胞内钙离子荧光显微检测软件的研制

论文摘要

在不同生理条件下测定活体细胞的钙离子浓度是细胞生理学研究的一个重要内容。以荧光标记法为基础的胞内钙离子浓度检测系统以其快速、损伤小等诸多优点在生物领域得到了广泛应用。目前国外已有基于光电倍增管的光度测定和荧光检测软件,如HEKA公司开发的PULSE+FURA-Extension,但是全套实验配置价格昂贵,非常规实验室可接受,而目前在国内相关的研究和开发尚属空白。基于以上情况,本文设计了应用在Windows 操作系统上的荧光显微检测软件。根据生理实验的要求,软件设计了四个主要的功能模块,可以完成单色光源的校准、测钙实验的参数设置、实验数据的采集和保存,并能动态显示光源的校准过程和测钙的实验波形,依据公式计算出胞内钙离子浓度。整套软件实现了对活体细胞胞内钙离子浓度的定量检测的自动化程控操作。本文详细介绍了单色光源校准模块的实现过程、基于USB 接口的数据采集器在程序中的使用、面向对象的程序设计思想在程序中如何体现、微软基础类库MFC 的文档/视图体系在界面设计中的应用。开发此荧光显微检测软件时面向对象思想和MFC 的应用大大提高了软件的开发效率,并使其具有代码可重用和软件易维护等特点。目前的实验结果表明:该软件具有功能清晰、使用方便、检测准确、人机界面友好等特点,若能配合硬件装置不断完善,最终在性能上达到国外同类产品的标准,将大大降低国内生理学研究所需的仪器和软件成本,势必有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 检测胞内钙离子浓度的意义及方法
• 1.2 胞内钙离子浓度检测系统的结构
• 1.3 国内外研究概况
• 1.4 本文的主要内容
• 2 系统结构与方案论证
• 2.1 需求分析和软件设计目标
• 2.2 软件系统的结构框架
• 2.3 基于Windows 和MFC 的软件解决方案
• 2.4 小结
• 3 单色激发光源的波长校准与控制
• 3.1 单色光源输出波长和扫描器输入电压之间的关系
• 3.2 波长校准的过程和算法流程
• 3.3 基于USB 接口的数据采集器在软件校准模块中的应用
• 3.4 面向对象思想在软件校准模块中的应用
• 3.5 小结
• 4 MFC 文档视图体系的运用和软件的界面设计
• 4.1 基于MFC 的程序架构
• 4.2 软件的界面设计
• 4.3 小结
• 5 实验及结果
• 5.1 单色激发光源的波长校准
• 5.2 荧光显微测钙系统的参数校准
• 5.3 测钙实验与结果
• 5.4 小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间发表论文目录