基于LabVIEW的光學(xué)SPR生物傳感器的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)研究.pdf

1、光學(xué)表面等離子體共振(SurfacePlasmonResonance,SPR)傳感技術(shù)是一項(xiàng)新興的生物化學(xué)檢測(cè)技術(shù)。光學(xué)SPR傳感技術(shù)具有免標(biāo)記檢測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)生物反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程、無(wú)損檢測(cè)等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),在藥物篩選、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、毒品及農(nóng)業(yè)等許多重要領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。通常,國(guó)際上光學(xué)SPR生物傳感器數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)由專用的嵌入式數(shù)據(jù)采集器與PC機(jī)聯(lián)用而實(shí)現(xiàn),由嵌入式微處理器完成大量的光電數(shù)據(jù)采集與處理工作,而基于PC機(jī)的軟件

2、部分僅完成后續(xù)信號(hào)的傳輸與顯示,此外,光學(xué)SPR生物分析儀與PC機(jī)的通信接口采用的是RS-232標(biāo)準(zhǔn)接口,這樣,不利于實(shí)現(xiàn)生物分析儀的小型化,且在PC機(jī)上無(wú)法實(shí)現(xiàn)光學(xué)SPR生物分析儀的儀器化。隨著虛擬儀器技術(shù)的發(fā)展,利用虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和傳輸、數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、共振位點(diǎn)的求解和參數(shù)設(shè)置等數(shù)據(jù)處理工作具有高效、易于維護(hù)等強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。因此,研究基于虛擬儀器技術(shù)的光學(xué)SPR生物分析儀的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)具有重大的實(shí)用價(jià)值。
　　

3、 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是基于虛擬儀器概念進(jìn)行了光學(xué)SPR生物分析儀的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。論文圍繞光學(xué)SPR生物傳感器的數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)設(shè)計(jì),系統(tǒng)地研究了光學(xué)SPR生物傳感器的工作原理及實(shí)現(xiàn)方法,光學(xué)SPR生物分析儀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),虛擬儀器技術(shù)在測(cè)試測(cè)量?jī)x器中的作用以及虛擬儀器實(shí)現(xiàn)技術(shù)；提出了一種基于虛擬儀器技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與分析的設(shè)計(jì)方法,采用美國(guó)Ti公司的集成式光學(xué)SPR傳感器TSPR1K23獲取光電信號(hào)；以嵌入式微控制器為核心設(shè)計(jì)了

4、前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；采用USB—UART橋接芯片CP2102設(shè)計(jì)儀器與PC機(jī)通信接口；然后采用虛擬儀器開發(fā)平臺(tái)—LabVIEw編寫虛擬儀器面板-HPSPR8000,完成了光學(xué)SPR生物分析儀的前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣和處理,實(shí)現(xiàn)了包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)顯示及曲線存儲(chǔ)等功能。論文用不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇對(duì)虛擬儀器型光學(xué)SPR生物分析儀-HSPR8000軟件進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明虛擬面板操作方便,能夠友好地實(shí)時(shí)顯示光學(xué)SPR共振曲線及