一种更加智能化的便携式流感诊断系统方案

利用NI公司的CompactDAQ硬件系统，以及用作掌控和数据分析的LabVIEW图形化系统设计软件，我们创立了一个小型且便携式的系统。　　HsiehTsengMingJames，InstituteofBioengineeringandNanotechnology，A-Star　　TheChallenge：　　研发一个比传统系统更为更容易用于的，更容易装载的，并且成本更加便宜的小型热循环仪。

　　TheSolution：　　用于NI公司的CompactDAQ硬件系统和LabVIEW软件来创立小型热循环仪，并且凭借USB模块的即插即用功能，以继续执行动态的聚合酶链反应。　　聚合酶链反应（PCR）热循环是展开分子临床的黄金准则。然而，在应付流感大风行方面，全球所面对的主要挑战是只有专业人员才能展开有效地的临床测试。此外，商业上能用的热循环仪也不能用作实验室环境用于，因此，我们很难对其展开操作者，要将商用热循环仪的应用领域不断扩大到应急情况下，以及公共检测站，例如机场，其轻巧且便宜的特性毫无疑问是一个障碍。

因此，迫切需要我们研发一种低廉的，可携带的，且可任意用于的分子临床工具。　　为了获取灵活性的，成本便宜的诊断系统，我们在新加坡生物工程和纳米技术研究所的研究小组研发了一个小型诊断系统，该诊断系统使用美国疾病掌控和防治中心（CDC）所引荐的PCR技术来检测传染性急病。

我们的系统从动态PCR到病毒基因目标链的检测对整个临床过程展开统合与自动化，以继续执行数据的分析。　　通过用于NI公司的CompactDAQ硬件系统，以及用作掌控和数据分析的LabVIEW图形化系统设计软件作为我们的解决方案，我们创立了一个小型且便携式的系统。该系统由一个较小的珀尔帖器（温度装置），电源供应器（能量装置），和具备USB模块即插即用功能的光检测器（光学装置）包含。　　我们的热循环仪是便携式的，几乎自动化的，且可用作在最重要场合中大规模健康检查的情况下用于，例如在机场检查站掌控传染性疾病的传播。

系统自动化是可信临床的一个关键优势，因为流感大风行可能会在偏远地区再次发生，那里有可能没接受专业训练的人员处置试验样品。此外，系统自动化的构建大大降低了人力和培训费用。

　　利用该系统同时运营包括实读取PCR反应物的三个聚合物，从取样到结果所花费时间将近一小时，并且容许使用大量生物的多样性。利用热敏电阻的动态温度对系统，一个内部比例分数微分（PID）芯片来处置温度控制。该控制器由一个补偿器，输入装置和传感器对系统信号构成，对系统信号对于掌控加热器输出功率，以及维持温度是很适当的。

用于LabVIEW软件，我们对图形用户模块展开编程，以表明动态温度，设置温度，并且表明来自三个地下通道的动态PCR结果（如图1A右图）。　　　　系统配置　　整个集成系统的配备还包括继续执行PCR系统运营和反应的循环温控系统、相同加装的三个蓝色LED光源、化学键于LED至光电大幅提高管（PMT）光路之间用作动态光学观测的涉及透镜和滤波器。系统中还包括一组铜制或黄铜制为的冷却室，与摆放样本的聚合体反应室构建在一起。　　LabVIEW是系统构架的核心，中心处理器单元的设计专门针对继续执行由LabVIEW实撰写的指令，可用作控制系统启动和健康检查、PCR运营的热量循环掌控、和多路复用荧光信号的光学检测。

　　在PCR处置的循环温控过程中，系统于热处理循环的最后一秒展开光学检测。三个LED同时由来自NI9265仿真输出模块的电流驱动依序照亮，每个LED持续闪烁200ms，在下一个LED灯照亮前点燃当前LED灯。　　类似设计的装置用作探讨和引领LED光路传输。

光在照射摆放DNA样本的反应室之前要再行通过一个滤波器。光线在抵达PMT之前还须要通过一系列透镜和滤波器，最后由NI9206仿真输出模块朗读该信号。　　我们用于LabVIEW来展开信号处理以获取数据集的均值，来自PMT的信号被缩放并处置。

之后将向用户表明数据，并通过主用户菜单将该数据倒数改版于三个独立国家的曲线图中（闻图2）。　　　　PCR混合物被置放聚碳酸酯PCR反应室中，并打气以避免冷却。PCR在以下温度条件下已完成：95C下持续20秒（Taq聚合酶活化）、50次循环的缩放（在95C下维持5秒展开冷却变性、在60C维持60秒展开热处理和伸延）。

LabVIEW程序记录每次循环中DNA拷贝收到的荧光。

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