聚合酶链式反应微流控生物芯片的数值模拟

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微通道内具有一定流速的DNA反应混和物能否达到聚合酶链式反应(PCR)指定的温度PCR微流控芯片研究的关键问题。本文应用有限体元法(FEV)数值模拟该芯片上3个恒温区的直型、弯型、逶迤型三类微通道内,微流体的温度场和速度场。结果表明:对于宽100μm深50μm的微通道,速度在0.002 m/s~0.02 m/s范围内,180°的弯道以及温度场、温度梯度的存在对其速度场分布无影响,微流体仍呈现为层流;微流体大约经过60μm的距离,其温度场达到稳态,其速度场充分发展为层流;采用宽4 mm深2 mm的空气隔热槽能起到隔热的效果。
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