微體積動態(tài)雜交儀的研制.pdf

1、核酸分子雜交技術作為核酸檢測技術的一種重要的手段，已經成為生物化學、細胞生物學和分子生物學研究中最廣泛的技術之一，同時也是臨床分子檢測的重要技術。
　　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中

2、始終處于懸浮運動狀態(tài)。所以，針對核酸雜交反應體系尤其是微體積雜交體系配備相關的自動化儀器對磁性顆粒進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)和應用方面的報道。基于上述需求，在實驗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之上，本課題進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和檢測方法，確定本系統(tǒng)所需實現(xiàn)的功能和參數(shù)指標。然后根據(jù)功能

3、需求確定微體積動態(tài)雜交儀的各個功能模塊，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、人機交互模塊以及其他一些輔助模塊。在此基礎上，完成系統(tǒng)機械結構和控制方案的設計。本系統(tǒng)的溫度控制方案采用增量型PID與PWM(Pulse WidthModulation)控制方法中最經典的單周控制法相結合的方式實現(xiàn)對反應腔內溫度的精確控制，具有升溫速度快、溫度均一性好、易于控制等特點。混勻裝置設計小巧、靈活，可以實現(xiàn)反應管不同狀態(tài)下的運動，控

4、制速度在0～40rpm可調，步進電機控制采用梯形加減速算法能夠避免步進電機高速啟動時失步現(xiàn)象。人機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)設置的操作流程，并能對實驗進程進行實時的監(jiān)控。
　　最后，根據(jù)本系統(tǒng)的設計目標，設計相關實驗，驗證本系統(tǒng)設計的科學性、合理性和實用性。本系統(tǒng)不僅可以為核酸分子雜交反應提供適宜的溫度環(huán)境，而且可以很好地實現(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到