基于图像处理的家蚕吐丝管轮廓检测方法研究

作为自然微系统,家蚕在吐丝过程中表现出良好的微流动特性,其吐丝管结构与吐丝机理分析是研制仿生微通道和微流体系统的关键。以五龄家蚕为实验对象,通过石蜡切片和显微观察技术获得家蚕吐丝管断面切片及其图像;在Matlab和UG等软件中,运用图像处理技术对家蚕吐丝管切片图像进行滤波、分割、边缘提取、轮廓拟合与修复等操作,提取五龄家蚕吐丝管断面轮廓的显微图像;利用Image-Pro Plus6.0软件进行家蚕吐丝管轮廓尺寸测量。结果表明,图像处理技术可用于家蚕吐丝管轮廓检测,能够满足精度要求,为家蚕吐丝管的三维重构和内部微流动特性检测等后续工作奠定基础。

基于微细加工技术的高精度荧光检测生物芯片

荧光检测生物芯片在生命科学研究及诸多相关领域已经得到了广泛应用。利用荧光修饰核酸探针可以在液相态中检测到c-fos mRNA致癌基因信息或病毒性核糖核酸(RNA)。通过微细加工技术分别制造了变深度微沟道和变宽度微沟道,目的是找到微生物荧光检测芯片中的最佳检测宽度和深度,并对检测装置中光学滤波片进行了优化。芯片采用最优尺寸和装置采用优化过的荧光滤波片,不仅大幅缩短了检测时间,节省了荧光探针试剂,而且还提高了芯片荧光检测灵敏度。实验结果表明:当荧光检测系统的微沟道深度为500μm、宽度为200μm,并使用(480±15)nm的带通滤波片时,荧光修饰核酸探针的探测灵敏度从通常的20 fmol(即2×10-14 mol)减低到50 amol(即5×10-17 mol),提高了约400倍,大大提高了系统的检测精度。

平面光波导生物传感器微流通道的不可逆封合

提出采用不可逆封合技术来解决可逆封合的平面光波导生物传感器的微流通道在注入液体压力较大时会出现漏液的问题。分别采用等离子体法、氧化法、紫外灯照射法和紫外胶法实现了聚二甲基硅氧烷(PDMS)和绝缘材料上的硅(SOI)波导的不可逆封合。首先,采用4种实验方案分别处理PDMS和SOI波导表面,测试了经上述几种方法处理后微流通道与波导的粘合能力的强弱。然后,定量分析PDMS和SOI波导的封合效果。最后,经过实验比较得出用等离子体处理PDMS和SOI波导表面得到的不可逆封合效果最好的结论。文中也讨论了其他实验因素对粘合程度的影响。