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《聚合酶链式反应生物芯片系统的设计研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、华中科技大学硕士学位论文摘要聚合酶链式反应(PolymeraseChainReaction,PCR)广泛应用于生命科学的各个领域。集成化的PCR生物芯片充分利用芯片热容量小、比表面积大、节省珍贵样品的优点使得该项技术应用更加方便快捷、高效可靠。本文的研究内容包括：首先针对PCR反应所需的温度均衡性，应用有限元分析方法优化加热电极形状及微腔反应室的高度。采用基于微加工技术的研究方法，在0.2mm厚的玻璃基片集成Pt加热电极及温度传感器，针对高分子聚合物聚碳酸酯（PC）热模压工艺参数进行了研究并制作出芯片微反应室的腔体。其次对于Pt传感器温度电阻公式进行分析
2、测得所制作的Pt传感器的电阻温度系数。之后对传感器微信号的获取进行了深入研究并采用了以精准恒流源LM336-2.5、AD620以及OP07为基础的高精度放大电路。最后采用以FPGA为核心的控制系统，用VHDL硬件描述语言实现包括AMP、AD、PID、PWM和LCD等模块，用ISE软件完成编译下载实现系统功能。该系统有利于PCR系统的升级并能有效集成到微全分析系统中。基于玻璃基片和聚碳酸酯实现的PCR芯片集成了DNA反应室、Pt加热电极及温度传感器等功能组件。微腔反应室容积约为5微升。通过简化芯片的微结构、微加工工艺和微加工设备，制作出较低成本PCR芯片。
3、同时对芯片的控制系统进行了研究，构建了以FPGA为核心的控制系统。关键词：聚合酶链式反应（PCR）;Pt电极传感器;聚碳酸酯（PC）;FPGA;I华中科技大学硕士学位论文AbstractPolymeraseChainReaction(PCR)iswidelyusedineveryfieldoflifesciences.IntegratedPCRbiochiphastheadvantagesofsmallheatcapacity,highspecificsurfaceareasandsavingPrecioussamples,whichmadeitsapp
4、licationmoreconvenient,faster,efficientandreliable.TheresearchcontentsofthisthesisfocusonthetemperatureproportionalityofPCRreaction,tooptimizeheatingelectrodeshapeandtheheightofmicro-cavityChamberbyFiniteelementanalysis.UsingMicro-processingtechnology,Platinumelectrodeandtemperat
5、uresensorisintegratedintoGlassSubstrateof0.2mm.What’smore,polycarbonatehotmoldingprocessParametersisstudiedandthebiochipchamberismade.AndthenwegotTemperatureCoefficientofResistanceofplatinumsensorthathasbeenmadebyanalyzingTemperatureresistanceformulaofplatinumsensor.Lateronsignal
6、acquisitionwasstudiedbyapplyingAmplifyingCircuitofHighPrecisionofPrecisioncurrentsourcefocusonLM336-2.5,AD620andOP07.FinallycontrolsystemfocusedonFPGAwasapplied;usingVHDLHardwareDescriptionLanguagetoimplementAMP,AD,PID,PWM,LCDandsoon,Compilinganddownloadingwasfinishedbyasoftwaren
7、amedISEsoastoimplementsystemfunction.ThesystemcanhelpPCRtoupgradeandintegrateintoMicro-TotalAnalysisSystemefficiently.ThePCRbiochiponGlassSubstrateandpolycarbonate(PC)integratedintofunctionalunitsuchasDNAchamber,platinumelectrodetemperaturesensor,etc.TheVolumeofmicro-cavityChambe
8、risabout5ul.WecanlowerthePCRbiochipcostb
