低成本聚合物微流控芯片加工技术综述

针对传统微流控芯片加工方法成本高昂、耗时长的问题,近年来出现了多种低成本的微流控芯片加工方法,在聚合物、纸等材料上加工、完成了能够满足其应用需求的微流控芯片。对当前各类基于聚合材料的低成本微流控芯片加工技术进行了梳理和总结,并对未来低成本微流控芯片的发展进行了展望。     

基于FPGA的微流控芯片电泳控制系统设计

设计一套基于FPGA的微流控芯片的电泳控制系统。该系统采用具有大量控制端口的FPGA作为系统的控制芯片,同时为了节约控制端口,选取串行控制的A／D与D／A芯片;采用USB2.0高速传输接口与上位机通信,满足了实施控制与数据上传的要求;采用VerilogHDL语言对芯片编程后,可同时对30个PCR芯片实施控制,另外还编写了基于Windows XP的驱动程序与控制软件。     

基于仿生微流控技术的肠道器官芯片构建

人体肠道具有复杂的生理环境,存在肠上皮细胞形成的绒毛结构以及流体剪切力、肠道蠕动 等力学条件,且肠道中与人体共生着大量微生物,这些与人类的健康息息相关。对于肠道的研究,传 统的体外细胞培养手段不能完全模拟肠道复杂的生理环境,具有局限性。该研究设计了一种基于微流 控技术的肠道器官芯片,通过将肠细胞培养于绒毛状基膜,结合流体剪切力来模拟人体肠道的结构与 功能。结果显示,该肠芯片重现了肠道的绒毛结构与屏障功能,提高了黏液的表达量,并实现了肠道 菌在肠芯片上的实时观察,可以成为在体外研究肠道微生物与宿主相互作用的有力工具。     

聚二甲基硅氧烷微流控芯片的制备

采用印刷电路板技术加工出芯片模具,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料制作出微流控芯片。该芯片由基片和盖片组成,微流控沟道位于基片上,深度和宽度分别为75μm和100μm,由盖片对其进行密封。考察了有绝缘漆模具和无绝缘漆模具制作的芯片的电泳分离情况。在该PDMS微流控芯片上对用异硫氰酸酯荧光素标记的氨基酸进行了电泳分离,当信噪比S/N=3时,最小检测浓度达到0.8×10-11mol/L。     

应用于肿瘤细胞基因表达水平分析的微流控芯片

近年来快速发展的微流控技术为单细胞基因诊断的基础研究提供了一个有力的平台,微流控芯片具有样品和试剂低消耗、快速实时、大量样本平行处理等优点,还可以使分析过程自动化、防止污染以及完成自动高效的重复实验。本文主要介绍一种用于高通量单细胞基因表达水平分析的微流控芯片技术平台。芯片集成了单细胞捕获、裂解、纯化、逆转录等生物样品处理单元,通过内置气动微阀实现细胞反应腔的独立寻址,从而实现单细胞处理与分析整个过程的自动化操控。实验结果显示了此平台可以实现基因表达水平稳定性的评估,具有应用于肿瘤早期诊断领域的潜力。     

微流控芯片及其应用

单层BD碟片容量为25GB、双层为50GB,基本上可以满足完全高清节目的记录播放。但是随着3D技术和互动技术的介入以及超大容量数据存储需求的增长,目前的BD标准将面临挑战。本文以工程实践的角度介绍了3种BD碟片的物理结构,并以此为基础,结合当前光存储领域的最新技术,从存储密度和数据传输率两方面展望了BD技术的发展趋势。     

基于微流控芯片的循环肿瘤细胞的分离、检测技术

循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells,CTCs)是自肿瘤原发灶或转移灶脱落进入外周血液循环的肿瘤细胞,是肿瘤远处转移的标志。CTCs有助于癌症的早期诊断、判断疗效、个体化治疗方案制订及诊断预后。随着检测技术的不断改进,CTCs检测成为临床研究的热点,其中,微流控芯片以其高通量高效率以及低成本的特点迅速发展并被广泛研究应用。该课题对CTCs最新检测方法的研究以及未来的发展趋势进行综述,特别剖析结合微流体技术和纳米技术的微流控芯片是如何被应用于循环肿瘤细胞的分离、富集以及检测的,评估各种方法的优缺点,并探讨未来循环中流细胞检测技术的难点和方式。     

基于微球均匀排布的外泌体检测微流控芯片

基于微机电系统(MEMS)微纳加工工艺和聚二甲基硅氧烷(PDMS)软刻蚀技术设计制造了一种外泌体检测芯片,芯片内部包含排列整齐的微柱阵列,用于实现微球在芯片内的均匀排布。利用该芯片成功实现了对外泌体的定量测定,检测下限可达到10~4个/m L,拟合函数的确定系数R~2为0. 996 5。与现有的芯片相比,芯片结构简单,响应快,可重现性好,避免了对外加场的依赖,有着一定的临床应用前景。     

微流控芯片的材料与加工方法研究进展

综述了微流控芯片的制作材料及其加工方法的研究进展.在介绍了传统硅质材料,如硅、玻璃、石英等的基础上,着重描述了高分子聚合物材料在微流控芯片的应用趋势.针对不同材料,详叙了其材料特性、应用范围及加工方法.特别介绍了一些新的加工方法,如激光刻蚀法、软光刻、LIGA方法在该领域的应用.针对微流控芯片的材料与加工做了一个简要而...     

面向PCR微流控芯片的多通道温控系统

基于PCR微流控芯片,研究和设计了一套多通道温度控制系统,实现了温控功能并应用于PCR扩增试验.系统由硬件电路搭建和控制软件编写共同实现.温度信号由AD590采集,经过CD4051选通,由TLD0832将模拟信号转换为数字信号,传送给AT89C2051.单片机根据负反馈算法对信号进行处理,得到控制指令,经过TLC5620得到模拟信号,控制驱动电路.利用汇编语言编写功能软件,包括A/D,D/A转换程序、跳转程序和系统闭环程序.通过自主设计的硬件电路和控制软件,实现了微型PCR微流控芯片的多通道温度控制系统.实验结果表明,系统符合PCR扩增原理的要求,升温迅速,控温准确,可用于PCR扩增试验.     

基于微流控芯片的单细胞图像观测系统的设计

目的:微观检测福尔马林固定单细胞病理实验的固定过程。方法:在恒温条件下,在微流控芯片上培养活体细胞样品,对细胞核DNA进行染色,利用液体静压力驱动和电渗驱动相结合的方式将细胞输送到图像观测位置,注入10中性福尔马林浸泡,利用荧光显微镜观察细胞固定过程中的形态变化。结果:基于微流控芯片的单细胞图像观测系统的设计认知和总结福尔马林对组织细胞"固定"的作用效果和应用价值。结论:对福尔马林细胞固定作用效果的总结,使工作实践有所借鉴,充实专业内容,进一步提高病理制片质量。     

IC检测的图像预处理及芯片定位

全自动上芯机是用于芯片生产后工序的关键设备之一,机器视觉伺服系统是提高该设备产能和质量的关键系统,而图像预处理和芯片定位是其机器视觉的关键技术之一。为了消除采集图像与真实图像之问的差异,实现芯片精确定位,采用中值滤波算法和直方图算法实现图像的去噪和增强,并分析了图像相似性测量算法实现快速模板匹配。实验结果证明了算法的有效性和可靠性,为进一步提高芯片缺陷检测的精度提供了保障．     

面向智能交通系统的图像处理

图像处理在智能交通系统（ＩＴＳ）中扮演着极其重要的角色。文章综述了目前ＩＴＳ领域中所广泛采用的图像采集设备、图像处理硬件和图像处理软件,并给出了大量的应用实例。最后,结合目前的研究成果对其今后的发展进行了展望。     

基于小波能量元和改进双阈值函数的微流控芯片信号去噪方法研究

微流控芯片技术是一种新型的分析检测技术,可广泛应用于生物、化学、医学等领域。为提高微流控芯片信号去噪效果,本文提出了一种基于小波能量元和改进双阈值函数的去噪方法。构建了基于指数和对数函数的小波能量元双阈值函数,继而设计了微流控芯片信号去噪算法。以模拟的微流控芯片信号为研究对象,对比选择db4小波基进行了4层分解去噪仿真实验。仿真结果表明,本文方法优于现有的普通阈值法、空域相关法和能量元浮动阈值法。该方法已应用于自主研发的非接触式微流控芯片便携式分析诊断仪,去噪效果良好,有效提升了设备性能。     

脊波变换及其在图像处理中的应用

Ridgelet是继小波变换(Wavelet)后提出的一种新型的多尺度分析方法。对于图像中的直线状和超平面的奇异性问题,Ridgelet变换体现了比Wavelet变换更好的处理效果。文中给出了Ridgelet变换的概念及其实现算法,将Ridgelet应用于图像去噪,并和小波去噪加以比较说明其优越性。     

一种离心式微流控生化分析芯片

文章介绍了一种低成本、快速、自动化的离心式微流控生化分析芯片。该芯片通过整合样本前处理和多生化指标检测,采用了多级微流道与虹吸微阀相结合的方式把样本的前处理、样本输送、样本与生化试剂反应等过程集成于一体,并通过比色检测获得各个生化检测项目的结果。实验结果显示芯片比色孔光程的精密度的变异系数在0.08%~0.52%,通过血糖结果的精密度评估的芯片对样本和稀释液定量以及两者混合的精密度变异系数为1.4%,同时使用芯片测定15个生化项目的日间和批内精密度均小于3.5%,这表明该离心式微流控生化分析芯片符合临床检测要求。     

基于智能定位技术的无人物流车辆智能监控系统设计

传统的无人物流车辆智能监控系统监控图像清晰度差,监控速率慢。为了解决上述问题,基于智能定位技术设计了一种新的无人物流车辆智能监控系统,系统硬件传感器模块选用选用MCJS系列角度传感器,无人物流车辆定位模块选用ZM516X定位模块,支持Mesh网络,监控平台为LAND-LDRTU款无线远程监测终端RTU,内部配置实时监控系统,在C/S模式下设计应用系统程序。实验结果表明,基于智能定位技术的无人物流车辆智能监控系统监控图像清晰度高于传统监控系统42.58%,监控速率高于传统监控系统17.22%。     

基于视觉定位的数控机床智能刀柄系统

针对航天领域某大型工件人工配打孔劳动成本高、制造效率低等问题,提出了一种基于视觉定位的智能刀柄系统,利用视觉算法对大型工件的多个安装孔进行自动识别和定位,并通过基准转换方法计算出安装孔在机床下的位置,将视觉补偿后的孔位位置发送给机床,即可实现机床对安装孔位置的自主感知和自动更新轨迹加工。将研究的系统和红外测头测量结果进行实验比对,结果表明,视觉定位平均误差0.05 mm,实际工件配合误差要求不超过0.3 mm,因此,研究的系统能满足实际生产需求。     

基于改进Radon变换的芯片几何特征检测

在分析芯片几何特征检测的基础上,根据Radon变换的基本思想,提出一种用于芯片几何特征检测的改进Radon变换算法,对该算法在矩形芯片边界直线的检测过程中确定边界直线、剔除干扰和加快速度的具体应用进行了研究。试验结果表明,与传统算法相比,该算法可以有效提高识别效率30%,同时具有鲁棒性好及检测结果准确等特点。     

图像处理耦合模板定位的答题卡识别研究与应用

当前大多数机器阅卷中采用的识别算法基于模糊识别,即针对某类型的试卷,更换多种试卷或者同种试卷不同采集方式下很难准确对应,具有一定的局限性。对此,本文提出一个基于OpenCV耦合模板定位的答题卡识别机制。首先基于人机交互划定学号区与客观题区;然后基于图像处理算法定位得到填涂位置,评价填涂结果,完成答题卡识别。本系统模板制作模块由C#编程实现,答题卡识别由C++和OpenCV实现。最后测试本文机制性能,结果表明：与基于模糊识别的普通方法相比,本文机制具有更好的定位效果和识别准确度。