[发明专利]用于聚合酶链式反应的芯片、实时检测装置和系统

权利要求书

1.一种PCR芯片，包括调温基底和依次层叠在调温基底上的电化学基板、反应池板、进出液孔板、注射接头板和热盖，以及对电化学基板与其上各部件的相对位置进行固定的限位器，其中：热盖对芯片的顶层加热；热盖下的注射接头板上设有多个试剂注射接头；与试剂注射接头的位置相对应，在进出液孔板上开有试剂的进液孔和出液孔；每组进液孔和出液孔对应一个设于反应池板上的反应池；电化学基板具有反应面和电路连接点，反应面朝上，并设置有与反应池对应的PCR反应区域；调温基底对电化学基板的温度进行调节控制；限位器上设置与外部电气连接的引出接口。

2.如权利要求1所述的PCR芯片，其特征在于，所述热盖设有加热板和温度传感器；所述调温基底包括升降温板和温度传感器。

3.如权利要求2所述的PCR芯片，其特征在于，所述热盖的加热板为加热薄膜或帕尔贴。

4.如权利要求2所述的PCR芯片，其特征在于，所述调温基底基于帕尔贴原理集成在芯片底部。

5.如权利要求1所述的PCR芯片，其特征在于，所述热盖和调温基底通过PID温度调节控制温度。

6.一种PCR芯片实时检测装置，包括：恒压源模块、温控模块、微流控模块、信号采集模块和MCU，其中恒压源模块为PCR芯片提供恒电位；温控模块调节控制PCR芯片的反应温度；微流控模块通过导管连接PCR芯片，实现PCR反应样品溶液的加载、抽取和混合；信号采集模块采集PCR反应样品的电信号，并传递给MCU；恒压源模块、温控模块、微流控模块、信号采集模块分别连接MCU，由MCU对各模块进行实时控制。

7.如权利要求6所述的PCR芯片实时检测装置，其特征在于，所述恒压源模块包括DA波形发生电路、增益偏置电路、阻抗匹配电路和功率放大电路，MCU给出指定命令控制DA波形发生电路产生指定的电压波形，并将电压波形传给增益偏置电路，实现电位的增益调节和偏置调节；接着经过阻抗匹配电路实现电压的阻抗匹配，再由功率放大电路实现电压的功率放大；功率放大电路连接PCR芯片，为PCR芯片提供恒电位。

8.如权利要求6所述的PCR芯片实时检测装置，其特征在于，所述信号采集模块包括I-V转化电路、仪表放大电路、阻抗匹配电路和AD采集电路，PCR芯片的电信号传递给I-V转化电路，将电流信号转变为电压信号，再传递给仪表放大电路，实现信号的放大；接着进入阻抗匹配电路，实现输出信号的阻抗匹配；阻抗匹配电路与AD采集电路连接，完成信号的采集处理；由信号采集电路将信号传输给MCU。

9.一种进行PCR反应和实时电化学检测的系统，包括权利要求1～5任一所述的PCR芯片、权利要求6～8任一所述的PCR芯片实时检测装置和上位机，PCR芯片实时检测装置与PCR芯片连接，所述PCR芯片实时检测装置通过MCU对各个模块的控制实现对PCR芯片的电压控制、温度控制、微流控制和信号采集，其中：恒压源模块连接PCR芯片的电化学基板；温控模块连接PCR芯片的调温基底和热盖；微流控模块通过导管与PCR芯片中的试剂注射接头对接；信号采集模块连接电化学基板；MCU连接上位机，由上位机对整个装置进行控制操作，并实现数据的显示和存储。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述信号采集模块、恒压源模块、MCU和PCR芯片设置在电路屏蔽区中，MCU通过隔离电路连接上位机。