便携式血清CK-MB浓度检测AGFET生物传感装置的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mingN78
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
急性心肌梗死(Acute myocardial infarction,AMI)发病率和死亡率都很高,是世界上主要的危及生命的疾病之一。生物标志物是一类可测量和量化的生理参数,常作为疾病确诊,病情状况评估和治疗水平监控的重要参照指标。血清中的肌酸激酶同工酶(Creatine kinase MB,CK-MB)是AMI诊断相关的主要生物标志物之一,目前的AMI诊断要求现场取样,并利用相关仪器检验,耗时长且费用昂贵,然而AMI病情发作快,常危及患者生命,故而对AMI进行快速诊断以保证患者安全。DNA适体石墨烯场效应管(Aptameric graphene field effect transistor,AGFET)作为一种具有检测特异性高、灵敏度高、配套设备要求低等优点的传感模块,为解决这个难题提供了思路。本文简要分析了AGFET的传感机理并建立其响应信号和CK-MB浓度的数学模型;完成AGFET平面电极的加工及其上石墨烯的转移;利用拉曼光谱、能谱仪、电学测量等方法对修饰前后石墨烯进行表征;通过实验检验了AGFET传感模块的CK-MB检测能力。采用了基于聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine,PEI)隔离层的AGFET对血清中CK-MB进行检测,通过试验得到了较佳的PEI修饰浓度,石墨烯表面PEI的修饰减弱了血清中其他分子吸附对石墨烯电学信号造成的影响,提升了AGFET对血清中CK-MB的检测稳定性,并对AGFET的检测特异性进行了实验研究。完成了AGFET检测系统的设计,进行A/D、D/A和人机交互等模块电路的设计,在MDK开发工具下使用FreeRTOS多任务实时系统+Emwin图形库完成电路编程,对搭建的便携式血清CK-MB浓度检测AGFET生物传感装置的量程、信号响应时间和精度等进行研究。本文研究了一种CK-MB AGFET传感模块对血清中的CK-MB进行检测;提出在传感模块的石墨烯表面构建PEI隔离层以提升其对血清中CK-MB的检测稳定性;搭建了包含传感模块及其检测系统的生物传感装置并实现其对血清中CK-MB的快速检测,为AMI的早期诊断提供了一条有效途径。
其他文献
四旋翼飞行器是国内国外研究的焦点,其构成简单,应用价值广泛,同时又无需高昂的成本。在四旋翼的相关研究中,如何实现对四旋翼的良好控制是基础且关键的一环。随着相关的研究越来越多,各种四旋翼的控制方法层出不穷,对应解决四旋翼飞行中的种种实际问题。本文针对执行器受限的四旋翼无人机系统的位姿控制问题,设计了两类嵌套饱和控制器,并对其进行了仿真模拟和实验验证。结果表明,所设计的控制器能够有效镇定四旋翼无人机系
番茄作为我国一种常见的农作物,其产量经常会受到黄化病、晚疫病、褐斑病等病害的影响。番茄病害的传统检测和诊断是依靠专业技术人员,利用他们的知识和经验来诊断番茄病害。然而,传统的检测方式在专家的数量、检测的效率、预防的范围以及检测的准确性等方面存在一定的限制。为了解决以上的难题,实现农业病害的精准防治和农业现代化的目标,本文基于深度学习理论,通过架构卷积神经网络来对9种番茄叶片进行识别分类。本文首先对
“十四五”规划和2035年远景目标建议指出,推动互联网、大数据、人工智能等同各产业深度融合,推动先进制造业集群发展。我国制造业正处于从数字制造向智能制造发展的阶段,工业机器人智能化应用是制造业转型升级的核心技术。目前对工业机器人的开发及安全测试的研究还处于起步阶段,因此有必要对工业机器人系统进行深入研究,为大规模工业机器人的生产运用提供支撑。本文以SCARA机器人系统为载体,对工业机器人安全测试管
随着高分系列的成功发射,我国在遥感领域取得巨大进步。一张高光谱图像数据在光谱维包含有数百波段,在空间维包含数十平方公里面积,面对如此庞杂的数据,人工分析已力不从心,需要借助计算机进行图像处理。高光谱图像数据处理的目的之一是目标检测,尤其是微小目标检测,在林木初期病虫害防治、军事侦查等领域有重要意义。高光谱图像中每个像素可以绘制出一条光谱曲线,这里我们称为像元。但是受到传感器、通信能力以及大气散射等
老年人情绪波动所引发的心理疾病很容易被忽视,严重威胁老人们的身心健康,因此为预防与及时排解老年人受情绪波动影响产生的心理疾病,将情绪状态进行实时监测是非常重要的。目前针对情绪识别应用较广泛的方法是对人体特征进行提取,存在着特征所处层级较低等问题,所采集的数据也通常因包含大量噪声、数量不足而导致识别性能不佳,并且系统存在未对老年人进行适配且性能较差的问题。因此本文分别针对数据采集与预处理、老年人情绪
课题以大规模风电储能逆变控制为研究背景,应用改进遗传算法优化的深度置信网络进行锌溴液流电池及其逆变控制建模基础之上的PI数值优化控制研究。以提高PCC并网电压稳定性为优化目标,根据网侧负载及直流母线电压变化实时调整逆变器的双闭环PI参数,增强风机出力波动及PCC负载突变等情况下电池逆变响应速度的快速性与控制精度的鲁棒性。为搭建锌-溴液流电池等效电路,推导了液流电池相关变量的数学表达式,并利用充放电
空间站运行在高真空、强辐射、极端温度等恶劣太空环境下,为保证其与航天员的安全,需对出现的故障及时进行探测与修复。由于空间站内部结构尺寸限制以及精密仪器设备易于损坏的特性,传统刚性机器人难以完成检测任务。自生长软体机器人采用前端生长作为运动方式,其柔性特征支持无损探测、其多自由度性允许高度适应各种复杂的狭小环境。因此将自生长软体机器人应用到空间站内部故障探测对于提高我国空间站运营维护水平具有重要意义
雷达是现代战争中不可或缺的组成部分。随着电子对抗技术的快速发展,雷达所面临的环境也日益复杂。通常雷达的接收信号中,除了所需的回波信号之外,往往还包含着大量的干扰。由于这些干扰的存在,使得雷达在对目标进行跟踪和检测的时候存在着极大的困难。因此为了使得雷达能够进行正常的工作,就需要对接收到的信号中不同干扰进行分类,从而针对不同的干扰来进行抑制和消除。但是由于雷达的特殊性使得无法获得大量的数据来进行相关
机器人自动化抓取在物体搬运、物流分拣、上下料等工作中具有广泛的应用前景,在即将到来的老龄化社会中更是如此,然而现在机器人智能化程度普遍较低,不能满足复杂条件下的抓取需求。实现机器人智能化抓取的关键技术之一是位姿估计,即通过视觉、距离等传感器采集的数据确定抓取目标相对于机器人的位置和姿态。得益于计算机算力的不断提升,深度学习技术在计算机视觉方面有了长足的发展,这也为机器人感知技术提供了新的技术思路和
遥感目标检测算法是近几年来目标检测领域新兴的一个研究方向,并迅速受到了越来越多的关注。遥感场景相较于普通目标检测场景来说,场景中目标尺度变化很大、小目标多、目标的排列杂乱无序、背景环境复杂,这些都为准确的目标检测造成了困难。本文对基于神经网络的目标检测算法发展脉络进行梳理,分析现有算法的优缺点,对遥感目标检测的各种算法进行了详细的研究,最终选择了无锚点框和旋转框结合的目标检测算法作为设计的方向,设