基于ITO玻璃的芯片PCR方法研究.pdf

1、生物芯片是生命科學和信息科學相互交叉滲透和綜合而成的前沿科學技術領域，對生命科學和醫(yī)學研究的發(fā)展起了重要的推動作用。陣列和微流控芯片是芯片實驗室的兩種重要平臺技術。DNA陣列芯片技術已經(jīng)達到了很高的實用化水平。然而在推廣應用中發(fā)現(xiàn)，雖然陣列DNA芯片分析通量大，但可靠性和重復性一直是困擾其大范圍推廣應用的關鍵問題。聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction，PCR)技術是一種基因片斷體外擴增技術，由變性、退火和延

2、伸三個過程構(gòu)成，通常進行30～45次循環(huán)，目標產(chǎn)物量可增加上百萬倍。PCR的高選擇性和擴增放大特點有可能是改善DNA芯片可靠性的重要途徑。在芯片上完成PCR擴增還可大大縮短反應時間，減少試劑消耗。 本文研究了一種芯片PCR 系統(tǒng)，以氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)玻璃為基材，直接將塑料管粘接其上即構(gòu)成PCR反應池，從而成功實現(xiàn)了溫度時間程序變化的靜態(tài)芯片擴增。這種透明導電玻璃的ITO導電層用作加熱單元，溫

3、度傳感通過加熱層的溫阻效應或微型鉑電阻進行，基于比例積分微分(Proportional Integral Derivative，PID)算法和脈沖寬度調(diào)制(Pulse WidthModulation，PWM)技術對芯片溫度進行時間程序控制。整個芯片溫度變化速度快，升溫速率最快可達到37℃/s，降溫速率最快可達到10℃/s。 利用如上溫度控制方法，通過對236 bp lambda DNA擴增，實現(xiàn)了三溫區(qū)、兩溫區(qū)、降落式芯片P