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1.
自动化核酸提取技术对于核酸扩增和高通量测序等分子检测应用至关重要。当前,大部分商用自动化核酸提取仪主要以磁分离技术为主,采用高度集成的封闭式结构设计方案,成本高,且不利于在资源有限的环境下使用。此外,核酸样本处理功能模块一旦固定,便很难根据需要对其功能更新和拓展。为了应对上述挑战,该文在基于“快速复制原型机(RepRap)”开源项目的低成本3D打印平台上,设计并构建了一套桌面式8通道自动化核酸提取系统。采用RepRap开源设计,系统模块功能的设计更快速、灵活,可编程,可以根据需要及时进行迭代更新,缩短了系统的研制和测试周期。在开发的系统中,加热、机械运动和8通道磁分离模块功能可与开源3D打印硬件无缝集成。其中,将8通道磁分离模块直接替换3D打印平台的热挤出机,通过G-code编程,可实现自动化核酸提取的高精度定位和机械运动控制。此外,该系统为自动化核酸提取开发了专用实验方案和控制软件。其中,三轴运动平台和核酸提取模块分别由上位机和模块驱动电路进行有效控制;加热模块由4个专门设计的铝制加热底座和3D打印机原有的加热板组成。加热底座通过与96深孔板适配,使深孔板贴合在加热板上,可实现较高的热转换效率。该研究以λDNA为标准核酸样品,对系统的核酸提取纯度、提取效率(一致性和稳定性)进行分析,验证了系统的提取性能。结果显示,该系统对高浓度样品的提纯性能和效率优于低浓度样品。该系统还实现了大肠杆菌细胞质粒DNA的自动提取,进一步展示了其对于真实细胞样本纯化的有效性。该文研制的核酸提取系统有望为在实验室之外的资源有限环境中进行现场快速分子检测(POCT)提供一种经济有效的手段。 相似文献
2.
演化硬件作为新的硬件载体,具有自组织、自适应、自修复的能力,是人工智能在高能激光控制方面的一个重要应用。遗传算法是影响硬件演化速度的一个重要因素。针对目前传统遗传算法进化时间长、运算量大的问题,提出了一种改进的猴王遗传算法——种群杂交猴王遗传算法。受自然界生物种群杂交优势的启发,种群杂交猴王遗传算法将参与进化的基因序列划分为Nd个独立进化的子种群。每个子种群独立按照猴王遗传算法进化Td代形成原始种群的Nd个亚种群后,交换亚种群的猴王基因重复猴王遗传操作,在亚种群中产生具有杂交优势的后代。分析表明:与猴王遗传算法相比,种群杂交猴王遗传算法可以将每一代基因排序的运算量减小到1/Nd,并且更加利于并行实现。基于MATLAB和Modelsim的仿真分析表明:种群杂交猴王遗传算法具有更快的收敛速度和更优的进化结果。 相似文献
3.
4.
随着集成电路产业链的全球化,硬件木马电路(HTH)日益成为潜在的威胁.木马电路的隐蔽性、多样性和植入层次的丰富性给木马电路的检测造成了困难.现有HTH检测方法多数通过测量比较功耗、时延等侧信道信息的方式展开,这些方法都需要存在基准设计.通过比较现有不同层次检测方法的特性,提出了HTH检测领域的发展趋势:注重高层次设计的检测、不同检测方法的效果衡量以及容忍工艺误差和测试噪声等干扰因素的更准确检测技术. 相似文献
5.
InGaAs近红外相机电路设计与实现 总被引:1,自引:0,他引:1
随着国外0.9~1.7μm InGaAs近红外相机的迅速发展,目前已被大量应用于工业和军事领域。探讨了InGaAs近红外相机在不同领域的应用,分析了InGaAs材料的优势及探测器选型。结合相应的探测器阵列,从相机偏置电压产生、时序驱动设计与制冷控制等方面给出了InGaAs近红外相机的硬件电路设计方案,解决了研制过程中的部分重难点,并针对后期图像处理进行了仿真验证,达到应用要求。 相似文献
6.
随着集成电路产业链的全球化,硬件木马电路(HTH)日益成为潜在的威胁.木马电路的隐蔽性、多样性和植入层次的丰富性给木马电路的检测造成了困难.现有HTH检测方法多数通过测量比较功耗、时延等侧信道信息的方式展开,这些方法都需要存在基准设计.通过比较现有不同层次检测方法的特性,提出了HTH检测领域的发展趋势:注重高层次设计的检测、不同检测方法的效果衡量以及容忍工艺误差和测试噪声等干扰因素的更准确检测技术. 相似文献
7.
局部有源忆阻器(locally-active memristor,LAM)凭借其高集成度、低功耗和局部有源特性等优点,在神经形态计算领域显示出巨大的潜力.本文提出了一种简单的N型LAM数学模型,通过揭示其非线性动力特性,设计了N型LAM神经元电路.采用Hopf分岔、数值分析等方法定量研究了该电路的动力学行为,成功模拟了多种神经形态行为,包括全或无行为、尖峰、簇发、周期振荡等.并利用该神经元电路结构模拟了生物触觉神经元的频率特性.仿真结果表明:当输入信号幅值低于阈值时,神经元电路输出信号的振荡频率与输入信号强度呈正相关(即兴奋状态),并在阈值处达到最大值.随后,继续增大激励强度,振荡频率则逐渐降低(即保护性抑制状态).最后,设计了N型LAM硬件仿真器,并完成了人工神经元电路的硬件实现,实验结果与仿真结果、理论分析相一致,验证了该N型LAM具备的神经形态行为. 相似文献
8.
文章提出一种统一延时测试架构,通过重用在线延时故障检测设计资源实现离线延时检测;首先,提出了一种硬件开销较小的稳定性检测器,对每个关键组合输出的稳定性扰乱因子进行检测;然后通过在稳定性检测器中共享全局误差生成器,可生成各个稳定性检测器的全局误差信号,以表示是否存在延时故障;最后,在扫描链中集成了基于本地扫描的生成器,以支持基于扫描的离线延时检测;仿真实验结果表明,与以前技术相比,文章方法的硬件开销和设计复杂度更低。 相似文献
9.
10.
基于FPGA的OV7620视频信息获取系统 总被引:1,自引:0,他引:1
为了满足实时、快速地获取并处理视频信息,提出以Altera公司Cyclone系列的EP1C12Q240C8为核心芯片构造硬件开发平台,使用Verilog HDL语言对CMOS图像传感器OV7620的驱动时序进行硬件描述。系统采用SCCB编程模式,建立FPGA芯片与CMOS图像传感器之间的通信,实现信号的控制与获取。为了实现在不同环境和需求下的操作要求,设定了CMOS图像传感器内部的相应寄存器和控制器。实验结果表明,该系统通过灵活控制CMOS图像传感器OV7620,为实现视频监控、工业现场监控等应用提供了稳定可靠的原始信息来源。 相似文献