玻璃结构PCR芯片快速精密温控及实验验证

PCR芯片作为即时检测技术的一种核心生化分析器件,在疾病快速现场检测、便携式分析中有着广泛应用。温度快速精密控制对提高PCR芯片的扩增效率和准确性极为重要。相较于聚合物材料,玻璃材料具备优良的生物兼容性、导热性和密封性。设计并制作了一种全玻璃结构的PCR芯片,以PT100温度传感器和恒流源组成温度检测电路,将温度值线性转换成电压值。采用STM32控制器作为核心处理器,完成电压值的数字化采集。结合积分分离PID算法,对加热电极和风扇施加驱动电流和控制电压,实现对PCR芯片的快速精密温度控制。实验结果表明,该PCR芯片可获得6℃/s的升温速率以及3℃/s的降温速率,控温精度为0.4℃,优于当前市场上大多数PCR仪的性能。生物扩增实验验证了PCR芯片DNA扩增的有效性