多通道SPR生物传感检测系统监测软件的设计与实现的任务书.docx

多通道SPR生物传感检测系统监测软件的设计与实现的任务书
任务书
一、背景
多通道表面等离子共振生物传感检测系统是生物传感检测技术的一种重要应用，其主要原理是在检测芯片表面引入感兴趣的生物分子或生物反应，并通过表面等离子共振效应监测反应过程的变化，进而实现生物分子相互作用的检测。该技术具有灵敏、快速、高通量等优势，因此在生物分子相互作用检测、疾病诊断、药物筛选等领域得到广泛应用。
多通道表面等离子共振生物传感检测系统由检测芯片、连续流体供给系统、信号检测系统等组成，其中信号检测系统是整个检测系统中最为重要的部分之一。当前市场上的普通SPR生物传感检测系统一般只有单通道，不能同时检测多个样品。而多通道SPR生物传感检测系统可以同时监测多个样品的变化，这大大提高了运行效率和检测精度。
现有的多通道SPR生物传感检测系统监测软件主要存在检测效率低、数据处理不方便等问题，因此需要进行软件的改进与完善。
二、任务
本次任务的目的是设计并实现一款高效、具有数据分析功能的多通道SPR生物传感检测系统监测软件，以提高整个检测系统的工作效率和准确性。
任务分为以下两部分：
1.设计多通道SPR生物传感检测系统监测软件
本部分任务的主要内容是根据多通道SPR生物传感检测系统的工作原理和工作流程，设计并开发一套监测软件，具有以下特点：
（1）可一次性监测多个样品。软件应能够实现多通道同时检测，通过分通道显示当前每个样品的检测状态。
（2）可实时监测反应过程。软件应能够实时监测检测芯片表面生物分子相互作用反应的变化，并将数据及时反馈给用户。
（3）可灵活控制流速。软件应能够根据实验需要灵活控制流速，以满足不同检测芯片和检测样品的不同要求。
（4）支持实验设计。软件应能够支持用户根据实验需要设计实验方案，并可以保存和导出实验记录。
2.实现数据分析功能
本部分任务的主要内容是对监测软件中产生的数据进行分析处理，提出相应的处理方法和算法，并对处理结果进行可视化展示。具体要求如下：
（1）数据预处理。对实验得到的原始数据进行预处理，包括噪声干扰的去除、背景扣除等。
（2）曲线拟合。根据实验数据对反应曲线进行拟合，并提取相关参数，如最大信号变化、平台期相关的动力学参数等。
（3）数据可视化。将处理后的数据以可视化的方式展示给用户，如反应曲线图、热图等。
三、预期成果
本次任务预期实现以下成果：
1.多通道SPR生物传感检测系统监测软件
将多通道SPR生物传感检测系统监测软件独立开发出来，该软件具有每通道实时监测反应变化、调节流速等功能，能够帮助用户高效、精确地进行生物传感检测。
2.数据分析功能
实现对SPR生物传感检测系统产生的数据进行预处理、曲线拟合及数据可视化等功能，以帮助用户更好地理解检测结果，提高实验数据的分析处理效率。
三、时间节点
本次任务的时间节点如下：
|时间节点|任务内容|
|-|-|
|第1-2周|完成任务书、开题报告等文献的查阅和研究|
|第3-4周|分析、整合SPR生物传感检测系统的工作原理和工作流程，设计软件的功能模块和开发框架|
|第5-6周|完成软件的编程工作，实现监测芯片、流体流速、反应时间的实时把控|
|第7-8周|完成数据处理的编程工作，实现对实验数据进行预处理、曲线拟合、数据可视化等功能|
|第9周|提交中期考核报告，整理、详细记录软件的实现过程，提交使用说明文档|
|第10-11周|对软件进行调试及优化，完成测试工作，发现并解决软件在使用过程中出现的问题|
|第12周|完成软件开发及测试，提交结题报告和软件演示使用视频|
四、任务分工
本次任务的主要分工如下：
|任务|负责人|
|-|-|
|检测系统工作原理及流程分析、实验方案设计|组长|
|软件基本功能实现（多通道检测、流速调节等）|成员1|
|数据预处理及反应曲线拟合算法实现|成员2|
|数据可视化及界面设计|成员3|
五、考核要求
本次任务的考核要求如下：
1.中期考核
在中期考核前，拟定好使用的技术和方法，阐述方法实现的具体思路，明确具体实现步骤，完整交付中期开题报告，撰写整理实施记录和使用说明文档。
2.结题考核
交付完整的系统演示视频，系统使用说明文档，完整的程序源代码，回答出题人、指导老师提问，现场演示系统功能。完成任务要求，并达到预期的考核效果。
六、参考材料
1.傅盛.中筛痕量体系多样的制备与应用分析[J].分析化学,2018,46(9):1369-1378.
2.薛锋芝,郆水清,杨红军,等.基于表面等离子体共振原理检测重金属离子的进展[J].农业环境科学学报,2016,35(11):2047-2053.