PCR微流控芯片是PCR技术与微全分析系统(u-TAS)相结合的技术，也是微全分析系统发展的最前沿。微流控芯片的功能一般包括：分析体液样本（血液、尿液、唾液）的提取，DNA的扩增，DNA的毛细管电泳分离，目标DNA的最终检测等几部分。然而，传统的PCR微流体芯片系统由于主要采用PC机控制，以至于体积大、成本高、仅限于在室内使用，使其推广使用受到较大的限制，一个有效地解决办法就是把仪器控制系统小型化、便于携带。同时，温度控制是PCR的关键技术之一，也是PCR微流控芯片的关键技术。因此本文研究的主要目的是，创建一个可加载不同功能的微流控芯片PCR反应的硬件平台，并在此平台上实现不同PCR反应温度循环的温度测控。　　 本论文首先阐述了PCR反应的原理和应用。其次介绍了PCR技术发展的三个阶段，并着重介绍了微全分析系统的应用前景及其前沿微流控芯片的功能组成。最后分析了温度对PCR反应的重要性和现有的各种温度测控系统。在此基础上，围绕PCR微流控芯片的温度的测量与控制系统的设计、制作展开了相应的改进性研究。论文主要包括以下几个方面的研究内容：　　 (1)首先阐述了PCR反应的原理及其特点，然后，概括了微全分析系统的技术特点和发展趋势，最后对PCR微流控芯片温度测控系统的设计方法及其发展趋势进行了详尽的文献综述并在此基础上提出了本论文的研究工作思路。　　 (2)温度数据采集模块的设计。只有准确测温才能有效控温，温度采集模块是整个系统的基础。本设计中采用的是Ptl00的恒流源四线制的测温电路，为保证测温的精确性系统设计上从硬件和软件上都采取了改进措施。硬件上，采用同一个电压给传感器的恒流源驱动电路和A/D转换电路作参考电压，这样A/D转换结果仅与温度的变化值ART有关从而保证了温度检测的高精度。软件上，用A/D转换得到的采样值d与温度t之间的三次拟合曲线来降低调理电路的误差。　　 (3)功率驱动系统的硬件设计。目前，微流控系统中所采用的加热、制冷装置各不同。从加热方面讲，就有硅加热，铜加热等变温加热和水浴、油浴的恒温加热，还有利用红外线等非接触加热。但无论采用何种方式，达到快速循环的条件都是：降低体系的热容；对PCR反应室进行热隔离以减少热损失；外加散热片或风扇以提高降温速率。然而快速、低能耗和便携式是微流控芯片的发展趋势，故此系统中采用了半导体加热制冷技术，并以直流电机的H桥双极性控制为启发设计出相应的驱动电路。　　 (4)温控算法合理设计。本论文所设计的温控系统把温区分为了模糊PID控制区和直接控制区，在变温阶段即在设定温度的±l℃范围内利用改进的模糊自适应PID来准确控温；在变温区（变性.退火；退火.延伸）即实际温度远低于设定温度，采用全功率的恒压控制方法，即加在半导体加热制冷片两端的电压为Umx或Umin。　　 (5)系统软件的设计。应用程序主要由主程序、显示和键值输入程序、温度信号采集与数字滤波程序、模糊自适应PID控制算法程序、d-t拟合曲线和归一算法程序等。　　 通过本论文的研究工作，基本掌握了PCR微流控芯片温度测量及控制系统的设计、制作，初步体现了PCR微流控芯片温度测控系统具有的体积小、速度快、成本低等优点。同时，实验表明，该系统温控精度达±0.4℃、升/降温速度分别为10℃/S和16℃/S、重复性好，能用于微流控芯片PCR扩增的温度控制。