표제지

목차

국문 초록 9

제1장 서론 11

1. 연구배경 및 목적 11

2. 연구 내용 13

제2장 연구 재료 및 방법 15

1. 하드웨어 시스템 구조 15

가. 미세유체 카트리지 15

나. 전체 하드웨어 시스템 18

다. 광학 하드웨어 시스템 20

라. Real-time PCR 제어기 21

마. DNA 추출 제어기 22

2. 소프트웨어 시스템 구조 24

가. 소프트웨어 기능 24

나. 프로세스 통신 방법 25

다. 소프트웨어 시스템 구조 25

제3장 시스템 구현 및 실험 결과 27

1. 하드웨어 시스템 27

가. Real-time PCR 제어기 27

나. DNA 추출 제어기 28

2. 소프트웨어 시스템 30

가. 전체 소프트웨어 시스템 30

나. 작업 관리자 및 프로토콜 관리자 31

다. DNA 추출 제어기 32

라. Real-time PCR 제어기 33

3. DNA 추출 제어기 및 Real-time PCR 제어기의 동작 35

가. DNA 추출 제어기 35

나. Real-time PCR 제어기 37

4. 소프트웨어 시스템 동작 과정 42

가. 프로토콜 관리자 동작 과정 42

나. 전자동 분자진단 프로토콜 실행 및 중지 과정 43

다. DNA 추출 프로토콜 실행 과정 예시 45

라. Real-time PCR 프로토콜 실행 과정 예시 47

5. 구현 시스템 검증 48

가. 에뮬레이터 48

나. 웹 기반 사용자 인터페이스 구성 50

제4장 결론 53

1. 연구결과 및 의의 53

2. 향후 발전 방향 53

참고문헌 55

영문 초록 60

표 1. 스테퍼 모터 기본 동작 명령 35

표 2. DNA 추출 프로토콜 명령어 36

표 3. Real-time PCR 프로토콜 예시 39

그림 1. 목표 시스템으로 제어 성능을 입증하기 위해 사용된 일회용 미세유체 카트리지 (a) 미세유체 카트리지의 정면도; (b) 각 챔버에 대한 시약 할당의 예를... 17

그림 2. 전체 하드웨어 시스템의 개략도 19

그림 3. 광학 하드웨어 시스템 개략도 20

그림 4. 마이크로 컨트롤러 및 주변 장치의 개략도 21

그림 5. 모터 컨트롤러 보드의 개략도 23

그림 6. 소프트웨어 시스템 기능 구조 25

그림 7. 목표 소프트웨어 시스템의 블록 다이어그램 26

그림 8. 구현된 목표 하드웨어 시스템의 개략도 27

그림 9. 구현된 모터 컨트롤러 보드의 개략도 29

그림 10. 구현된 소프트웨어 시스템 블록 다이어그램 30

그림 11. 작업 관리자와 프로토콜 관리자 프로세스의 블록 다이어그램 32

그림 12. DNA 추출 제어기 프로세스의 블록 다이어그램 33

그림 13. Real-time PCR 제어기 프로세스의 블록 다이어그램 34

그림 14. DNA 추출 제어기 프로세스의 순서도 (a) 명령어 처리 스레드의 순서도; (b) I²C와 GPIO 제어 스레드의 순서도 37

그림 15. 마이크로 컨트롤러 펌웨어 순서도 38

그림 16. Real-time PCR 제어기 순서도 (a) 명령어 처리 스레드 순서도; (b) USB/HID 제어 스레드 순서도 41

그림 17. 프로토콜 관리자 시퀀스 다이어그램 42

그림 18. 전자동 분자진단 프로토콜 실행 및 중지 시퀀스 다이어그램 44

그림 19. DNA 추출 프로토콜 동작 시퀀스 다이어그램 46

그림 20. Real-time PCR 프로토콜 동작 시퀀스 다이어그램 47

그림 21. 전자동 현장 분자진단 장치 에뮬레이터 (a) 전체 에뮬레이터 장치; (b) 모터 컨트롤러 보드 후면 49

그림 22. 프로토콜 종료 후의 웹 페이지 51