一种硅基集成PCR微芯片的传热数值分析

功能材料与器件学报 , 2005, 11(4): 471-475. doi: 10.3969/j.issn.1007-4252.2005.04.016

一种硅基集成PCR微芯片的传热数值分析

陈飞 ^1, , 邹志清 ^2, , 周洪波 ^3, , 金庆辉 ^4, , 赵建龙 ^5,

1.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,生物芯片实验室,上海,200050;中国科学院研究生院,北京,100039

2.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,生物芯片实验室,上海,200050

3.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,生物芯片实验室,上海,200050

4.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,生物芯片实验室,上海,200050

5.中国科学院上海微系统与信息技术研究所,生物芯片实验室,上海,200050;生物芯片上海国家工程研究中心,上海,201203

基金项目: 国家科技攻关项目(2002AA2Z2021)

关键词： PCR微芯片 , 传热 , 数值模拟

Numerical simulation of heat transfer for an integrated PCR microchip

设计和制作了一种基于MEMS技术的硅基集成PCR(聚合酶链式反应)微芯片,采用有限容积法,边界条件考虑自然对流换热和辐射换热,对PCR微芯片的传热过程进行了数值模拟.主要分析了样品的升、降温速度和样品内部的温度均一性.分析结果表明芯片具有较高的升、降温速度,而且样品内部的温度均一性也满足PCR反应的要求.芯片在温度控制系统下进行了热循环反应,实现了GUS基因的扩增,获得了良好的实验结果.

参考文献

[1]	El-Ali J.;Perch-Nielsen IR.;Poulsen CR.;Bang DD.;Telleman P.;Wolff A. .Simulation and experimental validation of a SU-8 based PCR thermocycler chip with integrated heaters and temperature sensor[J].Sensors and Actuators, A. Physical,2004(1/3):3-10.
[2]	Alex I.K. Lao;Thomas M.H. Lee;I-Ming Hsing .Precise temperature control of microfluidic chamber for gas and liquid phase reactions[J].Sensors and Actuators, A. Physical,2000(1/2):11-17.
[3]	Hanreich G;Nicolics J.Measuring the natural convective heat transfer coefficient at the surface of electronic components[A].Budapest, Hungary,2001:1045-1050.

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Numerical simulation of heat transfer for an integrated PCR microchip

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