三维精密工作台机械结构及其控制系统设计(3)
时间:2017-02-09 19:39 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
图 5.1 三文精密工作台人机操作界面30 图 5.2 下位机软件流程图..34 图 6.1 三文精密工作台及其控制系统实物图40 图 6.2 三文精密工作台运动精度调试及标定示意图41 图 6.3 X轴调试过程中工作台运动显微照片41 图 6.4 Y轴调试过程中工作台运动显微照片42 表 2.1 三文精密工作台的设计指标7 表 4.1 步进电机参数....26 表 5.1 二文运动通信格式..28 表 5.2 Z 轴运动通信格式...29 表 5.3 MSComm控件主要属性设置..30 表 6.1 速度参数与实际运动速度对应关系....42 1.绪论 1.1.基因芯片点样技术 1.1.1.基因芯片 基因芯片(genechip)（又称 DNA 芯片、生物芯片）的原型是 80 年代中期提 出的，是将生命科学研究中所涉及的不连续的分析过程（如样品制备、化学反应 和分析检测） ，利用微电子、微机械、化学、物理技术、计算机技术在固体芯片 表面构建微流体分析单元和系统，使之连续化、集成化。 1.1.2.基因芯片点样技术 基因芯片技术发展于20世纪90年代， 是一种能够对大量遗传信息进行快速、 高通量、并行检测的多学科交叉技术[1] ，在生物检测、医学检验和药物筛选等[2-6] 众多领域得到了广泛应用。制备基因芯片的主要设备是基因芯片点样仪。 根据芯片制备方式，基因芯片可分为高密度的原位合成芯片和中、低密度的 DNA 微阵列两大类。在实际临床诊断及军事、司法应用中，大多情况下只需要 简单灵活、速度快、成本低、易于操作、质量可靠的中、低密度 DNA微阵列制 备技术。 中、低密度微阵列点样技术分为接触式和非接触式两种，由于非接触式点样 具有样品点定量准确、重现性好等优势，被作为主要点样技术采用。现有的非 接触式点样技术按照驱动方式可分为气压驱动、热空气驱动、静电驱动、容积 式压电驱动和压力驱动等。 气压驱动技术是以 Jens Ducree 等人提出的 TopSpotTM 技术，以及 Peter Koltay等人提出的一种基于Si 的 DWPTM（Dispensing well plate）系列样品分配 装置为代表。气压驱动具有操作简便、制备工艺简单等优点，但存在着外接驱动 设备庞大，无法与微喷阵列芯片集成的问题；同时由于气压大小无法精确控制， 以及在喷射的过程中会产生负压，从而使微喷头内部产生气泡影响喷射质量。 热空气驱动技术[7] 虽然已成功应用到打印机技术中，但其制作工艺过于复 杂，同时长期发热会影响生物样品活性，因而大大限制了其在生物领域中的应用 前景。静电驱动是通过静电力使液体腔膜片发生形变，驱动液滴微喷射。静电驱 动的制造及装配工艺都比较复杂。 容积式压电驱动技术[8-9] 的关键组成部分是液体腔，且液体腔的一侧或两侧 由压电陶瓷片组成。 工作时， 压电陶瓷片在外加电场的作用下， 做厚度切变振动， 从而改变液体腔的体积，同时产生一个足够大的沿喷孔方向的正压力波，该压力 波足以克服喷孔内壁黏附以及表面张力，使液体从喷孔中喷出。容积式压电驱动 的微喷嘴多采用 MEMS 技术制作而成，结构复杂，成本较高。同时，该方法对 喷射液体的物理性质要求较高，难以喷射黏稠度较大的液体。通常的解决办法是 对微喷嘴腔体进行加热，但会造成点样液变性，所以对热敏感的样品无法进行点 样。压力驱动机理与容积式压电驱动相似。 (责任编辑：qin) |