在深空探测中,寻找地外生命始终是一个备受关注的话题。随着科学的发展和深空探测的进一步深入,地外生命存在的问题正在被越来越多的人们所关注。深空生命探索对于生命起源和发展演化有重要的研究价值。本论文针对深空低等生命形式的探测,通过对比选择了聚合酶链式反应(PCR)作为核酸扩增的方法,荧光标记检测作为产物的检测方法。两者结合可以实现操作过程最少的核酸扩增与检测,避免了引入污染和干扰。扩增样本的制备和标记由项目合作方中国科学院微生物研究所完成,不属于本文的研究内容。本文重点针对PCR方法和荧光检测所需的外部条件进行研究,设计了核酸扩增和检测的实现方案。该方案包括扩增室、反应腔、检测单元、模式切换单元、控制单元和参数设定与数据采集监控单元。扩增室提供PCR所需的温度循环,采用时域形式。利用ICEPAK对其进行建模仿真,确定了扩增室的参数。采用LED作为激发光源,CCD相机作为检测器件设计了检测单元,采用光纤搭建了检测光路并对效率做了简化计算。采用生物兼容性好、本底荧光低且透明的PDMS、PC和玻璃材料设计制作了三种反应腔,用来盛放样品,并对制作工艺做了探索和改进。采用步进电机和光电开关设计了模式切换单元,实现了扩增和检测模式的切换。参数设定与数据采集监控单元采用LabVIEW和Visual C++6.0设计,实现了扩增参数设定、反应状态监控、实时数据采集显示、实时图像采集显示和通信测试等功能。通过模块实验测试,系统各个单元都能实现各自的功能。对系统进行初步整合后,通过对整个系统的实验测试,证明系统可以实现核酸的扩增与检测功能。