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在单核苷酸多态性研究中,涉及到对大量核酸样本的处理和分析,需要我们提供一种能够实现高通量、自动化的检测平台。为此,本课题组构建了一种集成样本处理、核酸扩增、荧光检测与分析的自动化核酸检测工作站。本文主要是设计与之配套的软件操作系统,通过丰富的界面功能设计对硬件平台的资源进行统一的管理和控制,尤其是提供友好的可编程界面使用户获得实验流程的全自动化操作,实现核酸检测的一站式服务。 本软件严格按照软件开发流程,首先确定用户需求分析,然后对系统的模块划分、功能分配、接口、数据结构等进行总体设计,描述实现具体模块所涉及到的主要算法、数据结构、类的层次结构及调用关系,最终利用C#语言进行程序编码和软件测试。计算机与硬件平台之间定义统一的串口通信协议,设计面向研究人员的用户指令,包含一对一移液、一对多移液、移板、振动、扩增、荧光检测、延时和暂停等,用户在软件界面上选择这些指令,经过编译器生成指令流,通过串口发送给硬件平台,硬件平台依次取出指令队列中的指令进行响应。为了满足不同的实验需求,设计了可编程的流程控制器,利用消息队列和多线程控制完成大量事件的消息响应和异常处理,实现在线编程的功能。 为了考察软件设计的可行性和运行的完美性,设计了移液精确度和准确度验证实验,一方面测试了软件操作系统,另一方面验证了本工作站的系统性能。该实验采用重力测量法,在20℃、48%RH的条件下,预湿吸头,以蒸馏水为样品,测定体积为200μ1、100μl和20μl时的精确度分别是0.17%、0.3%和0.58%,准确度分别是0.12%、0.17%和0.99%。结果表明在本软件系统控制下的全自动核酸检测工作站表现良好,能够满足相应的技术指标。