文档介绍：独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的
研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表
或撰写过的研究成果,也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证
书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中
作了明确的说明并表示了谢意。

学位论文作者签名: 签字日期: 年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。
特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检
索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校
向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。
(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)

学位论文作者签名: 导师签名:

签字日期: 年月日签字日期: 年月日
摘要

随着生命科学技术的发展,基因扩增仪成了分子生物学领域的重要分析设
备。基因扩增仪也称聚合酶链式反应仪(Polymerase Chain Reaction Instruments,
以下简称 PCR 仪),是一种使 DNA 聚合酶在指定的温度场条件下发生基因复制
的仪器。PCR 仪是通过热循环的温度变化控制实现 DNA 的变性和复制,温度控
制水平决定了基因扩增仪的质量,因此对 PCR 仪进行有效的温度校准具有重要
的意义。本课题主要开发了新型的 PCR 仪温度校准装置,对其各部分进行了详
细设计,并依据国家校准规范规定的基因扩增仪温度校准方法对其进行了评价具
体包括以下三个部分:
1)概述了基因扩增仪与其校准方法在国内外的发展情况和国内法规状况。
并着重对现今基因扩增仪温度校准方法及相关设备的优缺点进行了总结。在此基
础上,根据其校准特点,研制出一套有线校准系统和一套无线校准系统,并详细
论述了该系统的设计方案以及构成。
2)基于对基因扩增仪温度测试环境的仔细分析,选定了合适的热敏电阻温
度传感器并设计了传感器的外型。有线校准系统采用 USB 通讯,无线校准系统
基于 Zigbee 射频技术,设计完成针对性的测试系统的硬件电路。设计了系统的
软件,包括系统下位机软件和系统上位机操作软件,给出了系统下位机软件的数
据收发格式,并详细介绍了系统操作软件的构成。
3)研制了专门的计量装置对本文研制的基因扩增仪温度校准装置进行定标
与评价,实验验证了装置的性能,包括系统的准确度、重复性、稳定性、示值误
差的不确定度等。实验证明,本课题研制的这套系统有较好的可靠性,可以较好
地完成基因扩增仪的温度校准工作,弥补了市场上现有检测设备的缺陷,填补国
内此项设备的空白。
关键词:基因扩增仪温度校准;热敏电阻温度传感器;计量装置

1
ABSTRACT
Nowadays, PCR instrument es important analytical equipment in the field
of molecular biology with the development of life science and technology. PCR
instrument, also called the polymerase chain reaction instrument (Polymerase Chain
Reaction Instruments, hereinafter referred to as PCR system), is such an apparatus
that provide the specified temperature to guarantee DNA to copy itself. PCR
instrument realizes DNA degeneration and replication through thermal cycling
temperature control. So our research of methods of testing is brand new and effective,
meanwhile the device for PCR instrument for temperature calibration is designed
referred to the calibration specification. The thesis includes the follow