微小化总体分析系统和性病芯片检测系统简介

本文主要介绍我公司最近正在研究开发与生物医学仪器有关的两个项目：微小化总体分析系统（核酸扩增基因芯片杂交检测仪）和性病芯片检测系统（洒病奈氏菌、沙眼衣原体、解脲脲原本检测基因芯片）。     

基于LabVIEW的基因芯片扫描DAQ系统的构建

介绍了一种用于PMT型基因芯片荧光检测中的芯片扫描和数字信号采集系统,该系统基于LabVIEW构建,具有高灵敏度,灵活快速扫描,和软件多线程并行处理等优点,可以有效地完成荧光信号检测的目的。     

HPV基因芯片检测装置的匀光照明设计

人乳头瘤病毒(HPV)基因芯片检测装置可读取与分析HPV芯片的杂交点信号值,进而区分不同的HPV病毒类型,而检测装置照明的均匀性关系到HPV芯片图像处理算法的可靠性与难度。为实现均匀照明,优化了矩形LED阵列排布并配置匀光扩散板。首先,分析单个LED灯珠的辐射强度分布,建立矩形LED阵列的理论模型;然后,在仿真软件中建立4行8列的矩形LED阵列模型;最后,搭建HPV基因芯片检测装置进行实验测试。实验结果表明,该照明系统能使70 mm×20 mm的目标被照面的灰度均匀度达到95.6%,满足了HPV基因芯片检测装置均匀照明的要求。     

开放式基因芯片杂交体系可行性研究

在对基因芯片杂交环境采用开放式设计,建立开放式板式温控体系,并利用CCD成像体系对基因芯片杂交结果进行分析。结果表明开放式基因芯片杂交体系是可行的,降低基因芯片杂交对杂交环境的要求,提高杂交效率,减少人为影响。     

实时数字PCR扩增曲线的分类

传统的数字PCR检测仅针对扩增终点的核酸样本执行终点式的荧光分析,依据反应后的荧光图像进行阴阳性统计及样本浓度计算,分析结果极易受假阳性及非特异性扩增影响。本文提出了一种基于过程的实时微孔式数字PCR芯片阴阳性分析方法,从时间维度对数字PCR结果进行定量分析,提高数字PCR检测的准确性。设计支持实时数字PCR分析的硬件系统并与终点式数字PCR仪进行对比,验证系统性能。在此系统上检测不同浓度的人类Ⅳ型疱疹病毒样本,获取实时扩增曲线,采用支持向量机算法对扩增曲线的特征进行学习并应用于检测曲线分类。实验结果表明,所设计的实时数字PCR系统与终点式数字PCR仪扩增结果具有高度一致性。本文所述的基于支持向量机的分类算法对扩增曲线的分类准确率达到98%以上,能准确识别假阳性及非特异性扩增微孔。相比于传统阈值分割法,本方法对阳性点识别的平均准确率提高了17.60%,并且目标模板拷贝数越低,效果越明显。与传统的终点式数字PCR相比,本文提出的基于实时数字PCR系统的数据分析方法具有准确性更高的优势,尤其在低拷贝数检测下可以获取更为精确的定量结果。     

基因芯片荧光靶点显微成像自动调焦控制

在基因芯片荧光靶点阵列图像CCD扫描采集系统中,显微成像自动调焦控制是进行芯片杂交信号荧光靶点图像采集的先决条件.在定义图像清晰度评价函数的基础上,通过对实时采集的显微图像进行清晰度评价函数计算,采用基于粗精结合原则的自动调焦控制策略,实现了荧光靶点显微成像自动调焦控制.调焦控制实验表明,该方法显著提高了基因芯片荧光靶点图像聚焦和采集的效率.     

食源性微生物检测基因芯片图象自动识别方法的初步研究

样点识别是生物芯片信息处理的基础.本文通过分析基因芯片的图象特征,提出了基于变形模板技术的基因芯片杂交样点自动识别方法.以芯片设计点样阵列为模板,建立了芯片杂交样点的变形模板模型,用多个参数表征了模板的平移、旋转和缩放.结合图象的特征设计了变形模板的能量函数,采用遗传算法搜索变形模板,实现了变形模板与杂交样点的最佳匹配.实验结果表明,该方法具有很好的稳健性和较快的收敛速度,能够准确识别杂交样点.     

聚合酶链反应（PCR）技术与基因扩增分析仪器（PCR仪）

较为全面地论述了聚合酶链反应(PCR)技术与基因扩增分析仪器(PCR仪).较为详细地阐述了PCR基本原理、PCR结果的检测与分析、实时定量PCR技术、影响PCR效果的因素、PCR技术的应用、PCR仪器的现状及其发展方向.     

实时荧光PCR芯片及其检测平台的设计

研制了一款实时荧光PCR芯片及其检测平台.其中PCR芯片实现样品的预处理及实时荧光反应等功能;检测平台实现实时荧光检测、分析及处理等功能.该检测平台由注射泵系统、实时荧光信号采集系统和PCR温度控制系统等组成.并成功地实现了从血液中提取白细胞及同一腔体中PCR反应、检测以及分析等.实验结果表明,该系统能满足实时荧光PCR芯片的控制与检测实验结果,达到了设计各项指标.     

基因芯片识别系统设计与实现

介绍了基因芯片杂交反应结果识别系统的设计与实现方法.该方法有效的克服了背景噪声的干扰,实现了着色芯片的自动识别;并可进行杂交反映结果分析,自动生成诊断报告.