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数字PCR是一种全新的核酸分子绝对定量技术。作为PCR技术的最新一代，数字PCR技术通过将微量样品作大倍数稀释后进行样品分散，直至每个独立的微量样品中所含有的待测核酸分子数目不超过一个，再将所有样品在相同条件下进行PCR扩增，并对发生了扩增反应的样品逐一进行计数，分别统计带有荧光信号的样本数量和样本总数，根据泊松分布最终实现初始样品核酸分子的绝对定量。数字PCR具有比传统PCR更小的反应体积、更快的反应速度、更低的系统噪声和更高的灵敏度，可以被用于在医学诊断、个体化医疗、食品检验、转基因生物检测、病原体鉴定、免疫分析、法医科学等方面。 本文旨在研发数字PCR微滴生成系统与扩增系统: 1、数字PCR微滴生成系统研究内容包括微滴生成过程仿真、微滴生成芯片设计和微滴生成实验。本文通过数值模拟的方法对微通道内微滴的生成过程进行仿真，分析两相流速（水相和油相）对微滴生成大小和频率的影响。结果表明:(1)当水相流速固定时，随着油相流速的增加，生成微滴的尺寸减小，频率升高;当油相流速固定时，随着水相流速的增加，生成微滴的尺寸增大，频率升高。(2)水相和油相通道宽度为100μm的流动聚焦微通道生成微滴的尺寸和频率可以满足数字PCR微滴生成要求，可以用来生成数字PCR的反应微滴。根据仿真结果进行微滴生成芯片设计，选取PDMS材料采用模塑法完成微滴生成芯片加工。采用加工完成的芯片进行微滴生成实验:生成微滴的体积为0.7nL，生成频率为46个/s，生成微滴半径差异系数小于5％，微滴具有良好的热稳定性，满足系统设计要求。 2、数字PCR扩增系统研究内容包括硬件电路设计、系统底层软件开发和安卓上位机软件开发。硬件电路设计包括温度传感电路设计和半导体驱动电路设计，温度传感电路的探测精度为±0.15℃，半导体驱动电路的驱动能力大于120W。最终实验结果表明:样品池最大升温速率大于4℃/s，温度超调量小于0.3℃，温度稳定时的静态偏差小于0.2℃，满足系统设计要求和相关国家标准。安卓软件能通过蓝牙实时接收温度数据，当温度出现偏差时进行报警，实现了设备的物联网连接。