CN102967531A - 新型凝胶成像系统和方法 - Google Patents

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刘书朋
李攀
李联鑫
李亭
黄静
钱晨
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Abstract

本发明涉及一种新型凝胶成像系统和方法。该系统包含日光灯、紫外灯、控制电路、CCD、USB采集卡、显示器、U盘和上位机。本发明所涉及的新型凝胶成像系统用来获得系统产生的凝胶图像、对凝胶图像进行保存，还可以通过网络传输，输送到远端的PC机对图像的做进一步处理与分析。

Description

新型凝胶成像系统和方法
技术领域
    本发明涉及一种新型凝胶成像系统和方法。
背景技术
在生物工程和分子生物学的研究中，经常会对蛋白表达产物占整个菌体蛋白的百分比含量进行计算。传统上都是利用专用的密度扫描技术对菌体进行扫描，然后利用生物分析软件和扫描仪或者用白光直接照射的凝胶成像完成密度的扫描和物质内部成分的测算。
本发明所提出的新型凝胶成像系统，不但保留了主流凝胶凝胶成像系统结构，具有传统凝胶成像系统的特点，而且采用了嵌入式处理器，采用ARM11的体系结构，它具有嵌入式的一般特点，可裁剪，相比之前的凝胶成像系统轻便快捷，并且进一步降低了功耗，节约了使用成本。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种新型凝胶成像系统和方法，用来获得系统产生的凝胶图像、对凝胶图像进行保存，还可以通过网络传输，输送到远端的PC机对图像的做进一步处理，获得清晰可辨的高质量凝胶图像。
为达到上述目的，本发明的构思是：
本发明的新型凝胶成像系统包含多个部分：
(1)   可调光圈的CCD，采用焦距可调的多倍变焦镜头，增加了所采集图像的清晰度；
(2)   控制电路部分采用linux的系统，提供了对CCD摄像头和USB采集卡的支持，还可以利用以太网络接口进行图像的远端传输，实现了对所采集图像的远程处理功能。
(3)   支持linux的USB接口，以及linux的摄像头驱动和USB采集卡驱动。
(4)   电路上集成了LCD显示模块，具有实时显示所采集的凝胶图像的功能，该显示模块支持全屏触摸功能，更加便于采集人员根据所采集的图像的质量决定是否保存和进行远端传送。
根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：
一种新型凝胶成像系统，包括日光灯、紫外灯、控制电路，显示器、CCD、USB采集卡、U-盘和上位机，其特征在于日光灯为整个电路提供照明，紫外灯通过一个滤波片辐照在凝胶上，CCD摄像头对准凝胶，而输出口经USB采集卡连接到控制电路，控制电路连接显示器和U-盘接口和上位机，待检测的物质通过系统一侧留有的窗口放入，根据不同物质在凝胶上的迁移率不同，利用一个CCD摄像头采集定点图像，经USB采集卡与控制电路连接在一起，采集图像经显示屏显示输出或置于U-盘中存储，以便于下一步的分析处理。
    上述所述控制电路包括一个主处理器CPU连接一个RAM、一个Flash、一个LED电路、一个电源电路、一个蜂鸣电路、一个温度传感器、一个红外接收头；所述主处理器CPU采用三星公司Samsung S3C6410A，主频在533MHZ，最高可达667MHZ。
    上述所述的新型凝胶成像系统，其特征在于所述控制电路的RAM采用金士顿DDR RAM，默认为256M。
    上述所述控制电路中的Flash采用英特尔公司Nand Flash,默认是2GB MLC。
    上述所述控制电路中的LED电路由一个330                                                
Figure 357668DEST_PATH_IMAGE001
电阻与一红色发光二极管串联构成。
    上述所述控制电路中的电源电路由1K的电阻与一绿色发光二极管LED串联构成。
    上述所述控制电路中的蜂鸣器电路包括一个1.5K
Figure 578882DEST_PATH_IMAGE001
的电阻与一个9014三极管，电阻接三极管基极，三极管集电极接BUZZER，发射极接地。
    上述所述控制电路中的温度传感器的型号是18B20，其数据线通过10K的电阻接33V电源。
    上述所述控制电路中采用2RM3638红外接收头，OP通过一个10K
Figure 19408DEST_PATH_IMAGE001
的电阻连5V电源。
    一种新型凝胶成像方法，采用上述系统进行成像，其特征在于操作步骤如下：
1）初始化：包括系统初始化与摄像头CCD驱动初始化；
2）初始化完毕后，输入图像采集命令开始采集图像，同时检测该图像质量，若不满足，返回重新输入采集命令，若图像质量达标，保存该图像；
3）将采集到的满足要求的图像传至上位机（PC），进行图像的分析处理。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明在保留主流凝胶成像系统结构的同时，采用了ARM体系架构，有嵌入式系统的显著特点，功耗低，重量轻，同时降低了开发成本和使用成本。
附图说明
图1是本发明涉及的新型凝胶成像系统的总体设计示意图。
图2是本发明涉及的凝胶成像程序框图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：
    参见图1，本新型凝胶成像系统包括日光灯（1）、紫外灯（7）、控制电路（4），显示器（5）、CCD（2）、USB采集卡（3）、U-盘（6）和上位机（9），其特征在于日光灯（1）为整个电路提供照明，紫外灯（7）通过一个滤波片辐照在凝胶（8）上，CCD（2）摄像头对准凝胶（8），而输出口经USB采集卡（3）连接到控制电路（4），控制电路（4）连接显示器（5）和U-盘（6）接口和上位机（9），待检测的物质通过系统一侧留有的窗口放入，根据不同物质在凝胶（8）上的迁移率不同，利用一个CCD（2）摄像头采集定点图像，经USB采集卡（3）与控制电路（4）连接在一起，采集图像经显示屏（5）显示输出或置于U-盘（6）中存储，以便于下一步的分析处理。
实施例二：
本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：
    所述控制电路包括一个主处理器CPU连接一个RAM、一个Flash、一个LED电路、一个电源电路、一个蜂鸣电路、一个温度传感器、一个红外接收头；所述主处理器CPU采用三星公司Samsung S3C6410A，主频在533MHZ，最高可达667MHZ。
    所述的新型凝胶成像系统，其特征在于所述控制电路的RAM采用金士顿DDR RAM，默认为256M。
    所述控制电路中的Flash采用英特尔公司Nand Flash,默认是2GB MLC。
    所述控制电路中的LED电路由一个330
Figure 200990DEST_PATH_IMAGE001
电阻与一红色发光二极管串联构成。
    所述控制电路中的电源电路由1K
Figure 266029DEST_PATH_IMAGE001
的电阻与一绿色发光二极管LED串联构成。
    所述控制电路中的蜂鸣器电路包括一个1.5K
Figure 165852DEST_PATH_IMAGE001
的电阻与一个9014三极管，电阻接三极管基极，三极管集电极接BUZZER，发射极接地。
    所述控制电路中的温度传感器的型号是18B20，其数据线通过10K的电阻接33V电源。
    所述控制电路中采用2RM3638红外接收头，OP通过一个10K
Figure 33631DEST_PATH_IMAGE001
的电阻连5V电源。
实施例 三：
本实施例与实施例二基本相同，特别之处是：
本实施例所涉及的核心处理器采用友善之臂的Tiny6410开发板，CCD摄像头采集模块采用北京杰伟世视音频设备有限公司的TK-C921EC彩色摄像机，该摄像头通过pinnacle的500-USB采集卡转接到开发板的USB接口；LCD采用悦美达摄影器材公司出产的Feelworld8寸触摸屏，该触摸屏支持垂直可视60度角；网络接口模块采用DM9000接口，以供远程传输。
实施例四：
本实施例与实施例二基本相同，特别之处是：
核心处理器采用友善之臂的mini2440开发板，CCD摄像头采集模块采用日本索尼公司APR-2110Z可调焦CCD摄像头，转接浙江宝狮电子公司生产的三路视讯USB采集卡转接到开发板的USB接口；LCD采用Samsung公司出产的ST550 3.5寸触摸屏；网络接口模块采用DM9000接口，以供远程传输；
本新型凝胶成像系统一个应用是用作生物分子的定量测算和定性分析，该系统所采集的图片清晰度高，便于对图像的后处理。
实施例五：
    参见图2，本新型凝胶成像方法，采用上述系统进行成像，操作步骤如下：
1）初始化：包括系统初始化与摄像头CCD驱动初始化；
2）初始化完毕后，输入图像采集命令开始采集图像，同时检测该图像质量，若不满足，返回重新输入采集命令，若图像质量达标，保存该图像；
3）将采集到的满足要求的图像传至上位机（PC），进行图像的分析处理。

Claims (10)

1.一种新型凝胶成像系统，包括日光灯（1）、紫外灯（7）、控制电路（4），显示器（5）、CCD（2）、USB采集卡（3）、U-盘（6）和上位机（9），其特征在于日光灯（1）为整个电路提供照明，紫外灯（7）通过一个滤波片辐照在凝胶（8）上，CCD（2）摄像头对准凝胶（8），而输出口经USB采集卡（3）连接到控制电路（4），控制电路（4）连接显示器（5）和U-盘（6）接口和上位机（9），待检测的物质通过系统一侧留有的窗口放入，根据不同物质在凝胶（8）上的迁移率不同，利用一个CCD（2）摄像头采集定点图像，经USB采集卡（3）与控制电路（4）连接在一起，采集图像经显示屏（5）显示输出或置于U-盘（6）中存储，以便于下一步的分析处理。
2.根据权利要求1所述的新型凝胶成像系统，其特征在于所述控制电路（4）包括一个主处理器CPU连接一个RAM、一个Flash、一个LED电路、一个电源电路、一个蜂鸣电路、一个温度传感器、一个红外接收头；所述主处理器CPU采用三星公司Samsung S3C6410A，主频在533MHZ，最高可达667MHZ。
3.根据权利要求1所述的新型凝胶成像系统，其特征在于所述控制电路（4）的RAM采用金士顿DDR RAM，默认为256M。
4.根据权利要求1所述的新型凝胶成像系统，其特征在于所述控制电路（4）中的Flash采用英特尔公司Nand Flash,默认是2GB MLC。
5.根据权利要求1所述的新型凝胶成像系统，其特征在于所述控制电路（4）中的LED电路由电阻（330                                                
Figure 964667DEST_PATH_IMAGE001
）与一发光二极管（红色）串联构成。
6.根据权利要求1所述的新型凝胶成像系统，其特征在于所述控制电路（4）中的电源电路由1K
Figure 958031DEST_PATH_IMAGE001
的电阻与发光二极管LED（绿色）串联构成。
7.根据权利要求1所述的新型凝胶成像系统，其特征在于所述控制电路（4）中的蜂鸣器电路包括一个1.5K
Figure 712360DEST_PATH_IMAGE001
的电阻与一个9014三极管，电阻接三极管基极，三极管集电极接BUZZER，发射极接地。
8.根据权利要求1所述的新型凝胶成像系统，其特征在于所述控制电路（4）中的温度传感器的型号是18B20，其数据线通过10K的电阻接33V电源。
9.根据权利要求1所述的新型凝胶成像系统，其特征在于所述控制电路（4）中采用2RM3638红外接收头，OP通过一个10K的电阻连5V电源。
10.一种新型凝胶成像方法，采用根据权利要求1所述的新型凝胶成像系统进行凝胶成像，其特征在于操作步骤如下：
1）初始化：包括系统初始化与摄像头CCD驱动初始化；
2）初始化完毕后，输入图像采集命令开始采集图像，同时检测该图像质量，若不满足，返回重新输入采集命令，若图像质量达标，保存该图像；
3）将采集到的满足要求的图像传至上位机（PC），进行图像的分析处理。
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