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2020.01.15
物聯網於基因複製裝置之應用
族群: 跨族群  
主題: 學術研究  
作者 童至正
學校系所 國立屏東科技大學 生物機電工程系所
地點 全臺 全部  
研究內容

聚合酶連鎖反應(PCR)是一種在短時間複製大量DNA的技術,原理是讓DNA重複裂解、黏合和延伸三個步驟,完成三個步驟,稱ㄧ次熱循環,進行n個循環後,可得到2n個DNA片段結果。近年來物聯網的技術成長發展快速,本研究以腔體式PCR進行研究並開發成可攜式裝置,以樹莓派3B+為開發平台,並結合PCR溫控系統、螢光檢測系統、電源系統、人機介面、資料庫系統,整合成可攜式腔體式聚合酶連鎖反應裝置,PCR溫控系統以溫度感測器偵測反應槽溫度,將溫度結果由PI控制器程式運算,輸出電壓至L298N模組,驅動致冷晶片與風扇,建立穩定的加熱平台;螢光檢測系統以UV燈做為激發樣本的光源,搭配樹莓派相機拍照,經由Open CV運算分析螢光訊號; 電源系統選用18650鋰電池提供電源; 人機介面系統以網頁呈現溫度、循環數、開始與停止按鈕、影像分析結果圖片畫廊、螢光平均值曲線圖,可利用手機與電腦連上網頁進行控制; 資料庫系統以phpMyAdmin雲端資料庫為儲存數據的平台,將溫度與螢光平均值以及循環數上傳至資料庫,方便後續的資料分析;透過k-type熱電偶與溫度感測器比較結果水的溫度是否達到PCR的反應溫度條件;測試自製PCR裝置實驗以不同濃量實驗,完成PCR實驗收集樣本後進行凝膠電泳測試,觀察電泳圖的結果分析比較,並成功在25 μl與15 μl擴增219 bp薑黃DNA,PCR總執行時間1小時13分鐘;最後進行螢光檢測將樣本混合螢光偵測試劑進行檢測,每一循環進行圖片拍照分析處理,將含有螢光範圍進行平均值運算,上傳至資料庫,由網頁取得資料,以曲線圖方式呈現,最後從曲線圖與結果圖觀察結果在25 μl、15 μl、10 μl的DNA樣本,都有螢光的結果。

 

相關網頁 https://ntu.primo.exlibrisgroup.com/permalink/886NTU_INST/f27f2j/alma991039057168104786