国家大学生创新性实验计划(101038605)
- 作品数：2 被引量：16H指数：1
- 相关作者：陈旭海李玉榕杜民张蓬勃刘绍丽更多>>
- 相关机构：福州大学福建省医疗器械和医药技术重点实验室更多>>
- 发文基金：国家大学生创新性实验计划福建省科技计划项目国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程医药卫生更多>>
- 电化学实时定量PCR仪热循环系统温度特性研究被引量：1
- 2011年
- 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。
- 熊亮陈旭海李玉榕杜民
- 关键词：温度特性有限元仿真
- 基于红外热成像的PCR温控系统被引量：15
- 2012年
- 电化学实时定量PCR仪中,对热循环3个温度区试剂温度的精度控制至关重要,因为其决定了PCR反应效率。根据非稳态传热原理,热量从基座传递到试剂存在延迟,因此基座上的接触式温度传感器无法直接测得试剂的温度。设计基于红外热成像仪温度检测的温控系统,可以同时对多通道试剂表面的温度进行直接测量,从而准确控制DNA解链-结合-延伸时间,提高DNA扩增效率。为了实现红外热像仪对温度的精确测量,对获取的红外温度进行中值滤波,根据热辐射理论与红外热像仪的测温原理以及公式推导,在线得到被测试剂表面发射率,通过换算从而获得试剂真实温度。实验表明,校准后热像仪测温精度由2.0℃提高到0.3℃;对试剂表面温度的监控使得PCR温控更加准确高效,具有重要意义。
- 张蓬勃陈旭海李玉榕刘绍丽杜民
- 关键词：聚合酶链式反应红外热成像仪温度测量发射率
