PCR技术是体外实现DNA扩增的一种技术,能够将极微量的DNA在短时间内扩增得到大量特定片段的DNA,从而提高对DNA分子的检测和分析能力。PCR技术可应用在细菌检测、食品安全和疾病诊断等方面。目前仅有少数研究机构在研究,且在操作方面依靠人力完成并用离心搅拌机混合,远不能实现自动化的过程。基于以上问题,本文设计一种基于微流控平台混合试剂的PCR仪系统,此系统能够实现自动化,用于PCR扩增。在结构上,系统包括微流控模块、自动化控制模块和PCR仪模块。微流控模块有直流高压电路和微流控平台2个部分,直流高压电路用于输出200V的高压,并由MOS管的通断控制加在电极单元上的电压,从而实现液滴的移动;自动化控制模块主要用于液滴的吸样和加样,通过主控制器输出控制信号,由脉冲个数、频率决定电机的移动距离和转速,从而实现自动化的目的;PCR仪模块中的温度控制是其核心部分,由控制器产生PWM波经功率放大电路后加在半导体制冷元件上,改变通过半导体制冷器的电流方向实现加热或制冷功能,其中将温度信号转换为电压信号发送给控制器的A/D模块,同时进行Bang-Bang控制和PID控制相结合的算法,调节输出PWM波的占空比,使温度得到精准控制。采用C#语言在Microsoft Visual Studio环境上编写上位机界面,主要有自动化控制和PCR仪的上位机程序,参考网络七层模型自定义四层模型和相应的协议,然后通过上位机发送命令给下位机,下位机执行相关命令,实现上下位机间的正常通信,最后搭建整个系统。本文分别利用微流控平台和离心搅拌机两种方法混合试剂,在文中设计的PCR仪和商业PCR仪中扩增。结果表明,根据仪器和方法不同而设计的四组实验中,DDI2、DsRed、Nrf1D 3种基因的亮度相差无几且无拖尾,故设计的一体化PCR仪可用于PCR扩增。本文设计的基于微流控平台混合试剂的PCR仪,利用微流控平台混合试剂速度快的特点来混合PCR反应试剂,然后通过自动化控制泵实现试剂的吸样和加样,最后利用PCR仪进行DNA扩增。整个系统实现了自动化并减少了试剂浪费,可以应用在研究机构以及学校实验室中。