微流体芯片信号采集与处理系统的研制

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1、上海大学硕士学位论文微流体芯片信号采集与处理系统的研制姓名：施志波申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：郑文岭20050201海大学硕士学位论文摘要微流体芯片(Micro—fluidicChip)是近年来刚刚发展起来的一门新兴技术。它是建立在毛细管电泳系统基础之上，与微电予机械系统(MicroElectroMechanicalSystem)、生物化学、分析化学等多学科交叉的研究领域。它在高效快速的分离、灵活性的设计和多功能单元集成方面的潜力引人注目，成为当今的研究热点之一，并已经开始在生命科学、药物化学、医学等诸多领域得到应用，但其检测器的性能不足严重割约了微流体芯片

2、系统的发展。本论文主要在探讨微流体芯片工作原理和信号特点的基础上，本着高灵敏度、低成本、性能稳定、操作简便的目标，开展了微流体芯片信号采集与处理系统的研制工作。论文的主要工作和内容有：(1)总结前人在微流体芯片领域的研究情况，指出了分析仪器国内外研究现状，并分析了其发展趋势{(2)深入了解了微流体芯片工作原理，及其输如信号的特点，研究了相关的数字信号处理理论(有限长单位冲激响应滤波器、小波变换等)；(3)研讨了共聚焦反射式激光诱导荧光检测方法，确定了微流体苍片信号采集与处理系统的总体设计方案，并分模块实现了该系统数据采集器的硬件和软件的设计与制作：(4)编制了位于上位计算机的微

3、流体芯片信号处理与分析软件，实现了谱线的绘制、分析、存储和打印等功能；设计并实现了多种数字信号处理算法。(5)完成了实验系统组装与联调。采用信号模拟的方法，对研制出的信号采集与处理系统进行测试和验证；并用编制的各种数字信号处理算法对模拟产生的电泳谱峰图进行了处理，且对处理结果进行了比较分析。本文的研究为开发一种高灵敏度、性能稳定、操作简便和便携式的新型生化分离分析仪器奠定了一定的技术基础。关键词：微流体芯片，数据采集，数字信号处理，Visualc++V上海大学倾上学位论文ABSTRACTMicro—fluidicChip(MFChip)isarapidlydevelopingt

4、echnology．ItisamultidisciplinarytechnologycomposedofknowledgederivedfromMicroElectroMechanicalSystem(MEMS)，biochemistryandanalyticalchemistryIt’Scharacteristicsofhighseparationefficiency；flexibledesignandmultiRmctionalintegrationattractedtheattentionofthebiomedicalresearchenMFChiptechnologyh

5、asbeenappliedtolifescience，drugdiscoveryandmedicine，however,thescarcityofperformanceofthedetectorlimitsitsfurtherdevelopment．Inthisdissertation，amicro—fluidicchipsignalsamplingandprocessingsystemhasbeendesignedandfabricatedbasedonelectrophoresisprincipleonmicro—fluidicchipandcharacteristicso

6、felectrophoresissignal．ThedesignedsystembearingtheuniquenessoftheMFChip，whichincludesconvenienceofapplication，compactness，cost-effectiveness，stabilityandhighsensitivity．24TheareasunderstudyinthisdissertationalelistedaSthebelowComprehensivereviewofthemostrecentdevelopmentandthetrendsinthedeve

7、lopmentofmicro-fluidicchip．Applicationofdigitalsignalprocessingtheory,suchastheNyquisttheory,finiteimpulsereactionfilterandwavelet，oninvestigatingcharacteristicsofelectrophoresissignalofthemicro·fluidicchip．AconfocalIaserinducedfluorescencedetectio