随着社会的发展,人们对健康和生活的要求越来越高,因此疾病的预防和早期检测的重要性越来越高。各国在研发检测设备中都投入了很大的力量,各式各样的大型检测设备出现在各大医疗机构。相对于价格昂贵的大型设备,微流控芯片是一种能够快速扩增基因和检测的芯片,它形状微小,价格低廉,反应迅速,可以在短短的几小时或几分钟内,使目的基因扩增成千上万倍,以便于检测。PCR微流控芯片是MEMS技术在生物和分析化学方面的应用。它将传统的PCR(聚合酶链式反应)与先进的MEMS技术结合起来,使所有的生物反应都能在一块芯片上进行。本文在实验室研究经验的基础上,设计并研制了一种PCR-CE芯片。同时以LabVIEW作为处理核心,以PT作为加热丝和温度传感器,以风扇和半导体制冷片为降温设备,设计出PCR芯片温度控制系统。本文的主要研究内容和研究成果如下:1.阐述了MEMS的概念和分类。微流控芯片是MEMS在生物方面的一大应用,对PCR和CE芯片做了深入浅出的介绍。并对当前国内外PCR温度控制系统的研究形势做了分析。2.设计了一种将PCR-CE集成的芯片,与过去的设计做了仿真对比。结果显示了新的设计方案在集成度和温度控制上,都有了明显的进步。对新的设计方案开发出了一套高效率、低成本的加工工艺。采用软光刻法制作带有微反应腔和微通道的PDMA盖片。采用干法刻蚀,在玻璃基板上形成了Pt电极,然后在铂电极上甩了一层PDMS胶,与上盖片进行了键合。3.针对制成的PCR-CE芯片设计了温度控制系统,其中包括电源模块,温度采集模块,信号放大模块,芯片升温模块和降温模块以及数据采集模块。通过分析电阻测量方法,选用了恒流源激励的温度采集电路,并做了误差分析。4.介绍了图形化编程的LabVIEW,编写了温度转换程序和温度控制程序。设计了一个用户友好的操作界面。5.对整个温度控制系统进行了调试。首先,进行了Pt电阻的标定;其次对电路中的噪声进行了滤波;对软件控制中的参数进行了标定,并对原来的控制策略进行了修正。整个系统开始正常运行。本文设计的温度控制系统有如下优点:1.温度采集准确,采集精度可以达到0.1℃;2.升温速度快,稳定速度快,可以在1s内实现两个不同温度的切换;3.拥有良好的人机界面,操作简单易行,不懂温度控制的生物研究者也可以方便的使用。