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在生物医学领域,随着微量分析科学技术的不断发展,对分离技术的要求越来越高。 电泳技术是一种选择性好、速度快、耗费小的分离技术,其中尤以聚丙烯酞胺凝胶电泳技术为推崇,它是一种高分辨率的电泳技术。近年来,计算机技术和数字图像处理技术的飞速发展,都为凝胶电泳分离分析技术的广泛应用提供了强有力的技术支持,例如蛋白质分离、测定蛋白质分子量以及样品中阳性物质的含量等应用。
随着生物技术、生物医学的蓬勃发展,对于具有高性能的现代化分析仪器的需求迫在眉睫,数字化凝胶电泳图像处理与分析系统是现代先进的计算机手段和图像分析手段的紧密结合的产物,它的发展和应用将会有力的推动科学研究的进步,同时也会给社会带来巨大的经济效益,更能使我国的现代分析仪器技术向前迈进一大步。
本文在调研国内外该领域发展现状及前景的基础上,为适应国内对高分辨率、高精度、高数据可靠性的新型凝胶电泳图像处理与分析系统的需要而提出的,意在开发出数字化凝胶电泳图像处理与分析系统。本论文主要完成了以下几方面工作:
1.利用MVC1000 摄像头,基于TWAIN 标准形成了凝胶电泳图像的实时采集系统,这种方式方便快捷,适用性也非常高;
2.对图像的预处理算法进行了研究,主要包括:彩色图像灰度化算法、图像增强、图像的几何变换包括旋转、平移、缩放等;
3.研究了聚丙烯酰胺一维凝胶电泳法测定蛋白质分子量的方法,成功标记了泳道和蛋白质条带,并给出了利用标准蛋白质分子量、迁移距离和未知蛋白质条带迁移距离计算未知蛋白质分子量的分析算法;
4.研究了二维凝胶电泳图像的图像标记方法及灰度值和积分光密度IOD 值的转换关系,较为准确的计算出了图像的积分光密度值,从而可以进一步确定样品中阳性物质的含量;
5.在Windows 平台下,以Visual C++为软件开发工具,编制了凝胶电泳图像处理与分析系统软件,并针对具体一维、二维凝胶电泳图像进行调试和分析研究。