专利名称：聚合酶链式反应器及实时机电扫描检测装置的制作方法医学与生化装置中化是一个重要发展方向，微机电技术(Micro-electro-mechani calsystems, MEMS)的发展为PCR反应在芯片上完成提供了可能。传统荧光PCR仪中存在以下缺点仪器体积大，升降温速率慢，动态控温精度不高，半导体加热制冷器长期温度骤变寿命缩短。现在利用MEMS技术制造的PCR反应芯片分为三种微阱式芯片、微流控芯片和微水浴芯片。微阱式芯片存在以下缺点升降温速率慢，动态控温，温度精度不高，一般只有合金层微加热器，没有主动式的制冷器，如专利20031012^07. 9和200510011180. 4 等。微流控芯片存在以下缺点一般只有合金层微加热器，没有主动制冷器件，如专利 200410024703. 4等。微水浴芯片200610043M3. 9等，加热制冷结构复杂。利用MEMS技术制造的PCR反应芯片，解决了仪器体积大的问题，但是又出现了主动制冷、实时荧光检测在芯片上集成的难题。
以下结合附图对本实用新型进一步说明。图1本实用新型的结构俯视图。图2本实用新型的结构侧视侧。图3本实用新型的系统框图。图中1、带有螺旋形微流道的基底层，2、盖板层，3、进样孔，4、出样孔，5、半导体加热制冷器，6、温度传感器，7、电机，8、传动轴，9、光学支架，10、光源，11、光电探测器，12、空气泵。如
图1和2所示，本实用新型聚合酶链式反应器及实时机电扫描检测装置，包括微流控芯片、空气泵12、温度控制系统和荧光检测装置。在微流道下方是温度控制系统，在微流道上方是光电探测器11，空气泵12只要实现其功能位置不做具体规定。微流控芯片连接方式利用MEMS工艺制造带有螺旋形微流道的基底层1和盖板层 2，两者通过键合成为微流控芯片。在盖板层2上有两个孔分别为进样孔3和出样孔4，进样孔3和出样孔4分别与微流道的起点和终点相对应，样品从进样孔3进样，进样后空气泵12 从进样孔3进气，样品通过气压方式流动，最终样品从出样孔4排出。通过空气泵12的进气量可以控制样品的流速，进而根据微流道尺寸和样品流速可以知道样品的实时位置。空气泵12的位置不做具体规定，根据具体情况进行调节，只要实现其功能即可。在微流控芯片下方是三个半导体加热制冷器5，其覆盖整个微流道区域，在三个半导体加热制冷器5之间留有一定的空隙，利用空气隔热。在微流控芯片和半导体加热制冷器5之间有钼电阻温度传感器6，实时监测PCR反应过程中的三个特征温度。采用微处理器 DSP/FPGA输出脉宽调制波PWM控制两路半导体加热制冷，三个钼电阻温度传感器6为DSP/ FPGA提供温度反馈信号，采用PID算法闭环控制调节温度，使整个微流道区域形成PCR反应所需的变性区、退火区、延伸区三个恒定温度场。通过控制变性区半导体加热制冷器5使微流道变性区恒温在典型温度95°C，为变性过程提供恒温；通过控制退火区半导体加热制冷器5使微流道退火区恒温在典型温度65°C，为退火过程提供恒温；通过控制延伸区半导体加热制冷器5使微流道延伸区恒温在典型温度72°C，为延伸过程提供恒温。变性阶段1分钟，退火阶段30秒，延伸阶段则根据要扩增的DNA片段长短来决定，一般需要1分钟。样品经过变性、退火和延伸，完成一次聚合酶链式反应，聚合酶链式反应过程反复循环实现DNA 的扩增。扩增反应前，通常需要10分钟预变性。在微流控芯片上方是实时荧光检测系统，该系统包括电机7，传动轴8，光学支架 9，光源10，光电探测器11和荧光信号采集处理系统。光源10和光电探测器11位于微流控芯片中的延伸区上方，光源10和光电探测器11平行设置，并且与微流道成大于10°的角度，光源10采用激光二极管，而光电探测器11采用光电倍增管。根据样品的流动速度和微流道尺寸可以计算出样品的实时位置，电机7通过传动轴8和光学支架9带动光源10和光电探测器11沿一维水平运动，到达样品的上方，当样品每完成一次扩增反应，实时荧光检测一次。荧光信号采集处理系统与温度控制系统通过控制模块接计算机。所述热循环系统和所述实时荧光检测系统所用控制模块的微处理器为数字信号处理器或现场可编程门阵列，数字信号处理器或现场可编程门阵列通过串口或USB或蓝牙或Wi-Fi或internet网络等有线或无线方式连接到计算机上，上位机程序控制整个装置。