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SPR检测仪监控与分析软件设计

作　者: 董联红
导　师: 王晓萍
学　校: 浙江大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 表面等离子体共振 检测仪 监控软件 全自动进样 质心法 性能指标
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


SPR传感检测技术与传统检测技术相比,具有灵敏度高、样品无需标记、所需样品量少、能实时动态检测等优点,在生物技术、医学诊断、药物研制、食品安全和环境检测等领域都有广阔的应用前景。目前商业化的SPR检测仪器自动进样系统较为复杂,且大多都是从国外购买,存在体积大、成本高的缺点,限制了它们的推广运行。因此,研制一种基于SPR技术的全自动、高灵敏、低成本的新一代小型SPR检测分析仪,能有效改变检测仪现状,扩大检测仪的应用范围,对社会产生巨大的经济效益。本文主要设计开发全自动多通道表面等离子体共振(SPR)检测仪的自动监控与分析软件,研究SPR光谱信号数据处理方法以及SPR检测仪性能指标标定方法。主要研究内容包括：采用Visual C++和Access数据库技术编写SPR检测仪监控分析软件,可实现数据采集、处理、分析、显示、保存与查询,并与自动进样装置通信实现全自动进样。研究SPR光谱信号的数据处理方法。针对SPR共振像素获取方法,在研究质心法的基础上,提出一种无基线质心法,不仅提高运算速度和信噪比,而且因其计算质心的区域不同,拓宽了质心法的研究方向。针对SPR传感器及检测仪性能指标缺乏统一标准标定方法的问题,在比较国内外SPR传感器性能指标标定方法的基础上,总结提出了SPR传感器及检测仪主要性能指标的标定方法。通过氯化钠实验获取实验数据,分析不同质心法对SPR检测仪性能的影响；通过蔗糖实验,利用总结提出的性能标定方法测量自行研制的SPR检测仪的性能指标：利用SPR第二型检测仪开展2,4-D生物抑制实验,分析其性能情况以及可能存在的问题,同时验证了软件的全自动进样功能的稳定性。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-18
  1.1 概述  10-11
  1.2 SPR检测技术的特点和应用领域  11-12
  1.3 SPR检测仪器的研究现状  12-16
    1.3.1 国外研究现状  12-15
    1.3.2 国内研究现状  15-16
  1.4 研究意义  16
  1.5 研究内容和目标  16-18
2 SPR检测仪原理和整体结构  18-26
  2.1 表面等离子体共振的产生条件  18-19
  2.2 SPR传感器的分类  19-21
    2.2.1 角度调制型  20
    2.2.2 波长调制型  20-21
  2.3 SPR检测仪结构  21-25
    2.3.1 SPR传感器  21-22
    2.3.2 微型流通池  22-24
    2.3.3 自动进样系统  24-25
    2.3.4 SPR检测仪监控分析软件  25
  2.4 SPR检测仪的特点  25-26
3 SPR检测仪软件设计  26-39
  3.1 软件设计的原则与方法  26-28
    3.1.1 软件设计的基本原则  26-27
    3.1.2 软件设计方法  27-28
  3.2 软件需求分析  28-33
    3.2.1 数据流程  28-30
    3.2.2 控制流程  30-31
    3.2.3 页面展示  31-32
    3.2.4 编程语言的选择  32-33
  3.3 软件界面  33-36
    3.3.1 SPR信号界面  33-34
    3.3.2 数据监控界面  34-36
  3.4 软件功能实现  36-38
    3.4.1 自动化进样实现  36-37
    3.4.2 实验向导与实验队列  37
    3.4.3 数据保存与查询  37-38
  3.5 软件工作流程  38-39
4 SPR数据处理方法及性能指标研究  39-50
  4.1 SPR光谱信号预处理  39-40
  4.2 SPR光谱信号分析法  40-41
  4.3 质心法  41-45
    4.3.1 固定基线质心法  42-43
    4.3.2 动态基线质心法  43-45
    4.3.3 无基线质心法  45
  4.4 基线平滑方法  45-46
  4.5 仪器性能指标定义及计算方法  46-50
    4.5.1 噪声和漂移  46-47
    4.5.2 灵敏度和分辨率  47-48
    4.5.3 线性度  48
    4.5.4 检出限  48-49
    4.5.5 动态范围  49
    4.5.6 重复性  49-50
5 SPR检测仪实验与分析  50-64
  5.1 SPR传感器标定实验  50-55
    5.1.1 实验装置和材料  50-51
    5.1.2 实验步骤  51
    5.1.3 实验结果  51-55
  5.2 SPR光谱信号分析法对比实验  55-58
    5.2.1 实验装置与材料  55-56
    5.2.2 实验步骤  56
    5.2.3 实验结果  56-58
  5.3 SPR检测仪在生物实验中的应用  58-64
    5.3.1 实验装置与材料  58-59
    5.3.2 实验步骤  59
    5.3.3 实验结果  59-64
6 总结与展望  64-66
  6.1 工作总结  64-65
  6.2 工作展望  65-66
参考文献  66-71
作者简历  71

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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