【摘要】：針對(duì)傳染病病原體的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)對(duì)于大規(guī)模傳染性疾病的及時(shí)預(yù)防和診斷極為重要,迫切需要小型化便攜式病原體核酸檢測(cè)系統(tǒng)。本文以課題組自主研制的小型化集成式核酸樣本檢測(cè)設(shè)備為出發(fā)點(diǎn),設(shè)計(jì)并開發(fā)了一套操作簡(jiǎn)便、功能強(qiáng)大、能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)傳染病檢測(cè)自動(dòng)化流程及數(shù)據(jù)云存儲(chǔ)的軟件系統(tǒng)。論文的研發(fā)思路和主要工作如下:(1)平臺(tái)開發(fā):基于現(xiàn)場(chǎng)病原體檢測(cè)設(shè)備的自動(dòng)化控制需要,對(duì)系統(tǒng)控制軟件進(jìn)行需求分析,提出軟件平臺(tái)的整體設(shè)計(jì)方案,并根據(jù)該需求,將整個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)分為兩個(gè)部分:PC端和Web端。PC端基于Windows系統(tǒng)開發(fā),使用C#編程語言,主要實(shí)現(xiàn)了病原體檢測(cè)的自動(dòng)化控制流程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集與分析,并將分析檢測(cè)結(jié)果上傳至Web端。Web端負(fù)責(zé)接收傳染病檢測(cè)數(shù)據(jù),并通過網(wǎng)頁呈現(xiàn)給用戶。(2)數(shù)據(jù)分析基于現(xiàn)場(chǎng)診斷的需要,本文針對(duì)PC端采集的實(shí)時(shí)熒光PCR(q PCR)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)化處理流程,包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、Cq值計(jì)算,以及PCR曲線的智能分類。為了解決傳統(tǒng)計(jì)算方法(Ct)不能很好地容納數(shù)據(jù)噪聲、規(guī)避數(shù)據(jù)異常值等缺點(diǎn),本文采用了新的Cq值計(jì)算方法(SDM、Cy0、SCF),并比較了不同處理方法的差別。經(jīng)過優(yōu)化與完善的實(shí)時(shí)熒光PCR數(shù)據(jù)處理流程大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及檢測(cè)結(jié)果的可行性、實(shí)用性及準(zhǔn)確率。同時(shí),實(shí)驗(yàn)結(jié)果的智能分類也給用戶提供了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的參考意見。(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證將本論文研發(fā)的控制平臺(tái)與現(xiàn)場(chǎng)病原體檢測(cè)設(shè)備連接,一方面,通過傳染病檢測(cè)實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)軟件的自動(dòng)化工作流程進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證,并與傳統(tǒng)手工核酸提取實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較分析;另一方面,驗(yàn)證實(shí)時(shí)熒光PCR數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性及分辨率,以及Web在線數(shù)據(jù)分析的實(shí)用性。結(jié)果表明,在本軟件系統(tǒng)控制下的現(xiàn)場(chǎng)病原體檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)的結(jié)果正確,重復(fù)性好,并且數(shù)據(jù)分析流程應(yīng)用效果佳,魯棒性強(qiáng),實(shí)時(shí)預(yù)警功能完整可用。
【圖文】：

美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司（ABI）是世界上規(guī)模最大、銷售額第一的生化儀器、分析儀器公司之一，，同時(shí)也是世界上最大的有機(jī)質(zhì)譜儀、生物質(zhì)譜儀供應(yīng)商，為生命科學(xué)界提供基因研究、蛋白質(zhì)研究及新藥開發(fā)第一流的儀器、試劑、軟件和技術(shù)服務(wù)[18]。作為 PCR 創(chuàng)新的領(lǐng)導(dǎo)者，ABI 公司目前有 QuantStudio 系列、StepOne 系列、7500 系列等實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 或數(shù)字 PCR 產(chǎn)品。其中，7500 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 儀如圖 1-2 所示，配套軟件可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)增反應(yīng)曲線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行靶基因的絕對(duì)定量，并提供強(qiáng)大的結(jié)果分析展示。表 1.1 國外分子診斷儀器公司 國家 產(chǎn)品圖 1-1 羅氏 LightCycler 96 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 儀圖 1-2 ABI 7500/7500 Fast-實(shí)時(shí)熒光定量 PCR儀

美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司（ABI）是世界上規(guī)模最大、銷售額第一的生化儀器、分析儀器公司之一，同時(shí)也是世界上最大的有機(jī)質(zhì)譜儀、生物質(zhì)譜儀供應(yīng)商，為生命科學(xué)界提供基因研究、蛋白質(zhì)研究及新藥開發(fā)第一流的儀器、試劑、軟件和技術(shù)服務(wù)[18]。作為 PCR 創(chuàng)新的領(lǐng)導(dǎo)者，ABI 公司目前有 QuantStudio 系列、StepOne 系列、7500 系列等實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 或數(shù)字 PCR 產(chǎn)品。其中，7500 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 儀如圖 1-2 所示，配套軟件可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)增反應(yīng)曲線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行靶基因的絕對(duì)定量，并提供強(qiáng)大的結(jié)果分析展示。表 1.1 國外分子診斷儀器公司 國家 產(chǎn)品圖 1-1 羅氏 LightCycler 96 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 儀圖 1-2 ABI 7500/7500 Fast-實(shí)時(shí)熒光定量 PCR儀
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP311.52;TH77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2607107