福建省科技计划项目(2010I0017)
- 作品数：3 被引量：21H指数：3
- 相关作者：陈旭海杜民刘绍丽张蓬勃李玉榕更多>>
- 相关机构：福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室福建医科大学更多>>
- 发文基金：福建省科技计划项目国家高技术研究发展计划国家大学生创新性实验计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程理学更多>>
- 基于FPAA与序贯双卡尔曼滤波信息融合的PCR温控被引量：3
- 2012年
- 传统PCR(polymerase chain reaction)仪对样品反应池壁温度进行接触式测量与温控,存在测量迟滞大、无法直接控制试剂温度的缺点。研制的电化学实时定量PCR温控系统采用红外温度传感器、热源温度传感器以及环境温度传感器分别测量试剂表面热辐射、热源与反应池壁温度与环境温度,并提出序贯双卡尔曼滤波估计算法对三点温度数据进行信息融合从而估计出试剂表面温度真实值。该算法中迭代卡尔曼滤波器(iterated extended Kalman filter,IEKF)与线性卡尔曼滤波器(Kalman filter,KF)顺序运行,结合了IEKF非线性估计收敛快与KF实时性高的优点,克服了红外测温噪声大,易受环境、被测物热辐射率等因素影响的缺点。试剂温度的估计值作为反馈输入到基于FPAA(field programmable analog array)的可动态配置PID控制器中构成闭环控制,同时微控制器根据不同温控阶段的控制要求对PID控制器进行配置,从而提高温控效率。实验表明,滤波估计后红外测温精度由2℃提高至0.3℃;试剂表面温度监控与可动态配置PID使得PCR温控更加准确高效;PCR产物测试结果优于市面上PCR仪、恒温时间设置更加合理。
- 陈旭海杜民
- 关键词：聚合酶链式反应红外测温
- 基于改进计时电流法精确模型的数值解仿真及实验验证被引量：3
- 2012年
- 根据电极表面被测物浓度变化经验公式所建立的改进计时电流法的理论模型,只能定性分析响应电流峰值与被测物浓度关系,无法准确描述响应电流峰值与反应体系及激励电势中其它参数的关系.为解决该问题,利用能斯特方程与扩散定律,建立了描述电极表面被测物浓度与响应电流关系的积分方程,通过数值分析方法求解得到该积分方程数值解.进而利用数值仿真得到精确的电流与时间关系曲线,分析了电流峰值与试剂浓度、惯性时间常数、参比电极标准电势、激励电势初始值以及稳态值之间的关系.最后,利用改进计时电流法的电路装置对K3[Fe(CN)6]试剂进行测试,实验结果表明该数值模型比经验模型更接近真实情况,也验证了由该模型推导得到的各参数之间关系的正确性.
- 陈旭海刘绍丽陈敬华杜民林新华
- 基于红外热成像的PCR温控系统被引量：15
- 2012年
- 电化学实时定量PCR仪中,对热循环3个温度区试剂温度的精度控制至关重要,因为其决定了PCR反应效率。根据非稳态传热原理,热量从基座传递到试剂存在延迟,因此基座上的接触式温度传感器无法直接测得试剂的温度。设计基于红外热成像仪温度检测的温控系统,可以同时对多通道试剂表面的温度进行直接测量,从而准确控制DNA解链-结合-延伸时间,提高DNA扩增效率。为了实现红外热像仪对温度的精确测量,对获取的红外温度进行中值滤波,根据热辐射理论与红外热像仪的测温原理以及公式推导,在线得到被测试剂表面发射率,通过换算从而获得试剂真实温度。实验表明,校准后热像仪测温精度由2.0℃提高到0.3℃;对试剂表面温度的监控使得PCR温控更加准确高效,具有重要意义。
- 张蓬勃陈旭海李玉榕刘绍丽杜民
- 关键词：聚合酶链式反应红外热成像仪温度测量发射率
