光学比浊法血凝检测关键技术研究

主要介绍了光学比浊法血液凝结检测系统的基本原理、设计方法及其用途,整体介绍了光学比浊法凝血仪的硬件结构设计和基于虚拟仪器的软件编程。系统加入可调的双光源,适应凝血检测的更多项目。软件设计上采用了基于图形化设计的LabVIEW软件,使用灵活,性价比高,易于功能升级。此外,本系统采用两次滤波和电路补偿2项关键技术对采集信号进行数据处理,有效地消除了外部电压和噪声的影响,使得检测结果更加准确,为病例的诊断提供了可靠依据。

凝胶色谱图象计算机分析技术用于DNA检测的实验研究

用计算机图象分析技术对凝胶色谱图象进行分析从而获得DNA分子量和其它参数 构成了数字化凝胶色谱图象计算机系统分析系统。本文介绍了该项技术的实验仪器构成、工作原理及国内外有关的最新发展情况 并结合临床实验给出了实验分析结果。

集成一体化智能熔点仪关键技术研究

在医药、化学试剂、香料、印染等行业,通过对有机结晶物的熔点测量来确定其是否合格,熔点仪作为测量物质熔点的仪器发挥着不可缺少的作用。本文介绍了一种集成一体化的智能熔点仪的硬件电路结构和软件程序设计,该仪器具有硬件结构简单,软件算法科学的特点,能够低成本高精度的实现对温度的控制,从而准确的测量出晶体的熔点。

微流控技术在多领域的应用进展

近十几年来,微流控芯片凭借其微型化、集成化及在多学科交叉方面的独特优势得到了迅速的发展,已应用于众多领域,并取得了显著成果,显示出广阔的应用前景。本文就微流控技术在生命科学、食品检验、环境监测、刑事科学和军事科学等领域里的应用加以阐述,着重介绍其在生命科学领域里的应用,同时对微流控技术的未来发展予以展望。

微流控芯片计算机辅助设计、辅助制造方法研究

介绍了一种采用计算机辅助制造中快速成型技术实现微流控芯片快速制作的方法。采用VB二次开发工具(VBA),在计算机辅助设计(CAD)二次开发平台上建立微流控芯片三维CAD立体模型,并通过计算机软件算法对CAD模型进行分层切片,为实现微流控芯片计算机辅助制造提供加工数据。文中针对微流控芯片加工精度要求高的特点,提出了采用位图数据图像格式(BMP)数据格式取代快速成型分层切片中常用的三角面片数据格式(STL),并对具体实现方法进行了详细介绍。

细胞内钙离子浓度检测关键技术

研究并设计了用于活体单细胞内钙离子浓度定量检测的微流控荧光检测系统。首先用微流控芯片完成细胞的培养、染色、驱动和定位等操作,接着分别用波长为340 nm和380 nm的单色光去激发染色后的细胞使之发出荧光,并用光电倍增管(PMT)和电荷耦合器件(CCD)采集荧光强度和荧光图像,最后利用荧光比值法计算出细胞内钙离子的浓度。同时,使用该系统记录了高K^+刺激下细胞内钙离子浓度的变化。结果表明此系统稳定可靠,测量数据准确,满足生理学研究中检测活体细胞内钙离子浓度的需要。

微流控分析芯片快速制造方法研究

介绍了一种采用计算机辅助制造中快速成型技术实现微流控芯片快速制作的方法。采用VB二次开发工具(VBA)为开发工具,在计算机辅助设计(CAD)二次开发平台上建立微流控芯片三维CAD立体模型,并通过计算机软件算法对CAD模型进行分层切片,为实现微流控芯片计算机辅助制造提供加工数据。文中针对微流控芯片加工精度要求高的特点提出了采用位图数据图像格式(BMP)数据格式取代快速成型分层切片中常用的三角面片数据格式(STL),并对具体实现方法进行了详细介绍。

凝胶色谱用于DNA检测的实验研究

本文叙述了凝胶色谱用于DNA检测的实验仪器构成、工作原理以及国内外最新发展情况。通过利用计算机图像分析技术对凝胶色谱图象进行分析从而获得DNA分子量和其它参数，构成了数字化凝胶色谱分析仪，同时结合临床实验给出了该仪器的实验分析结果。

基于CO_2激光雕刻机的微流控分析芯片快速制造系统的研究

本文介绍一种在对现有微流控芯片加工方法进行综述的基础上,利用激光雕刻加工微流控芯片的方法。基于CO2激光雕刻机控制器原理及图像处理理论,开发研究针对BMP图像文件格式适用于激光雕刻的软件,通过图形处理生成加工路径文件后,经过再处理得到插补数据,利用半步偏差-几何最优法插补程序实现对X,Y轴步进电机和激光电源的控制,从而实现雕刻加工,将激光雕刻加工出的盖片和基片进行键合,从而制作出微流控芯片。

光学法血液凝结检测系统研究

论文主要介绍了光学法血液凝结检测系统的用途,基本原理和设计方法。从整体上介绍了光学法凝血仪的硬件结构和基于虚拟仪器的软件设计,其中详细介绍了软件设计流程,包括数据采集流程和检测流程。并且介绍了数据处理方法,显示了实验结果。本检测系统硬件结构简单,软件采用双线程,使用灵活、易于功能升级。

用于恶臭气体检测的微型气相色谱柱的研发

基于微流控芯片的微型气相色谱柱可实现对微量恶臭气体的快速有效检测。给出了微流控芯片上微型气相色谱柱的检测机理和实验数据。该芯片利用喷砂加工技术在尺寸为115 mm×60 mm×6 mm硼硅酸玻璃晶圆上加工出半圆截面的S形微通道,再用热键合技术将具有同样沟槽的两基片对接,得到内径为1 mm的圆形截面沟槽,沟槽有效长度为1.8 m。根据恶臭气体的性质,在沟槽表面涂敷聚乙二醇作为固定相。所开发的芯片对丙酮气体的检测要优于不锈钢色谱柱。利用该芯片进一步对丙酮和乙醇混合气体进行分离实验,分离度可达3.1,分离性能良好。

基于流动聚焦结构的微液滴形成机理

基于COMSOL Multiphysics 4.3的两相流模型,通过数值模拟研究了基于流动聚焦结构微通道内液滴形成机理及影响因素。通过水平集方法考虑表面张力的影响,实现对油-水界面的追踪,获得了W/O液滴的形成状态,并对影响微液滴体积大小的关键因素进行了研究。结果表明,微液滴的形成分为液滴头部伸长和液滴颈部断裂两阶段,整个过程中连续相对分散相产生夹流聚焦效应;两相流速及连续相黏度是影响液滴体积大小的关键因素,分散相流速一定的情况下,连续相流速增大,液滴的体积减小;连续相流速一定的情况下,分散相流速增大,液滴的体积增大。连续相和分散相的流速比越大,所生成的液滴体积越小;随着连续相黏度的逐渐增加,所形成液滴体积明显减小。通过对比分析,得出数值仿真分析结果与已有实验结果基本一致,验证了仿真理论分析的正确性。

微流体内基于水力聚焦的单细胞流形成的仿真

基于COMSOL Multiphysics5.2仿真模型,数值模拟了在宽100μm的微通道中以水力聚焦形式形成单列细胞流,并在聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为主体材料的微流控芯片实验中得到验证。在COMSOL仿真软件中建立层流、粒子追踪模块物理场,通过建立二维模型对十字通道状态下的两种微粒进行水力聚焦仿真,并在设计加工芯片基础上搭建水力聚焦实验系统。发现无论是在仿真软件还是实际的实验系统中,通过调节鞘液通道和主通道的层流速度比例可以有效控制中心层流宽度;并且不同的粒子在相同的流体中所受到的阻力只与细胞的直径和流速有关,与其他参数无关。

飞机跑道摩擦系数测试车软件设计

研究开发了用于测量飞机跑道摩擦系数的测试车。该测试系统的硬件由机械系统和电气系统组成,主要完成测量轮的升降和上位机与下位机之间的数据通信等任务。软件程序采用基于图形化设计的LabVIEW开发系统,引用双线程的设计思想,提高了程序的运行效率和采集数据的精度。根据阶跃响应不变法自行设计了数字低通滤波器,在计算摩擦系数之前对数据进行滤波,抑制了噪声的干扰,提高了数据的准确性。此软件系统除了能够完成摩擦系数的实时计算、显示、打印和存储外,还在历史数据查询的基础上能够对测量位移范围内任意100 m的摩擦系数进行详细查询。试验证明,该测量系统安全可靠、操作简单方便、数据精确重复性好,能够完成自动连续测量的任务。

基于传感器阵列的恶臭气体检测

针对现阶段检测仪器难以对恶臭污染做出感官评价的问题以及气体传感器普遍存在的交叉敏感性现象,开发了一种基于传感器阵列的恶臭气体检测系统。选用三种不同种类气敏传感器组成传感器阵列,以泵吸式串行连接方式为基础完成气路设计。通过偏最小二乘法与恶臭浓度—强度关系结合的方式进行恶臭强度等级的分析计算。实验证明:系统预测恶臭强度与人工嗅辨结果相关性系数为0.986,在恶臭环境监测中具有良好的应用前景。

基于激光三角测距的深基坑水平位移测量

针对传统深基坑支护结构水平位移测量时基准点的选取问题,提出一种基于相位式激光三角测量原理的深基坑水平位移测量方法,无需传统测量方法中的基准点选取即可实现精确测量。介绍了测量方法基本原理并建立相关数学模型,进行了计算机仿真,验证数学模型的正确性,通过理论分析和仿真表明:该测量方法确实有效。

基于光镊原理的光纤激光驱动细胞方法

提出了一种利用聚焦激光通过单模光纤对酵母细胞驱动的实验方法。基于光压产生光镊的原理,在微通道宽度为100μm的微流控芯片中,波长为650 nm、功率为200 mW的红色半导体激光通过单模光纤对酵母细胞进行驱动。其中有两个关键技术对实验起决定性作用,即激光到光纤的高耦合度和在微流控芯片中以水利聚焦形成单列细胞层流。实验结果表明:在该实验条件下,聚焦激光可以通过单模光纤对酵母细胞进行驱动,且平均速度约为25μm/s,达到了一个较高的驱动速度。该实验方法具有结构简单、检测精确度高及设备成本较低等特点。

提高火灾烟雾传感器检测精度的方法

针对目前市面上普遍销售的烟雾火灾报警器存在测量精度不高、报警延时较长的问题,提出一种基于电路和光路两方面的改进方法。首次利用了信号的调制与解调方法,将光信号进行调制从而排除其他干扰光的影响,对电压信号进行差分放大,通过增加光程来提高光的吸收率,从而提高测量灵敏度。通过理论分析、电路设计以及实验,验证可以将检测时间缩短6~10 s,提高检测精度40%以上。

微流控芯片上光纤激光对细胞的作用机理

综合微流控技术与激光技术,对流体环境中细胞在激光作用下的运动情况进行了受力分析,并对其作用机理进行了研究。首先针对不同物理尺寸的细胞在侧向激光作用下的运动轨迹进行仿真,并根据仿真结果来优化设计芯片的微通道结构,提高其分离效率。同时在制作微流控芯片的过程中,将光纤直接固定在模板上用PDMS进行浇注,这样得到的芯片可以直接将激光引入,形成侧向激光对通道内细胞进行干预,并使其运动轨迹发生改变。实验结果表明,在鞘流和细胞液分别以0.2μL/min和0.1μL/min的速度进样时,使用960 nm,200 mW的泵浦激光可以使细胞轨迹发生偏移。实验结果与仿真结果基本相符。

流量对快速气相色谱分离系统的影响分析

芯片式色谱柱具有体积小,效率高,易于集成化等特点,将其引入到色谱分离系统中取代原有的传统色谱柱。利用芯片式色谱柱,针对几种典型的挥发性有机物(VOCs)进行实验。在不同载气流量下对基线值、甲苯响应值以及甲苯、甲硫醚混合气的分离进行对比验证实验,根据其响应值和分离度的大小确定最佳载气流速。在保证色谱柱柱效尽可能高的前提下,确定最佳载气流量为6 m L/min。