| 电化学实时定量PCR仪热循环系统温度特性研究 |
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| 引用本文： | 熊亮,陈旭海,李玉榕,杜民. 电化学实时定量PCR仪热循环系统温度特性研究[J]. 中国生物医学工程学报, 2011, 30(4). DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2011.04.017 |
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| 作者姓名： | 熊亮 陈旭海 李玉榕 杜民 |
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| 作者单位： | 1. 福州大学电气工程与自动化学院,福州350108;福建省医疗器械和医药技术重点实验室,福州350002
2. 福建省医疗器械和医药技术重点实验室,福州,350002 |
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| 基金项目： | 福建省自然科学基金(2009J01281); 福建省科技计划重点项目(2009I0016); 国家大学生创新性实验计划(101038605) |
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| 摘 要： | 为使电化学实时定量PCR仪能够满足PCR扩增过程对温度特性的要求,对普通PCR芯片进行了结构和材料方面的优化,设计了一种电化学实时定量多通道PCR芯片。利用有限元仿真软件ANSYS分析了PCR芯片温度特性,并提出了隔热和热补偿的措施来改善电化学实时定量PCR仪的热循环系统,通过仿真验证了方案的有效性。首先采用环形结构改善芯片各通道温度的一致性;同时针对电化学检测特点,采用由单晶硅片、铝片和聚碳酸酯组成的三层结构来减小芯片反应池的热迟滞性。其次,在该芯片有限元模型的基础上进行温度场仿真;先采用稳态分析方法确定隔热层厚度与热补偿温度来削弱芯片与外围空气的对流换热作用,以改善芯片的温度准确性与均匀性;再通过瞬态分析测试改善后热循环系统中芯片的热迟滞性和恒温性。改善后热循环系统的热分析结果为:芯片温度准确性与均匀性误差小于0.2℃,各通道温度一致性误差为0℃,试剂升降温速度分别为4℃/s和3℃/s。结果表明该热循环系统的温度特性能够满足PCR仪工作性能的要求。
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| 关 键 词： | 温度特性 电化学实时定量 PCR芯片 有限元仿真 |
Research on the Temperature Characteristics of Thermal Cycle System for Electrochemical Real-time Quantitative PCR Instrument |
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| XIONG Liang,CHEN Xu-Hai,LI Yu-Rong,DU Min. Research on the Temperature Characteristics of Thermal Cycle System for Electrochemical Real-time Quantitative PCR Instrument[J]. Chinese Journal of Biomedical Engineering, 2011, 30(4). DOI: 10.3969/j.issn.0258-8021.2011.04.017 |
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| Authors: | XIONG Liang CHEN Xu-Hai LI Yu-Rong DU Min |
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| Affiliation: | XIONG Liang1,2 CHEN Xu-Hai1,2 LI Yu-Rong2 DU Min2 1(College of Electrical Engineering and Automation,Fuzhou University,Fuzhou 350108,China) 2(Fujian Key Lab of Medical Instrumentation & Pharmaceutical Technology,Fuzhou 350002,China) |
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| Abstract: | In order to make the eletrochemical real-time quantitaive PCR instrument meet the requirements of temperature characterstics in the process of PCR amplification,some optimizations in structure and material of conventional PCR chip were made to fabricate a multi-channel electrochemical real-time quantitative PCR chip.By using finite element simulation software ANSYS,temperature characteristics of the PCR chip were analyzed.According to the analysis results,insulation and thermal compensation were used to imp... |
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| Keywords: | temperature characteristics electrochemical real-time quantitative PCR chip finite element simulation |
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