模糊PID控制用于PCR芯片实验室温控系统

介绍了一种采用自校正模糊PID控制算法的PCR芯片实验室温度控制系统。该系统将模糊推理控制与PID控制相结合,利用PCR芯片上溅射的Pt电阻获取温度信号,通过PID精确输出控制在芯片背面直接制备的微加热器和外加的半导体致冷器件,实现了PCR芯片的高精度快速变温控制,可用于近场光学显微镜实时探测PCR扩增反应过程中荧光信号的近场分布,为实现高灵敏度DNA定量检测提供了必要条件。     

微加热器温度场的数值求解与分析

为深入探讨微加热器表面产生周期性气泡的普遍规律,需要对微加热器的温度响应和分布进行研究.对微加热器和周围液体工质进行了无量纲固液耦合传热分析,以铂金属薄膜微加热器和液体工质水为例,通过对瞬态能量方程的理论分析和数值模拟,发现产生周期性气泡所需的无量纲加热时间与金属膜的厚度无直接关系,而与无量纲热源值密切相关;对周期性电压方波脉冲加热方式和周期性电流脉冲加热方式进行了对比,认为电压方波脉冲加热方式更符合实验需求;另外还提出了金属表面液膜的过热液层厚度和加热影响区.     

基于细胞培养的新型微流体加热器的开发与应用

设计开发一种新型功能化的二维微流体加热器系统,用于哺乳动物细胞(Hela)的灌注培养及生长过程中的实时监控.该装置在无培养箱的条件下,可以为细胞提供生长所需的温度环境.采用聚二甲硅氧烷(PDMS)及多层控制阀门制作微流体通道,与采用镀有金和铬的玻璃片制作的加热片高度集成,构成一个加热片上具备9个加热单元的装置.通过阀门控制,装置各单元独立工作,控制各腔室细胞接种及排出.该系统可以为各腔室培养的细胞提供稳定及均匀的温度(37℃),培养结果显示所培养细胞生长状况良好,表明该装置具有较好工作性能.     

防护工程火灾烟气分布特性模型实验

为讨论防护工程火灾时烟气分布特性,根据相似原理搭建了模型与实体比例为1∶4的模型实验台,进行了6个工况的模型实验,分析了火源单室内烟气温度分布规律以及烟气层高度特性,并对走廊内烟气顶棚最高温度及纵向衰减遵循的规律进行了研究。结果表明,火源单室水平方向温度分布不均匀,竖直方向温度分布可用"三区域"描述;与普通单室"双区域"模型不同,分段线性法比较适合于火源单室内烟气层高度计算;Alpert模型更适用于防护工程密闭防火分区走廊顶棚最高温度的预测,走廊内无量纲温度符合幂指数衰减规律。     

多芯片COB封装LED的基板温度分布

发光二极管(LED)的工作温度对其性能和寿命有很大影响,对于多芯片板上贴装(COB)的LED面光源,还存在基板温度分布不均匀的问题。基于一款多芯片COB封装LED的封装基板,用ANSYS仿真分析软件模拟其温度场,并证实了模拟的可靠性,探讨了基板表面和厚度方向的温度分布情况,对比了铝基板和铜基板的温度场。结果表明,多芯片COB封装LED的基板温度分布在芯片集中区存在很大的不均匀性,而基板边缘区温度则基本均匀,用铜基板代替铝基板,可以降低基板温度,且芯片集中区基板温度梯度也减小,铜基板整体的温度分布均匀性要好于铝基板。     

一步法快速分离鉴定肿瘤干细胞的单细胞微流控芯片

应用多层软光刻技术, 以聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为芯片材料, 制作一种新型的可用于单细胞鉴定研究的微流控芯片（60 mm×40 mm×4 mm）. 将肺癌细胞A549无血清悬浮培养富集肿瘤干细胞, 制成单细胞悬液, 与逆转录 聚合酶链式反应(RT PCR)的反应液混合后通入芯片, 细胞随机分布在2 048个微腔室中裂解并进行RT PCR. 该芯片集细胞捕获、 分离、 裂解及聚合酶链式反应(PCR)于一体, 实现了一步法快速鉴定肿瘤干细胞的目的, 通过统计阳性小室数可计算出肿瘤细胞中肿瘤干细胞的比例.     

微槽群内汽液界面温度分布的红外热成像

采用红外测温仪测量了液体工质在受热微槽表面的温度场分布,实验研究结果表明:相同深度条件下,较窄的微槽液体工质温度分布较均匀;相同宽度条件下,深度对微槽内液体工质温度分布的影响不大.在较小的热流密度条件下,深度相同时,较窄的微槽汽液界面平均温度较低,宽度相同时,深度的变化对汽液界面平均温度的影响不明显;在较大的热流密度条件下,深度相同时,较窄的微槽汽液界面平均温度较高,宽度相同时,较浅的微槽汽液界面平均温度较高.     

自带均热板的微弹簧式悬臂梁微加热器的研究

利用硅基MEMS工艺,通过背面分步刻蚀工艺湿法刻蚀<100>晶向硅片,结合SiO2薄膜热氧化工艺、磁控溅射薄膜制备工艺、光刻工艺、lift-off工艺,制备了一种自带均热板的微弹簧式悬臂梁微加热器。L型悬臂梁结构比直线型结构应力分布均匀。标定了微加热器的R-T曲线、I-V曲线。微加热器在工作电压为2.3V时,加热电阻值为60.96Ω,功耗为86.72mV,可获得673K的工作温度。     

唇鱼骨基因组DNA提取与ISSR-PCR的优化

以唇鱼骨为材料,分别采用4种不同方法(CTAB法、SDS法、ROSE法及试剂盒)提取基因组DNA,并对影响PCR反应的模板DNA、引物、dNTPs、Mg2+、Taq酶浓度等主要因子进行了优化,建立了适合唇鱼骨基因组DNA的ISSR-PCR反应体系.25μL的PCR反应液含有的组分和终浓度分别为:约60 ng模板DNA,1.2 U Taq酶,0.4 μrnol/L引物,2.0 mmol/L MgCl2,0.2 mmol/L dNTPs,2%甲酰胺.结果表明,利用优化反应体系对4种不同方法提取的DNA进行PCR扩增,均能得到较好的PCR扩增条带,以试剂盒法最佳,为淡水溪流性同属鱼类遗传多样性分析奠定了技术基础.     

基于单刃单磨粒正交切削的微铣磨温度仿真

建立单刃单磨粒正交切削模型,采用任意拉格朗日-欧拉(ALE)法,对微尺度铣磨复合加工进行有限元仿真,分析切削过程中的温度场分布与变化情况,以及后刀面磨粒磨削对加工温度的影响.按照热源分布位置划分温度区,分析加工过程中各温度区温度变化规律.通过仿真结果发现,工件加工时温度场中的最高温度出现在磨粒磨削区和毗邻刃口处两个位置;除磨粒磨削区外,微铣磨复合加工工件各温度区温度变化规律与微铣削相同;后刀面磨粒磨削作用使切削过程中工件各温度区温度升高,离磨削区越近,温升越大.     

菌落PCR方法的建立及其与常规PCR方法的比较

为建立一种快速、经济、敏感的PCR检测方法，以直接检测出环境、海产品等中的靶基因，通过PCR扩增已知携带tlh和tdh基因的副溶血弧菌标准菌株，并和常规PCR方法比较，初步建立了菌落PCR技术；再以副溶血弧菌标准菌株为阳性对照，以本实验室自海洋环境中分离得到的数株野生菌株为检测对象，采用新建立的菌落PCR以及常规PCR方法对它们进行扩增比较，进一步证明了菌落PCR技术检测携带相关基因菌株的可靠性．通过比较，发现菌落PCR和常规PCR的结果相当一致，两种方法均能扩增出阳性对照标准菌株中tlh和tdh基因．     

P-C-R模型构建及应用

针对目前预测模型精度低的问题,提出将主成分分析、聚类分析用于RBF神经网络预报建模,从而克服大样本数据提取的困难,使得指标的选取能更全面地反映状况,有效地缩减RBF网络的输入节点数并提高模型的预报精度。利用MATLAB的神经网络工具箱,实现了神经网络训练和仿真验证。仿真结果表明,该模型有较高的预报能力。提出的基于主成分分析和聚类分析的RBF网络预报模型---PCR模型为研究预报提供了一个新的思路和方法,并为其他领域的建模研究开阔了思路,具有一定的理论价值和的应用价值。     

并行计算一类奇异方程组的PCR算法

本文给出了一个计算奇异方程组Ｒ（Ａｋ））的新的高度并行算法．通过该算法可以在时间步内，用ｐ＝２ｎ（ｎ－１）台处理机得到方程组的解ｘ＝Ａｄｂ．     

高炉合适喷煤量的探讨

通过Ｒｉｓｔ操作线图和炉腹煤气量的计算结果，分析了相同冶炼条件下不同喷煤量对炉身效率、热能利用和料柱透气性的影响，并提出了确定合适喷煤量的几点依据。     

PCR技术在遗传病检测中的应用

PCR是近几年发展起来的在分子生物学领域中最重要的技术之一,它在临床检验中的应用极为广泛,并以其高特异性、高灵敏度、简便快速、对样品要求低等优点弥补了其它方法的不足。本文着重介绍该技术的基本原理,及其在遗传病检测中的应用。     

冷水鱼固着类纤毛虫PCR检测方法探讨及感染因素分析

针对冷水鱼养殖中固着类纤毛虫检测难和污染源不明确、种类鉴定难的问题,对冷水鱼养殖环境中固着类纤毛虫的主要寄生种类及感染因素进行调查分析,在不同季节于河北省内采集冷水鱼和水环境样本。首先,采用形态学方法对鱼体及水环境中的固着类纤毛虫进行初步鉴定;然后,建立PCR方法进行分子水平鉴定,并进行系统发育学分析;最后,对冷水鱼感染寄生虫的原因进行分析。形态学鉴定结果表明,冷水鱼寄生的固着类纤毛虫主要有累枝虫(Epistylis sp.)和钟虫(Vorticella sp.)2类;引物设计、敏感性和特异性试验结果显示,建立的寄生虫PCR检测方法有效,测序比对和系统发育分析结果进一步验证了其形态学结果;运用已建立的PCR方法检测出固着类纤毛虫在水环境中高达94.38%,鱼体广泛寄生,感染率达到了100%;且无季节差异,水体中的虫体可能是造成鱼长期感染的原因之一。研究数据可为冷水鱼病害的科学预测、预防和治疗提供依据,同时为冷水鱼养殖产业的可持续发展提供疫病防治参考。     

低成本PCR微反应器阵列的温度测量与控制技术

设计了一种用于聚合酶链式反应的低成本微反应器,其内部无微加热器、微传感器。针对这种低成本的微反应器,提出了一种温度测量与控制方案,其特点是将各反应器温度的集中控制与分散控制有机结合,能够同时完成上百只微反应器快速、准确的温度循环。重点阐述了温度传感器负荷效应的提取与补偿、动态误差补偿、微反应器温度间接测量误差评定、微反应器温度串级控制策略。     

PCR法和免疫组化法检测布氏杆菌在流产羔羊体内的分布

对青海省3份已死亡流产羔羊的肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、心脏进行AMOS-PCR法鉴定且对相关的器官制备组织切片,应用免疫组化方法进一步检查布氏杆菌在羔羊体内的分布。结果表明:流产羔羊的肝脏、脾脏、肾脏出现布氏杆菌阳性信号;肺脏、心脏呈阴性反应。阳性信号主要位于感染细胞的细胞质中。     

Mechanism of the interaction between Au nanoparticles and polymerase in nanoparticle PCR

Nanoparticle PCR is a novel method to optimize DNA amplification. It performs well in improving specificity, enhancing sensitivity and speed. Several mechanisms were proposed in previous studies: one was based on the interaction between gold nanoparticles (AuNPs) and DNA while the other was attributed to the heat transfer property of AuNPs. In this paper, we propose that the interaction between AuNPs and DNA polymerase can significantly influence PCR. First, the addition of DNA polymerase can eliminate the inhibitory effects of excess AuNPs. Second, the addition of AuNPs will increase yield of the desired PCR product and make the optimum concentration of DNA polymerase move to higher value. Third, while excess polymerase might inhibit amplification efficiency, AuNPs can reverse this process and the yield of PCR amplification. Based on these results we propose a possible mechanism that AuNPs might modulate the activity of polymerase and improve PCR amplification.