高分辨率酶标分析仪的研制

摘要

酶标分析仪是对酶联免疫吸附试验结果进行定量分析的仪器。酶标记的免疫复合物与酶的相应底物能够产生显色反应，显色程度与被检测样品中待测抗体（或抗原）的含量相关，不同待测显色物质有其各自的特征吸收谱线，并遵循朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律。酶标分析仪通过测量显色物质的吸光度值确定待测物质含量。
　　作为生命科学仪器，酶标分析仪具有严格的技术指标。本课题旨在研制一款符合国家计量标准的高分辨率酶标分析仪。仪器从功能上分为测量、控制和通信三个单元，并通过软硬件的有机结合实现。
　　测量单元作为酶标分析仪的核心，决定仪器是否能够实现各项技术指标。硬件上主要包括单色光的产生、光电检测、模拟信号处理和采集模块，每个模块都具有影响整体的关键因素，各个模块之间也相互制约。为了实现高分辨率测量，本课题在分析各个关键因素的基础上，提出硬件综合设计方案；软件上对ADC采用自动量程切换控制；数据处理时通过增加参比信道校准最大值并引入吸光度校验参数校准对Lambert-Beer定律的偏离。控制单元主要功能为实现系统稳定运行，采用低功耗MSP430F5438作为仪器的CPU，主要包括CPU外围电路设计、定时器、外部中断以及对两个步进电机的驱动。仪器遵循主从通信模式，并采用Modbus工业现场总线协议，接口为RS485电气特性，实现与上位机的通信。
　　酶标分析仪在临床医学、生物学、分析化学、食品（乳制品、畜产品及水质产品）分析以及室内质量控制等众多领域具有很广泛的应用，本课题研制的高分辨率酶标分析仪具有很强的实用性，操作简便、功能齐全、判读严谨，可以带来良好的经济效益。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 课题研究内容和任务

1.3 论文章节安排

第二章 酶标分析仪的原理和结构

2.1 酶标分析仪的工作原理

2.2 酶标分析仪的结构

第三章 酶标分析仪的高分辨率测量单元

3.1 测量单元总体结构

3.2 测量单元硬件设计

3.3 测量单元软件设计

3.4 本章小结

第四章 酶标分析仪的控制单元

4.1 控制单元硬件设计

4.2 控制单元软件设计

第五章 酶标分析仪的通信单元

5.1 主从通信模式

5.2 RS-485通信接口

5.3 Modbus通信协议

5.4 协议命令处理

第六章 系统性能测试与结果分析

6.1 空白板测试

6.2 标准物测试

第七章 总结与展望

参考文献

附录1 酶标分析仪电路原理图

附录2 酶标分析仪主控板PCB图

致谢