曹仙春
(广州市光机电工程研究开发中心,广东广州510635)
摘　要:介绍了一个DNA 扩增和测定的实时热循环系统。主要介绍该系统的结构设计和工作原理,系统的硬
件设计思想。
关键词:热循环系统;扩增;测定;DNA

引言
近几年,随着生命科学的研究和发展,基因技术已被广泛地应用到疾病诊断与预防、药效评估、治疗评估、转基因研究、基因重组、以及与基因有关的个体确认、个性化治疗等方面,它的应用领域包括医疗、生物工程、食品、制药、农业等;对目标DNA 的定量分析是基因临床诊断的重要手段,荧光定量PCR 仪正是完成此功能的仪器,该仪器可完成多样品DNA 快速体外扩增,并用荧光检测的方法,实时定量测定目标DNA 片段的含量。
1 　系统的组成和工作原理
本系统由基本PCR 部分、荧光检测部分和上位计算机部分等组成。
基本PCR 部分是该仪器的基础,包括加热丝、温度采集与处理等部分,它必须具有精确控温、快速升降温、温度场均一等PCR 仪的基本要求,保证PCR 过程的顺利完成。荧光检测部分包括激励光源、光电倍增管、信号采集与处理等部分。
上位计算机部分包括数据采集和系统分析软件,主要负责从下位机采集数据,形成实时图形,并进行数据处理和图
形分析,得到目标DNA 片段的含量和其它检测报告信息等。
工作时,主计算机首先投入运行,同时工作人员把所测样品放入PCR 反映腔体的样品架上,工作人员根据所测样
品的PCR 反应条件设置相应的温度参数、控温时间以及循环次数等,接着工作人员点击相应的按钮控件,系统就进入快速升温、恒温、快速降温、恒温等PCR 循环过程,直至所有的循环结束,同时在每一循环的低温段恒温结束前系统进行样品的荧光信号实时采集,主计算机根据采集到的信号形成实时图形,并进行数据处理和图形分析,得到目标DNA 片段的含量和其它检测报告信息等。
2 　系统的硬件设计
系统的硬件主要由温度信号采集处理部分、荧光信号采集处理部分、单片微机控制系统部分、驱动电路部分以及计算机系统等组成。其硬件结构框图如图1 所示。

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