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悬浮式生物芯片检测中的图像处理研究

作　者: 张登科
导　师: 倪旭翔；陆祖康
学　校: 浙江大学
专　业: 光学工程
关键词: 悬浮式生物芯片并行检测图像处理图像匹配 PIV分析微通道互相关 LabVIEW
分类号: Q819
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 147次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

生物芯片是近年来生命科学领域一项新兴的尖端应用技术,人们在基因组研究、疾病诊断与防治、药物合成及药理药效分析、司法鉴定等领域对其深为重视。目前采用悬浮技术的生物芯片与传统的固态基板平面式生物芯片相比有较大优势,正逐渐成为研究的热点。而悬浮式生物芯片的检测通过图像处理来获得分析结果,目前国内外尚缺少相应的研究。本论文对悬浮式生物芯片检测中的图像处理进行了研究,首次提出了较为完整的图像处理解决方案,并使用虚拟仪器开发环境LabVIEW具体实现。另外本文还对检测系统中承载悬浮试液的微通道中的流场运动情况进行了研究,将粒子图像测速技术PIV应用到本系统的通道分析中,能够指导通道的加工并提高悬浮式生物芯片分析的可靠性。论文首先介绍了生物芯片的原理,对悬浮式生物芯片并行检测方法中各模块进行了分析。在此基础上,提出了完整的图像处理解决方案,包括预处理、目标定位、提取信号强度、确定背景等,重点分析了样点的识别定位技术。利用LabVIEW的模块化和数据流编程方法进行了软件实现。接着,分析了检测通道中流场运动情况对最终分析结果的影响,研究了PIV无扰动测速技术,着重分析了处理软件的设计。论文给出了Spherotech公司的荧光微球的检测实验结果并进行了分析,验证了悬浮式生物芯片并行检测方法的可行性和图像处理方案的效果。另外还给出了对系统液流通道进行PIV分析的初步结果,并对实验结果进行了分析。最后对课题的研究进行了总结,并对后续研究作了展望。

全文目录

第一章绪论  6-16
  1.1 悬浮式生物芯片技术  6-11
  1.2 悬浮式生物芯片检测技术  11-14
  1.3 本论文的研究内容  14-15
  1.4 本章小结  15-16
第二章悬浮式生物芯片并行检测系统分析  16-22
  2.1 系统概述  16-17
  2.2 系统结构  17-18
  2.3 光学系统  18-19
  2.4 液流系统  19-20
  2.5 图像处理系统  20-21
  2.6 本章小结  21-22
第三章图像处理系统研究  22-46
  3.1 虚拟仪器技术在检测系统中的应用  22-26
  3.2 图像采集系统设计  26-29
  3.3 图像处理解决方案  29-42
  3.4 图像处理的软件实现  42-44
  3.5 图像处理的并行分析  44-45
  3.6 本章小结  45-46
第四章流场运动情况分析  46-58
  4.1 流场运动在检测系统中的作用  46-47
  4.2 用于流场测速的PIV技术  47-48
  4.3 PIV分析的算法实现  48-51
  4.4 硬件系统分析  51-52
  4.5 软件系统设计  52-56
  4.6 PIV分析系统仿真  56-57
  4.7 本章小结  57-58
第五章实验结果及分析  58-69
  5.1 悬浮芯片图像处理系统结果及分析  58-65
  5.2 PIV处理结果及分析  65-68
  5.3 本章小结  68-69
第六章总结与展望  69-71
参考文献  71-75
攻读硕士学位期间完成的论文  75-76
致谢  76

悬浮式生物芯片检测中的图像处理研究

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