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膜片钳技术是一种通过测量细胞离子通道电流来研究细胞各种离子通道及其调控机制的技术，膜片钳技术的提出，为细胞生物学相关研究带来了革命性的变革。纳米孔单分子DNA测序技术则是通过测量DNA通过纳米孔时引起的电流变化完成DNA测序，对于人类各类疾病的基因研究等方面具有十分重要的意义。两种技术的实质，是针对测量过程中产生的微弱电流信号的高速高精度采集。 由于测量对象和测量仪器本身会引入各种干扰，影响系统测量的精度，为了准确测量两种应用环境下的微弱电流信号，本文在分析系统模型的基础上，进行了高速高精度微弱电流采集的系统设计，特别是针对测量过程中存在的快电容干扰，提出了新的补偿方法。本文主要工作如下: 1、分析了膜片钳技术和纳米孔单分子DNA测序技术的电学模型，在此基础上，进行了高速高精度微弱电流采集系统的软硬件设计，系统采用AlteraCycloneⅢ型高速FPGA作为主控模块，以高速高精度AD转换器作为数据采集模块并通过过采样技术进一步提高采集精度，通过USB2.0技术实现由下位机向上位机的数据传输，并设计了基于Labview的上位机显示系统。 2、分析了快电容干扰电路模型，针对快电容干扰产生机制，设计了相关的硬件补偿电路，并针对电路中需要进行放大器增益调节和电容容值调节的要求，选择了数字可编程增益放大器并设计了基于变容二极管的可编程电容。同时，提出了基于模糊自适应算法的快电容补偿算法，从而进一步提高了快电容补偿精度。实验结果表明，该快电容补偿方法能够使得10nA的快电容伪差电流下降至2pA左右，极大的提高了快电容补偿精度。 本文针对高速高精度微弱电流采集系统进行了研究，进行了相关的软硬件设计，实现了对微弱电流信号的采集，同时针对测量过程中存在的快电容干扰设计了新的快电容补偿方法，并通过实验验证了该方法的准确性。