固態(tài)納米孔生物傳感器信號采集系統(tǒng)的設計.pdf

1、自從人類第一張基因圖譜問世以來，加快了基因測序的發(fā)展。第二代基因測序方法的先后產(chǎn)生，極大的推動了整個基因測序的發(fā)展，使得基因測序往低成本、快速、高通量方面邁上了一個新的臺階。由于基因測序對于生物科學研究具有十分重要的意義，我們希望得到更低成本，更快速，通量更高的新一代基因測序方法。新一代基因測序技術包含有Heliscope技術、SMRT技術和納米孔測序。
　　 本論文是用于固態(tài)納米孔生物傳感器的檢測系統(tǒng)--固態(tài)納米孔生物傳感器的

2、系統(tǒng)。一套完整的固態(tài)納米孔生物傳感器系統(tǒng)應包括前端放大電路，信號采集系統(tǒng)，控制系統(tǒng)及對應的應用軟件。本文共分成三個部分，主要介紹信號采集系統(tǒng)的硬件設計和對應的應用軟件的開發(fā)，以及信號采集系統(tǒng)在固態(tài)納米孔生物傳感器上的應用。在信號采集系統(tǒng)的硬件設計上，確立了以TMS320VC5509A為主控制器，Cy7C68013為通訊芯片，AD7671為模數(shù)轉換芯片的系統(tǒng)，利用軟件Protel99 SE設計出相應的電路原理圖設計文件和印刷電路板設計文件

3、，并進行了相應的調試，最后實現(xiàn)了采樣頻率可分別選擇為10kHz，25kHz，50kHz，100kHz，500kHz和800kHz，可檢測信號范圍為-5V到+5V并能與上位機進行通訊的系統(tǒng)。在與系統(tǒng)對應的應用軟件開發(fā)上，利用Microsoft Visual Studio2008軟件，使用其提供的MFC類庫進行對應的上位機開發(fā)。在上位機上，利用該軟件實現(xiàn)了對系統(tǒng)的識別以及對系統(tǒng)所采集到的信號的實時圖像顯示和數(shù)據(jù)存儲。最后作者利用自己所研制的

4、系統(tǒng)和M公司的USB-6251儀器同時在固態(tài)納米孔生物傳感器上進行相應的實驗，與使用NI公司的儀器得到的數(shù)據(jù)進行了對比，得到了類似結果，實現(xiàn)了在10kHz，25kHz，50kHz，100kHz，500kHz和800kHz頻率下的數(shù)據(jù)采集，并且由于系統(tǒng)能實現(xiàn)最高100Mbps的速率傳輸，故比USB-6251具有在數(shù)據(jù)采樣頻率上具有更大的擴展性；通過實驗發(fā)現(xiàn)固態(tài)納米孔生物傳感器具有良好的伏安特性。整個系統(tǒng)的研發(fā)對于我們設計專屬于納米孔生物傳