PCR仪中温度控制系统的研制.pdf

第２９卷　第 ３期 北京生物医学工程 Ｖｏｌ．２９　Ｎｏ．３ ２０１０年　６月 ＢｅｉｊｉｎｇＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｕｎｅ　２０１０ ＰＣＲ仪中温度控制系统的研制 刘小雪　陈科　冯继宏 摘　要　简述了实时ＰＣＲ仪中温度控制系统的软硬件构成以及实验结果。在荧光检测 ＰＣＲ（实时 ＰＣＲ）中，采用 ＴＩ公司的ＤＳＰ３２０Ｆ２８１２作为微处理器控制芯片，利用其速度优势、数据处理功能以及强 大的控制功能，实现温度信号的采集以及温度控制。实验证明，数据传输速度达 １５ＭＢ／ｓ、精度大于 ４．８７％；温控模块中升温速率为３℃／ｓ时，温度精度为０．２℃。 关键词　ＤＳＰ；ＰＣＲ；温度控制；数据采集；ＰＷＭ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－３２０８．２０１０．０３．１２． 中图分类号　Ｒ３１８．６　　　文献标志码　Ａ　　　文章编号　１００２－３２０８（２０１０）０３－０２７８－０４ ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｉｎＰＣＲＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＬＩＵＸｉａｏｘｕｅ，ＣＨＥＮＫｅ，ＦＥＮＧＪｉｈｏｎｇ ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１２４ 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】　Ｔｏｄｅｖｅｌｏｐｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅ，ｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ ａｎｄｅｘｐｌｏｒｅｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎａｒｅａｌｔｉｍｅｐｏｌｙｍｅｒａｓｅｃｈａｉｎｒｅａｃｔｉｏｎ（ＰＣＲ）ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．ＩｎｔｈｅｒｅａｌｔｉｍｅＰＣＲ，ｗｅｕｓｅｄ ａＤＳＰ３２０Ｆ２８１２ｃｈｉｐｆｒｏｍＴＩＣｏｍｐａｎｙａｓａｃｏｒｅｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｔｏｉｍｐｌｅｍｅｎｔｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｉｇｎａｌ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ，ｗｈｉｃｈｗａｓｐｒｏｖｉｄｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｐｅｅｄａｄｖａｎｔａｇｅ，ｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｐｏｗｅｒｆｕｌ ｃｏｎｔｒｏｌｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｉｎｇｒａｔｅｗａｓ３℃／ｓｗｉｔｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ０．２℃ ａｎｄｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｆｅｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎａｔｌｅａｓｔ４．８７％ ｗｉｔｈｔｈｅｄａｔａｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｅｄｕｐｔｏ１５ＭＢ／ｓ． 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】　ＤＳＰ；ＰＣＲ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｏｎｔｒｏｌ；ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ 度优势、数据处理功能以及强大的控制功能，实现温 ０　引言 度信号的采集以及温度控制功能。实验证明，数据 实时ＰＣＲ仪是必威体育精装版的分子诊断工具，由温度循 传输速度达 １５ＭＢ／ｓ、精度大于４．８７％；温控模块中 环仪和荧光检测系统组成，广泛应用于病原体测定、 升温速率为 ＋３℃／ｓ时，温度精度０．２℃。 免疫分析、基因表达、突变和多态性、估计病毒负荷 ［１］ １　系统设计 量以及评价临床治疗效果等方面 。目前，国内外 常用的实时定量 ＰＣＲ仪主要有以下几种型号：ＡＢＩ 系统采用 Ｐｔ１０００作为敏感元件。温度调理芯 美国应用生物公司的ＡＢＩ７７００型，控温方面采用半 片 ＴＬ４３１对其施加激励电流，Ｐｔ１０００两端的电压 导体加热样品盘来实现；ＣｏｒｂｅｒｔＲｅｓｅａｒｃｈ公司的 输入，经滤波、放大后，经过 ＤＳＰ内嵌的ＡＤＣ模块 ＲｏｔｏｒＧｅｎｅ６０００，采用中心型热循环式加热方式；