靜態(tài)腔室PCR芯片的設(shè)計制造與實驗研究.pdf

1、當(dāng)下全球傳染性疾病的頻繁突發(fā)再次加強了人們對即時檢測(PointOf Care,POC)的需求,以便于早期診斷和干預(yù)治療?；诰酆厦告?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction,PCR)的分子生物學(xué)手段在縮短檢測時間、提高檢測精度方面對POC有重大貢獻,但昂貴的反應(yīng)試劑和附帶檢測器材限制了此方法只能在實驗室或?qū)ｉT的研究機構(gòu)進行,大大阻礙了其臨床和日常適用性。采用MEMS工藝加工微流控芯片使得PCR過程微小型化成為可能,附

2、加成熟的實時熒光檢測技術(shù)進而在一塊生物芯片上完成微型全分析(μTAS)也是目前學(xué)術(shù)研究熱點。
　　本文研究的目的是通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計、改進加工工藝制造出高效低廉、操作簡單的實用型PCR芯片,結(jié)合集成式外圍溫度測控系統(tǒng)和實時熒光檢測設(shè)備,實現(xiàn)便攜一體化的PCR診斷平臺。
　　本文的主要研究內(nèi)容和成果如下:
　　1.優(yōu)化已有的PCR芯片設(shè)計思路,其中包括材料的選擇、總體布局和各部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)置;改進 PCR芯片的制作工藝,

3、包含掩膜版、PDMS蓋片、玻璃基底和封合成型;制成12×12mm2的正方形三層結(jié)構(gòu)靜態(tài)腔室PCR芯片,結(jié)構(gòu)緊湊、進樣方便。
　　2.設(shè)計溫度測控系統(tǒng),結(jié)合制備的PCR芯片搭建PCR反應(yīng)平臺。其中溫度測控系統(tǒng)包括硬件控制電路和軟件采集控溫程序,硬件控制電路由電源及信號放大模塊、溫度采集模塊、芯片升溫降溫模塊構(gòu)成,并制作成為PCB;軟件部分用LabVIEW編寫成項目,包含溫度轉(zhuǎn)換、溫度預(yù)設(shè)、PID控制等子程序;連接芯片并注水后測試控溫