【摘 要】
：
基于扩增的数字化基因定量检测技术可实现核酸分子的高特异性、高灵敏度绝对定量,在临床医学及生命科学研究中具有重要的研究价值。与液滴微流控技术相结合,数字LAMP技术无需精密的温度循环过程,在恒温条件下即可完成目的核酸分子的指数级扩增,在核酸分子的现场快速定量检测中具有广阔的应用前景。在液滴微流控样品划分中,阶梯乳化由于其所生成液滴尺寸主要依赖于微通道的几何参数,具有对驱动流速不敏感、易集成等优势,特
论文部分内容阅读
基于扩增的数字化基因定量检测技术可实现核酸分子的高特异性、高灵敏度绝对定量,在临床医学及生命科学研究中具有重要的研究价值。与液滴微流控技术相结合,数字LAMP技术无需精密的温度循环过程,在恒温条件下即可完成目的核酸分子的指数级扩增,在核酸分子的现场快速定量检测中具有广阔的应用前景。在液滴微流控样品划分中,阶梯乳化由于其所生成液滴尺寸主要依赖于微通道的几何参数,具有对驱动流速不敏感、易集成等优势,特别是离心式阶梯乳化通过巧妙的结构设计只需单一离心力即可完成单分散液滴的高通量生成,极大减低系统及操作的复杂程度。本文立足于生物信息精密测量领域中核酸分子的绝对定量检测,对基于离心式阶梯乳化微流控芯片的液滴数字LAMP技术进行研究,完成离心式阶梯乳化微流控芯片设计、液滴数字LAMP系统构建以及SARS-CoV-2 N基因的定量检测。本论文的具体研究内容如下:（1）分析阶梯乳化液滴生成机制及液滴直径、液滴生成状态的影响因素,针对液滴数字LAMP的样品划分需求,设计离心式阶梯乳化微流控芯片的通道结构参数,测试离心转速与通道结构对于所生成液滴直径及均匀性的影响,实现单分散液滴的稳定生成。（2）为抑制LAMP反应过程中恒温加热导致的油相损耗与液滴融合,通过设计三层式结构的微流控芯片来改变PDMS的透气性及改进芯片的密封性,保证液滴数字LAMP的稳定进行。（3）以离心式阶梯乳化微流控芯片为液滴生成器件,以离心进样仪为液滴生成仪器,以平板PCR仪为恒温扩增仪器,以荧光显微镜为荧光成像仪器,构建液滴数字LAMP系统,实现LAMP反应体系的片上液滴生成、扩增及定量检测。（4）针对COVID-19精确、快速诊断的技术及仪器需求,设计SARS-CoV-2 N基因的引物序列构建LAMP反应体系,并测试扩增效率与特异性,进而利用离心式阶梯乳化微流控芯片实现SARS-CoV-2 N基因的液滴数字LAMP定量检测。
其他文献
动态坐标测量是开展运动过程监控与建模的基础。视觉测量方法因其精度高,非接触式测量等特点,在动态坐标测量领域具有重要应用,但基于面阵传感器的双目系统帧率有限,在高速测量方面存在局限性。基于线阵传感器的双目正交分光成像系统速度快、分辨率高,在动态测量中具有较大的发展潜力。然而目前该系统仍存在光斑坐标提取效率低、结构参数难以确定、同名点匹配困难等不足。针对上述问题,本文从实时多光斑亚像素级定位、系统结构
基于深度学习的立体匹配方法,将模型建立在学习复杂图像特征的基础上,避免了人工特征一致性信息表达能力不足的问题,从而获取高精度、高鲁棒的深度数据,满足了无人驾驶、机器人引导等工程任务中三维信息精准感知的需求。然而,现有基于深度学习的高精度立体匹配方法对计算成本有着较高要求,难以在计算资源受限的条件下实现。针对这一问题,本文采用基于门控循环单元（Gated Recurrent Unit,GRU）的循环
激光扫描测量系统是一种新型光学大尺寸测量系统,凭借其可拓展的分布式网络测量模式、高精度多任务并行测量等优势,已经广泛应用于飞机、船舶等大型装备制造领域。测量系统以旋转激光平面作为媒介,结合时空转换原理实现角度交会定位,其中光电信号时域信息的精确性是影响测量精度的重要因素。测量系统中同步光信号标志着发射站的转台单周旋转至零位起点,提供扫描光旋转的基准时刻。信号处理电路根据同步光与扫描光信号的时间间隔
磁流体动力学（MHD）角振动传感器具有抗冲击、宽频带和大量程特性,极其适合于碰撞试验中的角振动测量,美国ATA公司已将其应用于汽车碰撞试验中,而国内尚未开展相应研究。本课题开展基于MHD角振动传感器的碰撞试验系统研究,以评估课题组自研的MHD角振动传感器在碰撞试验中能否敏感冲击角速度,为应用于汽车碰撞试验提供理论基础,论文主要研究内容如下:（1）针对国内外汽车碰撞试验规范中高加速度、高角加速度的指
机匣作为航空发动机的重要组成部分,其圆度的设计以及安装准确性直接影响航空发动机的性能。传统基于视觉法的机匣形变检测方法因光线遮挡而导致仅能检测局部叶尖间隙或机匣端面圆度而无法实现机匣内壁全周向圆度检测,而传统限位法通过各型夹具装夹实现机匣形变的间接测量,测量精度受限,同时也无法实现机匣全周向圆度检测。为此,本文提出了一种基于电容间隙测量原理的机匣内壁全局、全周向圆度检测方法,聚焦间隙测量模型构建、
在轨航天器微角振动干扰会严重影响其有效载荷的姿态稳定度和指向精度,限制了分辨率等性能的进一步提高。因此,需要能够检测控制亚微弧度千赫兹带宽的微角振动。磁流体动力学（Magnetohydrodynamics,简称为MHD）微角振动传感器具有带宽高、噪声低、体积小、耐冲击等优点,是其成为高精度航天器微角振动检测最佳选择。目前国内对MHD微角振动传感器的研究主要体现在结构设计、噪声分析、低频拓宽等方面,
现有的面向现场装配与检测的工业测量设备如激光跟踪仪、室内GPS等在船舶制造、航空航天等一些特定的测量环境下,比如在空间受限的船体舱段内部存在便携性较差,灵活性受到极大的限制等问题,此外测量人员和测量设备一般是分离的,测量信息的获取不具备实时性,降低了测量任务的交互性和测量效率。对此论文从改进测量工装入手,提出融入式人机环境交互定位测量的方案,使测量人员能快速融入到现场测量环境中,并具有一定的便携性
由于光学自由曲面具有复杂的几何特性,其面形精密测量一直是制约其制造和应用的关键瓶颈。随着现代尖端技术领域需求的日益广泛,各种大曲率自由曲面被不断提出和应用,这类曲面陡度高、曲率变化大,受限于系统结构、传感器NA值及测量量程,传统测量方法无法实现对该类曲面面形的全轮廓精密测量。因此,本文采用一种测头旋转的测量方法应对光学自由曲面面形多变的特征,通过控制传感器多自由度运动实现待测大陡度曲面的面形测量。
将外源药物有效递送到人体内部是生物医药领域重要的研究方向。传统的给药方式主要分为注射和口服给药。注射给药吸收快,药量吸收准确,但是会损伤组织,引起疼痛。口服给药由于“首过效应”使药物的有效利用率大大降低,同时药物须经胃肠代谢,其生效时间被加长。目前给药技术的研究热点是如何实现无痛、高效和可控的药物递送。本文提出一种利用千兆赫兹特声波系统的新型透皮给药技术。微纳工艺制造的薄膜体声波谐振器产生的特声波
动力性能测试是评价机械装备性能和可靠性的一个必不可少的环节。对动力装置进行测试时,一般利用电动机模拟负载对被测装置进行加载,从而分析其响应特性。这种电动负载模拟技术不仅可以评价动力装置的动力学性能,还可以模拟装置的实际运行工况,完成动力装置的半实物仿真设计,从而实现全面系统化的测试。以永磁同步电机为电动负载,本文研究了一种典型负载线性组合的电动负载模拟技术,并完成了电动模拟负载实验。针对传统直接转