| 【中文题名】 | 共聚焦式激光诱导荧光检测装置的研究 |
| 【英文题名】 | Study on Confocal Laser Induced Fluorescence Detecting Device |
| 【学科专业】 | 物理电子学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-1-17 |
| 【中关键词】 | 共聚焦,激光诱导荧光检测,CCD,自动聚焦,自动跟踪, |
| 【英关键词】 | Confocal,Laser Induced Fluorescence Detection,CCD,Auto Focus,Auto Track, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>光电子技术、激光技术>激光技术、微波激射技术>光检测技术> |
| 【论文摘要】 | 激光诱导荧光检测是毛细管电泳芯片的主要检测手段之一，其中又以共聚焦式检测装置的灵敏度和信噪比最高，是目前最为常用的检测手段。共聚焦光路的成像特点使得其聚焦操作难度较大，目前主要依靠操作人员手工操作，可靠性、重复性差。本文在分析国内外研究现状的基础上，设计了基于图像处理辅助聚焦的共聚焦式激光诱导荧光检测装置。
本文采用共聚焦式激光诱导荧光检测原理，设计了CCD辅助检测及光路切换装置，通过图像处理获取离焦状态及确定运动目标位置，利用电移台的移动实现自动聚焦及自动跟踪。以AT89C52单片机为核心设计了检测装置的下位机控制系统，采用Keil C语言编写程序，完成三维电控平台的控制、光路切换、高压控制、信号采集、安全保护等功能。系统可以工作在脱机和联机两种模式，脱机时用户通过键盘和LCD操作，联机时由上位机通过串行口控制。
上位机程序采用VC++编写，主要完成利用图像采集卡获取CCD图像，并进行噪声抑制、栅格化等预处理，以及图像保存、打开等常规操作。根据图像清晰度评价函数判断聚焦情况，控制Z轴电动位移台移动，采用粗调细调相结合的策略加快聚焦速度，使电泳芯片到达最佳聚焦位置。通过改进的三... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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1 绪论 |
8-16 |
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1.1 毛细管电泳芯片及其检测方法简介 |
8-9 |
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1.2 激光诱导荧光检测的基本原理 |
9-11 |
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1.3 共聚焦式激光诱导荧光检测方法的研究现状 |
11-15 |
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1.4 本文的主要工作 |
15-16 |
|
2 共聚焦式激光诱导荧光检测装置的总体设计方案 |
16-26 |
|
2.1 共聚焦光路的工作原理及设计 |
16-18 |
|
2.2 框架设计 |
18-19 |
|
2.3 部件的选择及制作 |
19-23 |
|
2.4 CCD及图像处理在系统中的应用 |
23-26 |
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2.4.1 自动聚焦 |
24 |
|
2.4.2 自动跟踪 |
24-26 |
|
3 下位机控制系统设计 |
26-45 |
|
3.1 下位机控制系统的总体结构 |
26 |
|
3.2 电移台控制 |
26-31 |
|
3.2.1 硬件电路组成 |
27 |
|
3.2.2 软件结构 |
27-31 |
|
3.3 高压控制 |
31-35 |
|
3.3.1 输出控制 |
31-33 |
|
3.3.2 电压电流监督 |
33-35 |
|
3.4 荧光信号采集 |
35-37 |
|
3.4.1 PMT及放大电路 |
35-36 |
|
3.4.2 荧光信号采集 |
36-37 |
|
3.5 光路切换 |
37-38 |
|
3.6 串口程序 |
38-40 |
|
3.7 LCD模块程序 |
40-42 |
|
3.8 键盘程序 |
42-45 |
|
4 上位机控制系统 |
45-62 |
|
4.1 图像采集 |
45-47 |
|
4.2 图像预处理 |
47-51 |
|
4.2.1 高斯消噪 |
48-49 |
|
4.2.2 栅格化 |
49-51 |
|
4.3 自动聚焦 |
51-55 |
|
4.3.1 聚焦评价函数 |
51-52 |
|
4.3.2 栅格尺寸 |
52 |
|
4.3.3 聚焦策略 |
52-55 |
|
4.4 自动跟踪 |
55-59 |
|
4.4.1 运动目标检测 |
55-58 |
|
4.4.2 跟踪方法 |
58-59 |
|
4.5 荧光信号采集 |
59-62 |
|
5 实验结果及分析 |
62-70 |
|
5.1 自动聚焦 |
64-67 |
|
5.2 自动跟踪 |
67-68 |
|
5.3 荧光信号采集 |
68-70 |
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结论 |
70-72 |
|
参考文献 |
72-75 |
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附录A 单片机系统主电路图 |
75-76 |
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攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
76-77 |
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致谢 |
77-78 |
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大连理工大学学位论文版权使用授权书 |
78 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.341324 |
