基于PDMS材料的PCR生物芯片結(jié)構(gòu)設計與測試.pdf

1、隨著人類基因組計劃成功完成，人們對于DNA與基因的認識越來越深刻，有關 DNA與基因的知識技術(shù)在基礎生命科學研究、臨床醫(yī)學診斷與治療、生物醫(yī)藥研發(fā)等眾多領域獲得了廣泛應用。
　　PCR反應是研究 DNA與基因最重要手段之一。近些年，基于MEMS微加工技術(shù)發(fā)展而來的微流控PCR芯片，由于相比傳統(tǒng) PCR儀擁有更小更集成、測試更快速精確、所需樣品量更少等優(yōu)勢獲得了快速發(fā)展，在未來，價格更低廉、測試更靈敏的PCR芯片勢必會成為臨床醫(yī)學與

2、生命科學等領域最普遍常見的工具之一。
　　本文研究的主要目的是設計制造一款小型化集成化的PCR功能生物芯片。通過閱讀文獻查閱資料，學習和了解PCR芯片研究現(xiàn)狀，在本實驗室前期經(jīng)驗的基礎上完成芯片結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化、芯片材料選擇以及充分利用本實驗室的加工條件，設計出相應的工藝流程來實現(xiàn)該PCR芯片，并最終進行PCR芯片的測試。
　　本文的主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　1.確立了 PCR芯片反應腔類似六邊形的結(jié)構(gòu)和加熱與傳感電極

3、的結(jié)構(gòu)設計，選擇PDMS作為芯片主體材料，玻璃作為基底材料，鉑金薄膜電阻作為電極材料，并利用AUTOCAD軟件建立了一個完整的芯片模型。
　　2.利用COMSOL Multiphysics分析軟件針對設計好的加熱電極結(jié)構(gòu)進行溫度場仿真分析，通過對比選擇了單蛇形加熱器的基本電極模型，并針對此模型進一步實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終確立新的電極結(jié)構(gòu)，使得整個電極片溫度場分布的均勻性得到了大幅度的提升。
　　3.根據(jù)芯片結(jié)構(gòu)，在充分利用本實驗