光吸收法抗生素效价测量仪的开发与实验研究

摘要

近年来，随着生物技术的发展，越来越多种类的抗生素出现在我们的日常生活中，它们不仅应用于医疗，还广泛应用于生命科学研究、农业、畜牧业和食品工业等方面。抗生素的生物效果常用效价来表示。此外，在国家药典中抗生素的效价也是衡量抗生素质量的重要指标，因此抗生素的效价测定在其研究、生产和应用中都有着极为重要的意义。论文通过深入分析和总结国内外抗生素效价测定的现状，开发了一套智能高效的基于光吸收法的抗生素效价测量系统，该系统具有灵敏性强、检测快捷、操作简便、干扰因素少、测试结果准确度高等优点。
　　首先，论文详细地阐述了光吸收法的测量原理，并提出了通过测量抗生素与细菌混合液的透射光强度来测定抗生素效价的测量方法。基于此原理，制定了光吸收法测量抗生素效价的系统方案，并具体介绍了测量系统的计算机软件、硬件、光路结构和工作台结构，完成了样品池和光学器件的实际选型。
　　其次，对该系统的硬件电路和采集卡部分及系统输入输出的设置进行了详细的介绍。该系统采用发光二极管作为光源，硅光电池作为接收端。首先将光信号转换为电流信号，然后经过I/V转换转为电压信号，再通过通道切换和信号调理，最终由PCI8602数据采集卡进行数据采集。结合硬件设备，基于 LabVIEW 软件开发平台对系统软件进行了开发，包括：采集卡驱动软件设置、数据采集、搅拌及温度控制、标准曲线法和抗生素效价测量的二剂量法人机交互界面和历史数据浏览等程序。实现了信号的采集处理和数据分析功能，提高了数据处理的精度与可靠性，完成了以计算机和数据采集卡为控制核心，集成机械、光学、电子和计算机于一体的光吸收法抗生素效价测量仪的开发。
　　最后，对系统进行了硬件调试，实验数据表明系统各个通道的重复性误差小于 1%，温度对光电传感器的影响较小，数据精确性和稳定性也比较好。此外，在大量实验的基础上，通过标准曲线法和二剂量法对系统测量数据的有效性和准确性进行了验证，并分析了系统误差的来源，在此基础上提出了对系统的改进设计方案。

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第一章 绪论

§1-1 课题背景

§1-2 抗生素效价测量系统的发展现状及趋势

§1-3 本文主要研究内容

第二章 测量基本原理及系统总体结构

§2-1 光吸收法检测基本原理

§2-2 光路结构设计

§2-3 抗生素效价测量仪总体结构

§2-4 本章小结

第三章 硬件电路设计

§3-1 LED驱动电路

§3-2 信号调制电路

§3-3 I/V转换电路

§3-4 通道选择控制电路

§3-5 信号解调电路

§3-6 后级放大电路

§3-7 搅拌机构控制的实现

§3-8 温度控制的实现

§3-9 数据采集卡与系统输入输出设置

§3-10 本章小结

第四章 抗生素效价测量仪软件开发

§4-1 虚拟仪器技术概述及LabVIEW软件介绍

§4-2 系统软件总体结构

§4-3 数据采集控制程序

§4-4 人机交互界面

§4-5 本章小结

第五章 实验与数据分析

§5-1 硬件调试实验

§5-2 实验数据分析

§5-3 误差来源与分析

§5-4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

攻读学位期间所取得的相关科研成果