基因扩增分子诊断技术具有灵敏度高、特异性好、技术成熟等特点,被广泛应用于体外诊断领域。自1985年PCR(Polymerase Chain Reaction)技术发明以来,研究者不断以减少热循环所需的反应时间、降低仪器复杂度、简化检测操作等为目标对PCR仪器进行改进优化。微全分析系统概念的提出,催生了一系列PCR相关的“芯片实验室”研究。以微流控芯片技术为基础,配合不同的微流控芯片类型,设计不同的功能模块,并把功能模块进行微型化、集成化,成为新一代PCR技术的研究热点,极大地促进了微流控PCR技术的发展。为了解决传统PCR设备结构复杂,难以携带,反应速率慢,应用场景受限等问题,论文研究了微流控PCR系统的基本工作原理,设计了集成温度控制、PCR扩增、荧光采集分析等功能于一体的基于Android系统的嵌入式微流控PCR系统。设计从系统的独立性以及完整性出发,以iTOP-4418开发板为主要硬件平台,移植了Android系统作为软件平台,通过可充电锂电池独立供电,在开发板上搭建人机交互平台控制系统运行。在温度控制方面,通过接触式加热的方式,采用Pt加热器加热,通过小型风扇散热,通过增量式PID算法进行温度调整,最大升温速率可达30°C/s,最大降温速率可达10°C/s,大大降低了反应时间;在荧光检测方面,基于二向色镜、滤光片等光学器件设计简单紧凑的光学结构,并基于LED、CMOS检测器等器件设计了荧光检测模块,通过荧光分析法实现高灵敏度的实时荧光检测。针对野外现场等对检测速率要求更高的场景,在图像处理算法中加入了可选的智能判断功能,可自动识别热循环过程的阳性反应并停止程序,可进一步减少反应时间。整个系统不需要依赖外接设备(电源、计算机)也可正常运行,并且易于携带,可应用到简单医疗机构、偏远地区以及野外现场等诊疗设施较为简陋的环境,极大地扩展了PCR检测技术的应用场景和范围。论文分别对3种不同的试剂进行PCR扩增以及检测,并与传统PCR仪进行对比。实验结果表明,本课题设计的系统在保证与传统PCR仪器基本一致的检测准确度的基础上,大幅度减少了总反应时间,提高了检测的灵敏度,实现了更加快速的PCR扩增与检测,促进了PCR技术在快速现场检测方面的发展。