基于虛擬儀器的毛細管電泳芯片檢測系統(tǒng)的設計.pdf

1、毛細管電泳芯片技術又被稱為生物芯片實驗室(lab-on-Chip)，簡稱為LOC，其結構的重要組成部分是芯片檢測系統(tǒng)。本課題以研究設計毛細管電泳芯片檢測儀為方向，以提高儀器的信號檢測和信號處理的能力為目的，采用虛擬儀器技術，對LOC檢測系統(tǒng)進行了獨立設計研究。研究內容包括： 1.通過綜述國內外LOC研究發(fā)展，研究了電泳芯片的歷史和國內外毛細管電泳儀研究現(xiàn)狀，分析了分析儀器的發(fā)展趨勢，進一步明確電泳芯片信號采集與處理系統(tǒng)研究的意義

2、，確定研究課題的方向和任務。 2.討論分析LOC的工作原理和虛擬儀器的特點，研究分析毛細管電泳芯片輸出信號的特性，及其相應數(shù)字信號處理理論和方法(奈奎斯特采樣定律、濾波定律、FIR濾波、小波變換)。 3.信號采集系統(tǒng)(從機)的設計方案及其實現(xiàn)。根據(jù)電泳信號的特點，提出了從機的總體設計方案；采用模塊化的設計思路，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集卡硬件和軟件設計與制作，包括信號調理電路、單片機和A/D轉換電路、抗干擾設計、相應軟件的設計。

3、 4.主機系統(tǒng)軟件的設計，采用了面向對象的設計思想，設計了虛擬面板，并實現(xiàn)了多種數(shù)字信號處理算法；根據(jù)ActiveX技術實現(xiàn)了VisualBasic和MATLAB之間的無縫連接。 5.采用信號模擬的方法，對研制信號采集卡與處理系統(tǒng)各功能模塊進行測試和驗證；并用編制的各種數(shù)字信號處理算法對模擬產(chǎn)生的電泳譜峰圖進行了數(shù)字信號處理，且對處理結果進行了比較分析。 6.設計結果的驗證，證明了從機的正確性和主機軟件處理的有效性。