芯片毛细管电泳的系统级建模与仿真技术研究

芯片毛细管电泳检测β-地中海贫血及无创性产前诊断的研究的开题报告一、研究背景β-地中海贫血是一种常见的遗传性血液疾病，由于缺乏正常的血红蛋白分子，使得体内血红蛋白的含量降低，引起贫血、黄疸等症状。

该病主要流行于地中海沿岸地区和非洲等地区，但由于人口迁移和国际交往的增多，已逐渐在全球范围内广泛传播。

无创性产前诊断是指在不危及胎儿安全的前提下，通过对孕妇血液样本中胎儿遗传物质的检测来判断胎儿是否患有某种遗传性疾病。

与传统的羊水穿刺和绒毛活检等方法相比，无创性产前诊断更加安全、方便和经济实惠。

二、研究目的本研究旨在开发一种基于芯片毛细管电泳技术的方法，用于检测β-地中海贫血基因突变与无创性产前诊断。

具体目标如下：1. 建立一套高效、准确、稳定的β-地中海贫血基因突变检测方法，涵盖了常见的突变类型，并对其在实验条件下的检测灵敏度、特异性和准确性进行评估和验证。

2. 构建一套完整的无创性产前诊断体系，包括孕妇血液样本采集、胎儿DNA分离、基因突变检测和数据分析等环节，实现对β-地中海贫血的快速诊断与准确预测。

3. 针对当前无创性产前诊断存在的技术瓶颈和问题，探索并优化相关技术参数、设备和流程，提高诊断精度和临床应用价值。

三、研究方法本研究主要使用芯片毛细管电泳技术进行β-地中海贫血基因突变检测和无创性产前诊断。

芯片毛细管电泳技术具有检测速度快、灵敏度高、消耗样本少、数据准确等优点，在生物医学、环境监测和食品安全等领域得到广泛应用。

具体实验流程如下：1.设计和合成一系列与β-地中海贫血相关的引物和探针，用于检测常见的基因突变类型。

2.优化芯片毛细管电泳的实验参数，包括电场强度、温度、样品浓度、注射条件等，以提高灵敏度和特异性。

3.制备和调节所需的试剂和材料，包括电解质缓冲液、DNA提取试剂盒、PCR试剂盒、芯片等。

4.对β-地中海贫血病例和正常对照进行检测，统计数据并进行统计学分析。

四、研究意义本研究的意义在于：1. 可以为β-地中海贫血的早期筛查和无创性产前诊断提供一种新的、高效的检测手段，缩短患者的检测时间和诊断周期，提高诊断准确度。

芯片式薄层电解池毛细管电泳联用技术研究作者：茹立军李文有来源：《科技传播》2013年第16期摘要为了能够实现反应物快速转化以及在线分离检测复杂电极产物，满足复杂电化学反应学科的研究需求，本文设计了一种芯片式薄层电解池毛细管电泳联用装置。

该装置的研制成功将为芯片实验室混合反应单元增加一个“电化学反应”成员，不仅开拓了芯片实验室以及毛细管电泳技术的应用范畴，还强有力的推动了复杂有机电化学反应机理以及动力学相关应用的发展。

关键词薄层电解池；电泳；联用技术中图分类号O646 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）97-0120-02毛细管电泳技术发展至今已经走过了几个世纪，早在1981年，就已经有研究人员使用75pm熔融石英毛细管作为分离通道，将氨基酸进行了快速、高效的分离，此外还根据色谱理论对毛细管区带点臃肿所出现的谱带分散过程进行了系统的解释，形成了现代毛细管电泳。

毛细管凝胶电泳以及毛细管等电聚焦法是由Hjerten在1983～1985三年间先后提出的，这两种方法对于分辨效率的提高起着非常关键的作用，同时也实现了自动化操作。

下面在介绍几种重要的毛细管电泳分离模式：1）毛细管区带电泳毛细管电泳使用最为广泛的就是该分离模式，它是根据不同荷质比的组分在充满电解质溶液的毛细管中，在电场作用下所形成的淌度不同而实现分离的。

这种分离模式虽然适用性很大，但是该模式不能够用于中性物质的分离。

因为中性物质的淌度差为零，不满足该分离模式的分离原理。

2）毛细管凝胶电泳法该分离模式是毛细管电泳中分离效率最高的。

想毛细管中注入粘度大且抗对流的凝胶后，可以进一步的降低溶质扩散程度，把谱带的展宽限制在一定范围内。

这样就可以得到一个非常尖锐的峰型，而且所形成的住效也极高。

此外，由于凝胶的存在，溶质在毛细管壁上的吸附也将得到一定的控制，可以进一步的减少电渗流。

该分离模式最大的缺点就在于柱制备较为困难，而且使用寿命较短。

新型芯片毛细管电泳系统的构建及应用新型芯片毛细管电泳系统的构建及应用摘要：芯片毛细管电泳（CE）是一种快速、高效的分离和分析技术，广泛应用于生物医学、环境和化学等领域。

本文介绍了一种新型的芯片毛细管电泳系统的构建方法，并探讨了其在生物医学领域的应用前景。

1. 引言芯片毛细管电泳作为一种微型化的分离和分析技术，在生物医学研究和临床医学中具有重要的应用价值。

传统的芯片毛细管电泳系统存在着分离效率低、分辨率差等问题，因此需要开发一种新型的芯片毛细管电泳系统来提高分离效率和分辨率。

2. 新型芯片毛细管电泳系统的构建方法首先，选择适合的毛细管材料，如硅片或聚合物材料，并利用微纳加工技术制备出具有微通道结构的芯片。

然后，在芯片上进行表面处理，以提高分离效率和分辨率。

接着，将芯片与电泳缓冲液连接，通过外加电场将样品引入芯片，进行分离和分析。

最后，利用光学检测系统对分离的物质进行检测和定量。

3. 新型芯片毛细管电泳系统的应用3.1 生物医学领域新型芯片毛细管电泳系统在生物医学领域的应用前景广阔。

例如，在蛋白质分析中，可以利用芯片毛细管电泳系统快速准确地分离和定量蛋白质。

其高分辨率和高灵敏度的特点，使其在临床诊断和药物研发中有着重要的应用价值。

3.2 环境领域新型芯片毛细管电泳系统还可以用于环境污染物的快速检测和分析。

传统的分析方法通常需要复杂的样品预处理和分离步骤，而芯片毛细管电泳系统可以提供更快速、高效的分离和检测方法。

例如，可以利用该系统对水中的重金属离子进行快速准确的定量。

3.3 化学领域在化学领域，新型芯片毛细管电泳系统也有广泛的应用。

例如，在食品安全领域，可以利用芯片毛细管电泳系统对食品中的农药残留物进行快速检测和定量。

传统的分析方法通常需要较长的分析时间和复杂的样品预处理步骤，而芯片毛细管电泳系统可以提供更有效的分析方法。

4. 结论新型芯片毛细管电泳系统具有快速、高效的特点，可以用于生物医学、环境和化学等领域的分离和分析。

芯片设计中的物理特性建模与仿真分析在现代科技中，芯片设计是不可避免的一个领域。

芯片作为一种电子元器件，它的旨在实现特定功能。

但是，芯片设计的成功，需要考虑到芯片的物理特性建模和仿真分析。

一、芯片设计中的物理特性建模物理特性建模在芯片设计中非常重要，因为它决定了芯片的性能和功能。

在芯片设计中，我们需要对芯片的物理特性进行建模。

这些特性包括了电场，传热，机械运动，化学等等。

而建模的过程需要考虑到多个因素，诸如芯片的材料，芯片的使用环境和工艺等等。

电场模型和仿真分析是最被广泛使用的芯片物理特性建模的应用之一。

这种模型考虑了芯片内部电场的行为和互动的相互作用。

它有助于我们设计出更优秀的电子元器件，例如驱动器，开关和电动机。

电场模型还可以用于确定芯片在不同操作条件下的电压，电流和热扰动。

因此，我们可以从中找到优化芯片电子元器件的方案，从而提高最终产品的总体性能。

其次，在芯片设计中，传热是另一个需要重点考虑的物理特性。

通过建模芯片内部的温度分布，我们可以确定芯片外部的散热和材料选择。

传热模型可以进一步开发出一系列的热管理技术，例如散热器，风扇，热导管和冷却剂。

它们的作用是确保芯片的温度在正常范围内，并保证芯片稳定运行。

最后，机械模型和化学模型也是芯片设计中的重要特性之一。

它们考虑了芯片在不同应力和环境条件下的物理和化学反应行为。

例如，机械模型可以提供芯片在外力作用下的变形和应力分布。

化学模型则可以研究芯片的物理、化学性质以及它们在不同环境下的反应特性。

这样我们能够绘制出芯片在各种操作条件下的正反馈环境和反应情况，从而进行优化芯片性能的措施。

二、仿真分析在芯片设计中的应用仿真分析在芯片设计中的应用非常广泛。

它是一种有效的工具，可以帮助我们评估芯片性能和优化芯片设计。

它不仅能够优化设计过程，还能减少芯片的设计成本和加速芯片的开发速度。

而芯片的仿真分析主要应用如下：1.电路模拟芯片设计中的电路模拟可以用于电路的分析和验证。

基于毛细管电泳芯片的激光诱导荧光检测系统的开发和应用研究的开题报告一、研究背景毛细管电泳芯片作为一种快速高效的微流控分析技术，已经广泛应用于生化分析、生物医学、环境监测等领域。

其中，检测方法的进一步提升对于毛细管电泳芯片技术的应用和推广具有重要的促进作用。

而激光诱导荧光检测技术具有灵敏度高、选择性好、快速高效等优点，已经成为了毛细管电泳芯片分析的重要检测手段之一。

二、研究目的本研究旨在开发基于毛细管电泳芯片的激光诱导荧光检测系统，针对毛细管电泳芯片进行优化设计，并应用于生化分析、生物医学、环境监测等各个领域，提高毛细管电泳芯片技术的检测灵敏度与准确度。

三、研究内容和方法1.设计基于毛细管电泳芯片的激光诱导荧光检测系统，包括激光器、荧光检测器、荧光信号采集与数据处理系统等组成，最终实现成像和荧光信号实时检测。

2.优化毛细管电泳芯片的化学处理技术，在原型芯片上实现优化并进行筛选，筛选出适用于检测系统的最终芯片。

3.在该系统中使用生物分子、环境污染物等进行生化检测试验，评价检测系统的灵敏度和准确度。

4.对系统的实验结果进行数据处理、计算机图像分析、比较分析、统计学分析等，为后续毛细管电泳芯片技术的应用提供参考。

四、研究的意义和预期成果本研究的开发基于毛细管电泳芯片的激光诱导荧光检测系统将提高毛细管电泳芯片技术在生物、环境等领域的应用，具有广阔的市场前景和社会经济价值。

预期的成果有：1.开发出基于毛细管电泳芯片的激光诱导荧光检测系统，实现了灵敏度、分辨率等优秀的检测性能。

2.在该系统中应用生物分子、环境污染物等进行生化检测试验，得出了一系列有意义的实验结果。

3.提高毛细管电泳芯片技术的检测灵敏度与准确度，推动其在生物、环境等领域的应用。

电化学检测毛细管电泳芯片1 引言近十多年来，以分析化学为基础，以微加工技术为依托，集成了生化分析所必需的样品处理、进样、生化反应、分离检测、流体控制等功能的微型全分析系统（Micro Total Analytical System，μTAS）已经成为当今分析仪器发展的前沿和热点，对未来的分析科学将起到很大的推动作用。

尽管完全意义上的μTAS 还尚未出现，但实现了部分功能集成的微型化检测器、微型反应器以及毛细管电泳等微型分离器件的研究与应用越来越广泛。

其中尤以毛细管电泳芯片技术的发展为最快。

毛细管电泳技术一直就是生化科学中进行分离分析的重要手段，在多个领域都有着广泛的应用。

而基于芯片形式的毛细管电泳技术更是有着可施加较高的分离电场、分析速度快、效率高、试样消耗少等优点，同时其结构也相对比较简单，不需要额外的泵、阀等流体控制器件，易于加工制作，所以从一开始就得到了广泛的关注和研究。

从最初的单通道简单芯片到最近的高通量96通道DNA分离芯片再到复杂的二维毛细管电泳芯片等等，各种新型的芯片结构和加工方法一直层出不穷。

随着毛细管电泳芯片技术进一步向微型化、集成化和自动化方向发展，其相应的微型化检测系统的研究也逐渐被提上日程。

目前使用得最多的是激光诱导荧光（LIF）检测，其灵敏度和检测限也是目前所有检测方法中最好的，甚至可以达到单分子检测水平。

但是仅有少数几种波长的光能够用来激发，而且还需要繁琐的柱前和柱后荧光衍生过程。

此外，与其它受到关注的质谱（MS）检测、折射率指数检测、紫外吸收检测法一样，她们庞大而且昂贵的检测装置很难做到微型化，不适应μTAS便携式、可现场使用的要求。

想比而言，电化学检测则是μTAS中很好的检测方式，该方法灵敏度高、选择性易于调变，试剂用量少、成本低，特别是其测装置具有微型化的特点，与微加工技术很匹配。

由于微加工技术在电极、电路和微细结构制作上的优势，通过对微流体电化学检测芯片系统的集成化和微型化，最有希望得到一个体积小、甚至是便携式的装置。

ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０。

Ｂａｓｉｃ语言是一种计算机入门的语言，它由于使用简单方便，较符合一般人的思维方式，所以深受广大初学者的爱好，但它在专业人士之中却极难有一席之地。

Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公司与１９９１年推出ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃｌ．０版后，取得了巨大的成功，１９９８年推出６．０版。

随着版本的改进，ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ己逐渐成为简单易学、功能强大的编程工具。

它不但在一般程序设计方面比传统的程序设计语言有明显的优势，而且可作为多媒体创造工具，支持程序跳转，即从静态目标跳向音乐、声音、动画、图形等目标；同时具有脱机播放动画的能力，能较好地控制动画的清晰度、运动速度和方向。

它具有软件费用支出低、易学习性等突出特点【７，８１，易于被许多非专业人员掌握。

其编程的工作界面如下图所示：图１－３ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０的工作界面ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ６．０作为一种实用的计算机编程语言，其有以下几方面的特点：①是一种可视化设计工具ｔ②使用面向对象的程序设计思想；③采用事件驱动的编程机制；④是一种结构化的高级程序设计语言：⑤具有动态数据交换（ＤＤＥ）功能：⑥能进行对象的链接与嵌入（０ＬＥ）；⑦可使用动态链接库；⑧具有数据库连接与访问功能；⑨有通用的宏语言。

基于上述特点，其越来越为人们所接受和使用。

很多大型的应用控制软件就是由ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ所编写的。

２．４．２电渗淌度与ｐＨ值关系的实验曲线按照２．３节实验方法和表２一ｌ给出的不同ｐＨ值的电泳运行液组成，固定分离电压９．１ｋＶ，考察了ｐＨ值对电渗流的影响。

实验结果如下：表２－３电渗流与ｐＨ值关系实验数据表对表２—２给出的实验数据，在计算机上用ＶＢ６．０编程作图，可以得到电渗淌度－－ｐＨ关系公式。

如下图所示：４２图２—７ｐＩ－Ｉ与电渗淌度关系图。

PeakMaster软件模拟毛细管电泳中的系统峰
李萍;王伟
【期刊名称】《盐城工学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2009(022)004
【摘要】在毛细管电泳中,由于缓冲溶液与样品溶液之间存在液液界面,以及电解质在溶液中的迁移速度不一致,会产生除了样品物质以外的系统峰,全面了解系统峰的状况有助于更好地分析电泳图.介绍了计算机软件PeakMaster在模拟系统峰中的应用,说明了需要输入的参数与输出的结果,有利于毛细管电泳研究人员预见系统峰的情况.
【总页数】3页(P36-38)
【作者】李萍;王伟
【作者单位】盐城工学院,信息工程学院,江苏,盐城,224051;盐城工学院,信息工程学院,江苏,盐城,224051
【正文语种】中文
【中图分类】TP212.3
【相关文献】
1.HYSIM软件模拟天然气加工工艺流程的研究（I）：—系统中无循环物流 [J], 周安;罗光熹
2.脚本技术在航电子系统软件模拟器中的应用 [J], 杨立亮
3.嵌入式系统中I2S总线数据通信的软件模拟 [J], 闫红超
4.水源热泵调峰技术在地热供暖系统中的应用——锅炉调峰供暖系统改造 [J], 周
小霞
5.毛细管电泳系统在地中海贫血筛查中的临床应用 [J], 廖玲
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

毛细管电泳芯片非接触电导检测系统设计
唐海玉;闫卫平
【期刊名称】《仪表技术与传感器》
【年(卷),期】2015(000)003
【摘要】针对毛细管电泳芯片检测系统的微型化,基于ARM11微处理器和嵌入式Linux操作系统,通过自制激励源与信号检测电路,编写驱动程序和上位机软件,设计
了一款体积较小的用于毛细管电泳芯片检测的非接触电导检测系统.激励源交流电
压频率在10～400 kHz之间连续可调,电压幅值在0～10V变化.通过使用电极宽度为1 000 μm、电极间距为800 μm的电泳芯片对系统进行测试,在频率100 kHz、10 p-p的激励信号下,对浓度为10-3 mol/L的氯化钾溶液进行检测,可得到相对峰值大于200 mV的检测信号.
【总页数】4页(P13-15,59)
【作者】唐海玉;闫卫平
【作者单位】大连理工大学电子科学与技术学院,辽宁大连116023;大连理工大学
电子科学与技术学院,辽宁大连116023
【正文语种】中文
【中图分类】TP316
【相关文献】
1.毛细管电泳非接触电导检测电极结构的设计 [J], 张海峰;邵宪辉;刘晓为;王蔚
2.毛细管电泳电容耦合非接触电导检测器 [J], 曾凡亚;苏建坡;赵书俊;张书胜;张斌;
卢艳艳
3.毛细管电泳-非接触电导检测法测定药剂中的硫酸沙丁胺醇 [J], 陈昌国;李红;范玉静
4.综述芯片毛细管电泳非接触式电导检测法研究进展 [J], 闫幸杏;陈传品;袁玉
5.毛细管电泳及芯片毛细管电泳的电容耦合非接触电导检测 [J], 康信煌;陈缵光;李全文;蔡沛祥;莫金垣
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。