方法的基礎(chǔ)之上,本課題進(jìn)一步研制了適用于磁性納米顆粒為固相載體的核酸分子動態(tài)雜交裝置。本論文首先依據(jù)磁性納米顆粒修飾的核酸分子雜交技術(shù)和檢測方法,確定本系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)的功能和參數(shù)指標(biāo)。然后根據(jù)功能需求確定微體積動態(tài)雜交儀的各個(gè)功能模塊,其中包括精確的溫度控制模塊、液體混勻模塊、核心控制模塊、人機(jī)交互模塊以及其他一些輔助模塊。在此基礎(chǔ)上,完成系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制方案的設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)的溫度控制方案采用增量型PID與PWM (Pulse Width Modulation)控制方法中最經(jīng)典的單周控制法相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)對反應(yīng)腔內(nèi)溫度的精確控制,具有升溫速度快、溫度均一性好、易于控制等特點(diǎn)。混勻裝置設(shè)計(jì)小巧、靈活,可以實(shí)現(xiàn)反應(yīng)管不同狀態(tài)下的運(yùn)動,控制速度在0-40rpm可調(diào),步進(jìn)電機(jī)控制采用梯形加減速算法能夠避免步進(jìn)電機(jī)高速啟動時(shí)失步現(xiàn)象。人機(jī)交互采用觸摸屏的方式,不僅為用戶提供一目了然而又舒適的界面,而且簡便了參數(shù)設(shè)置的操作流程,并能對實(shí)驗(yàn)進(jìn)程進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。最后,根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo),設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性和實(shí)用性。本系統(tǒng)不僅可以為核酸分子雜交反應(yīng)提供適宜的溫度環(huán)境,而且可以很好地實(shí)現(xiàn)液體中磁性納米顆粒的混勻,溫度控制模塊和液體混勻模塊都達(dá)到了設(shè)定指標(biāo)。最后的雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明,本系統(tǒng)可以在很大程度上提高分子雜交的效率。
【關(guān)鍵詞】：分子雜交儀 磁性納米顆粒 增量型PID溫度控制 納米醫(yī)學(xué)檢測 擾動混勻
【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】：2015
【分類號】：Q503
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 核酸分子雜交技術(shù)概述與發(fā)展8-9
• 1.2 基于磁性納米顆粒的核酸分子雜交技術(shù)9-10
• 1.3 國內(nèi)外核酸分子雜交儀的發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 國外設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3.2 國內(nèi)設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.4 本課題的主要研究內(nèi)容和意義12-13
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)及內(nèi)容安排13-14
• 第二章 微體積動態(tài)雜交儀總體設(shè)計(jì)14-24
• 2.1 儀器工作原理與需求分析14-15
• 2.2 系統(tǒng)的需求分析與性能指標(biāo)15-20
• 2.2.1 系統(tǒng)的需求分析16
• 2.2.2 系統(tǒng)的架構(gòu)規(guī)劃16-17
• 2.2.3 系統(tǒng)的性能指標(biāo)17-20
• 2.3 系統(tǒng)功能模塊的設(shè)計(jì)20-22
• 2.3.1 溫度控制模塊20-21
• 2.3.2 旋轉(zhuǎn)混勻模塊21
• 2.3.3 核心控制模塊21-22
• 2.4 微體積動態(tài)雜交儀的關(guān)鍵技術(shù)分析22
• 2.4.1 精確的溫度控制技術(shù)22
• 2.4.2 運(yùn)動控制技術(shù)22
• 2.5 本章小結(jié)22-24
• 第三章 溫度控制模塊24-36
• 3.1 溫度控制模塊設(shè)計(jì)24-26
• 3.1.1 溫度控制方案的設(shè)計(jì)原理24
• 3.1.2 溫度控制模塊的機(jī)械設(shè)計(jì)24-26
• 3.2 硬件控制電路的設(shè)計(jì)26-30
• 3.2.1 核心控制電路的設(shè)計(jì)26
• 3.2.2 溫度采集電路的設(shè)計(jì)26-28
• 3.2.3 驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)28-29
• 3.2.4 旋轉(zhuǎn)擋板的控制29-30
• 3.3 溫度控制算法的設(shè)計(jì)與優(yōu)化30-34
• 3.3.1 溫度控制算法的設(shè)計(jì)30-33
• 3.3.2 溫度控制算法的優(yōu)化33-34
• 3.4 本章小結(jié)34-36
• 第四章 混勻模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)36-42
• 4.1 液體混勻方式36
• 4.2 混勻模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36-37
• 4.3 混勻模塊的控制37-41
• 4.3.1 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動方案37-39
• 4.3.2 步進(jìn)電機(jī)的控制電路設(shè)計(jì)39-40
• 4.3.3 步進(jìn)電機(jī)控制的軟件實(shí)現(xiàn)40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第五章 儀器的調(diào)試及有效性驗(yàn)證42-50
• 5.1 儀器組裝與使用說明42-45
• 5.1.1 系統(tǒng)的組裝42-43
• 5.1.2 觸摸屏界面介紹及操作流程介紹43-44
• 5.1.3 實(shí)驗(yàn)操作流程44-45
• 5.2 關(guān)鍵性能測試45-47
• 5.2.1 溫度模塊的性能測試45-46
• 5.2.2 混勻效果驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)46-47
• 5.3 核酸分子雜交實(shí)驗(yàn)47-48
• 5.3.1 核酸分子雜交實(shí)驗(yàn)流程47-48
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析48
• 5.4 本章小結(jié)48-50
• 第六章 總結(jié)與展望50-52
• 6.1 論文總結(jié)50
• 6.2 展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 碩士期間發(fā)表論文和專利58-60
• 致謝60

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1 盧艷敏;崔海信;崔金輝;李瑤;;磁性納米顆粒作為基因轉(zhuǎn)染載體的研究[J];生物技術(shù)通報(bào);2012年08期

2 錢霞,趙見高;生命體中的磁性納米顆粒[J];物理;2000年05期

3 謝民強(qiáng),陳帥君,徐雪青,李仲漢,沈輝,許家瑞;兩種順鉑磁性納米顆粒制備及其特性的比較[J];科學(xué)通報(bào);2005年19期

4 鄧海東;張成云;楊小紅;郭子政;周武藝;;磁性納米顆粒的二維光操縱及團(tuán)聚效應(yīng)[J];中國科學(xué):物理學(xué) 力學(xué) 天文學(xué);2014年06期

5 郭萍;張彥娜;;利用靜磁場控制磁性納米顆粒在聚甲基丙烯酸甲酯表面的生長和組裝[J];淮北煤炭師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年01期

6 湯艷;楚林疋;孫寧;劉忍肖;葛廣路;;氧化鐵磁性納米顆粒在磁分離中的研究進(jìn)展[J];科學(xué)通報(bào);2013年24期

7 江建軍;袁林;鄧聯(lián)文;何華輝;;磁性納米顆粒膜的微磁學(xué)模擬[J];物理學(xué)報(bào);2006年06期

8 盧艷敏;;磁性納米顆粒作為載體在基因轉(zhuǎn)染中的研究進(jìn)展[J];生物技術(shù)通訊;2013年05期

9 霍希琴;陳英杰;何曉曉;譚蔚泓;;功能化硅殼磁性納米顆粒親和吸附介質(zhì)靶向分離蛋白質(zhì)研究[J];化學(xué)傳感器;2009年01期

10 楊兵初;舒暢;鄧聯(lián)文;伍益;李文芳;;影響磁性納米顆粒膜吸波性能的主要因素[J];功能材料;2009年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顧寧;楊芳;陳平;何聞;;裝載磁性納米顆粒的微囊載體的制備[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第04分會場摘要集[C];2010年

2 彭明麗;程武;王苗;何敏;崔亞麗;陳超;;磁性納米顆粒的水相轉(zhuǎn)移及表面功能基團(tuán)的測定[A];中國化學(xué)會第十三屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2011年

3 程武;王苗;彭明麗;;磁性納米顆粒表面羧基定量方法的研究[A];中國化學(xué)會第十三屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2011年

4 王思宏;樸吉壽;張敬東;李東浩;;官能化磁性納米顆粒對復(fù)雜體系中硒的吸附[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第04分會：納米生物傳感新方法[C];2014年

5 王永紅;畢如意;李榮;鐘國倫;;表面富羧基核-殼型磁性納米顆粒的制備與應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第十二屆膠體與界面化學(xué)會議論文摘要集[C];2009年

6 黃婧;冷永華;劉彤;李星國;;磁性納米顆粒的合成及其性能[A];中國顆粒學(xué)會超微顆粒專業(yè)委員會第五屆年會暨海峽兩岸納米顆粒學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

7 何華輝;鄧聯(lián)文;馮則坤;江建軍;;磁性納米顆粒膜微波物性研究[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集Ⅰ[C];2004年

8 孫斌;張洋;沈群東;;共軛聚電解質(zhì)磁性納米顆粒復(fù)合物在熒光傳感和成像中的應(yīng)用[A];中國化學(xué)會第26屆學(xué)術(shù)年會功能高分子科學(xué)前沿分會場論文集[C];2008年

9 楊萌;楊玲玲;吳麗娜;顏曉梅;;超高靈敏流式分析結(jié)合磁性納米顆粒分離富集技術(shù)對食品中致病菌的快速檢測[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第03分會場摘要集[C];2010年

10 樸吉壽;王思宏;李東浩;;制備表面修飾聚乙烯亞胺的磁性納米顆粒應(yīng)用于蛋白質(zhì)的分離[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第33分會：納米材料合成與組裝[C];2014年

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1 盧艷敏;磁性納米顆粒轉(zhuǎn)運(yùn)體系的構(gòu)建及其在基因轉(zhuǎn)運(yùn)中的應(yīng)用[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2012年

2 趙翔;基于四氧化三鐵納米磁轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的花粉介導(dǎo)棉花轉(zhuǎn)基因技術(shù)[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2015年

3 黃光;色譜分離材料的設(shè)計(jì)和制備新方法研究[D];大連理工大學(xué);2015年

4 邱慶偉;磁性納米顆粒電磁致熱效應(yīng)在醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究[D];北京理工大學(xué);2015年

5 王仕發(fā);聚丙烯酰胺凝膠法在合成三元金屬氧化物材料中的應(yīng)用[D];電子科技大學(xué);2015年

6 柳明;基于磁性納米顆粒和化學(xué)發(fā)光技術(shù)定量檢測核酸及其拷貝數(shù)變化的方法研究[D];東南大學(xué);2015年

7 于麗娜;磁性納米顆粒的制備及其應(yīng)用[D];北京科技大學(xué);2015年

8 鄧小娟;基于磁性納米顆粒的功能化復(fù)合材料的制備及其吸附性能研究[D];天津大學(xué);2014年

9 杜桂煥;磁性納米顆粒的表面修飾及其生物學(xué)應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2006年

10 孫俊;功能性磁性納米顆粒的制備及其在食品體系中的應(yīng)用研究[D];江南大學(xué);2012年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙雪松;聚乙烯亞胺功能化磁性納米顆粒的制備及其吸附去除六價(jià)鉻、茜素紅S和甲基橙的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

2 田郭順;B. cepacia TZ-1合成磁性納米顆粒的類酶性質(zhì)及其對染料脫色的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

3 李遠(yuǎn);鎘離子印跡磁性納米顆粒的合成及其對鎘的吸附[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2015年

4 劉紅兵;分子自組裝技術(shù)制備表面富羧基核—?dú)ば痛判约{米顆粒[D];浙江大學(xué);2015年

5 梁語嫣;基于有機(jī)酸修飾的磁性納米顆粒吸附水體中四環(huán)素類抗生素的研究[D];南昌大學(xué);2013年

6 魏岱旭;聚羥基脂肪酸酯磁性微球和納米顆粒的制備及運(yùn)用[D];汕頭大學(xué);2011年

7 周冰聰;肝癌潛在標(biāo)志物循環(huán)microRNAs定量檢測技術(shù)的研究[D];東南大學(xué);2015年

8 劉婷;微體積動態(tài)雜交儀的研制[D];東南大學(xué);2015年

9 黃靜;磁性納米顆粒表面高分子修飾及其性能研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

10 李瑤;磁性納米基因工程載體細(xì)胞轉(zhuǎn)化方法研究[D];中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;2010年

  本文關(guān)鍵詞：微體積動態(tài)雜交儀的研制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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