一种分区温控的实时荧光PCR快速热循环系统设计

作者：陈尔东; 高孜航; 王坤东^*; 雷华明

来源：上海交通大学学报, 2023, 57(09): 1196-1202.

DOI：10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.361

• 聚合酶链反应仪
• 温度控制
• 比例积分微分控制
• 有限元方法
• 传热机制

热循环系统是实时荧光聚合酶链式反应(PCR)仪的关键组成部分，决定了核酸检测效率和结果准确性.针对传统PCR检测系统的热循环耗费时间长、温度控制复杂的问题，设计了一种分区温控的实时荧光PCR热循环系统，包括热循环系统硬件电路和机械结构，通过控制试液在不同恒温区切换实现快速热循环，采用增量式比例积分微分算法控制恒温区温度，控制精度达到±0.1℃.使用Fluent建立传热模型，分析试液热延迟现象预估试液变化规律.通过搭建PCR样机进行实验验证，试液升降温速率分别为3.8和4.4℃/s,证明了所提出PCR热循环系统能有效提高检测效率.

• 单位
  上海交通大学