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江苏十一选五实时开奖:光电检测及信息处理技术基础上纳米金免疫层析测纸定量测试

江苏十一选五号码遗漏 www.pypna.com 来源:UC论文网2015-11-04 15:20

摘要:

第 一 章 绪 论 1.1 本课题研究的目的及意义 免疫测定是使用抗原抗体应声检测标本中微量物质的要领?;诳乖固逵ι奶匾煨院兔舾行?,免疫测定的应用范畴遍及医学查验的各个范

第 一 章 绪 论

1.1 本课题研究的目的及意义
免疫测定是使用抗原抗体应声检测标本中微量物质的要领?;诳乖固逵ι奶匾煨院兔舾行?,免疫测定的应用范畴遍及医学查验的各个范畴。任何物质只要能得到相应的特异性抗体,即可用免疫测定举行检测。由于免疫测定在医学查验中的职位地方日益告急,比年来新要领、新技能不停推出。从总体上说,其渴望告急是在主动化[1-3]测试和轻便化[4-5]测试这两方面。
目前用于免疫测定全自动化的方法主要有:固相酶免疫测定(Enzyme LinkedImmunosorbent Assay , ELISA) 、 时 间 分 辨 荧 光 免 疫 测 定 (Time ResolvedFluorescence Immunoassay,TRFIA)、化学发光免疫测定(Chemi LuminescenceImmunoassay,CLIA)等。酶联免疫检测法(ELISA 分析仪)曾是常规检验中较常用的一种方法。该方法成本较低,可以用于大量标本的测定,但测定时间长,灵敏度较低,已基本被其它方法取代。时间荧光免疫测定往往受血清成分、试管、仪器组件等本底荧光以及激发光源的杂散光的干扰,使灵敏度受到影响。最具代表性的是由芬兰 Wallac 公司开发生产的自动分析仪――DELFIA。TRFIA 测定仪与ELISA 分析仪的主要不同点为采用特殊的时间分辨荧光计进行测量,灵敏度比ELISA 分析仪高,可达 10-17/mol,但干扰因素较多?;Х⒐夥?(CLIA)[6-9]是将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合,用于检测抗原或抗体的分析技术。CLIA 法发展至今已经成为一种成熟的超微量活性物质检测的先进技术,其主要的优点是[10]: ① 高灵敏度,由于不需要外来光源,具有比荧光法更高的信噪比,最低可以检测到 100 个分子(10-21/mol),灵敏度比 ELISA 大1 至 2 个数量级,与 TRFIA 相当甚至超过;② 发光标记物稳定,有效期可达数月甚至数年;③ 检测范围宽,可达 6 个数量级;④ 自动化程度高,避免了手工操作带来的误差,提高了分析方法的精密度。由 Boehringer Mannheim 公司开发的免疫测定系统称为 ELECSYS,1997 年投入大批量生产。近几年 CLIA 发展迅猛,已成为目前发展和推广应用最快的免疫分析方法之一,其技术在全自动化固相标记免疫测定中居领先地位。
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1.2 纳米金免疫层析试条免疫测定的研究现状
纳米金免疫层析试条(简称胶体金层析试条或金标试条)主要利用了直径在1~150nm 之间的胶体金颗粒具有高电子密度的特性,当胶体金标记物在相应的配体处大量聚集时,肉眼可见红色或粉红色线条,因而常用于定性的快速免疫测定方法中[16-17]。1971 年胶体金被引入免疫化学,作为一种免疫标记技术被使用而迅速发展[18-19],特别是近 20 年来胶体金标记已经成为一项重要的免疫标记技术,越来越受到相关研究领域的重视。目前电镜水平的免疫金染色(IGS),光镜水平的免疫金银染色(IGSS),以及肉眼水平的免疫金染色技术日益成为科学研究和临床诊断的有力工具[20]。
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第二章 纳米金免疫层析试条定量测试机理

纳米金免疫层析试条定量测试过程实际上是生化、光、电的综合调制过程。传统测试通常只考虑试条的生化性能,因而相应的改进措施也仅停留在试条材料选择和生化性能分析的层面上,如吸水纸的材料、硝酸纤维素膜的材料、纳米金颗粒的大小和标记抗体的量等。因此目前纳米金免疫层析试条主要用于定性或半定量测试,定量测试进展缓慢。
为了加快试条定量测试的研究速度,本文将计算机技术、传感技术、人工智能等技术与生化反应相结合,提出一种新的研究思路,即尝试将纳米金免疫层析试条作为一级传感器,光纤传感器作为二级传感器,用人工智能及现代信息处理技术对由纳米金免疫层析试条产生的光谱峰特性曲线进行描述,并深入分析影响光谱峰曲线的各种因素,从而确定定量测试的方案。
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2.1 纳米金免疫层析试条
纳米金免疫层析试条作临床诊断,由于其具有直观、检测效率高、方法简便、无污染、费用低廉等优点,近年来得以迅速发展。它应用了抗原、抗体特异性规律及胶体金显色的基本原理,当试液(可取血、血清、尿、唾液,视被检项目而定)浸泡或滴入试条时,试液通过吸水纤维的毛细作用,将胶体金一起带到吸附有抗体的测试线上。若试液中的抗原与此抗体相对应,则产生特异性结合,测试线呈红色或紫红色[114];反之,测试线不显色。应用以光纤传感器为核心的光电检测系统分析测试线的光谱形状和峰值,可得出与测试线颜色呈正相关的待测液浓度。
纳米金(Nanogold)是指金微小粒子,粒子直径一般为 1~100nm,金颗粒表面带有负电荷,由于静电的排斥力,使其在水中保持稳定状态,形成稳定的胶体,故又称胶体金。由于胶体金的颗粒表面带有较多的电荷,能够对蛋白质等高分子物质进行吸附结合。利用这种表面吸附作用,使蛋白质吸附在金溶胶颗粒表面就得到胶体金标记蛋白质。由于金颗粒具有高电子密度的特性,且这些标记物在固相载体上聚集达到一定密度时(即当金颗粒 107/mm2)可呈现肉眼可见的红色至紫红色。本世纪七十年代,由于纳米金这一独特优点,将其作为标记物引入免疫学实验,形成了现代免疫学四大标记技术之一的金标记技术,得到了广泛应用。
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第三章 小波分析去除试条光电噪声及提取测试线边缘特征的研究 ...............36-58 
3.1 基于小波变换的去噪方法 ..............................36-49 
3.1.1 去噪原理.................................... 37-39 
3.1.2 小波分解与重构法去噪分析 ........................39-41 
3.1.3 小波变换阈值萎缩法去噪分析 .....................41-43 
3.1.4 平移不变量小波去噪分析......................... 43-45 
3.1.5 小波变换模极大值法去噪分析..................... 45-48 
3.1.6 几种小波去噪法的比较 ..................48-49 
3.2 提取测试线边缘特征.............. 49-57 
3.2.1 信号奇异性表征.......................... 49-51 
3.2.2 小波函数的选择原则................... 51 
3.2.3 选择特征尺度 ................................51-52 
3.2.4 几种奇异性检测技术的实现........................... 52-54 
3.2.4.1 基于多分辨率分析的奇异性检测方法..................... 52 
3.2.4.2 二进制离散小波变换的奇异性检测方法 ...............52-53 
3.2.4.3 连续小波变换的奇异性检测方法 ............................53-54 
3.2.5 基于小波变换的奇异性检测的算法实现 .................54-55 
3.2.6 小波变换实现对测试线位置的识别 ......................55-57 
3.3 小结 ..........................................57-58 
第四章 模糊聚类识别试条生化噪声的研究 ................58-65 
4.1 模糊聚类分析........................ 58-60 
4.1.1 模糊 C-均值算法 .......................58-60 
4.1.2 判别系数 .................................60 
4.2 模糊聚类识别试条生化噪声的研究 .............60-64 
4.2.1 识别原理 ............................60-61 
4.2.2 识别实例 ......................61-64 
4.3 小结........................... 64-65 
第五章 基于小波神经网络的标准工作曲线的拟合........... 65-75 

第八章 纳米金免疫层析试条智能定量测试仪的临床试验

临床试验(Clinical Trial)是一种非常紧张的医学研究要领。医疗东西临床试验是指通过临床利用来验证医疗东西的理论原理、根本布局、性能等要素可否包管其宁静性和有用性,临床试验是医疗东西研究的必不行少的步调。由于所涉及的工具是人,因此必须接纳天下列国已共鸣的试验要领,才气包管研究事情的客观、科学和高效。
规范化的临床试验,其核心问题就是:既要考虑到以人为对象的特殊性与复杂性,又要保证实验研究的科学性。根据临床科研设计的要求,临床试验应遵循随机化、设立对照、盲法三大原则。
应用本文介绍的纳米金免疫层析智能定量测试的新思路研制的纳米金免疫层析试条智能定量测试仪,已取得中华人民共和国医疗器械注册证。根据临床试验的三大原则,仪器在厦门中医院、上海第八人民医院、上海第七人民医院就人绒毛膜促性腺素(HCG)、甲胎蛋白(AFP)、前列腺特异性抗原(PSA)做了大量临床试验[162-164],试验结果证明:该仪器对纳米金免疫层析试条进行定量测试具有重要的理论意义与临床应用价值。
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总结

论文结合纳米金免疫层析试条定量测试的研究现状,深入分析了纳米金免疫层析试条定量测试所存在的问题。从理论上对纳米金免疫层析试条定量测试机理进行研究,以试条光谱峰特性曲线为研究重点,将纳米金免疫层析法与以光纤传感为核心的光电检测技术以及现代信息处理技术相结合,提出了纳米金免疫层析试条智能定量测试的新概念、新思路,从而实现了对纳米金免疫层析试条准确的定量测试,为临床免疫测定提供一种新的、有效的检测手段。本论文基于计算机技术、传感技术、人工智能等技术与生化反应相结合的研究具有重要的理论意义和应用价值。本论文创新性工作主要有:
(1) 探讨了纳米金免疫层析试条定量测试机理和光谱峰信号的特点,深入分析对定量测试造成影响的各种干扰因素,如生化噪声、光噪声、电噪声等,建立理想光谱峰特性曲线的数学表达式,为研制纳米金免疫层析试条定量测试仪奠定了理论基础。
(2) 将小波变换、模糊聚类识别与小波神经网络等技术引入纳米金免疫层析试条定量测试中,完成对试条边缘特征提取、噪声信号滤除和曲线拟合等,使现代信息处理技术对纳米金免疫层析试条信号的分析从理论研究走向实际应用。本文提出基于现代信息处理技术的纳米金免疫层析试条智能定量测试新方法,拓展了现代信息处理技术在生物医学领域的应用。
(3) 根据 Lamber-Beer 定律和互补光原理,研究以光纤传感器为核心的光电检测系统,并将自适应粒子群算法引用到光电检测系统的优化设计中,为纳米金免疫层析试条定量测试的研究,解决了获取最优信号的问题。
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参考文献(略) 

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