聚合酶链式反应器及实时光学阵列检测装置

摘要

聚合酶链式反应器及实时光学阵列检测装置，涉及生化反应和医学检测领域。其包括带有螺旋式微流道结构的基底层，基底层与盖板层以键合技术密封在一起，在盖板层上有两个贯通孔分别为进样孔、出样孔；微处理器控制三个半导体加热制冷器件，使整个微流道区域形成聚合酶链式反应所需的变性区、退火区、延伸区三个恒定温度场；三个铂电阻温度传感器置于微流控道芯片和半导体加热制冷器件之间，形成闭环对温度进行控制。实时荧光检测系统包括光源、光电探测器和荧光信号采集处理系统。本发明利用MEMS技术制作微流控芯片，试剂微量化；通过三个恒温区的设计省去了升降温时间，缩短了聚合酶链式反应时间，延长了半导体加热制冷器的使用寿命。

主权项

聚合酶链式反应器及实时光学阵列检测装置，其特征在于它包括：微流控芯片，该系统带有螺旋形微流道结构的基底层(1)、盖板层(2)，基底层(1)与盖板层(2)形成微流控芯片；在盖板层(2)上有两个孔分别为进样孔(3)和出样孔(4)，分别位于微流道的起点和终点；提供气压动力使样品流动的空气泵连接至进样孔(3)；基底层(1)材料为导热良好的材料；盖板层(2)为透光材料；热循环单元，该系统包括半导体加热制冷器(5)和驱动电路、温度传感器(6)，以及基于微处理器与比例积分微分算法的控制模块；3个半导体加热制冷器(5)在环形微流体通道的下方样品流动方向依次构成变性、退火、延伸三个区；温度传感器(6)放置在半导体加热制冷器(5)和微流控芯片之间；温度传感器(6)连接至控制模块，控制模块连接至驱动电路，驱动电路与半导体加热制冷器(5)相连，控制半导体加热制冷器(5)的加热或制冷温度；实时荧光检测单元，该单元包括光源(8)、光电探测器(9)、及上述的控制模块；光源(8)采线阵发光二极管，光电探测器(9)采用线阵雪崩光电二极管，线阵LED和线阵雪崩光电二极管平行设置，并且与螺旋式微流道成夹角大于10°的角度，通过光学支架(7)固定；线阵LED和线阵雪崩光电二极管放置在微流控芯片延伸区上方；光电探测器(9)连接到控制模块；上述的控制模块连接至计算机。