PCR微流控芯片的构成及其优势

微流控芯片早期是从MEMS技术发展而来的，是作为1990年提出的μTAS主要发展方向，在20世纪90年代中期迅速崛起的。它主要是在分析化学的学科领域发展起来的。微流控芯片的目标是把整个化验室的功能，包括采样、稀释、加试剂、反应、分离和检测等集成在可多次使用的微芯片上。

微流控芯片在装置上的主要特征是其容纳流体的有效结构（包括通道、反应室和其他某些功能部件）至少在一个维度上为微米级尺度。与宏观尺度的试验装置相比，微流控芯片的微米级结构显著增大了流体的面积/体积比例。这一变化在微流控系统中导致一系列与物体表面有关的，决定其特殊性能的特有效应，其中影响的分析性能主要包括：①层流效应；②表面张力及毛细效应；③快速热传导效应；④扩散效应。

微流控芯片可成为微阵列芯片的进样与试样前处理系统，而微阵列芯片可成为微流控系统的专用传感器。

1）PCR微流控芯片系统的构成

PCR微流控芯片系统的总体结构主要由进样单元，PCR反应单元、温控单元和检测单元组成，如图1所示：

2）PCR微流控芯片的优势

微型化的芯片PCR不仅节约空间和试剂，其优点还表现在：

（1）加热和冷却系统体积小，热容量小，可达到较高的（15-40℃/S）的加热和冷却速率（而常规PCR热循环仪的速率仅为2-10℃/S）。

（2）由于尺寸的缩小使得比表面积增大，增加了热传导效率，大大缩短了PCR反应时间。

（3）易于集成化。不仅可以通过薄模沉积和微加工技术在芯片底部将控温单元的各部件集成为薄膜电阻，紧贴于液体样品，进行热传递，还可将PCR扩增系统与其他操作系统集于一体，实现整个实验室的微型化、自动化，提高分析速度。