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集成毛细管电泳芯片(IntegratedCapillaryElectrophoresisChip,ICEC)属于微流控芯片(micro-fluidicchips)研究领域,是分析化学、机械、电子计算机、生命科学等,多学科交叉的产物。具有分析效率高、样品需要量少、应用广泛等突出优点。已经成为生化分析领域中最强有力的分析工具之一,近年来发展十分迅速。由于ICEC对样品分析的准确性受到计算机软件分析方法,和信号采集过程中噪声干扰等因素的影响,使得分析结果的准确性得不到保证。因此,本文以此为切入点,开展ICEC软件系统研究。
统一建模语言(UnifiedModelingLanguage,UML)是近年来计算机软件工程领域的重要成果之一,它有助于构建出大型软件系统。本文应用面向对象理论,对ICEC软件系统进行UML建模,获得了ICEC软件系统的UML模型。
同时,本文对ICEC信号仿真、小波去噪、ICEC信号曲线分析等进行深入研究。以色谱流出曲线方程为基础推导出便于仿真的ICEC流出曲线方程。为了考察小波去噪对分析结果的影响,本文通过研究多个信号峰去噪效果的标准误差来获得小波去噪参数,建立了信噪比增益、保留时间标准误差、峰高标准误差,以及峰面积标准误差等四个指标。结果表明:应用小波变换去除ICEC信号噪声,保留时间标准误差都很小;采用小波参数(db13,rigrsure-hard,2层)时,峰高标准误差最小,适合于以峰高为定量依据的分析;采用小波参数(sym5,Minimaxi-hard,2层)时,峰面积标准误差最小,适合于以峰面积为定量依据的分析;而小波参数(coif4,heursure-soft,3层),信噪比增益最大。
通过对ICEC软件系统的UML建模和算法研究,使得ICEC软件系统的可靠性和准确性得到提高,有助于开发出高质量的ICEC软件系统。