文档介绍：中国科学院上海微系统与信息技术研究所
硕士学位论文
PCR芯片的原理、方法和应用研究
姓名:周天
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:赵建龙
20030601
摘要技,生物芯片的研究具有重大的基础研究价值和市场前景,各国政府的企业相继化、结果可靠的优点。本论文的研究工作是中科院生命科学特别支持项目“微型的设计、制作和应用开展研究工作,完成了⒘魈逍酒蚉微池芯片及相应控温系统的设计和制作,并在此系统上实现了多种蔚睦┰龊驮谄析系统的技术特点和发展趋势,并在此基础上提出了本论文的研究工作酒⒉A微池芯片,硅一玻璃⒊匦酒取2捎技术完成了酒闹谱鳎⒍灾谱鞴ひ詹问辛擞呕生物芯片是微电子学、物理学、材料科学、化学等与生命科学相交叉的高科投以巨资进行研究开发。聚合酶链式反应⑿酒窃擞梦⒌缱踊迪低技术在硅片或玻璃片等基片材料上加工一系列的微管道、微反应室及微阀、微加热器、微传感器等功能单元,利用芯片集成度高和比表面积大的特性,在芯片上实现快速┰觥S氪砅仪相比,⑿酒哂刑寤。应速度快、操作简便、价格低、样品用量少、无污染、节省试验成本、便于集成本论文首先阐述了从Φ脑砗陀τ茫诖嘶∩希芇微芯片荧光检测,论文主要包括以下几个方面的研究内容:紫炔隽薖反应的原理及其特点,然后对⑿酒脑怼⑻点、制作方法及其发展趋势进行了详尽的文献综述,最后概括了微全分思路。軵微芯片的原理,对各种可能材料的特性进行了分析,设计了多种结构的酒捌湎嘤Φ奈露瓤刂谱爸茫ㄊ⒉A⒘魈最终完成的酒诒诠饣呓缙秸露瓤刂谱既罚陕闶多种条件对⑿酒┰鲂实挠跋臁Mü呕髦痔跫迪至多个不同卧谕恍酒系耐笨焖倮┰觯┰鏊俣仁谴为了解决了微量┰霾锏募觳馕侍猓⑹粤瞬捎眉す庥盏加ü低逞兄啤敝械闹匾W槌刹糠帧验要求。衔I钊胩教至四诒诒砻娲怼⒎从χ忻傅挠昧恳约癙芯片结构等欠椒ǖ倍。中国科学院硕士学位论文酒脑怼⒎椒ê陀τ醚芯
微传感器在基片背面的制作等工作。目前正在进行集成式⒊匦通过本论文的研究工作,基本掌握了⑿酒捌淇匚孪低车纳杓啤⒅的在位检测的方法,最终通过扩增条件和荧光指示剂的优化,实现了诜掷胧絇芯片和温控装置研制的基础上,提出了将温控装置集成在芯片上的集成式⒊匦酒低场<和瓿闪思墒絇微池芯片系统的总体设计,微反应腔的刻蚀,基片的键合,/合金微加热器和片的封装,信号采集系统和温度控制程序的编写等工作。作和应用,初步体现了⑿酒哂刑寤⑺俣瓤臁⒊杀镜偷挠诺恪M为微全分析系统的研究与开发打下了一个良好的工作基础,但要真正将微全分析系统推向实际应用,还有很多基础性的研究工作有待于进一步的深入。酒┰霾锏脑谄觳猓O乱徊秸罅惺絇微芯片在基因表达和功能基因组研究方面的应用打下了基础。中国科学院硕士学位论文酒脑怼⒎椒ê屠扔醚芯Ⅱ
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堡受芏槟ǎ夯ヶ枰畋诘├锢糒—————————————一第一章、绪论引言生里型兰堕婴主兰些笙苎时代意义的聚合酶链反应年,美国,镜娜死嘁糯芯渴襇热朔⒚髁司哂谢,,使体外无限扩增核酸片段成为现实。≒热循环仪,使术的操作程序大大简化。际鹾芸煸谑澜绺鞴还惴河τ糜诨蜓芯康母个领域,它对分子生物学及其相关学科的基础研究和诊断应用等方面产生了革命性的影响。纫虼讼罴际跤昊竦门当炊苯稹随着后基因组计划的开展,需要大批量样品的快速┰觯鄙验分离、分析领域的发展缑腹艿缬拘酒姆⒚要求扩增仪器也相应的向向微型化、集成化、便携化方向发展。年代初,】采用微机电加工技术—,作了酒⒎从室,成功的实现了芯片上睦┰觥微芯片是运用技术在硅片或玻璃片等基片材料上加工~系列的微管道、微反应室等占浣峁挂约拔⒎А微加热器、微感应器等刂平峁梗眯酒啥雀吆捅缺砻婊蟮奶匦裕实现芯片上的快速┰觥S氤9娴腜扩增技术相比,⑿酒际具有快速、高效、试剂消耗少、便于携带、集成密度高等优点,可广泛用于生命科学、生物技术、疾病检测、临床医学和环境检测等领域,是近年生命科学领域的研究热点之一。采用技术不仅可以制作出酒迪諨片段的快速扩增,而且可将整个分子生物学的实验过程包括采样、稀释、抽提、进样、扩增、分离、检测等集成在微芯片上,实现分析系统从样品处理到检测的整体微型化、集成化与便携化,并最终实现微全分析系统甌虺莆P酒笛槭,
一——聚合酶链式反应反应姆⒄生里型兰堕堡主兰堡堡奎翰榇陨槔铮毫Ⅵ枰钚┑┍ぶ操作简便,在数小时内可使几个拷贝的模板序列甚至一个肿永┰鰈个领域。核酸体外扩增最早的设想由捌渫掠晏岢觯骸熬遗传研究室等人发明了具有划时代意义的聚合酶链反应实。其原理类似于奶迥诟粗疲皇窃谑怨苤懈鳧的体外合成提供一性解链,当温度降低后又可以复性成为双链。因此,通过