| 摘要 | 第1-17页 |
| ABSTRACT | 第17-22页 |
| 1 课题背景、研究目标及研究内容 | 第22-32页 |
| ·聚合酶链式反应及其通用设备 | 第22-25页 |
| ·聚合酶链式反应 | 第22-24页 |
| ·聚合酶链式反应的通用设备 | 第24-25页 |
| ·聚合酶链式反应的新兴平台——PCR芯片 | 第25-28页 |
| ·PCR芯片的背景技术——MEMS简介 | 第25-26页 |
| ·微反应槽PCR芯片 | 第26-27页 |
| ·连续流动式PCR扩增芯片 | 第27-28页 |
| ·微反应槽PCR芯片与连续流动式PCR芯片的对比 | 第28页 |
| ·课题的突破口和研究目标、内容、意义 | 第28-32页 |
| ·课题的突破口 | 第28-30页 |
| ·研究目标 | 第30页 |
| ·研究内容 | 第30-31页 |
| ·研究意义 | 第31-32页 |
| 2 无传感器微反应槽PCR芯片研究 | 第32-48页 |
| ·无传感器硅基微反应槽PCR芯片研究 | 第32-41页 |
| ·选用硅材料的依据 | 第32-33页 |
| ·加热、冷却方式选择 | 第33-34页 |
| ·芯片设计 | 第34-37页 |
| ·芯片的温度均匀性 | 第37-39页 |
| ·硅材料对PCR反应的抑制作用及芯片的内表面处理 | 第39-41页 |
| ·无传感器高分子聚合物微反应槽PCR芯片研究 | 第41-44页 |
| ·采用高分子聚合物是降低PCR芯片成本的有效手段 | 第41-42页 |
| ·聚合物材料选择及其表面钝化技术 | 第42-43页 |
| ·芯片设计 | 第43-44页 |
| ·微反应槽PCR芯片的系列化设计研究 | 第44-48页 |
| ·问题的提出 | 第44-45页 |
| ·产品系列化设计的常用级数 | 第45-46页 |
| ·微反应槽PCR芯片的系列化设计 | 第46-48页 |
| 3 无传感器微反应槽PCR芯片阵列控制方案研究 | 第48-80页 |
| ·无传感器微反应槽PCR芯片阵列控制方案 | 第48-50页 |
| ·控制目标 | 第48-49页 |
| ·控制方案 | 第49-50页 |
| ·无传感器PCR芯片传热过程分析与仿真 | 第50-70页 |
| ·问题的提出 | 第50-51页 |
| ·对芯片进行传热过程分析所作的基本假设 | 第51页 |
| ·芯片的稳态传热分析 | 第51-53页 |
| ·芯片非稳态传热分析方法研究 | 第53-57页 |
| ·基于热电模拟的聚合物PCR芯片非稳态传热分析与仿真 | 第57-64页 |
| ·基于热电模拟的硅基PCR芯片非稳态传热分析与仿真 | 第64-69页 |
| ·仿真结论 | 第69-70页 |
| ·控制系统基本硬件 | 第70-80页 |
| ·基于柔性PCB板的微加热器及传感器阵列设计 | 第70-71页 |
| ·基于工控机的PCR芯片阵列控制系统硬件配置 | 第71-72页 |
| ·专用换热器研制 | 第72-77页 |
| ·微反应槽PCR芯片试验器件的稳健开发 | 第77-80页 |
| ·稳健性技术开发设计 | 第77-78页 |
| ·芯片试验器件设计、制作 | 第78-80页 |
| 4 检测问题研究 | 第80-126页 |
| ·样板芯片内部液体温度检测 | 第80-113页 |
| ·难点分析 | 第80-81页 |
| ·检测方案选择 | 第81-84页 |
| ·薄膜热电阻传感器 | 第81-82页 |
| ·热敏电阻传感器 | 第82页 |
| ·PN结温度传感器 | 第82页 |
| ·石英谐振温度传感器 | 第82-83页 |
| ·SAW声表面波传感器 | 第83-84页 |
| ·热电偶传感器 | 第84页 |
| ·专用传感器设计与制作 | 第84-85页 |
| ·传感器设计 | 第84-85页 |
| ·传感器制作 | 第85页 |
| ·专用传感器的信号调理 | 第85-86页 |
| ·传感器对样板芯片内部温度场的负荷效应及其补偿 | 第86-95页 |
| ·问题的提出 | 第86-88页 |
| ·获取传感器负荷效应的"二减一"法 | 第88-90页 |
| ·负荷效应相同前提下系统误差规律的提取 | 第90-92页 |
| ·传感器对样板芯片负荷效应的获得 | 第92-95页 |
| ·传感器动态特性及动态误差补偿研究 | 第95-109页 |
| ·问题的引出 | 第95-96页 |
| ·采用机理建模方法确定传感器模型结构 | 第96-97页 |
| ·采用阶跃响应方法确定传感器模型参数 | 第97-98页 |
| ·传感器的动态重复性研究与评定 | 第98-102页 |
| ·传感器动态测量误差的智能补偿 | 第102-109页 |
| ·样板芯片内部液体温度测量误差分析与综合 | 第109-113页 |
| ·热电偶分度误差 | 第109-110页 |
| ·热电偶热电特性不稳定性所造成的误差 | 第110-111页 |
| ·冷端温度补偿误差 | 第111-112页 |
| ·热电偶两电极丝之间绝缘不良所造成的误差 | 第112页 |
| ·样板芯片内部液体温度测量误差综合 | 第112-113页 |
| ·非样板芯片反应液温度间接测量的不确定性评定 | 第113-120页 |
| ·测量不确定度评定概述 | 第113-115页 |
| ·不确定度的概念 | 第113-114页 |
| ·不确定度的评定方法 | 第114-115页 |
| ·非样板芯片反应液温度测量不确定度评定 | 第115-120页 |
| ·基本思路 | 第115-116页 |
| ·原始温度循环曲线提取 | 第116页 |
| ·非样板芯片与样板芯片之间的温差 | 第116-117页 |
| ·非样板芯片与样板芯片之间温差的概率分布函数 | 第117-119页 |
| ·非样板芯片反应液温度测量标准不确定度评定 | 第119-120页 |
| ·芯片上表面温度检测 | 第120-126页 |
| ·方案选择及传感原理 | 第120-122页 |
| ·使用标准化电路调理非标准化铜电阻传感器的研究 | 第122-123页 |
| ·非标准化铜电阻温度传感器的标定与补偿 | 第123-126页 |
| 5 控制策略研究 | 第126-139页 |
| ·问题的引出 | 第126-127页 |
| ·PCB板各加热器阻值分散性的校正 | 第127-128页 |
| ·各控制回路设定信号的自动生成 | 第128-130页 |
| ·芯片的高阶动态模型、模型降阶和芯片温度的串级控制 | 第130-136页 |
| ·PCR芯片阵列接触热阻的统计过程控制 | 第136-139页 |
| 6 温区划分与样板芯片优选研究 | 第139-147页 |
| ·温区划分 | 第139-141页 |
| ·基本思路 | 第139页 |
| ·借助系统自身配置进行温区划分 | 第139-141页 |
| ·样板芯片优选 | 第141-147页 |
| ·问题的提出 | 第141-142页 |
| ·应用多目标系统模糊优选理论确定各温区样板芯片 | 第142-147页 |
| 7 评价指标体系研究与系统性能评价 | 第147-154页 |
| ·问题的提出 | 第147-148页 |
| ·无传感器PCR芯片阵列控制系统评价指标体系研究 | 第148-151页 |
| ·评价结果 | 第151-154页 |
| 8 总结 | 第154-158页 |
| 附录一:科技查新报告 | 第158-167页 |
| 附录二:发明专利申请公开说明书(首页) | 第167-168页 |
| 附录三:自制实验平台及试验器件 | 第168-171页 |
| 附录四:部分温度循环实测数据 | 第171-175页 |
| 参考文献 | 第175-181页 |
| 致谢 | 第181-182页 |
| 攻读博士学位期间申请专利及发表或录用的论文 | 第182-183页 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 | 第183-184页 |
| 英文论文 | 第184-206页 |
