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随着“神舟七号”、“神舟九号”、“天宫一号”的成功发射，我国载人航天技术取得突破性进展。由于航天任务周期的逐渐延长，以及宇宙射线等太空飞行的特殊环境，航天器中处于非监控状态的微生物不仅会导致人体免疫功能降低、患病机率增加，还会对航天器设备、外太空生命等带来灾难性破坏。建立一套面向空间应用的微生物危害实时自动报警系统是十分必要的。 本文在针对面向空间应用的微生物危害实时自动报警系统的核心技术—痕量、定性和定量分析的生物核酸荧光微检测技术以及对微流控实时荧光PCR检测系统功能集成结构缩微的研究基础上，提出两种具有自主知识产权的集成缩微实时荧光微流控PCR检测系统，分别为平面式与螺旋式流动结构，并对其进行以下研究: (1)对螺旋式结构与平面式两种微流控流动式结构进行对比，螺旋式结构简化了微通道的流动结构，避免了由聚四氟乙烯毛细管的弯曲与折损对微流体的流动及PCR扩增结果的影响。 (2)采用以MCU为核心的集成控制系统对微流控PCR检测系统的进样测控速、温度控制、实时荧光检测单元进行控制。满足结构微缩、功能集成的发展要求，对检测系统在失重条件下的计算进行修正研究，便可达到空间应用要求。 (3)对原位成形微透镜的机理进行初步研究，为实现微型荧光检测系统的灵敏度在毫米量级达到要求，提供了一定理论基础，对解决面向空间应用的“微体积高灵敏”光电器件问题具有重要的意义。 针对微流控PCR检测系统的温度控制与进样流速控制，开发一套以MCU微处理芯片为核心的集成控制系统，主要包括硬件设计和软件设计: (1)系统硬件开发包括:MCU主控板电路、信号采集电路、加热驱动电路、电机驱动电路、串行接口电路、相关保护电路、LCD显示、键盘输入等设计。 (2)系统软件开发包括:MCU主程、系统各模块初始化、定时器中断子程、PID算法与PWM输出子程、电机控制、人机交互模块子程等。 最后，根据微流控PCR检测系统各模块与整体系统的调试结果:PCR反应的三路温区保持温度恒定，温度采集的平均误差达到0.15℃;控温精度为0.5℃，升温速率为2℃/s。