51单片机多路微注射器及控制系统设计+PCB电路图+程序(2)

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5.1 下位机程序 22

5.2 上位机设计 25

5.3 本章小结 27

6微注射器进样实验 28

结论 30

致谢 31

参考文献 32

附录A 下位机程序代码 33

附录B 上位机程序代码 37

1 引言

1.1 微流控芯片技术

微流控芯片是一种在微米量级的空间对流体进行操作的科学技术，具有将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个仅几平方厘米芯片上的能力，因此又被称为芯片实验室。在现阶段，主流形式的微流控芯片多由微通道形成网络，以可控流体贯穿整个系统，来实现常规化学、生物等实验室的基本功能。微流控芯片的基本特征和最大优势是能在微小可控的平台上将多个单元技术灵活组合和规模集成。

作为一种具有战略意义的科学技术，微流控芯片的发展具有它的必然性。首先，微型化是社会发展的一种必然趋势，面对资源已经消耗过度的地球，微型化反映了人类对资源短缺的忧虑，也是对资源利用的一种优化。其次，现今存在太多技术和流体操控有关，而当操控的流体仅有微米尺度时，会出现很多不一样的现象，其中一部分至今还没被充分认识。第三是基于对系统研究的需求。系统学研究整体，更研究构成整体的各个局部之间的相互关系，从古至今人类一直缺少微型同时能操控全局的工具，微流控芯片能承载多种单元技术并具有使之灵活组合和规模集成的特征使其可能成为系统研究的重要平台。

微流控芯片的战略性意义还在于它和信息科学、信息技术的特殊关系。在21世纪，通过带有可溶性生物分子或悬浮细胞的水溶液在微流控芯片通道或平面上流动来研究生命，理解生命，甚至部分改造生命，将有可能成为一种新的具有战略意义的科学技术：微流控学。因为，“生命”和“信息”构成了现代科学技术的核心。

微流控芯片的发展优势以及特点：微流控芯片具有液体的流动性、可控性、仅仅消耗极少的试样和试剂，分析速度就可极大地提高等特点。它可以在几分钟内甚至在更短的时间内同时分析百余种样品,并且可以实时实现样品的预处理以及分析的全过程。

芯片实验室是微全分析系统的终极目标，也是微流控芯片产生和应用的目的所在。目前该技术工作和发展的重点领域是生命科学领域。

目前普遍认为的生物芯片（micro-arrays），比如基因芯片、蛋白质芯片等只是微流量为零的点阵列型杂交芯片，功能非常的有限，只是微流控芯片（micro-chip）的特殊类型。微流控芯片可以开发出生物计算机、基因与蛋白质的测序、质谱和色谱分析等系统，具有更广泛的功能、类型和用途，是系统生物学尤其是系统遗传学极为重要的技术基础[1-5]。

1.2 微量注射推进器技术

微量注射推进器是一种应用于微流控芯片技术领域，并在临床医疗以及生命科学研究等方面经常使用的一种可以长时间进行微量均匀进液的精密仪器。这种仪器主要用于动静脉输液、输血、抗休克治疗以及各种生物学、化学液体注射等方面。同时也可以在不同推进器中放入不同的液体，使用时将多个推进器安置在同一装置上，以完成同时进行的混合注射。合理地使用微量注射推进器,可以减少许多人为的工作量,同时也可以十分方便地控制进液速率和进液量的精度,以达到理想的使用效果[6]。