基于蓝牙的水平程控微电极拉制仪的研制

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1、学校代号10524学号12009406分类号密级硕士学位论文基于蓝牙的水平程控微电极拉制仪的研制学位申请人姓名王威培养单位生物医学工程学院导师姓名及职称刘向明教授学科专业生物医学工程研究方向生物电子论文提交日期2012年5月21日学校代号：10524学号：12009406密级：中南民族大学硕士学位论文基于蓝牙的水平程控微电极拉制仪的研制学位申请人姓名：王威导师姓名及职称：刘向明教授培养单位：生物医学工程学院专业名称：生物医学工程论文提交日期：2012年5月21日论文答辩日期：2012年5月30日答辩委员会主席：姚镜教授ResearchofHorizontalMicropipetteP

2、ullerBasedonBluetoothbyWangWeiB.E.(South-CentralUniversityforNationalities)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinBiomedical&MedicalEngineeringintheGraduateSchoolofSouth-CentralUniversityforNationalitiesSupervisorProfessorLiuXiangmingMay,201

3、2中南民族大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权中南民族大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复

4、制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日中南民族大学硕士学位论文摘要近年来随着生命科学技术的不断发展，膜片钳技术(patchclamp)已经成为细 胞电生理学研究的重要手段之一，其研究工作在我国一些高校和生物研究所实验 室陆续开展起来。膜片钳实验需要二步拉制的玻璃电极，实验成败的关键在于膜片钳系统探头通过玻璃微电极与细胞膜的封接(seal)，除了实验细胞的培养要合 理以外，玻璃微电极的外形、端口直径、阻抗大小及其尖端的光滑度也是非常重 要的。而微电

5、极拉制仪是制作玻璃电极的仪器，对电极性能的影响起着决定性作 用。一台功能强大、性能可靠、操作简单的拉制仪对于膜片钳实验工作的开展有 着很好的促进作用。目前国内的拉制仪生产厂商很少，起步较晚，产品需求几乎全部依赖于国外进口。为了制作出符合膜片钳实验要求的玻璃电极，我们参照美国Sutter公司的 P-97水平程控微电极拉制仪(P-97Flaming/BrownMicropipettePuller)，成功研制 出一款二步式微电极拉制仪，我们对其制作的玻璃电极经过大量的性能测试实验，总结出制作膜片钳实验电极所需的最优参数。新拉制仪系统操作简单，拉制参数设置和保存容易，一次拉制出两根对称电极，

6、已投入武汉大学医学院膜片钳 实验使用。本文首先简单介绍了水平拉制仪的机械结构和拉制原理，详细说明了整个系统的电气控制硬件电路设计和软件设计：采用带有模拟PID调节器的恒功率加热模式；利用位移测量电路配合电磁铁控制电路既实现了拉制仪二步加热模式，又达到了对玻璃管第一步加热拉制长度的精确控制；还有一些环境温度测量模块和显示模块电路使拉制仪系统的工作环境和工作状况清晰地显示在实验操作员面前。本系统使用PC作为拉制仪上位机数据收发终端，单片机控制板作为下位机 终端，两者之间采用蓝牙实现无线通信。所以本文接着对蓝牙的原理、通信协议 做了简单介绍，并详细阐述了拉制仪的蓝牙无线通信系统的设计方法：

7、采用一款BlueCore4-External模块(简称BC4模块)作为蓝牙从设备，利用单片机UART0向 BC4模块发送特定的AT指令完成蓝牙模块工作参数的初始化以实现与PC终端 之间的数据无线交换。接着本文简要叙述了LabVIEW设计应用软件的方法，说明了虚拟仪器VI 图形化编程(G语言)和传统的文本编程方法的区别及各自的优点；简单介绍了拉 制仪系统PC软件界面实现的功能、其前面板设计和部分程序框图等。然后详细讲述了对拉制仪系统制作的玻璃电极进行的性能测