利用NI公司的Compact DAQ硬件系統(tǒng)，以及用于控制和數據分析的LabVIEW圖形化系統(tǒng)設計軟件，我們創(chuàng)建了一個小型且便攜式的系統(tǒng)。"

　　– Hsieh Tseng Ming James, Institute of Bioengineering and Nanotechnology, A-Star

　　The Challenge:

　　開發(fā)一個比傳統(tǒng)系統(tǒng)更加易于使用的，易于攜帶的，并且成本更低廉的小型熱循環(huán)儀。

　　The Solution:

　　使用NI公司的CompactDAQ硬件系統(tǒng)和LabVIEW軟件來創(chuàng)建小型熱循環(huán)儀，并且憑借USB接口的即插即用功能，以執(zhí)行實時的聚合酶鏈反應。

　　聚合酶鏈反應(PCR)熱循環(huán)是進行分子診斷的黃金準則。然而，在應對流感大流行方面，全球所面臨的主要挑戰(zhàn)是只有專業(yè)人員才能進行有效的診斷測試。此外，商業(yè)上可用的熱循環(huán)儀也只能用于實驗室環(huán)境使用，因此，我們很難對其進行操作，要將商用熱循環(huán)儀的應用領域擴大到緊急情況下，以及公共檢測站，例如機場，其笨重且昂貴的特性無疑是一個障礙。因此，迫切需要我們開發(fā)一種便宜的，可攜帶的，且可任意使用的分子診斷工具。

　　為了提供靈活的，成本低廉的診斷系統(tǒng)，我們在新加坡生物工程和納米技術研究所的研究小組開發(fā)了一個小型診斷系統(tǒng)，該診斷系統(tǒng)采用美國疾病控制和預防中心(CDC)所推薦的PCR技術來檢測傳染性急病。我們的系統(tǒng)從實時PCR到病毒基因目標鏈的檢測對整個診斷過程進行整合與自動化，以執(zhí)行數據的分析。

　　通過使用NI 公司的CompactDAQ硬件系統(tǒng)，以及用于控制和數據分析的LabVIEW圖形化系統(tǒng)設計軟件作為我們的解決方案，我們創(chuàng)建了一個小型且便攜式的系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個較小的珀爾帖器(溫度裝置)，電源供應器(能量裝置)，和具有USB接口即插即用功能的光檢測器(光學裝置)構成。

　　我們的熱循環(huán)儀是便攜式的，完全自動化的，且可用于在重要場合中大規(guī)模健康檢查的情況下使用，例如在機場檢查站控制傳染性疾病的傳播。系統(tǒng)自動化是可靠診斷的一個關鍵優(yōu)勢，因為流感大流行可能會在偏遠地區(qū)發(fā)生，那里可能沒有受過專業(yè)訓練的人員處理試驗樣品。此外，系統(tǒng)自動化的實現大大降低了人力和培訓費用。

　　利用該系統(tǒng)同時運行包含預加載PCR反應物的三個聚合物，從抽樣到結果所花費時間不到一小時，并且允許采用大量生物的多樣性。利用熱敏電阻的實時溫度反饋，一個內部比例積分微分(PID)芯片來處理溫度控制。該控制器由一個補償器，輸出裝置和傳感器反饋信號組成，反饋信號對于控制加熱器輸出功率，以及保持溫度是很必要的。使用LabVIEW軟件，我們對圖形用戶接口進行編程，以顯示實時溫度，設置溫度，并且顯示來自三個通道的實時PCR結果 (如圖1A所示)。