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《大连理工大学》 2010年
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基于CCD的多通道毛细管电泳信号处理研究

朱杰英  
【摘要】: 毛细管电泳作为一种准确而高效的分析方法,在基因测序、流行性疾病筛查、血液和药物筛选等研究中被广泛应用。随着研究工作的不断深入,样品的分析量不断增加,需要进行大量的平行检测以确定样品的种类、结构及其特性。因此,研制高通量的毛细管电泳检测系统,开展多通道毛细管电泳信号检测的研究,已成为亟待解决的问题。 本文根据毛细管电泳信号的激光诱导荧光检测原理,提出了一种基于CCD的多通道毛细管电泳信号检测系统。硬件电路设计以FPGA芯片EP2C8为核心,以QuartusⅡ软件为平台,基于Verilog HDL语言设计了CCD驱动电路及A/D控制等电路模块。CCD输出信号经预处理电路和A/D转换后送入FPGA处理,由FPGA软核处理器进行数据接收,并实现与PC机通信功能,最后由上位机绘制出检测曲线。系统的软件部分包括FPGA软核和上位机数据处理,基于C语言及NiosⅡ平台实现嵌入式软件设计,完成了CCD输出数据的接收和传输。上位机软件基于Visual C++平台,完成信号采集、曲线显示和数据文件保存等功能,建立了良好的人机交互界面。 本文设计组建的多通道毛细管电泳信号检测系统,能同时对四通道毛细管电泳芯片中各通道的不同荧光信号强度进行检测,并同时实现四个通道的检测波形绘制与数据存储。系统具有体积小、高通量、检测效率高、低功耗等特点,有利于毛细管电泳芯片分析系统的微型化和便携化。
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