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# j( t! \2 h! J摘要:电泳芯片分离控制系统微型化及其片上检测是生化分析的发展方向。本文基于一种阵列电极低压电泳芯片,以Cygnal0 K- }* e( r. N/ j4 O) T
公司的C8051F020单片机搭建了微型化电泳控制检测系统,通过继电器网络对芯片电极进行分离控制,利用比例法电阻检测
: S1 p$ B$ o' j/ Z- s& s原理,采用了TI公司的24位AD芯片MSC1210进行分离结果检测。实验结果表明,该系统可以实现低压电泳分离及片，上高% o" m+ s# `! f) ]/ L; T* o
精度电阻检测。
& a2 C1 x) Y- z" n0 R# `关键词:单片机阻抗检测MSC1210 C8051F020 比例法; |4 M, p$ g. y0 D* J) K1 t. D8 u
1 引言：
/ Y" F0 U& s. @普通电泳芯片在电泳过程中需在芯片两端施加几千伏至30千伏的高压以产生足够高的电场强度来驱
7 N; R4 n+ ^; A5 n, l动分离溶液中的不同离子或者DNA片段等生物样品，因此通常的电泳控制系统都比较庞大。基于一种低压移动电场驱动电泳的概念¨L陈超[2]等设计了一款基于54根线性阵列电极的电泳芯片，其结构: q& j. q# T2 I$ M
如图1所示。如图1所示，任意两根电极x、Y问施加较低的电压产生的电场与传统的电泳芯片在A、B* B) C0 l9 N( y4 T2 Y
两点间施加高压所产生的电场强度相当。
/ l2 v9 u, l+ V3 E4 j7 q2系统硬件设计0 ~; r/ V) n: \1 D$ ^
为灵活控制芯片的54根阵列电极，使之产生各种强度、行进方式的移动电场，设计了基于Cygnal的
/ S& [( |" j( v5 P: n) GC8051F020单片机的微型化控制系统。主要完成对生化样品的进样、分离等操作，并将分离结果、各种状态' o; u2 c N" `
参数进行采集处理，给出可识别的数据和图样。为了实时检测电泳分离结果，采用电化学检测法中最常用
, r5 {, l' m( J- Q$ _& O3 Z的两电极或者四电极法进行检测的阻抗谱检测法，根据电泳芯片的结构特点和待测电泳溶液的电阻特性，' x$ o# Y2 E, M
构建了以，11的MSCl210芯片为核心的检测模块。" `. R1 a7 r( V% L* B9 L1 i5 o
2．1芯片介绍1 }% \1 c, e8 W0 p" C! D; I
Cygnal公司推出的c8051F020单片机是一种高度集成的通用SOC(system—on—chip)系统【3 J，内核与7 B/ i. x' Q6 e7 o7 `, b% L
MCS一51指令集完全兼容，具有标准的8051的组织结构和外设。该型号单片机拥有8组可编程配置8位L／2 ~9 m6 Y% ?& a* |- H
O端口，并且内置64KB在系统可编程的Flash空间，4352B的内部数据RAM以及外部存储器接口，能完全
& {& v9 M* `/ a& S! l A5 z满足对电泳芯片的实时、智能、精确的控制。' I6 j+ r5 i0 R' _! e3 ~
MSCl210系列芯片是Ⅱ公司专门为智能传感器、工业过程控制、套色版和便携式设备等产品中的高精9 f% k: }# G' A# F% ?
度测量应用而设计制作的14 J。该系列芯片除具备高端模拟芯片的优点和数据处理能力外，还集成了很多高' M( H: S7 v+ C& _" e
性能的外围器件以帮助构成一个完整的系统解决方案。该芯片的核心为高性能的24位A／D转换模块。
$ [* E% U" F0 @ Q/ Y+ t8 T2．2系统硬件模块 9 ]/ m2 p' Q5 L) W
* v" w. E6 R8 T% d& a: T3 e$ C, M, w) q% s0 B$ ]! G# R
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发表于 2020-4-24 09:56
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