液滴微流控技術(shù)能夠以高通量的方式生成尺寸均一的微液滴。微液滴數(shù)字PCR(dd PCR)能夠?qū)崿F(xiàn)核酸的絕對定量分析,近年來在臨床檢驗領(lǐng)域開始出現(xiàn)廣泛而重要的應用。準確性和客觀性是dd PCR用于臨床檢驗的兩大需求。目前,用于核酸絕對定量的高精準和自動化的dd PCR系統(tǒng)仍未見報道。本文構(gòu)建了一套創(chuàng)新的高精準和自動化的dd PCR系統(tǒng),從微液滴生成過程和檢測過了兩方面進行了高精準和自動化的定量研究。主要的研究內(nèi)容包括:(1)微液滴生成過程的高精準和自動化分析。本文設(shè)計并搭建了微液滴生成裝置,并使用高速相機對微液滴的生成過程進行了實時觀察。在此基礎(chǔ)上,本文提出了一種創(chuàng)新的微液滴生成過程的自動化監(jiān)測方法——余弦相似度算法。該算法利用微液滴生成過程的周期性,只需使用高速相機采集的視頻就能高精準和自動化地計算微液滴生成頻率的均值和變異系數(shù),前者用于精準確定生成微液滴數(shù),后者用于精準確定微液滴生成過程的均一性。本文使用了四種微液滴生成過程對余弦相似度算法進行測試,測試結(jié)果證明余弦相似度算法能夠高精準和自動化地確定生成微液滴數(shù)和微液滴生成過程的均一性。(2)微液滴檢測過程的高精準和自動化分析。本文設(shè)計...

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.3基于微孔板的

諞淮鶳CR技術(shù)一般使用凝膠電泳作為定性檢測手段。1992年，Higuchi等開發(fā)了第二代PCR技術(shù)——實時定量PCR（quantitativePCR,qPCR）技術(shù)，使用與核酸特異性結(jié)合后熒光增強的染料實現(xiàn)被擴增核酸的相對定量[36]。第二代PCR技術(shù)一般使用熒光染料或Taqma....

圖1.4BEAMing技術(shù)的原理[39]

第1章引言6反應體系滴加到礦物油（含4.5%Span80，0.40%Tween80和0.05%TritonX-100作為表面活性劑）中形成約3×109個微液滴（直徑為5.4±2.7μm），作為微孔板的“孔”進行數(shù)字PCR，PCR產(chǎn)物被富集到磁珠上進行純化，最后通過流式細胞術(shù)對磁珠....

圖1.5商業(yè)化的微

第1章引言7產(chǎn)品RainDrop（圖1.5b）[41]。該產(chǎn)品能夠?qū)?0–50μLPCR反應體系分裝成5×106–1×107個均一的微液滴[46]，在PCR反應完成后，將帶有微液滴的試管裝載到微液滴檢測芯片上，用連續(xù)相驅(qū)動微液滴進入檢測芯片的微流道中，以流式細胞術(shù)的方式對微液滴進....

圖1.6使用瓊脂糖微凝膠的ddPCR技術(shù)[51]

第1章引言8糖微凝膠的ddPCR技術(shù)，該技術(shù)使用低溫可固化的瓊脂糖微凝膠作為數(shù)字PCR中常用的的微液滴，有效提高了微液滴在PCR溫度循環(huán)過程中的穩(wěn)定性，且瓊脂糖微凝膠能直接使用商業(yè)化的流式細胞儀或熒光顯微鏡進行檢測（圖1.6）[51]。2013年，Abate研究組的Eastbur....

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