數(shù)字微流控生物芯片是一種新興技術(shù),它可以將傳統(tǒng)的生物實(shí)驗(yàn)室程序整合到一個(gè)小型生物芯片上,具有高精確度、自動(dòng)化、低成本和高效率等優(yōu)點(diǎn),在生化分析、臨床診斷和藥物制備等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著數(shù)字微流控芯片的尺寸越來(lái)越大,應(yīng)用越來(lái)越復(fù)雜,我們需要更高質(zhì)量的自動(dòng)化軟件以輔助其應(yīng)用。數(shù)字微流控生物芯片流體層面的綜合工具可以獲得如何用芯片控制液滴以完成特定生化反應(yīng)的信息,它包括四個(gè)步驟:資源綁定、操作調(diào)度、模塊布局和液滴路由。綜合過(guò)程中存在復(fù)雜的組合優(yōu)化問(wèn)題,適合使用遺傳算法來(lái)解決。本研究的目的在于對(duì)數(shù)字微流控芯片流體層面的綜合過(guò)程進(jìn)行分析,利用遺傳算法,為綜合過(guò)程中的前三步提出更高質(zhì)量的算法,在給定芯片上更快地執(zhí)行生化反應(yīng)。數(shù)字微流控生物芯片流體層面的綜合過(guò)程的前三步在本文中合稱(chēng)為三維布局問(wèn)題。數(shù)字微流控生物芯片綜合過(guò)程的目的是讓生化反應(yīng)在芯片上合法地執(zhí)行,同時(shí)增加吞吐量。反應(yīng)的完成時(shí)間是先前相關(guān)算法的主要優(yōu)化目標(biāo)。由于生化反應(yīng)執(zhí)行過(guò)程中存在暫時(shí)不能參與反應(yīng)的液滴,需要儲(chǔ)存操作為這些液滴分配資源以?xún)?chǔ)存在芯片上。先前算法得到的生化反應(yīng)執(zhí)行結(jié)果通常存在過(guò)多的儲(chǔ)存操作,占據(jù)了多余的空間,激活了多余...

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1.DMFB示意圖及控制原理

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-1.2數(shù)字微流控芯片及其綜合過(guò)程數(shù)字微流控芯片結(jié)構(gòu)[35]的示意圖如圖1-1(a)所示。數(shù)字微流控芯片包含三個(gè)部分：控制液滴移動(dòng)的二維電極陣列，用于產(chǎn)生和收集液滴的端口，和用以支持更多操作的外部設(shè)備儀器，如加熱器、光學(xué)檢測(cè)器、集成傳感器等。二維....

圖1-2.DMFB芯片上五種基本操作

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-由于疏水層的存在，液滴處于未潤(rùn)濕狀態(tài)，當(dāng)在液滴下方的控制電極上施加電勢(shì)時(shí)，液滴與通電電極界面的接觸角減小，就好像被吸引過(guò)去一樣，變成潤(rùn)濕狀態(tài)，這個(gè)現(xiàn)象稱(chēng)為電介質(zhì)上電潤(rùn)濕（electrowetting-on-dielectric,EWOD）[9]....

圖1-3.DMFB流體層綜合過(guò)程

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-5-滴處于相鄰的電極便會(huì)合并在一起，在執(zhí)行生化反應(yīng)時(shí)所有液滴都必須保證周?chē)蝗Φ碾姌O上沒(méi)有其它不需要進(jìn)行合并的液滴。數(shù)字微流控芯片流體層面綜合過(guò)程如圖1-3所示，所要進(jìn)行的生化反圖1-3.DMFB流體層綜合過(guò)程應(yīng)任務(wù)已被建模成操作序列圖，對(duì)于序列圖....

圖2-2.操作序列圖示例

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-14-DAG)，如圖2-2所示。用來(lái)代表操作的個(gè)數(shù)。其中頂點(diǎn)集合={|=1,2,…,}表示生化反應(yīng)的操作，有向邊集合={（,）|,=1,2,…,}表示操作之間的關(guān)系，包括數(shù)據(jù)（液滴）傳輸?shù)年P(guān)系和先后約束的關(guān)系。如果存在由指向的邊，那么操作產(chǎn)生的液滴....

本文編號(hào)：4052859