基于C8051F020的多通道手持式PCR扩增仪的设计.pdf

《基于C8051F020的多通道手持式PCR扩增仪的设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第23卷第2期传感技术学报V01．23No．22010年2月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSFeb．2010TheDesignofMultiplexHandheldPCRAmplificationBasedonC8051F020DINGGuojie，ZHAOZhan，PENGNiancai，LIHongdong，YULiubo，1．TheStateKeyLaboratoryofTransducerTechnology，Institu~ofElectronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，Chin

2、a、＼2．XianTianLongScienceandTechnologyCorporation，Xi’an710043，China／Abstract：AnewtypehandheldPCRamplificationisdesigned，inwhichPCRmicrochipisfabricatedwithMEMStechnologyandtheone—ofmicroarrayismadeofPDMSmateria1．C8051F020microcontrollerismadeasacoretobuildatemperature—controlledsystem，whichcanca

3、rryoutseveralamplificationssynchronously．ItcanovercomethedefectsoftraditionaldesktopPCRamplificationanditsadvantagesincludesmallvolume，lightweight，fastreac—tionvelocityandsavingreactionreagent．Keywords：PCR(PolymeraseChainReaction)；handheld；MEMS；PDMSEEACC：1280：2575F基于C8051F020的多通道手持式PCR扩增仪的设计木丁国

4、杰，赵湛，彭年才，李红东，于留波／1．中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室，北京100190＼＼2．西安天隆科技有限公司，西安710043／摘要：设计旨在研制一种新型的手持式PCR扩增仪，利用微电子机械系统(MEMS)技术制作PCR微加热芯片，采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制作一次性使用的微反应腔阵列，以C8051F020微控制器为核心搭建一个可以同时进行多路扩增的温控系统。它从根本上克服了传统台式PCR扩增仪的缺点，具有体积小、重量轻、反应速率快、节省反应试剂等诸多优点。关键词：聚合酶链式反应；手持式；微电子机械系统；聚二甲基硅氧烷中图分类号：TP212．9文献标识码：

5、A文章编号：1004—1699(2010)02-0158一o4聚合酶链式反应技术(PolymeraseChainRe—行器等于一体的微型器件或系统。基于MEMS技action，PCR)可以快速、高效、简便的实现特定DNA术制作的PCR芯片-sJ可以理解为一种芯片上的片段的体外扩增，广泛应用于生命科学、生物医学、实验室(Lab—on—Chip)，它能从根本上克服传统台式法医鉴定等众多领域，是分子生物学研究中的关键PCR扩增仪的不足，具有小、轻、快、省等诸多优点，技术之一。它的扩增原理包括高温变性、低温退火应用前景十分广泛。和中温延伸三个步骤。经过几十年的发展，PCR技1微加热芯片的设计

6、与制作术已日趋完善，但传统台式PCR扩增仪依然存在体积大、质量重、反应速率慢、所需试剂量多、价格昂贵图1为整个PCR微加热芯片J的结构示意图。等诸多缺陷。因而设计一种所需试剂量少、升降温该芯片包括四个加热单元，每个加热单元可扩增一速率快、价格低廉而且小巧便携的PCR扩增仪便成个样品，如果希望一次能扩增更多的样品，可以通过了研究人员努力的方向。研究发现，微电子机械系重新设计MEMS工艺中的光刻掩膜版，增加加热单统技术在这方面有着良好的应用前景。元的方法来实现。微电子机械系统(Micro—Electro—MechanicalSys—图2为PCR芯片上单个加热单元的结构示意terns，ME

7、MS)是指可批量制作的，集微传感器、微执图。从图中可以看出，加热单元主要包括加热电极项目来源：中国高技术研究发展计划(863)项目资助(2007AA042104)收稿13期：2009—09—28修改日期：2009—11—1l第2期丁国杰，赵湛等：基于C8051F020的多通道手持式PCR扩增仪的设计159和温度传感器两部分，它们是通过在硅片上溅射铂制作而成的。为了使温度传感器能更加准确实时的反应出加热电极当前的温度，设计结构时，在加热电极的中间留出一个通道