智能便携式C反应蛋白荧光检测系统

摘要

C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP)是一种可与肺炎球菌细胞壁C-多糖反应，形成复合沉淀物的非抗体急性时相蛋白质，常常作为判断机体炎症状况的标记，广泛应用于临床医学检测中。近几十年国际医学界研究发现，CRP不仅反应机体炎症状况，也是心脏病、高血压、动脉粥样硬化等心血管类疾病的预警因子，定量检测其在血液中浓度，对预防和控制此类疾病有非常重要的实际意义。
　　为了能准确、快速、简便地检测CRP浓度，本论文设计并实现了一种基于荧光检测的CRP免疫层析检测系统，该系统基于免疫标记技术、层析技术和荧光示踪检测技术，通过检测荧光标记荧光淬灭释放的荧光光强，结合光强-浓度定量模型，实现对目标CRP抗原浓度的定量检测。论文内容主要分以下几个部分:
　　1、介绍CRP的检测背景意义及国内外的检测现状，通过对比常用的检测方法，提出本文采用的荧光检测方法，并阐述该方法的发展历史、发展现状和发展趋势。
　　2、详细介绍本文荧光检测系统的工作原理，并阐述了系统的设计构架，包括检测平台组成、指标参数和影响因素。
　　3、介绍检测系统的硬件设计，包括处理器资源分配，电源模块设计，USB扫描设备、激发光源设备及步进电机设备的驱动设计，信号调理电路设计、屏幕显示模块设计等。
　　4、介绍系统的软件设计。首先介绍了软件系统的整体框架，然后描述了系统检测流程，接着以系统开机检测为主线，介绍了系统开机硬件初始化、USB条码扫描、电机驱动检测、结果保存等功能的软件设计，最后阐述软件实现系统定量检测的两个数据处理算法。
　　5、对研制出来的检测仪进行多次试验分析。实验证明:该检测仪稳定性好、定量精准，RSD小于3％，最小可检测浓度为0.46mg/L，常规定量检测范围内，系统误差小于3％，符合临床医学检测需求。
　　6、对全文进行了总结，并展望该检测仪发展改进的方向。

目录

摘要

1．绪论

1．1 课题研究目标和背景意义

1．2 国内外主要CRP检测方法

1．2．1 酶联免疫法

1．2．2 胶体金免疫层析法

1．2．3 放射免疫法

1．2．4 化学发光法

1．3 荧光免疫层析检测技术

1．3．1 荧光免疫层析检测技术的发展历史

1．3．2 荧光免疫层析检测技术原理

1．3．3 常见的荧光免疫层析检测技术

1．4 荧光免疫定量检测仪器国内外发展现状

1．5 论文研究的主要内容及章节安排

2．CRP荧光定量检测系统原理和设计架构

2．1 CRP荧光定量检测系统原理

2．1．1 荧光标记技术

2．1．2 免疫层析技术

2．1．3 激光诱导荧光检测技术

2．2 CRP荧光定量检测系统架构设计

2．2．1 检测平台组成设计

2．2．2 荧光检测模块结构

2．2．3 检测参数设计

2．2．4 影响检测系统精度的因素

2．3 本章小结

3．CRP荧光定量检测系统硬件设计

3．1 处理器模块设计

3．1．1 STM32F429IGT6处理器

3．1．2 系统处理器资源分配

3．2 电源模块设计

3．3 设备驱动模块设计

3．3．1 USB条码扫描设备驱动设计

3．3．2 激发光光源设备驱动电路设计

3．3．3 步进电机设备驱动电路设计

3．4 信号调理模块设计

3．4．1 荧光信号的前级转换放大电路设计

3．4．2 荧光信号的后级放大滤波电路设计

3．4．3 荧光信号的AD采样电路设计

3．5 系统屏显模块电路设计

3．6 本章小结

4．CRP荧光检测系统嵌入式软件设计

4．1 搭建嵌入式软件开发环境

4．1．1 RVMDK环境的介绍

4．1．1 搭建系统开发平台

4．2 检测仪系统软件设计

4．2．1 系统软件总体架构

4．2．2 系统检测流程

4．3 检测仪主要检测模块程序设计

4．3．1 检测仪系统初始化模块程序设计

4．3．2 USB条码扫描设备程序设计

4．3．3 电机驱动检测程序设计

4．3．4 检测记录保存与查询

4．4 检测仪定量处理算法软件设计

4．4．1 基于导数法的采样数据自动寻峰

4．4．2 基于非线性拟合的浓度定量模型

4．5 本章小结

5．CRP荧光定量检测系统实现测试与结果分析

5．1 样本浓度定量模型精确性

5．2 仪器检测结果的重复稳定测试

5．3 仪器最小检测浓度测试

5．4 仪器整体精确度检测

5．5 本章小结

6．总结与展望

6．1 全文总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士期间取得的研究成果及参与项目

致谢

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