發(fā)布時(shí)間：2020-12-13 11:46

　　現(xiàn)場(chǎng)快檢（Point-of-care Testing,POCT）是指在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行采樣并使用便攜式的分析檢測(cè)儀器及配套試劑和試紙,在病人附近進(jìn)行快速分析、準(zhǔn)確診斷并得到檢測(cè)結(jié)果的一種檢測(cè)方式。但是,目前而言,大部分的現(xiàn)場(chǎng)快檢設(shè)備不僅成本相對(duì)較高,而且需要專(zhuān)業(yè)人員的操作和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的解讀。此外,靈敏度也是限制現(xiàn)場(chǎng)快檢設(shè)備發(fā)展的另一個(gè)主要因素。基于智能手機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)和納米材料修飾的絲網(wǎng)印刷電極的快速發(fā)展,為便攜式低成本且易操作的檢測(cè)系統(tǒng)配合具有高靈敏度的傳感器件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)快檢領(lǐng)域提供了可能性。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多種基于智能手機(jī)的電流型電化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng),包括基于智能手機(jī)的循環(huán)伏安法檢測(cè)系統(tǒng),差分脈沖伏安法檢測(cè)系統(tǒng)、差分脈沖安培法檢測(cè)系統(tǒng)和方波伏安法檢測(cè)系統(tǒng)。這些檢測(cè)系統(tǒng)使用智能手機(jī)完成了參數(shù)設(shè)置、命令控制、數(shù)據(jù)分析處理和結(jié)果顯示等功能,簡(jiǎn)化了檢測(cè)器的電路設(shè)計(jì)方案,降低了整體系統(tǒng)成本和所需專(zhuān)業(yè)知識(shí)要求,提升了數(shù)據(jù)分析處理效率,增強(qiáng)了操作的便捷性。檢測(cè)器用于產(chǎn)生電化學(xué)激勵(lì)信號(hào),檢測(cè)傳感器上的生成的電流,將電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼,并將其發(fā)送到智能手機(jī)進(jìn)行處理。而后,對(duì)基于智能手機(jī)的電流型電化學(xué)檢測(cè)... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：139 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?２０１９－２０２５年手機(jī)的用戶(hù)數(shù)量與中國(guó)地區(qū)智能手機(jī)用戶(hù)普及率和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)占有率??

?第一章緒論???納米顆粒、病毒和ＤＮＡ等。隨著基于手機(jī)相機(jī)的智能光學(xué)生物傳感的發(fā)展，不??僅是顯微成像，熒光檢測(cè)技術(shù)和比色檢測(cè)技術(shù)也相應(yīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，與其枏關(guān)??的研究報(bào)道尤為突出。??在２００９年Ｂｒｅｓｌａｕｅｒ等人將手機(jī)與顯徵鏡的附件結(jié)合，構(gòu)成能夠進(jìn)行亮場(chǎng)成??像和熒光成像的便攜式顯微成像系統(tǒng)用于篩選血液病和傳染�。郏矗ǎ�］。如圖１．２所示，??通過(guò)控制ＬＥＤ和相關(guān)光學(xué)設(shè)備，血細(xì)胞和微生物能夠通過(guò)明場(chǎng)和熒光兩種方式??通過(guò)手機(jī)的攝像頭在屏幕上進(jìn)行成像。利用智能手機(jī)的高清的攝像頭和高速的運(yùn)??算能力，通過(guò)對(duì)圖像特征進(jìn)行提取，將結(jié)果實(shí)時(shí)地分析處理，并定量計(jì)算出來(lái)，??實(shí)現(xiàn)基于智能手機(jī)的顯微成像傳感用于藥物篩選和疾病診斷。??量－－．．．?－＇（１??ｉ?！?１?ｓｍ?ｓｆｔ??＠?ａ？?ａｔ＊??圖１．２基于手機(jī)的顯微成像系統(tǒng)的實(shí)物圖和光路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及使用該系統(tǒng)對(duì)血細(xì)胞和熒光??磁珠的成像結(jié)果??在此之后，Ｗｅｉ等人為了減少大尺寸的光學(xué)附件并降低操作的難度，在２０１４??年他們提出了使用熒光強(qiáng)度的基于智能手機(jī)的熒光傳感檢測(cè)系統(tǒng)用于單個(gè)ＤＮＡ??成像［４１１。如圖１．３所示，通過(guò)使用由激光二極管、干涉濾光片、調(diào)焦臺(tái)、外接透??鏡等組成的獨(dú)立裝置來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，手機(jī)連接該裝置并顯示測(cè)量結(jié)果。熒光顯微鏡??具有納米級(jí)分辨率，可以成像納米顆粒、病毒、ＤＮＡ等物體。對(duì)單個(gè)ＤＮＡ的測(cè)??量長(zhǎng)度可達(dá)小于一千堿基對(duì)的準(zhǔn)確率。??ｔ—??激光二極管焦距旋鈕??乂?ｖ?匕、??圍您‘??圖１．３用于單個(gè)ＤＮＡ分析的基于智能手機(jī)的熒光傳感檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)物照片和３Ｄ結(jié)構(gòu)圖??３??

?第一章緒論???納米顆粒、病毒和ＤＮＡ等。隨著基于手機(jī)相機(jī)的智能光學(xué)生物傳感的發(fā)展，不??僅是顯微成像，熒光檢測(cè)技術(shù)和比色檢測(cè)技術(shù)也相應(yīng)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，與其枏關(guān)??的研究報(bào)道尤為突出。??在２００９年Ｂｒｅｓｌａｕｅｒ等人將手機(jī)與顯徵鏡的附件結(jié)合，構(gòu)成能夠進(jìn)行亮場(chǎng)成??像和熒光成像的便攜式顯微成像系統(tǒng)用于篩選血液病和傳染病［４（）］。如圖１．２所示，??通過(guò)控制ＬＥＤ和相關(guān)光學(xué)設(shè)備，血細(xì)胞和微生物能夠通過(guò)明場(chǎng)和熒光兩種方式??通過(guò)手機(jī)的攝像頭在屏幕上進(jìn)行成像。利用智能手機(jī)的高清的攝像頭和高速的運(yùn)??算能力，通過(guò)對(duì)圖像特征進(jìn)行提取，將結(jié)果實(shí)時(shí)地分析處理，并定量計(jì)算出來(lái)，??實(shí)現(xiàn)基于智能手機(jī)的顯微成像傳感用于藥物篩選和疾病診斷。??量－－．．．?－＇（１??ｉ?！?１?ｓｍ?ｓｆｔ??＠?ａ？?ａｔ＊??圖１．２基于手機(jī)的顯微成像系統(tǒng)的實(shí)物圖和光路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及使用該系統(tǒng)對(duì)血細(xì)胞和熒光??磁珠的成像結(jié)果??在此之后，Ｗｅｉ等人為了減少大尺寸的光學(xué)附件并降低操作的難度，在２０１４??年他們提出了使用熒光強(qiáng)度的基于智能手機(jī)的熒光傳感檢測(cè)系統(tǒng)用于單個(gè)ＤＮＡ??成像［４１１。如圖１．３所示，通過(guò)使用由激光二極管、干涉濾光片、調(diào)焦臺(tái)、外接透??鏡等組成的獨(dú)立裝置來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，手機(jī)連接該裝置并顯示測(cè)量結(jié)果。熒光顯微鏡??具有納米級(jí)分辨率，可以成像納米顆粒、病毒、ＤＮＡ等物體。對(duì)單個(gè)ＤＮＡ的測(cè)??量長(zhǎng)度可達(dá)小于一千堿基對(duì)的準(zhǔn)確率。??ｔ—??激光二極管焦距旋鈕??乂?ｖ?匕、??圍您‘??圖１．３用于單個(gè)ＤＮＡ分析的基于智能手機(jī)的熒光傳感檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)物照片和３Ｄ結(jié)構(gòu)圖??３??


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