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录井现场碳同位素自动进样系统的研制与应用

录井工程 2024年第2期35卷 39-43页

作者：邴磊中法渤海地质服务有限公司

碳同位素录井可用于研究地下油气中碳同位素的组成和分布,进行油气成熟度判定和甜点识别。当前主要使用同位素质谱和同位素光谱进行手动注样的离线检测,由于其时效低、精度无法得到保障,不能满足实时录井需求。为此开发出一套自动进样系... 详细信息

碳同位素录井可用于研究地下油气中碳同位素的组成和分布,进行油气成熟度判定和甜点识别。当前主要使用同位素质谱和同位素光谱进行手动注样的离线检测,由于其时效低、精度无法得到保障,不能满足实时录井需求。为此开发出一套自动进样系统,能够实时在线进行地层气甲烷、乙烷和丙烷碳同位素检测。该系统可与综合录井仪进行通信,将读取的实时地层气测数据传至碳同位素分析仪,依据气测浓度进行匹配稀释操作,配合后端碳同位素分析仪的色谱控制和光谱检测单元,完成全自动实时碳同位素测量,从而提高现场碳同位素录井分析速度和测量精度,降低现场人员劳动强度,为油气显示识别和地质断层识别提供有效的技术支撑。

关键词：碳同位素录井自动进样实时地层气气路控制数据通信

藻细胞显微成像中微流控自动进样分段控制方法

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大气与环境光学学报 2024年第1期19卷 38-46页

作者：陈志浩赵南京殷高方马明俊董鸣华卉丁志超中国科学技术大学环境科学与光电技术学院安徽合肥230026 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室安徽合肥230031 安徽省环境光学监测技术重点实验室安徽合肥230031

藻细胞显微图像快速自动获取具有重要的应用价值。针对微流控-显微成像技术中样品进样效率与细胞成像质量问题,研究了基于藻细胞通过荧光检测窗口持续时间的样品平均流速检测方法,并提出基于体积流量调节的微流控自动进样分段控制方法... 详细信息

藻细胞显微图像快速自动获取具有重要的应用价值。针对微流控-显微成像技术中样品进样效率与细胞成像质量问题,研究了基于藻细胞通过荧光检测窗口持续时间的样品平均流速检测方法,并提出基于体积流量调节的微流控自动进样分段控制方法。结果表明,进样速度在10~30μL/min范围内,样品平均流速检测误差小于5%;分段控制实现了藻细胞显微图像的高质量自动获取,与显微镜检成像质量基本一致,且样品进样速度提升68%以上。研究结果为藻细胞显微图像高效自动获取提供了有效实用方法。

关键词：藻细胞微流控-显微成像流速检测分段控制自动进样

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自动进样与恒温控制型电子舌检测系统

农业机械学报 2016年第4期47卷 186-192页

作者：任奇锋王俊浙江大学生物系统工程与食品科学学院杭州310058

针对现有电子舌集成化、自动化程度较低的问题,设计了一台能自动调节样品温度、进样、清洗电极和检测样品的伏安型电子舌,包括上位机、控制模块、电极与信号采集模块、自动进样模块、恒温槽模块和按键显示模块。系统的控制界面基于Lab V... 详细信息

针对现有电子舌集成化、自动化程度较低的问题,设计了一台能自动调节样品温度、进样、清洗电极和检测样品的伏安型电子舌,包括上位机、控制模块、电极与信号采集模块、自动进样模块、恒温槽模块和按键显示模块。系统的控制界面基于Lab VIEW设计开发,通过串口向控制模块发送指令,进而控制自动进样、恒温槽等模块协同工作。电极与信号采集模块采用了三电极检测体系,由贵金属裸电极阵列、调理电路、采集卡构成,运用脉冲伏安法获得样品的信号曲线,并与上位机之间通过USB互传数据。对设备的进样和调温性能试验结果表明,自动进样模块能可靠运行,恒温槽对样品的温度控制范围为(25±1)℃。对设备的检测性能试验表明,检测信号特征值随时间漂移较小,有良好的稳定性。样品温度波动会引起特征值显著变化,恒温槽控温能有效提高电子舌检测精度。使用电子舌对不同类型的啤酒、牛奶、水和不同等级的茶叶4大类样品进行检测,对数据运用主成分分析(PCA),结果显示电子舌对它们均能有效区分。

关键词：电子舌自动进样恒温槽检测系统

自动进样—空间温度梯度毛细管阵列电泳系统用于基因突变检测

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自动进样—空间温度梯度毛细管阵列电泳系统用于基因突变检测

作者：张月东北大学

学位级别：硕士

基因突变分析在生物医学中,尤其在基因型疾病诊断和病理研究中起着十分重要的作用,基因突变的大规模筛查和临床诊断要求DNA分析技术具有高通量、高速、高重现性的特点。直接测序是基因突变检测的金标准,它能够准确的测出基因序列;然而... 详细信息

基因突变分析在生物医学中,尤其在基因型疾病诊断和病理研究中起着十分重要的作用,基因突变的大规模筛查和临床诊断要求DNA分析技术具有高通量、高速、高重现性的特点。直接测序是基因突变检测的金标准,它能够准确的测出基因序列;然而其费用高,操作复杂,检测时间长。对于大规模的基因突变检测,DNA分子水平的间接检测方法节省了大量的时间,其中温度梯度毛细管电泳具有分辨能力高、操作简便快速等优点,但仍无法满足大量的突变检测筛查。毛细管阵列电泳由于多通道同时进行分离,提高了分析速度,作为一种高通量的分析手段已经得到了广泛的应用。因此,发展温度梯度毛细管阵列电泳分析方法,对于基因突变高效、快速的检测具有重要意义。本文提出了一种空间温度梯度毛细管阵列电泳系统。利用铜块加热控制器,尝试在多个分离通道内同时形成稳定、可靠的空间温度梯度,搭建空间温度梯度毛细管阵列电泳分析系统,实现了对DNA突变样品的高通量、快速分析检测。第一章首先介绍了基因突变检测的发展现状和毛细管电泳技术在基因突变检测中的应用,其中重点介绍了温度梯度凝胶电泳。同时,对于毛细管阵列电泳的研究现状也进行了相应介绍。第二章建立了一种空间温度梯度毛细管阵列电泳基因突变分析系统。设计制作了一种八通道毛细管阵列电泳芯片和操作简单的空间温度梯度控制器,在八个电泳分离通道内同时形成稳定、可靠的空间温度梯度。同时,设计制作了二维缺口管进样装置,实现了自动进样、换样操作。实现了对低温突变标准样品(209bp)的分离检测,单次分析时间为3min,进样时间为5s时,单一样品分析消耗量仅为6.5nL,八根毛细管阵列分析系统的分析通量最高可达160/h,显著提高了基因突变检测速度,缩短了分析时间。第三章对本文建立的空间温度梯度毛细管阵列电泳基因突变分析系统进行了总结和展望。

关键词：自动进样空间温度梯度毛细管阵列电泳基因突变

自动进样—空间温度梯度CE检测单核苷酸多态性的研究

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自动进样—空间温度梯度CE检测单核苷酸多态性的研究

作者：李启东北大学

学位级别：硕士

基因突变和许多疾病的发生有密切的关系,如糖尿病、肿瘤、心脏病等,而单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms, SNPs)是基因突变中最常见的一种。温度梯度凝胶电泳(Temperature gradient gel electrophoresis, TGGE)可在同一... 详细信息

基因突变和许多疾病的发生有密切的关系,如糖尿病、肿瘤、心脏病等,而单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms, SNPs)是基因突变中最常见的一种。温度梯度凝胶电泳(Temperature gradient gel electrophoresis, TGGE)可在同一温度梯度下,检测多个不同长度和不同突变的基因片段,是目前较为理想的SNPs检测方法之一。本文提出了一种简单可靠、控制方便的空间温度梯度形成方法,并结合缝管阵列进样技术,建立了一种快速、高效、高通量的自动化SNPs检测系统。第一章首先综述了SNPs电泳分析检测技术的发展现状,并对单链构象多态性的电泳分析、变性梯度凝胶电泳、构象敏感性凝胶电泳、TGGE和变性高效液相色谱等几种以构象为基础的SNPs分析检测技术进行了介绍。同时,对于TGGE温度梯度技术的研究现状也进行了相应介绍,包括时间温度梯度电泳和空间温度梯度电泳两种技术方法。最后还对微流控毛细管电泳(Capillary electrophoresis, CE)试样引入技术进行了介绍。第二章建立了一种自动进样-空间温度梯度毛细管电泳SNPs样品分析系统。将毛细管进样端作为试样电动引入探针,结合缝管阵列进样装置实现试样的自动引入、换样过程;利用石墨块加热器热辐射在毛细管内形成空间温度梯度,考察了其稳定性,6h内各测量点的温度变化RSD为0.12-0.21%(n=7);利用长度仅为14 cm的Teflon AF涂覆石英毛细管同时作为电泳分离管道和荧光信号的波导管,对毛细管表面修饰、筛分介质的种类和浓度、缓冲溶液的pH值和浓度、电场强度等参数进行了优化;在同一温度梯度下,实现了对低温突变标准样品(209 bp)和大肠癌患者的临床标本K-ras基因突变样品的自动进样、换样和分离检测,试样间携出率为3.3%,其中对低温突变标准样品的单次分析时间为4 min,样品消耗量仅为5.6 nL。第三章对本文建立的自动进样-空间温度梯度毛细管电泳分析检测系统进行了总结和展望。

关键词：空间温度梯度自动进样毛细管电泳单核苷酸多态性

自动进样微流控毛细管电泳DNA分析系统的研究

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自动进样微流控毛细管电泳DNA分析系统的研究

作者：樊晓峰东北大学

学位级别：硕士

DNA分析技术已在疾病诊断、法医鉴定、分子生物学研究等诸多领域得到广泛应用,然而常用的DNA片段分析仪器—平板凝胶电泳仪存在样品通量小、自动化程度低、样品消耗量大等不足之处。本文基于开缝试样管阵列进样技术,建立了一种快速、高... 详细信息

DNA分析技术已在疾病诊断、法医鉴定、分子生物学研究等诸多领域得到广泛应用,然而常用的DNA片段分析仪器—平板凝胶电泳仪存在样品通量小、自动化程度低、样品消耗量大等不足之处。本文基于开缝试样管阵列进样技术,建立了一种快速、高效、高通量的自动化DNA分离分析系统。第一章综述了毛细管电泳和微流控芯片毛细管电泳技术研究现状以及在DNA分离分析领域的应用,介绍了芯片毛细管电泳技术中的样品引入方法,毛细管电泳及微流控芯片电泳的检测技术,最后提出本论文的工作目的及设计思想。第二章介绍了本文建立的自动进样微流控毛细管电泳DNA分析系统。以7 cm长的液芯波导毛细管为电泳分离通道;毛细管进样端镀一层金属铂,作为试样电动引入探针,结合开缝试样管阵列装置实现纳升级试样的自动引入、换样过程;利用毛细管的液芯波导现象传导荧光信号,简化了光路结构。采用二极管激光器作为激发光源,SYTOX Orange作为DNA荧光染料,易更替、自涂敷的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为筛分介质,实现了DNA样品自动进样、分离和检测。用于ΦX174-Hae III digest和DL2000 DNA标准样品分离,检出限达0.4 ng/μL (S/N=3),理论塔板数达到7.3×106/m(603 bp),样品通量33次/h,样品消耗仅0.3 nL。整个系统分析速度快、分离效果好、重现性好、检测灵敏度高、样品消耗量少,是一种易于实现高通量分析的DNA分析检测装置。第三章对本论文建立的自动化、高通量的DNA分析系统进行了总结和展望。

关键词：自动进样微流控毛细管电泳液芯波导 DNA分析

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标准样品盘精密定位算法和自动进样系统研究

工程设计学报 2013年第3期20卷 185-188,235页

作者：严心涛裴智果吴云良刘健武晓东中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏苏州215163

针对医疗临床检验仪器小型化、智能化的需求,设计了一种新型的占用仪器空间小的可直接对标准样品盘进样的三维自动进样系统.根据几何学和运动学相关原理,建立了适合于该自动进样系统的精密定位算法;并通过累加迭代算法计算出驱动脉冲数... 详细信息

针对医疗临床检验仪器小型化、智能化的需求,设计了一种新型的占用仪器空间小的可直接对标准样品盘进样的三维自动进样系统.根据几何学和运动学相关原理,建立了适合于该自动进样系统的精密定位算法;并通过累加迭代算法计算出驱动脉冲数,进一步减小了该系统的定位误差.基于VS 2010平台,采用多线程技术开发了该系统的操作软件.研究结果表明,该系统能快速精确地对标准样品盘进样,并能够满足临床检验仪器小型化的需求,将具有很大的市场前景.

关键词：样品盘自动进样精密定位检验仪器

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小型生化分析仪自动进样系统设计

工程设计学报 2008年第1期15卷 29-32页

作者：耿耀锋吴一辉宣明白越黎海文中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

针对全自动生化分析系统高精度、小型化需求,设计了一种新型的小型生化分析仪自动进样系统.采用小型直线步进电机,实现样品的自动提取.根据仪器的性能需求,给出进样系统的结构.通过对试验数据的分析得出系统的误差补偿曲线和校正方法.... 详细信息

针对全自动生化分析系统高精度、小型化需求,设计了一种新型的小型生化分析仪自动进样系统.采用小型直线步进电机,实现样品的自动提取.根据仪器的性能需求,给出进样系统的结构.通过对试验数据的分析得出系统的误差补偿曲线和校正方法.最后的试验结果表明,系统实现了预期的性能指标,可以满足实用化的需求.

关键词：生化分析仪自动进样误差补偿

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微量生化检测液体自动进样系统设计

微量生化检测液体自动进样系统设计

作者：杨真哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

本文研究了用于生化检测的液体自动进样系统，具有自动取样、搅拌稀释和恒温加热的功能。生化检测仪器快速发展，而在检测前对样品的处理还使用人工处理的方式。自动进样系统在生物检测中能够很大程度提升检测精度与工作效率，然而在国... 详细信息

本文研究了用于生化检测的液体自动进样系统，具有自动取样、搅拌稀释和恒温加热的功能。生化检测仪器快速发展，而在检测前对样品的处理还使用人工处理的方式。自动进样系统在生物检测中能够很大程度提升检测精度与工作效率，然而在国内外对其研究却很少。针对上述问题，通过分析相关文献和仪器发现生物检测仪器在检测前对样品的处理过程相似。因此研究设计具有广泛使用性的自动进样系统是可行且十分必要的。自动进样系统的研究设计，以减小样品气泡、减少死体积、方便配药功能和提高检测精度为目的，设计了取样、搅拌和恒温装置的机械结构。以STC89C52RC作为核心控制芯片，在此基础上设计控制的硬件电路，主要进行恒温控制、固态继电器过程控制与显示。编写软件控制程序使系统实现自动化。本文主要进行的内容及过程包括以下几个方面：1．查阅相关文献总结当前的取样方式和生化分析仪器检测前常用的处理方法。以牛奶检测过程为研究对象制定设计方案，选择合适的取样、搅拌和恒温控制方式，选择方案中的泵头取样、加热槽、搅拌池等结构。2．针对自动进样，搅拌稀释与恒温功能，设计自动进样系统硬件电路与软件程序，来实现系统的自动化。设计了进样过程的控制芯片STC89C52RC最小系统与显示电路;设计蠕动泵的步进电机驱动电路用以提供进样动力与进样精度的控制;设计恒流源电路为PT1000提供电流;设计AD7705模数转换与稳压源电路;使用数据采集装置，对温度槽的水温模型进行测量，分析水槽模型以提升控制精度，使用MATLAB对所得到的模型进行模糊PID控制仿真得到比例参数、积分参数、微分参数的控制决策表，以此决策表为基础实现恒温控制;设计控制整个进样过程的ASSR1611固态继电器控制电路。最后，将蠕动泵、恒温槽、电磁阀、液晶显示与单片机控制模块组合在一起构成完整的进样系统。3．取样机构和温度控制装置实验分析。通过取样实验分析取样机构的取样精确度、准确度和取样速度。通过温度控制实验，分析温度控制精度。

关键词：自动进样生化检测模糊PID 恒温控制