作者：吴少军等 ：第二炮兵工程学院301教研室 吴少军 刘光斌
第四军医大学基因诊断技术应用研究所 崔大祥
[摘 要] 介绍了PCR技术的发展过程，详细阐述了智能PCR基因扩增仪的研制目标、设计电路、性能特点，该机由8097BH单片机构成，操作简单，性能可靠，已有许多实际应用。
[关键词] PCR 基因扩增仪 医疗仪器 单片机
1 引言
基因扩增即PCR（Polymerase Chain Reaction）技术于1985年问世并在1993年获诺贝尔化学奖，它是一种模拟天然DNA复制过程、在体外快速特异地扩增DNA片断的一项高新生物技术。PCR技术具有特异、灵敏、快速、经济等特点，被认为是二十世纪末分子生物学领域重大技术突破之一，它的出现为DNA检测技术带来一场巨大的革命，开辟了基因诊断临床应用的新纪元。
基因扩增仪就是用于对遗传基因——DNA分子链进行分析的仪器，可广泛应用于生物技术、医学、遗传学、人类学、考古学和环境保护等领域。例如对人类疑难病症特别是癌症、遗传性疾病和传染性疾病等病原体的早期诊断及肿瘤发病机理的研究和临床应用，对农作物、水产、家畜等品种的改良，最重要的途径之一就是掌握动植物发育、生长的内在决定物质——遗传基因，即需要用PCR技术研究分析动植物体内的DNA分子链。基因扩增仪是这些研究、实验及应用中最重要的仪器，因此国内外都在这方面开展了广泛的研究。
2 总体性能简介
我们在综合、比较了国外多种扩增仪性能优缺点及结合临床应用的基础上研制生产了一种高档型基因扩增仪，扩增仪由8097BH单片机控制，采用先进的Fuzzy-PID控温方案，保证了热反应室温度的准确性以及变温的快速性，除具一般扩增仪具有的特点外，它还具有盖加热装置、程序连接、RS232/PC接口、低温贮存、掉电保护、仪器自检等功能与特点，样品温度均一，结果重复性好，操作简便易学，多项功能（如盖加热装置与程序连接等）属国内首创，性能达到国外同类机型先进水平，是一款真正的临检型PCR扩增仪。其主要技术参数与性能特点如下：
(一)反应室
1. 扩增试管数：30个0.5亳升反应管
2. 全程温度范围：（4～100）℃
3. 温度显示精度：0.1℃
4. 温度控制精度：± 0.5℃
5. 平均升/降温速率：≥1℃/秒
6. 温度均匀性：≤±1.0℃
（二）软件系统
1. 温度循环阶数：1～9阶任意选择
2. 温度循环次数：1～99次任意选择
3. 程序库大小：可存贮180个用户程序
4. 串联程序个数：1～5个
5. PCR2软件：RS232通讯，可在PC机上进行显示、打印、分析等
（三）外观
1. 主机：采用16位单片机控制，温度采集精度10位
2. 键盘：15个轻触键盘，包括10个数字键及5个功能键
3. 体积：300×400×180 mm
4. 重量：8.0 KG
3 电路设计
3.1总体电路
（5）在PC机中操作PCR2软件可选择不同的扩增程序号,查看其相应的设置参数和曲线分析图,并可在PC机上对扩增程序进行显示、分析或打印存档等。
4 结束语
本扩增仪已通过陕西省质量技术认证并获准产入市，目前已应用到多家医院及研究所。
参考文献
1 吴少军等，WK系列PCR基因扩增仪研制报告，1999
Development of the intelligent PCR thermal cycler
Group 301, The Second Artillery Engineering Institute Wu Shaojun Liu Guangbin
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Cui Daxiang
【Abstract】 Induces the developing cources of the PCR technology, expatiates on the develop goal,design circuit and characters of the PCR thermal cycler. the instrument composed of 8097BH MCU,used easily and behaving reliably,and having applied in many fields.
【Keywords】 PCR gene thermal cycler medical instrument MCU
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