聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, 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。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。