一种可实现快速PCR检测的微流控芯片设计

针对常见荧光定量聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)仪中存在成本高和检测周期长的问题,为降低成本、扩展应用范围和提高检测速度,本论文设计了一种新型的微流控芯片,通过传热分析以及单微通道的数值模拟等方法对其进行了结构优化。同时,通过改进注射模块,优化缩小荧光检测模块体积等措施,能大大减小PCR仪器的尺寸。采用乙型肝炎病毒(HBV)试剂盒对该微流控芯片进行了PCR实验验证,结果说明能够减少检测时间,并且降低PCR核心功能的成本。仿真模拟结果表明在95度和60度的均匀温区内,各个温度区间保持在2度以内,满足PCR实验要求;实验结果表明流体流速为1.1 mm/s,反应时间相比传统荧光PCR仪缩短了8分钟,铝块实际加热温度分别为98度和65度符合扩增要求,阳性样本经过实验扩增得到的荧光值从0.2扩增至1左右,实现了微流控PCR仪器的扩增实验要求。