微型全分析系统(Miniaturized Total Analysis System,μTAS)又称芯片实验室(Lab On a Chip, LOC)是将生化分析的许多过程与步骤,即生化分析实验室的“功能集成结构缩微”在100毫米见方左右(或更小)的芯片上,具有检测速度快、试样用量少、通量高等显著的特点。因此,深受世界各国的广泛关注。目前,微全分析系统芯片的技术要求是:在温区,柱塞进样和荧光检测等三方面的器件都要求做到“功能集成结构缩微”,并植入芯片工作。大量研究的进展表明,能同时满足上述要求的系统,已成为近年来世界各国研究并急求解决的热点课题。从目前的国内外相关研究发展现状看,都处在初级探索研究阶段。针对上述技术要求,根据微流控PCR芯片在温控和流体流动方面的特点,借助数值模拟软件研究了:(1)实验用高聚物基PCR微流控芯片在三温区加载温度边界条件下整块芯片的温度场,并对比了不同风门特征的隔热层以及不同的空气流速冷却下的温度场分布情况;(2)微通道中液体流动一个周期形成的流速场和压力情况。以研究具有代表性的微流控PCR荧光检测芯片为目标,展开了以下研究:首先,基于激光微技术,获得了原理性实验型荧光光谱微检测小器件。其实验结果表明,在“功能集成结构缩微”方面,我们的研究方案和方法是可行的,所采用的一系列新措施也是有效的。其次,针对如何有效排除杂散光和高温环境对光谱检测的影响,提出了避光散热技术,解决避光密封容器内散热的问题。该技术获得了国家发明专利授权,为研究微流控PCR芯片的荧光检测实验装置的建立和设计论证,和解决关键的技术难点奠定了技术基础。最后,在已有的研究基础上论证和设计了面向研究微流控荧光PCR芯片的实验装置,为研究温区,柱塞进样和荧光检测等三方面的“功能集成结构缩微”器件研究和为以后的定型芯片的批量生产工艺的质量检测,提供技术基础。