基于图像的纳米金免疫层析智能定量检测系统

作     者：尤逸 

作者单位：厦门大学 

学位级别：硕士

导师姓名：曾念寅;林育兹

授予年度：2017年

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 080203[工学-机械设计及理论] 080501[工学-材料物理与化学] 070302[理学-分析化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：免疫层析 嵌入式系统 图像处理 

摘      要：纳米金免疫层析法是一种将纳米金标记技术、免疫测定技术和层析分析技术等多种技术结合在一起的固相膜免疫测定技术,其对检测条件的要求较低,适合于户外及偏远地区的使用。但由于免疫层析生化反应的复杂性和试条制作工艺的限制,导致其通常用于定性和半定量的检测,并依靠肉眼识别。基于这种现状,市面上出现了多种定量检测系统,这些检测系统在一定程度上解决了定量检测的问题,但也各自存在着成本高、体积大、精度低等缺陷。因此,本文旨在克服现有技术的不足,研制一种低成本、快速检测、高精度、便携式的智能定量检测系统实现纳米金免疫层析的定量检测。本文设计的智能定量检测系统结合了免疫层析检测技术、纳米金标记技术、嵌入式技术、光电传感技术和图像处理技术,在前人研究的基础上,实现了纳米金免疫层析智能定量检测系统硬件平台和软件系统的搭建。选用绿色环形LED光源作为激发光源,由图像传感器OV2640采集试条图像,通过烧录于微控制器STM32F407的图像处理算法和工作曲线获得定量检测结果,并以人机交互的形式呈现在液晶显示屏上。其中,硬件平台选用体积更小,性价比更高的模块完成图像的采集和处理。在保证图像质量和检测精度的前提下,有效地减少了系统的体积,提高了便携性,并且极大降低了成本,适合产品的普及以及偏远地区远程医疗的需求。软件系统针对试条图像特点采取相应的图像处理算法,其中,本文提出的自适应阈值模糊神经网络算法,能很好地处理试条检测线与质控线灰度范围差异以及检测窗口背景像素灰度值不均的情况,完整地提取出检测线和质控线。并以相对积分光密度值作为特征值,剔除实验中不确定因素的干扰,由此得到的工作曲线线性相关度高达0.99679。最后,通过移植实时操作μC/OS-Ⅲ和STemmWin图形库并创建和调用字库,实现人机交互功能。