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《沈阳工业大学》 2006年
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生物芯片PCR过程的温度控制及生物芯片图像处理系统

龚丹  
【摘要】:生物芯片是一种集生物学、化学、微电子学、光学并与计算机技术结合起来而形成的尖端技术,其实质是在硅片、玻璃、凝胶或尼龙膜等基质上有序地点阵排列一系列固定于一定位置的可寻址的识别分子,与经过增扩、转录、标记的样品分子结合或反应,反应结果用同位素法、化学荧光法或酶标记法显示,然后用精密的扫描仪或CCD摄像技术记录,通过计算机软件分析,综合成可读的IC总信息。 本文主要讨论了生物芯片系统一系列操作中的两个方面,一是链式聚合酶反应变温过程的温度控制,二是生物芯片图像处理系统。 链式聚合酶反应(以下简称PCR)是目标分子体外扩增的经典技术,一般是进行20-30个高温解链、低温退火、中温延伸循环,即可完成扩增过程。理论上一次循环可使新生成的目标基因拷贝数增加1倍,20个循环之后目标基因拷贝数是原来的2~(20)倍;但细微的条件波动都会影响扩增量,除对试样的纯度、PCR过程的无尘度和湿度的仔细限制外,温度的控制是整个循环过程中最重要的操作。本文采用了单神经元自适应PID控制器实施温度控制,并根据实际需求,对算法做出适当的调整,既保持了单神经元自适应PID控制器算法简洁、智能调整的优点,又充分满足了生物芯片PCR变温过程对控制精度要求。 生物芯片图像处理系统包括了图像的预处理、样点信号识别和实验结果数据管理三个环节,其中生物芯片样点信号的准确、快速识别是进行生物芯片数据处理与管理的基础、前提,也是关键,本文提出了一种基于线积分的生物芯片图像样点信号识别方法,它不同于传统识别方法之处在于从静态的区域划分升级为动态的区域划分,对生物芯片的阵列数无限制,也无需事先知道阵列的大小,是通过对生物芯片图像的灰度进行统计,分析其规律和特征,将样点区域提取出来,再进一步识别出真正的信号位置,给出最终的报告。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN492;TP391.41

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