导读:本文包含了低电压电泳芯片论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:电泳,芯片,低电压,电极,毛细管,电导,阵列。
低电压电泳芯片论文文献综述
廖红华,吴长坤,廖宇,郭黎,龚文浩[1]（2014）在《基于广义形态滤波的低电压芯片电泳电色谱信号去噪研究》一文中研究指出低电压芯片电泳电色谱信号检测过程中常伴随随机、周期性激励信号干扰、基线漂移等干扰问题,为低电压芯片电泳电色谱信号的检测带来很大的困难.为了从强干扰噪声中有效提取低电压芯片电泳电色谱分离图谱,有效抑制噪声干扰,提高测量精确度及稳定性,结合低电压芯片非接触电导检测器输出信号特点,将数学形态滤波算法应用到含有强噪声干扰的芯片电泳电色谱信号去噪中.仿真结果表明:数学形态滤波能有效消除芯片电泳电色谱信号的随机、周期性激励信号干扰、基线漂移等多种噪声,能很好地保留原色谱峰信号的基本特征.由于该方法原理简单、运算速度快,易于硬件实现,适合于强背景噪声条件下的低电压芯片电泳信号实时检测.(本文来源于《湖北民族学院学报(自然科学版)》期刊2014年04期）
吕宏峰[2]（2013）在《低电压电泳芯片分析系统的关键技术研究》一文中研究指出微流控电泳芯片是微全分析系统的重要组成部分,它以高效、快速、样品消耗少等优点,在DNA测序、氨基酸分离、药物筛选等方面得到了广泛的应用,已经成为当前生物科学和化学分析领域的重要研究平台。但是,传统微流控电泳芯片需要几百伏甚至数千伏的电压完成样品的进样和分离,不仅存在安全隐患,而且通常高压电源体积较大,不利于系统的微型化和集成化。针对上述问题,有学者提出低电压电泳芯片的设想,但目前它还处于初级研究阶段,需要完成以下关键技术才能使芯片系统得到更好的应用。包括解决阵列电极直接与样品溶液接触产生气泡影响样品迁移问题,芯片结构的优化设计,芯片制作的最佳工艺,芯片简易低成本的亲水改性方法,小型化控制系统与检测系统的研制等。为此,本文针对低电压电泳芯片系统的关键技术开展研究。低电压电泳芯片和传统电泳芯片的工作原理相似,都以电泳技术为基础,区别在于具体的控制方式有所不同。依据传统电泳芯片驱动原理,分析了低电压电泳芯片的驱动原理,设计了十字形和螺旋形通道的两种低电压电泳芯片,并使用ANSOFT有限元软件对芯片进样和分离过程的电势、电场分布进行了仿真,验证了低电压驱动方式的可行性。分析了低电压电泳芯片通道深度、电极宽度、电极间距、绝缘材料及薄膜厚度等参数对通道内电场分布的影响,得出了芯片结构的优化参数。根据设计参数制作出低电压电泳芯片,使用磁控溅射法制作了铂金属阵列电极基片,利用湿法腐蚀工艺制作了玻璃盖片。分别选取硅和SU-8两种材料利用模具复制法制作了PDMS盖片,SU-8以其加工周期短、图形复制准确、微结构边缘陡直等优点,成为制作PDMS模具的最佳选择。为了解决严重制约低电压电泳芯片实际应用的气泡问题,采用在阵列电极表面制作绝缘薄膜的方案,开展了二氧化硅和PDMS两种绝缘薄膜的制备研究。使用电子束蒸发方法制作了二氧化硅绝缘膜,实验结果表明,在基片温度300℃条件下生长的4μm二氧化硅薄膜,可以承受500KV/cm场强,耐压200V,能够满足低电压电泳芯片应用的需要。采用旋涂法制作了PDMS绝缘薄膜,测试结果表明,厚度为4μm的PDMS可以承受560KV/cm的场强,耐压220V。从电绝缘特性可以看出,两种绝缘膜都适用于低电压电泳芯片的制作,但是PDMS绝缘膜与二氧化硅薄膜相比,具有工艺简单、成本低廉等特点,因此芯片最终选用PDMS绝缘膜进行制作。直接固化的PDMS盖片和绝缘薄膜因材料的固有特性,表面能比较低,呈疏水性,不利于生物样品在通道内的移动,需要对PDMS表面进行亲水改性。实验采用臭氧紫外法对PDMS表面进行改性,并与无臭氧紫外方法的处理效果进行了对比,使用多种表征方法分析了改性机理。在相同的处理时间内,经臭氧紫外处理的PDMS表面水接触角更小,亲水性明显增强。红外光谱测试表明,臭氧紫外改性后的PDMS表面各种官能团变化较大,其中-CH3疏水基团随着处理时间的增加大幅减少,Si-OH和-OH两种亲水基团大量增加,并出现了二氧化硅的典型红外光谱峰。使用X射线衍射、扫描电镜与能谱测试的结果证明,PDMS表面改性后生成了类玻璃态二氧化硅物质,亲水基团的增多和二氧化硅物质的生成是PDMS表面亲水性显着增强的主要原因。实验结果表明,臭氧紫外处理方法是一种操作简单、低成本的PDMS亲水改性手段。设计并制作了低电压电泳芯片的电极控制系统。系统以STM32芯片为主控制器,结合驱动芯片、阵列光耦、放大滤波电路、D/A及A/D电路,实现对芯片阵列电极电压幅值、进样时间、电极切换的精确控制。研究并设计了以FPGA芯片为核心,包括激光器、CCD传感器、预处理电路的荧光检测系统,通过上位机数据处理程序,系统可以实现低电压电泳芯片样品检测和电泳谱图实时显示的功能。利用低电压电泳芯片、电极控制系统和荧光检测系统,组建了低电压电泳芯片分析系统。使用该系统进行了两种绝缘薄膜消除气泡效果的测试,选用罗丹明6G和罗丹明B溶液为样品,在十字形和螺旋形通道的低电压电泳芯片上分别进行了电泳分离实验。测试结果表明,二氧化硅和PDMS绝缘薄膜在样品电泳过程中完全抑制了通道内气泡的产生,两种低电压电泳芯片都可以在90V电压作用下实现样品的电泳分离。螺旋形通道低电压电泳芯片比十字形通道具有更好的分离效果,低浓度样品分离度大于1,两种样品能够完全分开。本文研制的低电压电泳芯片分析系统,在100V以内就可以实现样品电泳分离的功能,与传统电泳芯片近千伏的驱动电压相比,不仅工作电压下降了一个数量级,而且系统体积明显减小,为电泳芯片系统的进一步微型化与集成化奠定了良好基础。(本文来源于《大连理工大学》期刊2013-06-01）
徐溢,梁静,胡小国,马亮波,温志渝[3]（2010）在《低电压电泳芯片及其在生化样品分析中的应用(英文)》一文中研究指出为了解决微流控电泳芯片集成化问题,设计并制作出一种具有管道两侧微阵列电极结构的硅-PDMS复合低电压电泳芯片.通过电路控制程序在微侧壁阵列电极上施加交替循环的低电压,以实现芯片微管道中低电压电泳过程;并对硅-PDMS芯片的电绝缘性、伏安曲线及电渗流等性能进行了测试和评价.以pH为10.0、10mmol/L的硼砂作为缓冲体系,分离场强150V/cm、切换时间3s的条件下,完成了10-4mol/L的苯丙氨酸和精氨酸的低电压电泳分离,分离度达1.6,实现了两种氨基酸的完全分离.在此基础上,将系统用于牛血清白蛋白和α-乳白蛋白的分离,并初步实现了该两种蛋白质的芯片电泳分离.(本文来源于《纳米技术与精密工程》期刊2010年03期）
廖红华[4]（2010）在《低电压毛细管电泳芯片集成系统研究》一文中研究指出毛细管电泳芯片是一种微量分离分析装置,它具有高效、高速、高通量、低消耗等优点,已成为蛋白质组学、临床医学、药物筛选等研究的重要手段之一。但是,通常意义上的毛细管电泳芯片系统的进样和分离过程往往需要高电压才能完成,且毛细管电泳芯片检测器的体积往往远大于芯片本身体积,使整个分析系统微型化面临诸多困难。为此,本文以低压、微型化、集成化为目标,开展低电压毛细管电泳芯片集成系统相关技术的研究工作。在分析毛细管电泳芯片非接触电导检测器结构、检测原理基础上,采用VHDL-AMS语言,建立平面四电极非接触电导检测器的VHDL-AMS模型,研究了待测溶液介电常数、绝缘层厚度、检测电极宽度、微沟道深度以及交流电压幅度等参数对非接触电导检测器输出信号频率响应的影响。在此基础上,对适合芯片电泳信号的检测方法进行分析,重点探讨了正交矢量锁定放大器以及互相关-Duffing混沌振子检测相结合的检测方法在电泳芯片非接触电导检测中的应用。并结合电泳芯片非接触电导检测特点,研究了小波消噪对电泳芯片非接触电导检测信号的降噪处理,并基于短时能量差函数对芯片电泳色谱的提取进行了探讨。研究了ITO微阵列电极、微沟道模具以及PDMS微沟道的制备工艺,并以ITO导电玻璃为基底制备了用于实验的低电压毛细管电泳芯片原型样品。基于SOPC嵌入式技术搭建了低电压毛细管电泳芯片集成系统。结合低电压毛细管电泳芯片微阵列电极特点以及阵列电极控制电路,提出了低压移动控制算法。并基于VHDL语言编制了低电压毛细管电泳芯片微阵列电极移动控制IP核,通过对8片MAX306多路选择开关构成的阵列电极控制电路的控制,使芯片微沟道内能产生驱动待测各组分定向迁移的电场；同时,为满足微阵列电极的驱动以及检测器激励的需要,采用模拟与数字两种方法设计了低电压毛细管电泳芯片微阵列电极控制、非接触电导检测所需的四相位信号源,一是基于MAX038信号发生器设计；一是基于DDS技术设计；结合非接触电导检测信号特点,设计了双差分阻抗／电压变换电路实现阻抗到电压转换以及信号放大,同时,采用模拟式锁定放大器实现检测器输出交流信号到直流信号的转换；采用SOPC Builder定制了以NIOSⅡ软核处理器为核心的SOPC系统,用于协调控制各功能模块,并基于C++Builder设计了低电压毛细管电泳芯片上位机电泳检测程序。在此基础上,进行低电压毛细管电泳芯片集成系统的初步实验,并提出了后续工作需解决的相关问题。(本文来源于《华中科技大学》期刊2010-05-01）
孙建新[5]（2010）在《集成低电压电泳芯片控制与数据采集系统》一文中研究指出以芯片电泳技术为主流的微全分析系统(μ-TAS),以其高效、快速、微量、易自动化等优点被广泛应用于生命科学、医学药物、环境保护、刑事科学等相关领域,高集成、微型化、便携式生化芯片分析系统已成为近年来研究的热点。本论文结合国家“863”项目“集成低电压电泳生化分析系统芯片”的总体要求,开展集成低电压电泳芯片控制与数据采集系统的研究。在分析低电压电泳生化分离分析系统芯片结构与工作原理的基础上,提出了一种基于低电压电泳分离模型的驱动分离控制系统;基于Altium Designer和ICCAVR平台,完成了以单片机为核心的控制与数据采集系统的软、硬件设计;基于Visual C++平台,完成了集成低电压电泳芯片系统软件的设计。在完成系统加工及调试的基础上,进行了相应的实验验证,实现了氨基酸混合样品的分离分析。主要研究工作是:①研究集成低电压电泳生化分离分析系统芯片的结构与工作原理,基于低电压电泳分离的运动场理论与方法,提出了基于扫描电路的分段循环施加分离电压实现低电压分离的控制方法;②基于叁段式同步循环扫描的控制思想,研究了基于电泳阵列电极的低电压分离驱动电路,完成了电泳低电压分离的控制系统软、硬件设计;③结合电泳检测输出信号和检测电路的特点,完成了信号数据采集系统的软、硬件设计;④针对低电压电泳芯片分析系统的分离控制、信号处理和数据分析的特点与需求,基于Visual C++软件平台,设计了集成低电压电泳芯片系统软件;⑤搭建实验平台,进行了集成低电压电泳芯片控制、数据采集与分析系统的软、硬件测试和低电压电泳分离分析实验验证。(本文来源于《重庆大学》期刊2010-05-01）
梁凤飞,温志渝,徐溢,顾雯雯,温中泉[6]（2009）在《低电压芯片电泳叁段同步驱动分离系统的研究》一文中研究指出在长期研究低电压电泳分离分析系统的基础上,提出了一种新的低电压电泳分离扫描驱动模式,即叁段同步扫描驱动。该驱动模式在实现低电压电泳分离的基础上,缩短了电泳分离的时间,实验结果表明:叁段同步扫描驱动方式能达到常规电泳分离效果。(本文来源于《传感器与微系统》期刊2009年10期）
廖红华,廖宇,易金桥,黄勇[7]（2009）在《基于ITO玻璃-PDMS复合式低电压电泳芯片的快速制备》一文中研究指出提出了一种基于ITO玻璃-PDMS复合式低电压电泳芯片的快速制备新方法.该方法采用Protel软件绘制低电压电泳芯片沟道的形状,利用电路板加工技术加工沟道模具,并采用PDMS整体浇注方法制备芯片微沟道;采用光刻、湿法刻蚀等微加工技术方法对ITO导电玻璃进行加工,并制备出ITO阵列电极.最后经修饰、封装等工序得到基于ITO玻璃-PDMS复合式低电压电泳芯片.实验表明:采用该方法制备的ITO阵列电极线条清晰,沟道侧壁陡直、表面光滑.同时,采用该方法制备芯片周期短,不需要昂贵的制作设备.(本文来源于《湖北民族学院学报(自然科学版)》期刊2009年03期）
刘海涛,温志渝,徐溢,梁静,杨玉发[8]（2009）在《低电压电泳芯片非接触电导检测电路设计(英文)》一文中研究指出根据低电压集成电泳芯片柱端非接触高频电导器的结构和非接触高频电导检测的基本原理,设计了非接触电导检测电路。该电路包括AC激励信号发生器、I-V转换器、乘法运算器、低通滤波器和差分放大器。运用较少的元器件和较简单的电路形式实现了检测功能,解决了低电压电泳芯片微弱的非接触电导信号检测困难的问题。通过调节电路参数分别得到了频率为450kHz和1MHz,幅值为10V的正弦信号。在此激励信号下,在集成低电压电泳芯片上对一系列不同浓度的K+溶液进行了非接触电导响应信号的测试。实验结果表明,电路能分辨的离子浓度的下限为10-9;离子浓度为10-9～10-5时,电路响应具有很高的线性度和分辨率。该电路亦可用于其它微弱电导信号检测领域。(本文来源于《光学精密工程》期刊2009年07期）
梁凤飞[9]（2009）在《低电压电泳芯片电容耦合非接触电导检测器的研究》一文中研究指出以微全分析系统(Mirco total analytical System)为代表的分析仪器系统的微型化、集成化是当今世界MEMS和分析仪器研究的热点之一。电泳芯片系统作为微全分析系统重要研究方向,对检测器提出了微型化、高灵敏度等要求。本论文针对这一要求,提出在电泳芯片的分离通道末端集成非接触电导检测器的研究,具有十分重要的科学意义和应用价值。本论文在国家‘863’项目“集成低电压电泳生化分析系统芯片”的资助下,开展低电压电泳芯片集成非接触电导检测器的基础理论及关键技术研究;研究两电极和四电极非接触电导检测原理,建立非接触电导检测等效模型;研究非接触电导检测电极的结构设计与优化;研究基于锁相放大检测原理的信号处理电路;进行非接触电导检测器的测试分析。论文主要研究工作是:①分析非接触电导检测器的国内外研究现状,提出本论文的主要研究内容和研究方案;②建立两电极和四电极电导检测器检测电极等效模型,分析影响检测灵敏度等输出特性的主要因素;③研究基于平面与侧壁的两电极电导检测电极、四电极电导检测电极的结构,对检测电场强度、均匀性等参数进行模拟与对比分析,进行检测电极结构参数的优化;④研究非接触电导检测器微弱信号检测方法,开展基于锁相放大原理的非接触电导信号检测与处理电路研究;⑤进行两电极、四电极电导检测器的实验测试。(本文来源于《重庆大学》期刊2009-04-01）
廖红华,于军,王俊,陈建军,雷辉[10]（2008）在《基于SOPC的低电压电泳芯片系统平台设计》一文中研究指出探讨了一种基于SOPC(System on a Programmable Chip)的低电压电泳芯片系统平台设计方案。以基于FPGA内嵌NiosII软核处理器为系统控制模块,运用SOPC Builder定制低电压电泳芯片运动梯度电势施加控制器、Avalon流模式的电导检测的IP核,实现芯片高速控制与电泳信号采集。文中具体阐述了该系统软、硬件总体结构、多CPU协调工作原理、运动梯度电势的控制原理以及电导检测采集IP核的设计。(本文来源于《微计算机信息》期刊2008年17期）
低电压电泳芯片论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
微流控电泳芯片是微全分析系统的重要组成部分,它以高效、快速、样品消耗少等优点,在DNA测序、氨基酸分离、药物筛选等方面得到了广泛的应用,已经成为当前生物科学和化学分析领域的重要研究平台。但是,传统微流控电泳芯片需要几百伏甚至数千伏的电压完成样品的进样和分离,不仅存在安全隐患,而且通常高压电源体积较大,不利于系统的微型化和集成化。针对上述问题,有学者提出低电压电泳芯片的设想,但目前它还处于初级研究阶段,需要完成以下关键技术才能使芯片系统得到更好的应用。包括解决阵列电极直接与样品溶液接触产生气泡影响样品迁移问题,芯片结构的优化设计,芯片制作的最佳工艺,芯片简易低成本的亲水改性方法,小型化控制系统与检测系统的研制等。为此,本文针对低电压电泳芯片系统的关键技术开展研究。低电压电泳芯片和传统电泳芯片的工作原理相似,都以电泳技术为基础,区别在于具体的控制方式有所不同。依据传统电泳芯片驱动原理,分析了低电压电泳芯片的驱动原理,设计了十字形和螺旋形通道的两种低电压电泳芯片,并使用ANSOFT有限元软件对芯片进样和分离过程的电势、电场分布进行了仿真,验证了低电压驱动方式的可行性。分析了低电压电泳芯片通道深度、电极宽度、电极间距、绝缘材料及薄膜厚度等参数对通道内电场分布的影响,得出了芯片结构的优化参数。根据设计参数制作出低电压电泳芯片,使用磁控溅射法制作了铂金属阵列电极基片,利用湿法腐蚀工艺制作了玻璃盖片。分别选取硅和SU-8两种材料利用模具复制法制作了PDMS盖片,SU-8以其加工周期短、图形复制准确、微结构边缘陡直等优点,成为制作PDMS模具的最佳选择。为了解决严重制约低电压电泳芯片实际应用的气泡问题,采用在阵列电极表面制作绝缘薄膜的方案,开展了二氧化硅和PDMS两种绝缘薄膜的制备研究。使用电子束蒸发方法制作了二氧化硅绝缘膜,实验结果表明,在基片温度300℃条件下生长的4μm二氧化硅薄膜,可以承受500KV/cm场强,耐压200V,能够满足低电压电泳芯片应用的需要。采用旋涂法制作了PDMS绝缘薄膜,测试结果表明,厚度为4μm的PDMS可以承受560KV/cm的场强,耐压220V。从电绝缘特性可以看出,两种绝缘膜都适用于低电压电泳芯片的制作,但是PDMS绝缘膜与二氧化硅薄膜相比,具有工艺简单、成本低廉等特点,因此芯片最终选用PDMS绝缘膜进行制作。直接固化的PDMS盖片和绝缘薄膜因材料的固有特性,表面能比较低,呈疏水性,不利于生物样品在通道内的移动,需要对PDMS表面进行亲水改性。实验采用臭氧紫外法对PDMS表面进行改性,并与无臭氧紫外方法的处理效果进行了对比,使用多种表征方法分析了改性机理。在相同的处理时间内,经臭氧紫外处理的PDMS表面水接触角更小,亲水性明显增强。红外光谱测试表明,臭氧紫外改性后的PDMS表面各种官能团变化较大,其中-CH3疏水基团随着处理时间的增加大幅减少,Si-OH和-OH两种亲水基团大量增加,并出现了二氧化硅的典型红外光谱峰。使用X射线衍射、扫描电镜与能谱测试的结果证明,PDMS表面改性后生成了类玻璃态二氧化硅物质,亲水基团的增多和二氧化硅物质的生成是PDMS表面亲水性显着增强的主要原因。实验结果表明,臭氧紫外处理方法是一种操作简单、低成本的PDMS亲水改性手段。设计并制作了低电压电泳芯片的电极控制系统。系统以STM32芯片为主控制器,结合驱动芯片、阵列光耦、放大滤波电路、D/A及A/D电路,实现对芯片阵列电极电压幅值、进样时间、电极切换的精确控制。研究并设计了以FPGA芯片为核心,包括激光器、CCD传感器、预处理电路的荧光检测系统,通过上位机数据处理程序,系统可以实现低电压电泳芯片样品检测和电泳谱图实时显示的功能。利用低电压电泳芯片、电极控制系统和荧光检测系统,组建了低电压电泳芯片分析系统。使用该系统进行了两种绝缘薄膜消除气泡效果的测试,选用罗丹明6G和罗丹明B溶液为样品,在十字形和螺旋形通道的低电压电泳芯片上分别进行了电泳分离实验。测试结果表明,二氧化硅和PDMS绝缘薄膜在样品电泳过程中完全抑制了通道内气泡的产生,两种低电压电泳芯片都可以在90V电压作用下实现样品的电泳分离。螺旋形通道低电压电泳芯片比十字形通道具有更好的分离效果,低浓度样品分离度大于1,两种样品能够完全分开。本文研制的低电压电泳芯片分析系统,在100V以内就可以实现样品电泳分离的功能,与传统电泳芯片近千伏的驱动电压相比,不仅工作电压下降了一个数量级,而且系统体积明显减小,为电泳芯片系统的进一步微型化与集成化奠定了良好基础。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
低电压电泳芯片论文参考文献
[1].廖红华,吴长坤,廖宇,郭黎,龚文浩.基于广义形态滤波的低电压芯片电泳电色谱信号去噪研究[J].湖北民族学院学报(自然科学版).2014
[2].吕宏峰.低电压电泳芯片分析系统的关键技术研究[D].大连理工大学.2013
[3].徐溢,梁静,胡小国,马亮波,温志渝.低电压电泳芯片及其在生化样品分析中的应用(英文)[J].纳米技术与精密工程.2010
[4].廖红华.低电压毛细管电泳芯片集成系统研究[D].华中科技大学.2010
[5].孙建新.集成低电压电泳芯片控制与数据采集系统[D].重庆大学.2010
[6].梁凤飞,温志渝,徐溢,顾雯雯,温中泉.低电压芯片电泳叁段同步驱动分离系统的研究[J].传感器与微系统.2009
[7].廖红华,廖宇,易金桥,黄勇.基于ITO玻璃-PDMS复合式低电压电泳芯片的快速制备[J].湖北民族学院学报(自然科学版).2009
[8].刘海涛,温志渝,徐溢,梁静,杨玉发.低电压电泳芯片非接触电导检测电路设计(英文)[J].光学精密工程.2009
[9].梁凤飞.低电压电泳芯片电容耦合非接触电导检测器的研究[D].重庆大学.2009
[10].廖红华,于军,王俊,陈建军,雷辉.基于SOPC的低电压电泳芯片系统平台设计[J].微计算机信息.2008
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