微毛細(xì)管電泳芯片安培檢測(cè)器的研制.pdf_第1頁(yè)
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1、發(fā)展高效、快速、集成化的生物樣品分析方法是當(dāng)前分析技術(shù)(包括生物和化學(xué)分析)的研究熱點(diǎn)。毛細(xì)管電泳芯片因?yàn)榫哂幸子趯?shí)現(xiàn)微型化的特點(diǎn)而發(fā)展十分迅速,它是在基于常規(guī)毛細(xì)管電泳的基本原理和技術(shù)基礎(chǔ)上,微型化后可一次完成樣品的進(jìn)樣、反應(yīng)、分離和檢測(cè)等一系列任務(wù)的一種多功能、快速、高效和低耗的微型分析儀器。目前它已被成功地應(yīng)用到藥物分析、臨床診斷、環(huán)境檢測(cè)等領(lǐng)域中。 毛細(xì)管電泳芯片的樣品體積很小,因此采用高靈敏度的檢測(cè)方法是十分必要的

2、。微毛細(xì)管電泳芯片檢測(cè)器的作用是測(cè)定被分析樣品經(jīng)系統(tǒng)分離處理后有關(guān)組分的組成及其含量,檢測(cè)器的總體性能將影響整個(gè)分析系統(tǒng)的檢出限、檢測(cè)速度、適用范圍、體積等指標(biāo),是毛細(xì)管電泳芯片分析系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵部分。安培檢測(cè)法是用于毛細(xì)管電泳芯片分離末端的一種檢測(cè)方法,它靈敏度高、易于微型化,是當(dāng)前應(yīng)用在毛細(xì)管電泳芯片中最為廣泛的電化學(xué)檢測(cè)方法。本論文就是基于這一背景,研制了一種新型的微毛細(xì)管電泳芯片安培檢測(cè)器。 在微毛細(xì)管電泳芯片安培檢

3、測(cè)器的設(shè)計(jì)中,電化學(xué)池通電后產(chǎn)生的微電流信號(hào)極其微弱(一般在nA級(jí)甚至更小),往往淹沒在噪聲中很難采集識(shí)別。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的研究大都采用微電流放大器測(cè)定流過(guò)電化學(xué)池的電流,而微電流放大器反饋電阻的增大會(huì)減弱運(yùn)放的穩(wěn)定性,增加電路的時(shí)間常數(shù),影響整個(gè)電路的精度和靈敏度。因此,信號(hào)采集放大電路部分的設(shè)計(jì)就成為微安培檢測(cè)器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn),也是微安培檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題。本設(shè)計(jì)在恒電位儀反饋回路中串一電阻器采集電流信號(hào),并用數(shù)據(jù)放大器差動(dòng)測(cè)量電

4、阻兩端的電壓,該電路能較好的滿足微弱電流信號(hào)的檢測(cè)要求,克服了現(xiàn)有一些儀器靈敏度越高穩(wěn)定性越差的弊端。 微毛細(xì)管電泳芯片安培檢測(cè)系統(tǒng)的自動(dòng)控制部分是基于32位ARM微控制器LPC2104為核心的控制結(jié)構(gòu),通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)外圍接口電路,實(shí)現(xiàn)了程控電壓源的控制、自動(dòng)增益電路的控制、A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的讀取和處理、按鍵與報(bào)警電路及與上位機(jī)的通訊等功能。軟件采用C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言的混合編程,所有硬件及檢測(cè)過(guò)程由軟件控制,最終能夠?qū)崿F(xiàn)電化學(xué)池中

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