【摘 要】
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共聚焦式激光诱导荧光检测方法是毛细管电泳芯片的主要检测手段之一,它较高的灵敏度甚至可以用于单分子检测。然而,大多数共聚焦式LIF检测系统都采用计算机控制和显示,导致检
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共聚焦式激光诱导荧光检测方法是毛细管电泳芯片的主要检测手段之一,它较高的灵敏度甚至可以用于单分子检测。然而,大多数共聚焦式LIF检测系统都采用计算机控制和显示,导致检测系统体积庞大,无法实现小型化和集成化。本文基于ARM9微处理器及嵌入式Linux操作系统,设计了脱离计算机控制的共聚焦式LIF检测系统,实现了芯片的图像观察、荧光信号采集与自动聚焦等功能。本文设计的共聚焦式LIF检测系统的硬件电路包括Z轴电移台控制模块,光路切换模块,高压控制模块,PMT数据采集控制模块以及开关模块。软件系统包括视频图像采集处理模块,荧光采集模块,高压设置模块,手动聚焦模块,开关控制模块和数据存储模块。硬件系统的驱动程序运行在嵌入式Linux操作系统之上,软件系统可以通过对驱动程序中设备操作接口函数的调用控制硬件设备。用户通过触摸屏对检测系统进行操作,观察到的芯片图像或检测曲线显示在3.5寸LCD屏上。采用小型的CMOS摄像头OV9650进行芯片观察,并基于ARM9微处理器的CAMIF开发了摄像头的驱动程序模块,实现了视频图像采集及显示,大大缩小了系统的体积。当系统工作在观察模式状态下,在确定芯片的观察位置后,通过对采集到的图像进行清晰度评价方式实现了自动聚焦。利用本文设计的检测系统,观察到了被分离样品在“十”字型毛细管电泳芯片中的进样和分离过程的状态,为生物芯片的设计、研制及样品分离条件的确定,提供了有力的实验依据。该系统对不同浓度的罗丹明B样品进行了电泳分离实验,系统的最低检测限为1×10-7mol/L,系统的信噪比及重复性达到了设计要求。
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