基于图像处理的微流控芯片检测方法与技术研究

摘要

微流控芯片由于其集成化和微型化的特点能够将处理时间大幅度缩短，同时提高检测分辨率和精度，使消耗和成本大幅降低。基于以上这些优点，微流控芯片在化学领域、生物医学领域、光学领域以及信息学等领域得到了广泛的应用。微流控芯片的检测技术在微流控芯片不断实用化的过程中也起到了十分重要的作用，由于微流控芯片最常用于生命科学的领域，所以对其检测有着特殊的要求。随着检测技术的不断发展和提高，用于微流控芯片的检测方法和技术也得到了不断的改进，由常用的光学检测、电化学检测、质谱检测等检测方法逐步向多信息融合的方向发展。 本论文是在天津市自然科学基金资助项目“用于活体细胞内钙离子测量的微流控芯片及检测系统研究”的资助下，以检测细胞内钙离子的浓度为实验基础研究一种基于图像处理的微流控芯片检测方法，实验中我们采用比值荧光法作为钙离子浓度检测的计算基础，将比值荧光法检测原理与图像信息的处理相结合来分析实验数据，从而为钙离子浓度的计算提供准确的参数。 本文的主要研究内容包括： 1、 研究用于活体细胞培养、细胞检测、试剂进给一体化的微流控芯片，设计可用于检测细胞内钙离子浓度的微流控芯片及分析集成系统。 2、 研究现有的微流控芯片检测方法，将图像处理应用在检测系统中。 3、 研究比值荧光法检测细胞内钙离子浓度的原理，设计硬件系统进行实验。 4、 研究显微荧光图像的处理方法，对实验所得到的细胞图像进行分析处理。 本文自行设计了微流控显微成像系统，此系统利用氙灯作为激发光源，主要组成部分包括微流控芯片驱动系统、快速波长切换系统、显微系统和成像系统等等。检测中利用软件来实现对细胞荧光图像的实时采集、显示、处理及分析，实现对荧光位置及强度的提取，为细胞内钙离子浓度的确定提供实验依据，最终确定了一种基于图像处理的微流控芯片检测方法。这一检测方法的研制为微流控芯片检测方法的发展提供了理论与实验依据，为微流控芯片在细胞分析领域中的应用揭开了崭新的一页。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 微流控芯片检测方法研究

第三章 比值荧光法检测系统设计

第四章 实验及数据分析

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果