基于FPGA的高精度光子计数检测系统研究

为了实现微弱光信号的高精度检测,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的光子计数检测系统.采用高灵敏度的光电倍增管作为光电转换器件,有效地实现微弱光信号的获取与处理.基于FP-GA,设计了时序控制模块、光子计数模块、串口通信模块、存储模块和键盘扫描控制模块,完成信号的处理与存储.使用该系统对三磷酸腺苷(ATP)样品...     

基于化学发光磁酶免疫的HCG检测系统研究

介绍了一种基于化学发光磁酶免疫分析技术测定人绒毛膜促性腺激素(HCG)的检测系统。该检测系统通过良好的屏蔽和抗干扰设计,以高速高频的FPGA器件完成光子计数,实现对HCG的定量检测。对HCG抗原溶液的检测结果表明,检测系统在HCG抗原浓度为0.06～600ng/mL范围内线性关系良好,相关系数R=0.951。对检测系统进行重复性测试,变异系数为0.61%,重复性较好。该系统具有小型便携、灵敏度高、重复性好等特点,在疾病标志物现场检测领域具有较为广阔的应用前景。     

针对肺癌标志物CYFRA21-1检测的三通道高精度光学检测系统

构建了一种针对肺癌标志物细胞角蛋白19的可溶 性片段CYFRA21-1的三通道高精 度光学检测系统。系统基于 磁酶免疫分析实验的特点,通过巧妙的机械结构和精确的控制系统设计,利用FPGA高频计数 功能、NIOS核控制功能,配 合自己编写的上位机软件,实现了对CYFRA21-1的定量检测;在确保 高精度的前提下,实现了3个通道的同时检测,大大 节省了检测时间,提高了检测效率。通过多次实验验证,系统3个通道间干扰小、一致性好 ,相对偏差小于1%。在CYFRA21-1 抗 原溶液检测实验中,系统在CYFRA21-1浓度为2~100 ng/mL范围内线性关系良好, 相关系数为0.979。系统具有小型便 携、灵敏度高、检测时间短和重复性好等特点,为疾病标志物的快速检测提供了强有力的工 具。     

一种神经信号压缩感知检测方法

针对无线传感器在神经信号检测领域需要低功耗设计的需求,设计了一种利用压缩感知方法对含动作电位的神经信号进行分段压缩的方法。首先,通过构造冗余字典,实现了对原始神经信号的稀疏化表征;然后构建了测量矩阵,实现了对原始神经信号的压缩;最后,利用稀疏分解算法,实现了对原始神经信号的重构。利用测量到的大鼠脑部神经信号对设计的方法进行实验测试,结果表明,在压缩比为10：1及以下的情况下,可以实现对含动作电位的神经信号的分段压缩和可靠重构。     

双模态神经信息检测分析仪器研制

针对神经科学基础研究对神经信息检测仪器的迫切需求,研制了双模态神经信息检测分析仪器。该检测仪由中央控制模块、电生理检测模块、电化学检测模块、数据采集模块及多通道神经信息分析处理软件组成,能实现128通道神经电生理信号和8通道神经电化学信号的检测。采用模拟神经信号发生器对该分析仪进行了电生理检测模块性能测试,能实时检测、分析处理128通道的微弱神经电生理信号,提取的Spike信号峰-峰值为320 μV。结合64通道离体微电极阵列,采用电化学循环伏安扫描可实现对不同浓度抗坏血酸溶液的检测。实验结果表明,该分析仪能实现对微弱神经电生理和递质电化学信号的检测,为神经信息双模检测奠定了技术基础。     

基于FPGA的三通道高精度光学检测仪

为了实现微弱光信号的快速高精度检测,设计了一种基于FPGA的三通道高精度光学检测仪.该仪表利用灵敏度极高的光电转换模块作为感光元件,将光强信号转换为数字脉冲信号,之后利用FPGA对脉冲信号进行高频计数,通过脉冲频率反映光的强弱.在FPGA内部构建了NIOS Ⅱ作为整个仪表的控制核心,并移植了μC/OS-Ⅱ操作系统,实现对键盘、液晶、步进电机等模块的控制功能.系统采用了三通道设计,可以同时测量三种不同待测试剂,且三通道间相互干扰小,一致性好,系统噪声低,大大提高了检测效率.在实际发光检测应用中,该仪表灵敏度高,线性度好,检测时间短,成为现场快速光学检测的有效工具.     

基于生物发光磁酶免疫的现场快速检测用便携式细菌检测仪(英文)

为了能够现场快速特异性检测大肠杆菌,研制了基于生物发光磁酶免疫的便携式检测仪,检测仪由光子计数单元、中央处理单元、温度控制单元和电源管理单元组成.温度控制单元可以提供恒定的温度37℃,适于培养和现场检测.提出一种改进的、将免疫磁珠与生物素化兔抗大肠杆菌抗体偶联的检测方法,能够一步直接测定大肠杆菌浓度.对浓度为23.00 CFU/mL～2.25×107CFU/mL的大肠杆菌菌液进行快速检测,仪表检测值与传统培养法结果在对数下呈良好的线性关系,相关系数为0.965 7,系统的检测灵敏度为0.478 7.对样品进行重复性测试,变异系数为4.48%.该集成了温度控制单元的检测仪便携、易于操作、检测成本低,将在食品卫生和安全、环境监测、疾病诊断等领域具有潜在的应用前景.     

基于微丝电极的神经电信号检测系统研制

研制了一种生物神经电信号检测系统.该检测系统采用微丝电极作为信号采集传感器,经过微弱信号调理仪器对微弱神经信号进行放大、滤波等处理,开发基于LabVIEW的上位机软件对所采集的信号进一步分析、显示以及存储等.实验中仪器噪声小于20 μV的条件下检测到了幅值为160 μV神经电信号,S/N≈8,结果表明:本检测系统可实现对微弱神经电信号的检测.