1 上海理工大学 光电信息与计算机学院, 上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
3 上海理工大学 出版印刷与艺术设计学院, 上海 200093
数字聚合酶链式反应（dPCR）技术在生物医疗领域具有非常重要的应用价值, 为了进一步投入临床诊断和病原体检测中需要在光学检测系统的检测效率和准确性方面取得进展。针对dPCR检测需求, 使用ZEMAX软件设计了无限远消色差荧光精缩物镜。镜头物方数值孔径为0.1, 整体放大倍率为-0.65倍, 可对Φ为34.9mm的物体进行成像, 物方工作距离105.3mm, 像方传递函数在70lp/mm处高于0.73, 相对畸变小于0.4%;镜头设计可以同时满足大视场高分辨率的荧光多通道探测要求;基于无限远荧光显微成像技术, 镜头可一次性检测位于28mm×18mm基因芯片上2万个反应通道, 克服现有设备拼接成像的弊端并提高检测效率。
应用光学 光学设计 荧光成像系统 高通量dPCR基因芯片 appled optics fluorescence imaging system high throughput dPCR gene chip
1 福州大学物理与信息工程学院, 福建福州 350116
2 福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室, 福建福州 350116
3 福州大学电气工程与自动化学院, 福建福州 350116
4 福建工程学院信息科学与工程学院, 福建福州 350118
人乳头瘤病毒 (HPV)基因芯片检测装置可读取与分析 HPV芯片的杂交点信号值, 进而区分不同的 HPV病毒类型, 而检测装置照明的均匀性关系到 HPV芯片图像处理算法的可靠性与难度。为实现均匀照明, 优化了矩形 LED阵列排布并配置匀光扩散板。首先, 分析单个 LED灯珠的辐射强度分布, 建立矩形 LED阵列的理论模型; 然后, 在仿真软件中建立 4行 8列的矩形 LED阵列模型; 最后, 搭建 HPV基因芯片检测装置进行实验测试。实验结果表明, 该照明系统能使 70 mm×20 mm的目标被照面的灰度均匀度达到 95.6%, 满足了 HPV基因芯片检测装置均匀照明的要求。
HPV基因芯片 矩形 LED阵列 匀光照明 灰度均匀度 HPV gene chip rectangular LED array uniform illumination gray level uniformity
1 上海理工大学 光电信息与计算机学院， 上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室， 上海 200093
3 上海理工大学 出版印刷与艺术设计学院， 上海 200093
针对高通量数字聚合酶链式反应荧光基因芯片检测的需求，提出了一种基于荧光显微光学技术的基因芯片检测系统。系统以无限远荧光显微系统为框架，通过制冷CCD一次完成较大视场的成像，顺序移动基因芯片得到全部图像，通过图像拼接完成检测，切换二向色镜组实现检测不同荧光通道的目的。光学系统分辨率可达16.3μm、曝光时间500ms，目前只需要拼接35次，即可在1min内完成对28mm×16mm的基因芯片内两万多荧光通道的检测，极大的提高了检测效率。
光学设计 dPCR基因芯片 图像拼接 分辨率 optical design dPCR fluorescent gene chip image stitching resolution
1 南京航空航天大学 理学院, 江苏 南京, 211106
2 安庆师范大学 物理与电气工程学院, 安徽 安庆, 246011
针对在基因芯片光学扫描时产生的图像倾斜问题, 提出了一种基于像素灰度的芯片图像倾斜校正方法。结合基因芯片图像的结构特点, 基于行、列方向像素灰度定义芯片图像的校正指标。在角度检测范围内, 利用折半搜索方法, 基于校正指标来检测芯片图像的校正角度和芯片图像的校正位置。实验结果表明, 该方法能有效地检测多类基因芯片图像的倾斜角度, 具有较强的鲁棒性和实用性。
信息光学 基因芯片图像 像素灰度 倾斜校正 information optics gene-chip image pixel gray degree skew correction
湖南师范大学蛋白质化学及鱼类发育生物学教育部重点实验室, 心脏发育研究中心, 湖南 长沙 410081
Fbxl5为F-box基因家族的一员, 目前研究发现其与心脏的发育有关。为了在斑马鱼模型中进一步研究该基因的功能, 有必要制备其多克隆抗体。通过桥式PCR扩增出亲水性和特异性均好的斑马鱼Fbxl5基因片段, 将其克隆入表达载体pET-28a, 转化至大肠杆菌Rosseta中。用IPTG诱导Fbxl5重组质粒得到His-Fbxl5的融合蛋白。这个融合蛋白用Ni-IDA凝胶柱亲和纯化, 将纯化的His-Fbxl5融合蛋白免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。使用Western Blot检测, 获得了Fbxl5原核表达重组融合蛋白及高效价的特异性兔抗Fbxl5多克隆抗体。随后检测了Fbxl5在斑马鱼胚胎和成体组织中蛋白的表达, 通过基因芯片分析在Fbxl5-MO和Std胚胎样品的mRNA含量差异.所得结果显示获得了较高效价和特异性好的斑马鱼Fbxl5多克隆抗体, 为Fbxl5功能的进一步研究奠定了基础。
融合蛋白 多克隆抗体 基因芯片 Fbxl5 Fbxl5 fusion protein polyclonal antibody gene chip
1 中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁 沈阳 110016
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
为提高芯片图像扫描采集效率,研制了一种基因芯片荧光靶点阵列图像CCD扫描采集系统,通过将落射式荧光显微镜、紫外荧光激发光源、精密电控平移台和半导体制冷CCD相机等仪器进行有效集成构建成像扫描机构,以工业控制计算机(IPC)为测控核心,实现了显微镜自动调焦控制、荧光靶点图像自动扫描和采集、靶点阵列图像拼接等功能,提高了核酸扩增杂交反应基因芯片试验效率。
机器视觉 微阵列图像扫描采集 自动调焦 图像拼接 基因芯片
1 上海理工大学光学与电子信息学院,上海 200093
2 上海理工大学计算机工程学院,上海 200093
从介绍基因芯片技术出发,论述了目前基于荧光检测和电化学检测的基因芯片检测技术。
基因芯片 荧光检测 电化学检测 纳米技术
介绍基因芯片共焦扫描仪的系统结构和工作原理,讨论基因芯片共焦扫描仪的光学成像系统二维分辨率与信噪比之间的定量关系.所得出的结果对于选择共焦显微成像系统的参数和评价共焦显微成像系统的性能具有重要的意义.
基因芯片 扫描仪 分辨率 信噪比 显微成像 gene chip scanner resolution signal-to-noise ratio microscope imagery
