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微热控制平台属于微流控技术领域的分支，它是在微尺度下控制微流体温度的操作系统。微热控制平台在微流控技术中有广泛的应用，并且在微流体温度控制方面具有重要的意义。在很多应用中，实现微尺度下温度的精确控制是实现微流控芯片功能成败的关键因素之一。 本文主要围绕着液态金属多温区微热控制平台，分别研究了液态金属电阻微加热器和液态金属微型温度传感器以及以DNA体外扩增为应用对象的PCR芯片，其中液态金属微型温度传感器包括液态金属电阻微型温度传感器和液态金属热电偶微型温度传感器。集成三个液态金属电阻微加热器和三个液态金属电阻微型温度传感器的PCR芯片最终形成了稳定的、温度精确的三个温区平台。本文的主要研究工作包括如下几点: 1.液态金属电阻微加热器的选型和性能测试 本章研究了基于镓铟合金的液态金属电阻微加热器。首先，通过数值模拟研究了微流道宽度和微流道之间间距对微加热器温度均匀性的影响;然后通过实验测试了液态金属电阻微加热器的加热速率和使用寿命等可靠性指标，得到微流道宽度×微流道之间间距为200×200的微加热器的加热速率最快，并最终选定200×200的微加热器作为后面使用的微加热器;微加热能很容易达到100℃甚至更高的温度并保持较长使用时间，但是在实验过程中发现，微加热器在进行高温加热时，偶尔会突然出现空洞而导致微加热器失效、寿命缩短现象。 2.液态金属微型温度传感器制作与性能测试 提出了两种液态金属微型温度传感器，分别为基于液态金属的电阻微型温度传感器和基于液态金属的热电偶微型温度传感器。首先，通过实验对比了Ga、GaIn24.5和Bi33In50Sn分别作为电阻微型温度传感器的材料的温度特性，得出GaIn24.5合金最适合做电阻温度传感器的材料的结论。然后通过实验对比了Ga-GaIn24.5，Ga-GaIn21.5Sn10和GaIn24.5-GaIn21.5Sn10三对配对材料作为热电偶材料的温度特性，发现这三对镓基热电偶材料的热电势随温度的变化都具有较高的线性相关性，它们三者中GaIn24.5-GaIn21.5Sn10配对的热电偶的热电势性能最高。 3.基于液态金属多温区微热控制平台的设计 本文首次提出了一种基于液态金属多温区微热控制平台的三层结构PCR芯片，上层为功能层，分布有PCR微流道和三个液态金属微型温度传感器;中间为一层PDMS薄膜的结构层;下层为加热层，分布有三个液态金属电阻微加热器。三个加热器分别形成PCR反应所需的95℃变性区、55℃退火区和72℃延伸区三个温区。按照温度区域均匀性的要求PCR微流道设计为螺旋渐宽（从外径到内径）形式，三个微加热设计成扇形形状，并按照角度为90°∶90°∶120°的比例分布。 4.基于液态金属多温区微热控制平台的优化与验证 在上一章集成PCR芯片的基础上加入PID控制器，提出了一种基于液态金属的多温区微热控制平台综合系统。PCR芯片未优化之前存在各个温区温度均匀性不好、温区之间温度交叉现象严重等问题。针对上述问题进行了包括单个微加热器温度均匀性和PCR芯片整体结构两方面的优化，经过优化之后的PCR芯片基本上可以形成均匀的、稳定的三个温区。